畢業(yè)設(shè)計220kV輸電線路工程設(shè)計

1、220kV雙分裂雙回路輸電線路設(shè)計學(xué) 生：陽文闖指導(dǎo)教師：孟遂民（三峽大學(xué)科技學(xué)院）摘要：本設(shè)計講述了某平丘區(qū)段架空輸電線路設(shè)計的全部內(nèi)容，主要設(shè)計步驟是按架空輸電線路設(shè)計書中的設(shè)計步驟，和現(xiàn)實中的設(shè)計步驟是不一樣的。本設(shè)計包括導(dǎo)線、地線的比載計算、臨界檔距、最大弧垂的判斷，力學(xué)特性的計算，金具的選取，定位排桿，代表檔距的計算，各種校驗，桿塔荷載的計算，接地裝置的設(shè)計以及基礎(chǔ)設(shè)計等。在本次設(shè)計中，重點是線路設(shè)計，桿塔定位和基礎(chǔ)設(shè)計。關(guān)鍵詞： 導(dǎo)線 避雷線 比載 應(yīng)力 弧垂 桿塔定位Abstract：In this text, it includes all the steps in of ov

2、erhead power transmission line design, which is Accordance withthe design of overhead power transmission line , but it is not the same with the reality .this article discussed the conductor and the ground wires coMParing load critical span .the maximum arc-perpendiculer judgement .mechanics property

3、s fixed position of shaft-tower. various checking .representative spans calculating. load ppplied on iron tower calculating. equipment used in the ground connection design. metal appliance choose .In this paper, it is the focal point of line design. iron tower design and fundament design ,at last ,i

4、t is simply introduced the iron tower erectings design and fundament design followed with fundament construction.Key words：conductor overhead ground wire coMParing load stress arc-perpendiculer fixed position of shaft-tower 前言電力作為一個國家的經(jīng)濟命脈不論是對于國家的各種經(jīng)濟建設(shè)還是對于普通老百姓的生活都起著至關(guān)重要的作用，而輸電線路則是電力不可缺少的一個組成部分。目前我

5、國大部分地區(qū)都面臨著缺電這一問題，國家正在加緊電網(wǎng)建設(shè)，許多地方新建和改建了一批輸電線路，輸電線路的規(guī)劃設(shè)計也就相當重要了，輸電線路工程設(shè)計是電力建設(shè)的重要組成部分，同時也對輸電線路正常運行起著決定性作用。本文針對一條具體的輸電線路220kV輸電線路進行了設(shè)計，其中包括比載、臨界檔距、應(yīng)力弧垂、安裝弧垂的計算，排定桿塔位置，進行各種桿塔定位校驗，進行防振設(shè)計，選擇接地裝置，完成絕緣子串的組裝圖、桿塔地基基礎(chǔ)設(shè)計等。1. 課題研究目的輸電線路工程設(shè)計是電力建設(shè)的重要組成部分，同時也對輸電線路正常運行起著決定性作用。本課題與輸電線路工程專業(yè)聯(lián)系比較緊密，通過這個輸電線路工程的設(shè)計能夠鞏固和加深對本

6、專業(yè)知識的理解，使我們的實際工程設(shè)計能力得到鍛煉，培養(yǎng)及提高獨立思考、分析和解決實際問題的能力。為今后更好的從事線路相關(guān)工作提供了理論依據(jù)和專業(yè)基礎(chǔ)，達到了培養(yǎng)工程實際運用能力的目的。1. 本課題的工作任務(wù)本課題是在給定某平丘區(qū)段220kV輸電線路工程設(shè)計的基本氣象條件，污穢等級和平斷面圖的情況下，完成導(dǎo)、地線應(yīng)力及弧垂計算，線路分段、桿塔定位和桿塔型式的確定，桿塔塔頭荷載計算，防振，接地設(shè)計計算，鐵塔的基礎(chǔ)設(shè)計，以及后期數(shù)據(jù)整理和一些桿塔定位圖，絕緣子串組裝圖，基礎(chǔ)施工圖等的繪制。2 設(shè)計參數(shù)及已知條件本線路是某平丘區(qū)段220kV雙分裂雙回路線路，導(dǎo)線采用2LGJ-300/40鋼芯鋁絞線，選

7、配地線采用鍍鋅鋼絞線GJ-50，線路經(jīng)過地區(qū)污穢等級為級。根據(jù)，本工程所處區(qū)域的泄漏比距要求不小于2.8cm/kV。設(shè)計氣象條件為典型氣象VI區(qū)，最大設(shè)計風(fēng)速為25m/s，覆冰厚度為10mm，最高氣溫為40，最低氣溫為-20。金具、絕緣子型號選擇及絕緣配合，導(dǎo)線換位，房屋拆遷，對弱電流線路的影響，均按220kV電壓等級考慮，今后升壓改造時，可根據(jù)當時情況進行處理；導(dǎo)線對地距離，交叉跨越以及防雷接地，均按相關(guān)規(guī)程確定。3 導(dǎo)線應(yīng)力弧垂計算及曲線繪制3.1導(dǎo)線應(yīng)力弧垂曲線的繪制步驟 應(yīng)力弧垂曲線的計算項目應(yīng)力弧垂曲線的計算項目見下表31。表31 應(yīng)力弧垂曲線的計算項目計算項目最大風(fēng)速最厚覆冰安裝有

