輸電線路桿塔設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院輸電線路35KV電桿設(shè)計說明書學(xué)期: 專業(yè)：輸 電 線 路 工 程課程名稱：輸電桿塔及基礎(chǔ)設(shè)計班級學(xué)號： 姓名： 指導(dǎo)老師： 文 中 輸電線路桿塔設(shè)計課程設(shè)計一、設(shè)計題目：35KV門型直線電桿設(shè)計（自立式帶叉梁）二、設(shè)計參數(shù)：電壓等級：35kV避雷線型號：GJ一35電桿錐度：1/75電桿根部埋深：3m頂 徑：270mm氣象條件：級絕緣子：7片×一4.5地質(zhì)條件：粘土，s=16 kN/m3，=20°，=30°， 設(shè)計參數(shù)如下：參數(shù)姓名導(dǎo)線型號水平檔距（m）垂直檔距（m）避雷線支持力TmaxTminLGJ-150/45

2、24037044004300三、設(shè)計成果要求:1設(shè)計說明書一份（1.5萬字,含設(shè)計說明書插圖）2圖紙若干（1）電桿尺寸布置圖（2）電氣間隙效驗圖（2）正常運行情況下的抵抗彎矩圖（3）事故時的彎矩圖目 錄一、整理設(shè)計用相關(guān)數(shù)據(jù).11 任務(wù)書參數(shù).12 氣象條件列表.13 導(dǎo)線LGJ-150/35相關(guān)參數(shù)表.14 導(dǎo)線比載計算.15 地線相關(guān)參數(shù).36 地線比載計算.37 絕緣子串和金選擇.38 地質(zhì)條件.49 桿塔結(jié)構(gòu)及材料.4二、電桿外形尺寸的確定.41 桿的呼稱高度.42 導(dǎo)線水平距離.53 間隙圓校驗.54 地線支架高度確定.65 桿塔總高度.7三、 桿塔荷載計算.7 1 標(biāo)準(zhǔn)荷載.7 2

3、 設(shè)計荷載.9四、電桿桿柱的強度驗算及配筋計算.111 配筋計算.112 主桿彎矩計算.113 事故情況下的彎矩計算.124 裂縫計算.135 單吊點起吊受力計算.13五、基礎(chǔ)設(shè)計.14 1 土壤特性.14 2 抗壓承載力計算15 3 底盤強度計算15八、參考文獻.16九、附圖附圖1尺寸布置圖.17附圖2間隙圓校驗圖.18附圖3正常運行最大風(fēng)情況下的抵抗彎矩圖.19附圖4事故時彎矩圖.20一、 整理設(shè)計用相關(guān)數(shù)據(jù)1、任務(wù)書所給參數(shù)： 表 1導(dǎo)線型號水平檔距垂直檔距地線支持力Tmax TminLGJ150/30240360440043002、 氣象條件列表：表 2氣象條件氣 溫（）風(fēng) 速（m/s

4、）覆 冰（mm）最高溫+4000最低溫-2000覆冰-5105最大風(fēng)-5250安裝-10100外過電壓+15100內(nèi)過電壓、年均溫+101503、 根據(jù)任務(wù)書提供導(dǎo)線LGJ-150/35的參數(shù)，（參考書二）整理后列下表： 表 3 1截面積A(mm2)導(dǎo)線直徑d(mm)彈性系數(shù)E(MPa)溫度膨脹系數(shù)(1/°C)計算拉斷力(N)計算質(zhì)量(Kg/km)抗拉強度MPa安全系數(shù) K許用應(yīng)力Mpa年均應(yīng)力上限 MPa181.6217.508000017.8×10-665020676.2340.102.5136.0485.034、 計算導(dǎo)線的比載: （1）導(dǎo)線的自重比載： （2）冰重比

