電氣工程及其自動化（輸配電工程）畢業(yè)設(shè)計說明書110kv格青架空送電線路設(shè)計

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文檔簡介

1、　　畢業(yè)設(shè)計說明書　　110kV格青架空送電線路設(shè)計　　學生姓名： 　　班級學號： 　　院、系、部：

2、 　　專業(yè)：電氣工程及其自動化（輸配電工程）　　指導教師： 　　合作指導教師： 　　2013年6月南京　　Underg

3、raduate Design(Thesis)　　The Design of 110kV GEQING　　Overhead Power Transmission Line　　BY　　Supervised by&l

4、t;p>　　School of Electric Power Engineering　　Nanjing Institute of Technology　　June 2013　　摘要　　根據(jù)江蘇省電力公司電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計，擬新建

5、一條110kV格青架空送電線路。本設(shè)計由已知的氣象條件，地理情況，材料參數(shù)等，對線路進行設(shè)計。設(shè)計包括說明書、計算書、桿塔與金具示意圖三部分。主要內(nèi)容有：導線、避雷線的應力、弧垂計算；桿塔型式和金具的選擇；選線和定位；轉(zhuǎn)角耐張桿荷載計算；基礎(chǔ)設(shè)計；導線的防振設(shè)計。設(shè)計中簡要的說明了設(shè)計理論和計算公式，列出了詳細的設(shè)計內(nèi)容和要求，注意事項，給出了相關(guān)的設(shè)計圖紙。　　關(guān)鍵詞 110kV，架空送電線

6、路，設(shè)計　　Abstract　　According to the jiangsu province power company power system planning and design, proposed the construction of a new 110 kv grid GEQING overhea

7、d transmission lines. This design by known meteorological conditions, geographical conditions, material parameters, etc., to design the circuit. Design including specifications, calculations, tower and hardware diagram o

8、f three parts. Stress of the main contents are: wire, ground wire, HuChui calculation; Tower type and the choice of hardware; Line select　　Key Words 110kV, overhead power transmission line, design&l

9、t;/p>　　目錄　　摘要I　　AbstractII　　目錄1　　1 緒論2

10、;　　2 說明書3　　2.1 工程概況3　　2.2臨界檔距9　　2.3地線選擇11　　2.4桿塔形式選擇14<p&

11、gt;　　2.5 絕緣子及金具選擇15　　2.6模板曲線與室內(nèi)定位18　　2.7導線防振設(shè)計20　　2.8絕緣子的校核21　　2.9 塔頭尺寸校驗22　　2.10桿塔的荷載計算23<p&

12、gt;　　2.11桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計26　　3 計算書27　　3.1 導線、逼雷線的應力弧垂計算27　　3.2地線的應力弧垂計算38　　3.3絕緣子的選擇42　　3.4排桿定位45<p

13、>　　3.5桿塔頭部尺寸校驗及定位校驗48　　3.6耐張桿荷載計算52　　3.7塔腿主材內(nèi)力計算54　　3.8塔腿斜材內(nèi)力計算55　　3.9桿塔基礎(chǔ)作用力：55　　3.10導線、避雷線的防振設(shè)計57</p&

14、gt;　　4 結(jié) 論65　　謝辭66　　參考文獻67　　附錄1：外文翻譯68　　A1.1 Power Supp

15、ly and Distribution System（原文）68　　A1.2 供配電系統(tǒng)（譯文）73　　附錄2: 附圖76　　A 2.1 桿塔荷載圖76　　A 2.2 導線應力弧垂曲線77

16、;　　A2.3避雷線應力弧垂曲線圖79　　A2.4絕緣子金具組裝圖80　　A2.5單導線單聯(lián)懸垂串81　　A2.6直線桿桿型圖82　　A 2.7 耐張桿桿型圖83　　附錄三平斷面圖84<

17、p>　　1 緒論 　　我國目前已形成華北、東北、華東、華中、西北和南方電網(wǎng)共6個跨省區(qū)電網(wǎng)以及海南、新疆和西藏3個獨立省網(wǎng)，500千伏線路已成為各大電力系統(tǒng)的骨架和跨省、跨地區(qū)的聯(lián)絡線，電網(wǎng)發(fā)展滯后的矛盾基本得到緩解。目前我國已建成投運330千伏輸電線路突破1萬公里，500千伏線路近4萬公里；330千伏變電所變電容量1755萬千伏安，500千伏變