8、風(fēng)最低氣溫最高氣溫外過有風(fēng)外過無風(fēng)內(nèi)過電壓年均氣溫應(yīng)力曲線導(dǎo)線地線弧垂曲線導(dǎo)線地線注 帶者為需要繪制的曲線，無者為不需要繪制的曲線應(yīng)力弧垂曲線的計算步驟（1）確定工程所采用的氣象條件；（2）依據(jù)選用的架空線規(guī)格，查取有關(guān)參數(shù)和機械物理性能；（3）計算各種氣象條件下的比載；（4）選定架空線各種氣象條件下的許用應(yīng)力（包括年均運行應(yīng)力的許用值）；（5）計算臨界檔距值，并判定有效臨界檔距和控制氣象條件；（6）判定最大弧垂出現(xiàn)的氣象條件；（7）以控制條件為已知狀態(tài)，利用狀態(tài)方程式計算不同檔距、各種氣象條件下架空線的應(yīng)力和弧垂值；（8）按一定比例繪制出應(yīng)力弧垂曲線。3.2導(dǎo)線應(yīng)力弧垂曲線計算整理計算用氣象

9、條件見表32表3-2 II象區(qū)計算氣象條件表 氣象項目最高氣溫最低氣溫最厚覆冰最大風(fēng)安裝有風(fēng)外過有風(fēng)外過無風(fēng)內(nèi)過電壓年均溫氣溫（）+40-20-5-5-10+15+15+10+10風(fēng)速（m/s）00252510100150冰厚（mm）0010000000導(dǎo)線2-LGJ300/40有關(guān)參數(shù)見表33表3-3 LGJ300/40導(dǎo)線參數(shù)表截面積(mm2)導(dǎo)線直徑(mm)彈 性系 數(shù)(MPa)溫度膨脹系數(shù)（1/）抗拉強度(MPa)安全系數(shù)計算拉斷力（N）許用應(yīng)力（MPa）年均運行應(yīng)力（MPa）單位長度質(zhì)量（Kg/km）338.9923.947300019.610-6258.442.809222092.

10、3064.611133上表中的抗拉強度用以下公式計算 (3-2-1)抗拉強度，即架空線的瞬時破壞應(yīng)力，MPa計算拉斷力，N截面積，安全系數(shù)：根據(jù)設(shè)計規(guī)程導(dǎo)線的安全系數(shù)K2.5。 取K=2.80許用應(yīng)力由以下公式計算 (3-2-2) 年均運行應(yīng)力：在采取防震措施的情況下，不應(yīng)超過的25%。因此平均應(yīng)力由以下公式計算 (3-2-3) 導(dǎo)線LGJ-300/40比載的計算各氣象條件下導(dǎo)線比載的計算值可由架空輸電線路設(shè)計中的公式求得：以下公式的符號如下： 比載，MPa/mb覆冰厚度,mm； v風(fēng)速,m/s； q架空線單位長度質(zhì)量，kg/km；g重力加速度，g=9.80665m/s ；風(fēng)速v時的理論風(fēng)壓，

11、Pa；sc風(fēng)載體型系數(shù)，線徑d17mm時sc=1.2,線徑d17mm時c=1.1；d架空線外徑；風(fēng)速不均勻系數(shù)，35KV的數(shù)值見表3-4表3-4 220kV線路用風(fēng)速不均勻系數(shù)設(shè)計風(fēng)速（m/s）10及其以下1525-30以下計算桿塔荷載1.001.000.85校驗桿塔電氣間隙1.000.750.61（1）自重比載 （2）冰重比載 （3）垂直總比載（4）無冰風(fēng)壓比載1）安裝有風(fēng)，外過有風(fēng)2）內(nèi)過電壓 計算風(fēng)偏時： 計算強度時：3）、最大風(fēng) 計算強度時： 計算風(fēng)偏時： （5）覆冰風(fēng)壓比載 （6）無冰綜合比載1）安裝有風(fēng)，外過有風(fēng) 2）內(nèi)過電壓 計算強度時： 計算風(fēng)偏時： 3）最大風(fēng)速計算強度時：計

12、算風(fēng)偏時：（7）覆冰綜合比載 由以上計算可列表格3-5表35 各類比載計算結(jié)果匯總表比載類別計算結(jié)果備 注自重比載（MPa/m）冰重比載（MPa/m）垂直總比載（MPa/m）無冰風(fēng)壓比載（MPa/m）安裝有風(fēng)，外過有風(fēng)sc=1.1f=1.00內(nèi)過電壓、（計算強度）內(nèi)過電壓（計算風(fēng)偏）sc=1.1f=1.00sc=1.1f=0.75最大風(fēng)（計算強度）最大風(fēng)（計算風(fēng)偏）sc=1.1f=0.85sc=1.1f=0.61覆冰風(fēng)壓比載（MPa/m）sc=1.2f=1.00無冰有風(fēng)時的綜合比載（MPa/m）安裝有風(fēng)、外過有風(fēng)sc=1.1f=1.00內(nèi)過電壓（計算強度）內(nèi)過電壓（計算風(fēng)偏）sc=1.1f=1