5、載： （3）垂直總比載： （4） 無冰風(fēng)壓比載：假設(shè)風(fēng)向垂直于線路方向可以得出下式：1） 外過電壓，安裝有風(fēng)：v=10m/s, =1.0,=1.1 2） 內(nèi)過電壓 v=15m/s, =0.75,=1.1 3) 最大風(fēng)速 v=25m/s,設(shè)計強度時，=0.85,=1.1 4）最大風(fēng)速 v=25m/s,計算風(fēng)偏時，=0.61,=1.1 （5）覆冰風(fēng)壓比載計算： v=10m/s,計算強度和強度時，=1.0,=1.2 （6）無冰綜合比載1) 外過電壓，安裝有風(fēng)： 2) 內(nèi)過電壓 ： 3) 最大風(fēng)速計算強度時：4）最大風(fēng)速計算風(fēng)偏時：（7）覆冰綜合比載： 將有用比載計算結(jié)果列表： 表 4 - 2 單位：

6、=0.75,=1.1=1.0,=1.236.51217.17553.68735.19211.35650.71154.8755、計算比值，將計算的結(jié)果列入下表：由于最大風(fēng)速和覆冰有風(fēng)比載和氣溫都相同，故比載小的不起控制作用。表 5 - 1氣象條件覆冰有風(fēng)最低溫年均溫許用用力 (Mpa)136.04136.0485.03比載()54.87536.51236.512溫度5-2010/0（）0.4030.2680.429排序bac計算臨界檔距： =265.97 m =虛數(shù)：=虛數(shù) 臨界檔距列表如下 表 5 2氣象條件最低氣溫覆冰有風(fēng)年平均溫臨界檔距=265.97=虛數(shù)=虛數(shù)-因此，檔距在0265.97

7、m時控制氣象條件是最低溫，在265.97m時控制條件是年均氣溫。5、地線GJ-35相關(guān)參數(shù)列于下表： 表 5 1截面積A(mm2)地線直徑d(mm)彈性系數(shù)E(MPa)溫度膨脹系數(shù)(1/°C)計算拉斷力(N)計算質(zhì)量(Kg/km)抗拉強度Mpa安全系數(shù)K許用應(yīng)力Mpa年均應(yīng)力上限MPa37.15 7.811.5×10-643424 295.01168.9 3.0389.63233.86、 地線比載計算：地線的比載計算同導(dǎo)線比載計算，計算值列于下表：表 6 單位： 外過電壓內(nèi)過電壓設(shè)計強度計算風(fēng)偏外過電壓內(nèi)過電壓設(shè)計強度計算風(fēng)偏77.87247.768125.64014.43

8、524.35976.68455.03235.93579.17981.593109.29195.355130.6787、絕緣子串及金具選?。?表 7 1 導(dǎo)線絕緣子和金具件號名稱質(zhì)量(kg)數(shù)量型號絕緣子組裝圖 1掛板0.561Z-72球頭掛環(huán)0.271QP-73絕緣子5.07X-4.54碗頭掛板0.821W-7A5懸垂線夾2.01CGU-36鋁包帶0.0331×10絕緣子串長度1304mm絕緣子串重量38.68kg適用導(dǎo)線LGJ-150/35（2）地線絕緣子串及金具選擇： 表 7 2件號名稱質(zhì)量(kg)數(shù)量型號(長度mm)金具圖形1掛板0.561Z-7(60)2球頭掛環(huán)0.271QP

9、-7(50)3絕緣子3.31XDP1-7(182)4懸垂線夾5.71CGU-2(70)絕緣子串長度362mm絕緣子串重量9.83kg適用避雷線GJ-358、地質(zhì)條件： 表 8土的狀態(tài)s(kN/m3)(°)(°)m(kN/m3)粘性土軟塑162030489、桿塔結(jié)構(gòu)及材料材 料：普通直立鋼筋混凝土門型電桿（帶叉梁）電壓等級：110kv電桿錐度：1/75根部埋深：3m頂 徑：270mm二、 電桿外形尺寸的確定1、桿塔呼稱高度：（參考書）公式（31） 施工裕度的確定：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書提供的水平檔距，查表（37）為了更加安全取0.7m 為導(dǎo)線到地面及被跨越物的安全距離：假定此桿塔安裝