18、電所變電容量13725萬千伏安。我國電網(wǎng)已初步形成了西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)的格局，電網(wǎng)發(fā)展滯后的矛盾得到較大程度的緩解。目前，海南的獨立省網(wǎng)與南方電網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)工程正在進行之中。在未來兩年之中，西藏和新疆也將分別并入相應的跨省電網(wǎng)。畢業(yè)設(shè)計是大學課程中必不可少的一個重要環(huán)節(jié)，是對整個大學學習的綜合考核，其主要在于將四年所學的各類知識融會貫通，使自己成為一名合格的畢業(yè)生。　　畢業(yè)設(shè)計是每個畢業(yè)生

19、畢業(yè)前的一個重要的教學環(huán)節(jié)，它不僅考查畢業(yè)生在大學期間所學的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，而且能培養(yǎng)學生獨立工作能力、創(chuàng)新能力，以及理論聯(lián)系實際和嚴謹求實的工作作風。為每個畢業(yè)生在以后的工作實踐中靈活的解決工程實踐問題奠定基礎(chǔ)。通過畢業(yè)設(shè)計這個環(huán)節(jié)使學生全方位能力有所提高，并通過調(diào)查研究，收集、查詢和閱讀中外文獻資料，綜合運用專業(yè)理論知識來分析和解決工作中遇到的實際問題；通過定性、定量相結(jié)合的獨立研究與論證來提高自己的分析與理解能力；培

20、養(yǎng)我們扎實的技能、嚴肅認真、實事求是、刻苦鉆研和嚴謹求實的工作作風。　　本設(shè)計是根據(jù)江蘇省電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計，擬新建一條110kV格青送電線路而設(shè)計的。主要需完成如下設(shè)計內(nèi)容：導地線應力弧垂計算及繪制成圖；直線塔和轉(zhuǎn)角塔選擇以及與之配合的金具、絕緣子；計算絕緣子片數(shù)、聯(lián)數(shù)等；制作弧垂模板，讀平斷面完成排桿定位；計算桿塔荷載；校驗基礎(chǔ)穩(wěn)定性；解決線路防振設(shè)計問題等。<p

21、>　　2 說明書　　2.1 工程概況　　2.1.1 概述　　導線型號：根據(jù)江蘇省電力公司電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計，擬新建一條110kV格青送電線路，向平斗變電站供電，導線采用LGJ-210/35。<

22、;/p>　　線路路徑：沿線路路徑情況見提供的平斷面圖，沿線路的地質(zhì)為淤泥，孔隙比1.18，塑性指數(shù)15，液性指數(shù)1.36，地下水在表面下2.6米，地區(qū)污穢1級。　　氣象條件：相當于我國典型氣象區(qū)的Ⅵ區(qū)。　　表2.1 氣象資料及用途表　　2.1.2 設(shè)計用氣象條件的組合

23、;　　風速、覆冰厚度和大氣溫度是架空線路設(shè)計中要考慮的主要因素，它們的取值方法稱為氣象條件的組合。氣象條件的組合，除了應合理反映自然規(guī)律的變化外，還要考慮技術(shù)經(jīng)濟上的合理性及設(shè)計計算上的方便性。高壓架空輸電線路，計算用氣象條件組合主要有以下幾組。　?。?）線路正常運行情況下的氣象條件組合　?。?）線路安裝和檢修情況下的氣象條件組

24、合　?。?）外過電壓時的氣象條件組合　?。?）線路斷線事故情況下的氣象條件組合　?。?）線路耐振計算用的氣象條件組合　?。?）內(nèi)過電壓的氣象條件組合　　2.1.3 典型氣象區(qū)　　根

25、據(jù)我國各地區(qū)氣象條件的情況，以影響輸電線路設(shè)計最大的三個因素：風速、溫度、覆冰厚度作為整理條件，進行了歸納合并，形成了我國九個典型氣象區(qū)，本設(shè)計氣象條件相當于我國典型氣象區(qū)的第Ⅵ區(qū)，具體的參數(shù)見表2.2　　表2.2 第Ⅵ區(qū)氣象條件　　2.1.4 架空線的物理特性和機械特性　　本設(shè)計中給出的導線型號為LGJ-210