13、.00sc=1.1f=0.75最大風(fēng)（計算強度）最大風(fēng)（計算風(fēng)偏）sc=1.1f=0.85sc=1.1f=0.61覆冰綜合比載（MPa/m）sc=1.2f=1.00計算臨界檔距，判斷控制條件（1）可能控制條件的有關(guān)參數(shù)見表3-6現(xiàn)實中，某些氣象區(qū)最大風(fēng)速和最厚覆冰時的氣溫并不相同，不能只從比載的大小來確定二者哪個可能是控制條件。此外，架空線還具有足夠的耐震能力，這決定于年平均運行應(yīng)力的大小，該應(yīng)力是根據(jù)年平均氣溫計算的，因此年平均氣溫時架空線的應(yīng)力不能大于平均運行應(yīng)力規(guī)定的上限值。因此最低氣溫、最大風(fēng)速、最厚覆冰和年平均氣溫四種氣象條件都有可能成為控制條件，設(shè)計必須考慮。表3-6 可能的控制氣

14、象條件氣象條件項目最低氣溫最大風(fēng)速最厚覆冰年均氣溫溫度t（）-20-5-5+10比載(MPa/m)32.7810341.7110359.7510332.78103許用應(yīng)力（MPa）92.3092.3092.3064.61比值/（1/m）0.355141030.451891030.64731030.5073103/由小至大編號abdc（2）計算各臨界檔距臨界檔距由以下公式可求當12= 時， (3-2-4)當1=2= 時， (3-2-5)臨界檔距；架空線許用應(yīng)力；j狀態(tài)的溫度；j狀態(tài)的比載；E導(dǎo)線彈性系數(shù)；導(dǎo)線線性溫度膨脹系數(shù)。（3）判斷有效臨界檔距，確定控制條件 將各臨界檔距值填入有效臨界檔距判

15、別表3-7：表37有效臨界檔距判別表可能的控制條件a（最低氣溫）b（最大風(fēng)速）c（年均氣溫）d（最厚覆冰）臨界檔距（m）-根據(jù)列表法可知有效臨界檔距為=149.62m ， 由此可知當： 時最低氣溫為控制條件 時最厚覆冰為控制條件判定最大弧垂的氣象條件采用臨界溫度判定法：以覆冰無風(fēng)為第一狀態(tài)，臨界溫度為第二狀態(tài)，列出狀態(tài)方程式 (3-2-6)解上式得到臨界溫度的計算式為： (3-2-7)對于的求解：以架空線最低氣溫時的狀態(tài)為已知條件，求，其中-5，比載為檔距取則狀態(tài)方程式為帶入數(shù)據(jù)求得：則可見21.6440，故最大弧垂發(fā)生在最高氣溫氣象條件計算各氣象條件的應(yīng)力和弧垂架空輸電線路的應(yīng)力弧垂曲線，表

16、示了各種氣象條件下應(yīng)力（弧垂）與檔距之間的函數(shù)關(guān)系?，F(xiàn)將已知條件及參數(shù)列于表3-8，將待求條件及已知參數(shù)列于表3-9。導(dǎo)線LGJ-300/40參數(shù)， E=73000MPa, =19.61/表3-8 已知條件及參數(shù)已知條件最低氣溫最厚覆冰控制區(qū)間 參數(shù)0149.62m149.62mtm()-20-5bm(mm)010vm(m/s)010rm(103MPa/m)32.7859.75m(MPa)92.3092.30表3-9 待求條件及已知參數(shù) 待求條件參數(shù)最高氣溫最低氣溫年均氣溫外過有風(fēng)外過無風(fēng)內(nèi)過電壓安裝有風(fēng)最大風(fēng)速最厚覆冰t()+40-20+10+15+15+10-10-5-5b(mm)0000

17、000010v(m/s)00010015102510(103MPa/m)32.7832.7832.7833.1432.7833.7933.1441.7159.75應(yīng)力弧垂的計算公式為： (3-2-8)令 (3-2-9) (3-2-10)應(yīng)力公式可化簡為：用牛頓法解應(yīng)力方程求出。令 其導(dǎo)數(shù)為則牛頓迭代式為給出迭代初值，算出、，利用上式迭代求出，反復(fù)進行下去，直至為止。 計算過程： 第一步：以控制氣象條件為第一狀態(tài)，以待求條件的狀態(tài)為第二狀態(tài)。由狀態(tài)方程式及上面的公式求出A、B值。 第二步：由迭代方程，以給出的初值迭代出所求的應(yīng)力。 第三步：由上方法求出相應(yīng)檔距下的相應(yīng)的應(yīng)力迭代求出應(yīng)力進而求出應(yīng)

18、力。由得出相應(yīng)的弧垂。導(dǎo)線應(yīng)力和弧垂計算表見附表3-1（導(dǎo)線LGJ-300/40應(yīng)力弧垂曲線數(shù)據(jù)表）3.3 導(dǎo)線應(yīng)力弧垂曲線的繪制以檔距為橫坐標，應(yīng)力和弧垂作為縱坐標，以附表3-1的數(shù)據(jù)為依據(jù)，繪制應(yīng)力弧垂曲線見附圖3-1所示。3.4 導(dǎo)線安裝曲線的繪制為了確保架空線在運行中任何氣象條件下的應(yīng)力都不超過許用應(yīng)力，又保證對地面、水面和被跨越物的安全距離，架線時應(yīng)當根據(jù)不同的氣象控制不同的弧垂。這就需要先將各種施工氣溫（無冰無風(fēng)）下的弧垂繪制成相應(yīng)的曲線，以備施工時查用。安裝曲線以檔距為橫坐標,弧垂為縱坐標。一般從最高施工氣溫至最低施工氣溫每隔5（10）繪制一條弧垂曲線，為了使用方便，提高繪圖精度