10、處取居民區(qū)，根據(jù)（參考書）7.0m 絕緣子串的長度：根據(jù)所選擇的絕緣子型號及金具確定為1.304m。 的確定:根據(jù)任務(wù)書給的檔距，控制氣象條件為年均氣溫。采用狀態(tài)方程式，用計算機軟件算出最高溫條件和最后覆冰條件下的弧垂，經(jīng)過比較，最大弧垂發(fā)生在最高氣溫條件下。經(jīng)計算，得到最高溫氣象條件L=260m下最大弧垂=4.589m。 則桿塔的呼稱高度H=1.304+4.589+7+0.7=13.595m2、導(dǎo)線水平線間距離確定：根據(jù)參考書目一公式333、間隙圓校驗：（1）規(guī)程規(guī)定最小間隙：工頻電壓時為0.25m，操作過電壓時為0.7m，雷電過電壓時為1.0m，考慮帶電作業(yè)時需增加0.5m。 （2）絕緣子

11、串基本風(fēng)壓： 1）正常運行最大風(fēng)時： 2）內(nèi)過電壓時： 3）外過電壓時： （3）絕緣子串所受風(fēng)壓： （4）導(dǎo)線風(fēng)荷載計算（5）導(dǎo)線自重比載計算 （6）絕緣子串風(fēng)偏角，即計算，即（7）桿塔橫擔(dān)長度的確定： （參考書目一）公式312 ： 其中R為最小空氣間隙，為絕緣子串長， 為風(fēng)偏角，b為桿塔上腳釘外露部分加桿徑一半的長度。根據(jù)規(guī)程，R取1.00m，=1.304m，取最大風(fēng)偏值23.97º，b偏于安全考慮，取0.3m。計算得到 ：=2×（1.00+1.304×+0.3）=3.660m由于三相導(dǎo)線呈水平排列：則橫擔(dān)長度： D=2×=2×3.660=7

12、.320m 考慮到桿塔半徑影響，取橫擔(dān)長度為8.00m （8）根據(jù)CAD作圖進行間隙圓校驗，起控制作用的是帶電作業(yè)情況，導(dǎo)線與桿塔間隙滿足帶電作業(yè)要求。4、地線支架高度的確定 （1）防雷保護角：根據(jù)規(guī)程規(guī)定，可取防雷保護角=25º。根據(jù)下圖，取a=0.3m，b根據(jù)橫 擔(dān)結(jié)構(gòu)，取b=2.0m（參考書一公式3-8 ）（2）計算地線支架高度：（參考書目一公式3-7）H1=H2-1+2=3823.65-1304+362=2881.65mm取整后，地線支架高度取3.0m，此時防雷保護角減小，有利于防雷。（3）地線之間水平距離校驗：（參考書目一公式3-9）D=4000+2×300=46

13、00mm5×3823.65=19118.25mm，符合要求。5、桿塔總高度確定： 桿塔總高H+H1+H2=13.595+3.0+3.0=19.595m根據(jù)桿塔的分段，可取桿塔總高度為21.0m（加入地下埋深），分段為9m+6m+6m。三、桿塔荷載計算(一)、桿塔標(biāo)準(zhǔn)荷載1、運行情況：最大設(shè)計風(fēng)速，無冰、未斷線。 （1）地線重力為： GB=（2）地線風(fēng)壓：（3）導(dǎo)線重力:（4）絕緣子串風(fēng)壓：=（5）導(dǎo)線風(fēng)壓： 2、運行情況：覆冰、相應(yīng)風(fēng)速，未斷線。 級氣象區(qū)，從規(guī)程中查得：V=10m/s,t=-5,b=5mm。（1） 設(shè)計冰厚為5mm ,覆冰系數(shù)取K=1.075,則地線重力為 （2）地

14、線風(fēng)壓為 （3）導(dǎo)線重力為 （4）絕緣子串風(fēng)荷載為（5）導(dǎo)線風(fēng)壓為 3、斷導(dǎo)線情況、：斷一根導(dǎo)線荷載組合情況為無冰無風(fēng)。（1）地線重力：（2）導(dǎo)線重力： 未斷導(dǎo)線相：斷導(dǎo)線相為： （3）斷線張力：LGJ-150/35型導(dǎo)線計算拉斷力為Tp=65020N 導(dǎo)線最大使用張力為 導(dǎo)線最大使用張力百分比為35%，則 地線支持力： Tmax = 4400N ，Tmin =4300N.4、斷地線情況：荷載組合情況為無冰、無風(fēng)、導(dǎo)線未斷。（1）導(dǎo)線重力：（2）地線重力：（3）斷線張力：GJ-35最小破斷拉力Tp=43424N 地線最大使用張力為 地線最大使用張力百分比值為20%，則 5、安裝情況：荷載組合情