26、/35，其詳細數(shù)據(jù)如下表2.3　　表2.3 導線型號　　2.1.5 架空線的最大使用應力和年平均運行應力　　2.1.5.1 架空線的最大使用應力　　架空線的最大使用應力又稱許用應力，是指架空線弧垂最低點所允許使用的最大應力，應按下式計

27、算為　?。?.1）　　式中σmax —— 架空線的最大使用應力，N/mm2；　　σp　　—— 架空線的瞬時破壞應力，N/mm2；　　k —— 導線、避累線的安全系數(shù)。　　設(shè)計規(guī)程中規(guī)定k≥

28、2.5　　2.1.5.2 架空線的年平均運行應力　　在線路設(shè)計中，為了保證架空線路長期運行的安全可靠性，除了滿足在任何氣象條件下，架空線的最低點處的使用應力不能大于許用應力外，還應滿足年平均運行應力的要求，防止導線因振動而出現(xiàn)斷股和斷線。　　架空線的年平均運行應力σcp一般取瞬時破壞應力σp的25%，即σcp=2

29、5%σp。這是由于架空線的年平均運行應力的上限一般按加防振措施考慮。　　2.1.5.3 架空線的比載　　架空線的比載是指單位長度和單位截面上導線所承受的機械荷載，其常用單位是N/ m·mm2或MPa/m。作用在架空線路上的荷載有架空線的自重、冰重和架空線所承受的風壓，為了清楚的表示這些比載，可采用符號gx(b,v)表示，其中x=1～7，表示7種

30、不同的比載，b表示計算比載時的覆冰的厚度，mm；v表示計算風速，m/s。　　(1) 自重比載γ1(0,0)　　架空線自身質(zhì)量引起的比載，即　　(MPa/m) （2.2）　　式中 G0 —— 架空線單位長度質(zhì)量, kg/km；

31、　　A —— 架空線的截面積, mm2。　　(2) 冰層比載g2(b,0)　　覆冰時的冰重由架空線承受，在計算冰層比載時，假定沿導線全長，覆　　蓋著一層圍繞導線呈賀柱狀的厚薄均勻的比重為的冰層，冰層比載的計算為　　(MPa/m)

32、（2.3）　　式中 b —— 冰層厚度，mm；　　d —— 導線的計算直徑，mm；　　A —— 架空線的截面積。　　(3) 垂直總比載γ3(b,0)　　垂直總比載是自重比載和冰層比載之和，即<p

33、>　　(MPa/m) （2.4）　　(4)導線無冰時的風壓比載g4(0,v)　　(MPa/m) （2.5）　　——風速不均勻系數(shù)　　——低于500KV的線路去1.0<

34、/p>　　——風載體型系數(shù)（空氣動力系數(shù)），對無冰架空線，線徑d<17mm時取1.2，線徑d≧17mm時取1.1　　d——架空線外徑　　W——基本風壓　　A——導線截面積，mm &

35、lt;p>　　θ——風向與線路方向的夾角　　(5) 導線覆冰時的風壓比載g5(b,v)　　(MPa/m) （2.6）　　(6) 導線無冰有風時的綜合比載g6(0,v)　　(MPa/m) （2.7）

36、　　(7) 導線覆冰有風時的綜合比載g7(b,v)　　(MPa/m) （2.8）　　(8) 比載計算的結(jié)果現(xiàn)匯表如下表　　表2.4 比載計算結(jié)果　　確定應力值<

37、p>　　(2.9)　?。?.10）　?。?.11）　　式中 —— 導線拉斷力；　　A—— 導線截面積；　　——

38、導線瞬時破壞應力；　　—— 導線的許用應力；　　—— 導線年平均運行應力。　　2.2臨界檔距　　2.2.1. 判斷臨界檔距　　將最低氣溫、最大風、年平均氣溫、覆冰四種控制氣象條件，按比載與應

39、力的比值按從大到小分別判為A、B、C、D表示，并漿算得的臨界檔距按C、B兩種控制條件與其它控制條件組合排成表，表格如下：　　表2.5 確定各氣象條件下相關(guān)數(shù)據(jù)　　計算各種臨界檔距　　= （2.12）　　由公式計算