19、，對不同的檔距，可用其應(yīng)力均繪制成百米檔距弧垂。即 (3-2-11)觀測檔距的弧垂可由下式進行換算應(yīng)力弧垂的計算公式為： 令為考慮導(dǎo)線初伸長后所降溫度。這里取應(yīng)力公式可化簡為：用牛頓法解應(yīng)力方程求出。令其導(dǎo)數(shù)為則牛頓迭代式為給出迭代初值，算出、，利用上式迭代求出，反復(fù)進行下去，直至為止。 計算過程： 第一步：以控制氣象條件為第一狀態(tài)，以待求條件的狀態(tài)為第二狀態(tài)。由狀態(tài)方程式及上面的公式求出A、B值。 第二步：由迭代方程，以給出的初值迭代出所求的應(yīng)力。 第三步：由上方法求出相應(yīng)檔距下的相應(yīng)的應(yīng)力迭代求出應(yīng)力進而求出應(yīng)力。由得出相應(yīng)的弧垂。導(dǎo)線在各個檔距和相應(yīng)控制條件下的安裝應(yīng)力和弧垂數(shù)據(jù)見附表3

20、-2（導(dǎo)線LGJ-300/40安裝應(yīng)力弧垂曲線數(shù)據(jù)表），按照表中數(shù)據(jù)繪制出安裝曲線見附圖3-2所示，安裝曲線以檔距為橫坐標，弧垂作為縱坐標，從最高施工氣溫到最低施工氣溫每隔5繪制一條弧垂曲線。4 地線應(yīng)力弧垂計算及曲線繪制4.1地線應(yīng)力弧垂曲線的繪制步驟 （1）確定工程所采用的氣象條件；（2）依據(jù)選用的架空線規(guī)格，查取有關(guān)參數(shù)和機械物理性能；（3）計算各種氣象條件下的比載；（4）選定架空線各種氣象條件下的許用應(yīng)力（包括年均運行應(yīng)力的許用值）；（5）計算臨界檔距值，并判定有效臨界檔距和控制氣象條件；（6）判定最大弧垂出現(xiàn)的氣象條件；（7）以控制條件為已知狀態(tài)，利用狀態(tài)方程式計算不同檔距、各種氣象

21、條件下架空線的應(yīng)力和弧垂值；（8）按一定比例繪制出應(yīng)力弧垂曲線。4.2地線應(yīng)力弧垂曲線計算整理計算用氣象條件見表41表4-1 計算氣象條件表 氣象項目最高氣溫最低氣溫最厚覆冰最大風(fēng)安裝有風(fēng)外過有風(fēng)外過無風(fēng)內(nèi)過電壓年均溫氣溫（）40-20-5-5-1015+151010風(fēng)速（m/s）00102510100150冰厚（mm）0010000000避雷線GJ-50有關(guān)參數(shù)見表42 表4-2 GJ50避雷線參數(shù)表避雷線直徑(mm)彈 性系 數(shù)(MPa)溫度膨脹系數(shù)（1/）抗拉強度(MPa)安全系數(shù)截面面積A（mm2）計算拉斷力（N）許用應(yīng)力（MPa）年均運行應(yīng)力單位長度質(zhì)量Kg/km918142311.

22、510-61163.34.049.4660564290.8290.8423.7避雷線GJ-50比載的計算（1）自重比載（2）冰重比載（3）垂直總比載（4）無冰風(fēng)壓比載1）安裝有風(fēng)、外過有風(fēng) 2）內(nèi)過電壓計算強度時： 計算風(fēng)偏時：3）最大風(fēng)速計算強度時：計算風(fēng)偏時：（5）覆冰風(fēng)壓比載（6）無冰綜合比載1）安裝有風(fēng)、外過有風(fēng)2）內(nèi)過電壓計算強度時： 計算風(fēng)偏時：3）最大風(fēng)速計算強度時： 計算風(fēng)偏時： （7）覆冰綜合比載 比載匯總?cè)缦卤?-3表4-3 各類比載計算結(jié)果匯總表比載類別計算結(jié)果備 注自重比載（MPa/m）冰重比載（MPa/m）垂直總比載（MPa/m）無冰風(fēng)壓比載（MPa/m）安裝有風(fēng)、外

23、過有風(fēng)sc=1.2f=1.00內(nèi)過電壓（計算強度）內(nèi)過電壓（計算風(fēng)偏）sc=1.2f=1.00sc=1.2f=0.75最大風(fēng)（計算強度）最大風(fēng)（計算風(fēng)偏）sc=1.2f=0.85sc=1.2f=0.61覆冰風(fēng)壓比載（MPa/m）sc=1.2f=1.00無冰有風(fēng)時的綜合比載（MPa/m）安裝有風(fēng)、外過有風(fēng)sc=1.2f=1.00內(nèi)過電壓（計算強度）內(nèi)過電壓（計算風(fēng)偏）sc=1.2f=1.00sc=1.2f=0.75最大風(fēng)（計算強度）最大風(fēng)（計算風(fēng)偏）sc=1.2f=085sc=1.2f=0.61覆冰綜合比載（MPa/m）sc=1.2f=1.00計算臨界檔距，判斷控制條件（1）可能控制條件的有關(guān)參