15、況為有相應(yīng)風(fēng)速、無冰。 規(guī)程中查得：V=10m/s，t=-5，b=0（1）地線重力：地線風(fēng)壓為：（2）導(dǎo)線重力：導(dǎo)線風(fēng)壓： （二）桿塔設(shè)計荷載 1、運行情況：最大設(shè)計風(fēng)速，無冰、未斷線。 （1）地線重力為： （2）地線風(fēng)壓為：（3）導(dǎo)線重力:（4）導(dǎo)線風(fēng)壓： 2、運行情況：覆冰、相應(yīng)風(fēng)速，未斷線。 級氣象區(qū)，從規(guī)程中查得：V=10m/s,t=-5,b=5mm。（1） 設(shè)計冰厚為5mm ,覆冰系數(shù)取K=1.075,則地線重力為 （2）地線風(fēng)壓為 （3）導(dǎo)線重力為 （4）導(dǎo)線風(fēng)壓為 3、斷導(dǎo)線情況、：斷一根導(dǎo)線荷載組合情況為無冰無風(fēng)。（1）地線重力：（2）導(dǎo)線重力： 未斷導(dǎo)線相： 斷導(dǎo)線相為： （

16、3）斷線張力： 地線支持力： Tmax = 1.4×4400=6160N ，Tmin =1.4×4300=6020N.4、斷地線情況：荷載組合情況為無冰、無風(fēng)、導(dǎo)線未斷。（1）導(dǎo)線重力： （2）地線重力：（3）斷線張力（地線不平衡張力）： 5、安裝情況：荷載組合情況為有相應(yīng)風(fēng)速、無冰。 規(guī)程中查得：V=10m/s，t=-5，b=0（1）地線重力： 地線風(fēng)壓為：（2）導(dǎo)線重力： 導(dǎo)線風(fēng)壓：四、電桿桿柱的配筋計算及強度驗算1、配筋計算：初步選用配筋為，C30混泥土斷面外半徑：鋼筋的面積：2）設(shè)計處的剪切力V：剪力由混泥土承受，環(huán)形截面的螺旋筋僅按配置構(gòu)造。2、正常情況下的彎矩計

17、算： 設(shè)桿身厚度為50mm，則根據(jù)圖示尺寸計算：零點彎矩位置： 彎矩為零處桿徑為：2、主桿彎矩計算：（1）桿身風(fēng)壓計算高度變化系數(shù)取構(gòu)件體形系數(shù)桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)。 A點單位長度桿身風(fēng)壓為 B點單位長度桿身風(fēng)壓為C點單位長度桿身風(fēng)壓為 O點單位長度桿身風(fēng)壓為 （2） 各段風(fēng)壓合力作用點高度： （3）各段彎矩計算： 3、事故情況下彎矩計算：事故斷邊導(dǎo)線荷載已列于荷載設(shè)計值圖中。荷載系數(shù)為0.75，地線支持力Tmax = 1.4×4400=6160N ，Tmin =1.4×4300=6020N.則桿根彎矩為：橫擔(dān)處主桿彎矩： 正常大風(fēng)時彎矩圖 事故時彎矩圖 4、裂縫計算：5、單吊點起吊受力計算：取橫擔(dān)和絕緣子串總重為4000N，將錐形電桿自重按等徑電桿均布荷載，取電桿比重為1.5KN/m計算，電桿起吊組裝圖如下圖所示，B點為起吊點，C點為支稱點。起吊中兩桿受力相同，故可只計算一根桿受力。1求支座反力2計算各點的彎矩BC段產(chǎn)生的最大彎矩：從上面結(jié)果可以看出，吊裝桿塔時是安全的。 吊裝彎矩圖五、基礎(chǔ)設(shè)計1、土壤特性：s=16 kN/m3，=20°，=30°，承載力特征值。2、抗壓承載力計算 （1）桿塔傳給基礎(chǔ)的荷載為：下壓力：上拔力：故此電桿不會對基礎(chǔ)產(chǎn)生上拔力。（2）底盤壓應(yīng)力計算選取規(guī)格為0.8×0.