40、出個臨界檔距列下表　　表2.6 各臨界檔距相關(guān)數(shù)據(jù)　　根據(jù)控制條件的有效距離，繪制邏輯圖　　圖2.1 臨界檔距控制圖　?。?）將每區(qū)段的任意檔距按下述方法比較判斷出有效臨界檔距和控制檔距情況。　?。?）將需要判斷的任一檔距L，先與

41、比較，如果L大于，則向右下線走；反之，則向左下線走至，以下方法相同。　?。?）若計算出臨界檔距為虛數(shù)、不定值或無窮大時，可按只有一個臨界檔距時判定方法，先判定出控制情況，填入邏輯圖相應的處，走線至此應該繼續(xù)向該控制區(qū)走線，并按上述原則找到最后的控制情況來。　　綜上所述：本設(shè)計判斷出檔距控制氣象條件為：0到219m時為年均氣溫控制，大于219m時為覆冰有風

42、控制。　　2.2.2 導線應力弧垂計算　　根據(jù)導線的狀態(tài)方程式及有效臨界檔距求出幾種氣象條件下的應力和弧垂（牛頓迭代法）　?。?.13）　　設(shè) A=- （2.14）</p&g

43、t;　　B= （2.15）　　可得：（2.16）　　f= （2.17）　　通過上面即可求出導線幾種氣象情況的應力及弧垂。

44、　　2.2.3 畫出導線的應力弧垂曲線　　取代表檔距范圍為50~600m，每50m取一點，以檔距為橫坐標，應力或弧垂為縱坐標描點畫圖。應力弧垂圖見附錄　　數(shù)據(jù)見計算書。　　2.3地線選擇</

45、p>　　根據(jù)導線型號LGJ-210/35，選取地線型號為GJ-50　　表2-7 GJ-50地線參數(shù)　　2.3.1 地線的比載　　2.3.1.1 自重比載：　　2.3.1.1地線本身重量造成的比載稱為自重比載。 &

46、lt;p>　　(2.18).　　2.3.1.2 冰重比載：　　地線覆冰時，由于冰重產(chǎn)生的比載成為覆冰比載。　　(2.19)　　2.3.1.3 垂直總比載：<p&

47、gt;　　(2.20)　　2.3.1.4 風壓比載：　　無冰風壓比載應計算最大風速和安裝有風兩種情況。無冰時作用在導線上每米長每平方毫米的風壓荷載稱為無冰時風壓比載。　　表2-8 各種風速下的風速不均勻系數(shù)a　　W10=0.625

48、v2　　(2.21) 　　W25=0.625v2　　(2.22)　　(2.23)　　2.3.1.5 覆冰時風壓比載：<

49、;p>　　(2.24)　　2.3.1.6 無冰有風時得綜合比載：　　(2.25)　　2.3.1.7 有冰有風時的綜合比載，按下式計算：　　(2.26)&

50、lt;/p>　　。　　表2-9 各氣象條件下導線比載的計算值　　2.3.2避雷線應力弧垂計算　　避雷線的應力弧垂需要先計算出避雷線在+15℃，無風，無冰時的應力作為計算避雷線在其他氣象條件下的應力的條件。

51、　　(2.27)　　根據(jù)所選桿塔，確定導線、避雷線之間的垂直距離h=1.312+2.8=4.112　　導線、避雷線之間的水平距離S=1.87。　　(2.28)　　=171.07&

52、lt;/b>　　2.4桿塔形式選擇　　2.4.1 選擇原則　　盡可能地選用最經(jīng)濟的桿塔型式或高度，充分利用桿塔的使用荷載條件　　在工程應用中，盡量用典型設(shè)計或經(jīng)過施工運行檢驗的成熟桿型，盡量避免特殊設(shè)計桿塔，對較大轉(zhuǎn)角桿塔應盡量

53、降低桿塔高度　　在同一線路上，盡量減少桿塔形式，做到形式統(tǒng)一。為充分利用地形，排位時高、矮塔應盡量配合使用量配合使用　　導線和避雷線的規(guī)格及氣象條件也可以作為選擇桿塔的依據(jù)。根據(jù)工程具體情況進行校驗　　2.4.2 選擇結(jié)果　　根據(jù)綜合考慮直線型桿塔選擇上字形直線桿塔，耐張