24、數(shù)見表4-4表4-4 可能的控制氣象條件氣象條件項目最低氣溫最大風(fēng)速最厚覆冰年均氣溫溫度t（）-20-5-5+10比載r(MPa/m)84.01103110.97103195.5410384.01103許用應(yīng)力（MPa）290.8290.8290.8290.8比值/(1/m)0.28891030.38161030.67241030.2889103/由小至大編號acdb臨界檔距由以下公式可求當12= 時，當1=2= 時，臨界檔距；架空線許用應(yīng)力；j狀態(tài)的溫度；j狀態(tài)的比載；E導(dǎo)線彈性系數(shù)；導(dǎo)線線性溫度膨脹系數(shù)。（3）判斷有效臨界檔距，確定控制條件 將各臨界檔距值填入有效臨界檔距判別表4-5：表4

25、5 有效臨界檔距判別表可能的控制條件a（最低氣溫）b（年均氣溫）c（最大風(fēng)速）d（最厚覆冰）臨界檔距（m）- 由表可判定出:最厚覆冰為控制條件判定最大弧垂的氣象條件采用臨界溫度判定法：以覆冰無風(fēng)為第一狀態(tài)，臨界溫度為第二狀態(tài)，列出狀態(tài)方程式 (4-1)解上式得到臨界溫度的計算式為： (4-2)對于的求解：以架空線最厚覆冰時的狀態(tài)為已知條件，求，其中-5，比載為檔距取則狀態(tài)方程式為帶入數(shù)據(jù)求得：則可見72.5340，故最大弧垂發(fā)生在覆冰無風(fēng)氣象條件計算各氣象條件的應(yīng)力和弧垂架空輸電線路的應(yīng)力弧垂曲線，表示了各種氣象條件下應(yīng)力（弧垂）與檔距之間的函數(shù)關(guān)系?，F(xiàn)將已知條件及參數(shù)列于表4-6，將待求條件

26、及已知參數(shù)列于表4-7。避雷線GJ-50數(shù)據(jù)， E=181423MPa/m，=11.51/表4-6 已知條件及參數(shù)已知條件最厚覆冰控制區(qū)間 參數(shù)0無窮tm()-5bm(mm)10vm(m/s)10rm(103MPa/m)195.54m(MPa)290.8表4-7 待求條件及已知參數(shù) 待求條件參數(shù)最高氣溫最低氣溫年均氣溫外過有風(fēng)外過無風(fēng)內(nèi)過電壓安裝有風(fēng)最大風(fēng)速t()+40-20+10+15+15+10-10-5b(mm)00000000v(m/s)000100151025 (103MPa/m)84.0184.0184.0185.1184.0187.1185.11110.97應(yīng)力弧垂的計算公式為：

27、 令應(yīng)力公式可化簡為：用牛頓法解應(yīng)力方程求出。令其導(dǎo)數(shù)為則牛頓迭代式為給出迭代初值，算出、，利用上式迭代求出，反復(fù)進行下去，直至為止。 計算過程： 第一步：以控制氣象條件為第一狀態(tài)，以待求條件的狀態(tài)為第二狀態(tài)。由狀態(tài)方程式及上面的公式求出A、B值。 第二步：由迭代方程，以給出的初值迭代出所求的應(yīng)力。 第三步：由上方法求出相應(yīng)檔距下的相應(yīng)的應(yīng)力迭代求出應(yīng)力進而求出應(yīng)力。由得出相應(yīng)的弧垂。避雷線應(yīng)力和弧垂計算結(jié)果見附表4-1（避雷線GJ-50應(yīng)力弧垂曲線數(shù)據(jù)表）4.3 地線應(yīng)力弧垂曲線的繪制以檔距為橫坐標，應(yīng)力和弧垂作為縱坐標，以附表4-1的數(shù)據(jù)為依據(jù)，繪制應(yīng)力弧垂曲線見附圖4-1所示。4.4 地

28、線安裝曲線的繪制為了確保架空線在運行中任何氣象條件下的應(yīng)力都不超過許用應(yīng)力，又保證對地面、水面和被跨越物的安全距離，架線時應(yīng)當根據(jù)不同的氣象控制不同的弧垂。這就需要先將各種施工氣溫（無冰無風(fēng)）下的弧垂繪制成相應(yīng)的曲線，以備施工時查用。安裝曲線以檔距為橫坐標,弧垂為縱坐標。一般從最高施工氣溫至最低施工氣溫每隔5（10）繪制一條弧垂曲線，為了使用方便，提高繪圖精度，對不同的檔距，可用其應(yīng)力均繪制成百米檔距弧垂。即觀測檔距的弧垂可由下式進行換算應(yīng)力弧垂的計算公式為： 令為考慮避雷線初伸長后所降溫度。這里取應(yīng)力公式可化簡為：用牛頓法解應(yīng)力方程求出。令其導(dǎo)數(shù)為則牛頓迭代式為給出迭代初值，算出、，利用上式

29、迭代求出，反復(fù)進行下去，直至為止。 計算過程： 第一步：以控制氣象條件為第一狀態(tài)，以待求條件的狀態(tài)為第二狀態(tài)。由狀態(tài)方程式及上面的公式求出A、B值。 第二步：由迭代方程，以給出的初值迭代出所求的應(yīng)力。 第三步：由上方法求出相應(yīng)檔距下的相應(yīng)的應(yīng)力迭代求出應(yīng)力進而求出應(yīng)力。由得出相應(yīng)的弧垂。避雷線在各個檔距和相應(yīng)控制條件下的安裝應(yīng)力和弧垂數(shù)據(jù)見附表4-2（避雷線GJX-35安裝應(yīng)力弧垂曲線數(shù)據(jù)表），按照表中數(shù)據(jù)繪制出安裝曲線見附圖4-2所示，安裝曲線以檔距為橫坐標，弧垂作為縱坐標，從最高施工氣溫到最低施工氣溫每隔5繪制一條弧垂曲線。5絕緣子及金具選擇5.1 絕緣子的型號和片數(shù)的初選本段線路所經(jīng)過地

30、區(qū)污穢等級為級，電壓等級220KV。查規(guī)程知級污穢區(qū)的爬電比距為,而本線路選用的XWP-70型絕緣子的爬電距離取h=40.0cm。 (5-1）式中 n每聯(lián)絕緣子的片數(shù)；Ue線路額定電壓，kV；a爬電比距，cm/kV。h單個絕緣子的爬電距離，cm。所以懸垂串每串14片，耐張串每串15片5.2絕緣子串聯(lián)數(shù)的確定導(dǎo)線懸掛在直線桿塔上，其懸垂絕緣子串聯(lián)數(shù)由以下兩個條件決定： 按斷單導(dǎo)線線荷載進行驗算： （5-2） 式中 n懸垂串絕緣子串的聯(lián)數(shù)； K絕緣子串安全系數(shù)； R懸式絕緣子機電破壞荷載，N；G作用于絕緣子串上的綜合荷載，N；導(dǎo)線覆冰時的綜合荷載，N； Gv絕緣子串重量，N；L直線檔距，m（由后面

31、排塔定位后計算可知）； 取K=2.7 , Tj=70000N,則有 按導(dǎo)線最大使用荷載條件進行驗算： 取K=1.8 （5-3）式中 斷線張力，N。由可知懸垂串采用單聯(lián)方式即可。耐張絕緣子串的聯(lián)數(shù)：取K=2.7 （5-4）式中 導(dǎo)線的最大使用張力，N。需要采用單串懸垂絕緣子和雙串耐張絕緣子才能滿足要求。5.3金具選擇明細表懸垂絕緣子串組裝零件和耐張絕緣子串組裝零件分別見表5-1和表5-2。地線懸垂金具串組裝零件和地線楔型耐張金具串組裝零件分別見表5-3和表5-4。組裝圖分別見圖5-1到圖5-4。使用螺栓型耐張線夾時跳線連接示意圖見圖5-5。表5-1 懸垂絕緣子串組裝零件表序號名稱每個重量（kg）

32、每組數(shù)量（個）型號1掛板1.081UB-102球頭掛環(huán)0.321QP-103懸式絕緣子6.0014XWP-704碗頭掛板1.21WS-105聯(lián)板4.431LJ-10406懸垂線夾5.42CGU-6B7預(yù)絞絲2.342FYH-300/40絕緣子長度 L(mm)2527絕緣子串重量 （Kg）84.05適用導(dǎo)線LGJ-300/40適用電壓220 kV 圖5-1 懸垂絕緣子串組裝圖表5-2 耐張絕緣子串組裝零件表序號名稱每個重量（kg）每組數(shù)量（個）型號1掛板0.563Z-72掛環(huán)0.491PH-103連板4.433L-10404 球頭掛環(huán)0.272QP-75絕緣子6.0215XWP-706碗頭掛板0

33、.972WS-77U型掛環(huán)0.548U-108延長環(huán)1.32YL-12439掛板0.852P-1010調(diào)整版2.72DB-1011耐張線夾2.662NY-300/40絕緣子長度 L(mm)2687絕緣子串重量 （Kg）89.55適用導(dǎo)線LGJ-300/40適用電壓220kv圖5-2 耐張絕緣子串組裝圖 表5-3 地線懸垂金具串組裝零件表序號名稱每個重量（kg）每組數(shù)量（個）型號1U型掛板0.751UB-72 直角環(huán)0.851ZH-73懸垂線夾1.81CGU-2圖5-3 地線懸垂金具串組裝圖表5-4 地線楔型耐張金具串組裝零件表序號名稱每個重量（kg）每組數(shù)量（個）型號1U型掛環(huán)0.541U-7