54、桿塔選擇上字形耐張桿塔。　　2.5 絕緣子及金具選擇　　（1）按正常運行電壓、內(nèi)過電壓、外過電壓確定絕緣子型號和片數(shù)以及導線對桿塔的空氣間隙距離。　　（2）按內(nèi)過電壓、外過電壓的要求確定導線對地及對各被跨越物的最小允許間隙距離；超高壓線路還應滿足地面靜電場影響所需對地最小間隙距離要求。&

55、lt;p>　?。?）按外過電壓的要求確定檔距中央導線與避類雷線間的空氣間隙距離。　?。?）按正常運行電壓及導線振蕩情況確定不同相導線間的最小距離。　　2.5.1 地區(qū)污穢等級　　表2.10 高壓架空線路污穢分級標準　　2.5.2 絕緣子串型號

56、　　確定絕緣子串的型號，應按線路的運行電壓、絕緣子的允許機電荷載和擬承受的外荷載，考慮一定的安全系數(shù)來選擇。　　2.5.3 絕緣子片數(shù)選擇條件　　按工頻電壓泄漏比距要求選擇絕緣子片數(shù)。其計算公式為　　(2.29)

57、式中 n —— 每串絕緣子所需片數(shù)；　　UN —— 線路額定線電壓，kV；　　λ —— 不同污穢條件下所需泄漏比距；　　L0 —— 每片絕緣子幾何泄漏距離，按產(chǎn)品目錄選取；　　Kx —— 絕緣子泄漏距離的有效系數(shù)。　　2.5.

58、4 絕緣子串數(shù)的選擇　　懸垂絕緣子　　按導線斷線條件計算為　　(2.30)　　式中T —— 懸式絕緣子1h機電荷載　　K2 —— 懸式絕緣子在斷線情況下的

59、機械強度安全系數(shù)，=1.3　　TD —— 導線的斷線張力　　耐長絕緣子　　= (2.31)　　式中 T —— 懸式絕緣子1h機電荷載；　　K1 —— 懸式

60、絕緣子在運行情況下的機械強度安全系數(shù)，K1=1.3；　　Tm —— 導線的最大使用張力。　　—— 導線的許用應力　　A—— 導線的橫截面積　　表 2-11單導線的斷線張力與最大使用張力百分比值 (%)　　2.5.5 絕緣子及金具選

61、擇一覽表　　金具是將桿塔、導線、避雷線、絕緣子聯(lián)結(jié)起來所用的金屬零件。　　表2.12 懸垂絕緣子串組裝零件表　　表2.13 耐張桿絕緣子金具表　　2.6模板曲線與室內(nèi)定位　　2.6.1 桿塔定位原則 <

62、;p>　　2.6.1.1 桿位的選定原則　?。?）應盡量少占耕地良田.　　（2）便于施工，檢修，桿位處應質(zhì)地良好.　?。?）對于拉線桿塔，應考慮打拉線的位置。 　　2.6.1.2 檔距的配置　?。?）最大限度地利用桿塔強度。

63、　?。?）盡量避免出現(xiàn)過大或過小的檔距。　?。?）相鄰檔距不要相差過于懸殊　　（4）盡量避免出現(xiàn)孤立檔。　　2.6.2 模板曲線的制作　　根據(jù)弧垂計算公式，可見當g,值一定時，其弧垂形狀相同。因此可按不同的K值，以檔距x為橫坐標，

64、以弧垂為縱坐標，以檔距中央為坐標原點刻出一組弧垂曲線。　　2.6.3 弧垂模板定位排桿　?。?）直線桿塔的定位高度H=E—d(對地安全距離)—λ(絕緣子串長度)—δ(定位裕度)—h(桿塔施工基面)。非直線桿塔的定位高度H=E—d—δ—h。　　表2.14 導線與地面的最小距離d（m）<

65、p>　　定位裕度δ的取值為檔距700m以下取1.0m，大于700m及孤立檔取1.5m，大跨越取2～3m　?。?）根據(jù)允許的最大弧垂，估算代表檔距。最大弧垂，同時可計算檔距為　　（2.32）　　可近似地取代表檔距對平原地區(qū)取0.9，山區(qū)取0.8