34、2掛環(huán)0.551ZH-73耐張線夾1.021NY-50G 圖5-4地線楔型耐張金具串組圖5.4導(dǎo)地線接續(xù)管選用LGJ-300/40 選用 JYD-300/40GJX-35 選用 JY-50G跨越公路、房子內(nèi)導(dǎo)地線不得接頭，導(dǎo)線訂貨時按耐張段長度合理安排，減少導(dǎo)線接頭。6 桿塔的定位6.1 塔型選擇 本段定位即在已經(jīng)選好的線路路徑上，測繪出平斷面圖并配置桿塔的位置。桿塔定位時要盡量少占耕地良田，避開水文、地質(zhì)條件不良的地段，需考慮施工的方便性。檔距配置時要最大限度地利用桿塔強度，相鄰檔檔距大小不宜相差太大，以免增加不平衡張力，另外應(yīng)盡量避免出現(xiàn)孤立檔。桿塔選用盡可能地選用最經(jīng)濟的桿塔型式和高度，

35、盡量避免特殊設(shè)計桿塔。同時線路屬平丘區(qū)，考慮到防雷要求，電壓等級，經(jīng)濟性，因此選用220kVSJ1鼓型耐張桿塔和220kVSZ1直線桿塔。根據(jù)規(guī)程應(yīng)架設(shè)地線，此段線路沿全線架設(shè)2根地線。由規(guī)程取居民區(qū)的導(dǎo)線對地安全距離為7.0m。 確立桿塔定位高度：對直線型桿塔 (6-1)對耐張型桿塔 式中 H桿塔呼稱高度，m； 懸垂絕緣子串長度，m； D對地安全距離，m； 考慮勘測、設(shè)計和施工誤差，在定位時預(yù)留的限距裕度。一般檔距200m以下取0.5m，700m以下取1.0m，大于700m以及孤立檔取1.5m，大跨越取2-3m。6.2 定位弧垂模板的制作 為便于按導(dǎo)線對地距離及對障礙物的距離要求配置塔位，可

36、事先按導(dǎo)線安裝后的實際最大弧垂形狀，制成弧垂模板以比量檔內(nèi)導(dǎo)線各點對地及對障礙物的垂直距離。6.2.1弧垂曲線模板坐標原點選取在弧垂最低點時，架空線的懸鏈線方程架空輸電線路設(shè)計為： （6-2）令,則該式可簡化為 （6-3）式中 導(dǎo)線最大弧垂時的比載，；導(dǎo)線最大弧垂時的應(yīng)力，；k 弧垂模板K值。 從式中可以看出，不論何種導(dǎo)線，只要K值相同其弧垂形狀完全相同，則可以按照一定的K 值，以為橫坐標，為縱坐標，采用與平斷面圖相同的縱橫比例作出一組弧垂曲線，并制成弧垂曲線模板來進行排桿。6.2.2最大弧垂模板的選用由于各耐張段的代表檔距不同，導(dǎo)線最大弧垂時的應(yīng)力和控制氣象條件不同，對應(yīng)的K值也不同。為了方

37、便定位時選擇模板，根據(jù)不同的代表檔距，算出相應(yīng)的K值，繪制成一條K值曲線。在本段線路最大弧垂是發(fā)生在最高溫氣象條件下，則可以選取一系列不同的代表檔距，然后在應(yīng)力弧垂特性曲線中找到最高溫下相應(yīng)檔距的應(yīng)力值，計算出對應(yīng)檔距的模板K值，具體計算數(shù)值如表5-5所示，K值曲線見圖5-6弧垂模版K值曲線。對于本段線路：導(dǎo)線發(fā)生最大弧垂情況為最高溫下，即最高溫氣象條件下，其 表5-5 弧垂模板K值數(shù)據(jù)表代表檔距(m)50100149.63150200250300350K10-573.9949.8639.8539.8337.7136.4335.6135.06代表檔距(m)4004505005506006507

38、00750K10-534.6734.3934.1934.0333.9033.8133.7333.66 K值模板 用弧垂曲線模板排定直線桿塔位轉(zhuǎn)角 終端等耐張型桿塔先定位后，即可使用弧垂曲線模板在平斷面圖上對各耐張段進行直線型桿塔的排位工作，具體步驟是：（1） 估計耐張段的代表檔距，得到相應(yīng)的模板K值，選好弧垂曲線模板。（2） 用選好的最大弧垂模板和已知的定位高度,先自左向右排干定位，自耐張桿塔進行排位，如圖所示。左右平移模板，使所選的模板曲線經(jīng)過B點（AB為耐張桿塔的定位高度），并和地面相切，然后在模板曲線的右側(cè)找出C點，使CD等于所用直線桿塔的定位高度,則C點（在地形適宜時）即為所排第一基直

39、線桿塔的位置。再向右平移模板，使模板曲線經(jīng)過D點，并和地面相切，再在模板曲線上找出E點，使EF等于E點所用桿塔的定位高度,此時E點即為第二基直線桿塔的位置，依次排完整個耐張段。用同樣的方法，再自右向左排干定位。根據(jù)左右向排位情況，綜合確定桿塔位置。（3） 根據(jù)所排的桿塔位置，算的該耐張段的代表檔距，查取或計算出導(dǎo)線應(yīng)力，再求出模板K值，檢查該值是否與所選用模板K值相符，誤差應(yīng)在以內(nèi)。如果相符，則模板選的恰當，該耐張段桿塔位置即排妥。否則，應(yīng)按計算出的K值再選模板，按步驟 （2）重新排位，直到前后兩次的模板K值相符時為止。（4） 排完一個耐張段以后，再排下一個耐張段，直至排完全線路的桿塔。6.3

40、 排桿 排定桿塔根據(jù)上面的弧垂曲線模版在CAD圖上作圖確定桿塔位置，并確定桿塔的定位高度，絕緣子串長度，對地安全距離和考慮勘測、設(shè)計和施工誤差都可從輸電線路設(shè)計手冊中查出，這樣桿塔的呼稱高度就確定了，即桿塔的高度確定。桿塔的位置也從圖中可以確定。 本設(shè)計線路中有043一個轉(zhuǎn)角塔，兩個耐張段，根據(jù)弧垂曲線模版排桿如下：第一檔耐張段： 第二檔耐張段： 模板k值的校驗取第1耐張段為例，估算代表檔距為400m左右，初選K=34.678X10-5, 由此做出弧垂模板，用此模板進行排桿定位，由于本段線路無轉(zhuǎn)角，具體排出的桿位桿距為： 計算實際代表檔距： 高差可從圖中測出 即實際代表檔距為：在K值曲線中查出

41、所對應(yīng)的則 其誤差符合要求，故本次排桿符合要求。本設(shè)計線路其它檔的校驗方法與此相同。第二耐張段，估算代表檔距為425m左右，初選K=34.52744 X10-5, 由此做出弧垂模板，用此模板進行排桿定位，由于本段線路無轉(zhuǎn)角，具體排出的桿位桿距為： 高差可從圖中測出 計算出實際代表檔距為在K值曲線中查出所對應(yīng)的則 其誤差符合要求，故本次排桿符合要求。 水平檔距的計算、垂直檔距的計算和高差的測量由于本段線路所經(jīng)路段主要為山地地形。其水平檔距的計算公式采用 其垂直檔距的計算公式采用 高差可直接從平斷面圖上量得。結(jié)果見表5-6表5-6 桿塔位置表項目呼稱高度水平垂直塔型檔距懸掛點塔位檔距檔距高差J12

42、7202225220KVSJ1-27404-6G1021353286220KVSZ1-213029.5G1130357379220KVSZ1-30413-16.4G1230359361220KVSZ1-30304-1.9G124288369220KVSJ1-242728.1G721332293220KVSZ1-213924.9G827401395220KVSZ1-274103.4G921369310220KVSZ1-21327-10.6G1333357441220KVSZ2-333876.1G1421359323220KVSZ1-21331-3.1G1530342389220KVSZ1-303

43、54-8.2G1621391340220KVSZ1-21427-5.11G1730434439220KVSZ1-30441-1.4G621221235220KVSJ1-217 桿塔塔頭荷載計算 7.1 荷載計算 為保證所選鐵塔能夠在各種荷載情況下正常運行必須對鐵塔所受的荷載進行校驗，即先求出各種荷載組合情況下塔頭所受荷載，再與鐵塔本身最大承受荷載值相比，如超過則需要更換更高強度的鐵塔?，F(xiàn)選取五種對鐵塔較為關(guān)鍵的荷載組合：1正常運行情況（最大設(shè)計風(fēng)速、無冰、未斷線）2正常運行情況（覆冰、有相應(yīng)風(fēng)速）3 斷導(dǎo)線情況、：斷一根導(dǎo)線、無風(fēng)、無冰 4 避雷線張力差驗算:無風(fēng)、無冰在本段線路中第九基塔對應(yīng)

44、的垂直檔距最大，為441m,水平檔距取434m驗算，先驗算其受荷重，如能承受其荷載，其他桿塔也能相應(yīng)滿足承載能力。7.1.1正常運行情況：最大風(fēng)、無冰、未斷線（v=25m/s,t=-5oC,b=0mm） 導(dǎo)線重量 導(dǎo)線風(fēng)壓： 絕緣子串風(fēng)壓： 地線重量： 地線風(fēng)壓：正常運行情況：覆冰、有相應(yīng)風(fēng)速（v=10m/s,t=-5oC,b=10mm）導(dǎo)線重量： 導(dǎo)線風(fēng)壓：絕緣子串的風(fēng)荷載：地線重量：地線風(fēng)壓： 斷導(dǎo)線情況、：斷一根導(dǎo)線、無風(fēng)、無冰地線重量：導(dǎo)線重量： （導(dǎo)線未斷相） （斷導(dǎo)線相）斷線張力： 斷地線情況：無冰、無風(fēng)（v=0,t=10oC,b=0）、導(dǎo)線未斷 地線重量：導(dǎo)線重量：地線不平衡張力：安裝導(dǎo)線情況：無冰、有風(fēng)（v=10m/s,t=-10 oC,b=0） 地線重量 地線風(fēng)壓 導(dǎo)線重量 （已安裝導(dǎo)線）=21249.1 （待安裝導(dǎo)線）導(dǎo)線風(fēng)壓： 7.2塔頭荷載校驗上面5種情況的桿塔荷載圖如下圖6-1至6-5所示：實際荷載值均小于所選鐵塔的設(shè)計允許荷載值，故該鐵塔滿足條件不需更換。8桿塔定位結(jié)果校驗 在初步排定桿塔的位置后，需對線路各部分的設(shè)計