66、　　（3）根據(jù)假定的，初步排定桿位。當排出一個耐張桿位后，計算實際代表檔距及其對應的值。若值與值接近或相等，其誤差在之內(nèi)，說明排桿合適，可派下一個耐張段。否則重新排桿，直至前后兩次的值誤差在允許范圍內(nèi)為止。　　2.7導線防振設(shè)計　　2.7.1 防振錘防振

67、　在架空線上安裝防振錘是目前廣泛采用的防振措施之一，防振錘的安裝設(shè)計需確定防振錘的型號，安裝個數(shù)和安裝位置。　　防振錘的型號需于導線和避雷線相匹配　　表2.15 防振錘與架空線的配合表　　防振錘的安裝個數(shù)與檔距有關(guān)，檔距越大，需安裝的防振錘數(shù)量越多，它們之間的對應關(guān)系見表。<p&g

68、t;　　表2.16 防振錘個數(shù)選擇表　　防振錘的安放位置應在駐波的波腹處，以便最大限度地消耗振動能量。然而，對于不同的風速導線具有不同的振動頻率，防振錘應放在顧及最長和最短的地方。　　最大半波長（m）（2.33）　　最小半波長（m）

69、（2.34）　　式中 —— 穩(wěn)定風速的上、下限，m/s；　　—— 最低氣溫時導線的最大應力，；　　—— 最高氣溫時導線的最小應力，。　　為了對最大半波長和最小半波長具有相同的防振效果，防振錘的安裝距離為

70、;　?。?.37）　　式中S0—— 防振錘距線夾出口處的距離，m。　　2.7.2小結(jié)　　導線的防振設(shè)計是線路安全運行的重要條件之一。著重分析了用防振錘防振的原理及方法。列出了相應的驗算公式和理論公式

71、;　　2.8絕緣子的校核　　2.8.1 絕緣子強度校核　　2.8.1.1 兩個重要參數(shù)的確定　　水平檔距 = （2.35）　　垂直檔距 = +(

72、) （2.36）　　—— 代表檔距時導線最低點的應力，（N / mm）；　　g —— 在覆冰無風或有風時采用g3，在其他氣象情況時采用g1。　　正常運行時絕緣子的安全系數(shù)　　滿足要求（2.37）</p

73、>　　P—— 絕緣子一小時機電荷載；　　—— 絕緣子片最大使用荷載。　　2.8.1.2 事故情況時絕緣子的安全系數(shù)　　滿足要求（2.38）　　P—— 絕緣子一小時機電荷載；

74、　　—— 絕緣子片受到的最大使用荷載。　　2.9 塔頭尺寸校驗　　2.9.1 絕緣子串的風偏角　　= （2.39）　　表2.17 絕緣子串的風偏角表　　檔距中導線的水平線間距離的校驗</p&

75、gt;　?。?）導線的水平線間距離。當各相導線水平排列時，對1000m以下的檔距，導線的最小水平線距離為：　　=0.4λ+ （2.40）　　式中—— 導線的水平線距，m；　　λ—— 懸垂絕緣子串長度，m；　　—— 線路的電

76、壓等級，kV；　　—— 導線的最大弧垂，m。　?。?）導線三角形排列時的等效水平間距離。當導線三角形排列時，兩相導線的斜距離可用下式換算為等效水平間距離：　?。?.41）　　式中—— 導線三角形排列時的等效水平線間距離，m；<

77、/p>　　—— 導線間水平投影距離，即水平偏移，m；　　—— 導線間垂直投影距離，即垂直距離，m。　　2.10桿塔的荷載計算　　2.10.1 導線、避雷線的垂直荷載　　導線、避雷線的垂直荷載為　　無冰時

78、　（2.42）　　有冰時　（2.43）　　式中　g1 —— 自重比載；　　g3 —— 垂直總比載；　　s —— 導線、避雷線的計算截面面積；

79、　　lch —— 垂直檔距；　　Gj —— 絕緣子串及金具的重量；　　Gj’—— 覆冰時絕緣子串及金具的重量；　　Gj’=KGj；設(shè)計冰厚5mm時，K=1.075；設(shè)計冰厚10mm時，K=1.15；設(shè)計冰厚15mm時，K=1.225。<p&g

80、t;　　2.10.2 導線、避雷線風荷載的標準值　　（2.44）　?。?.45）　　式中　WX ——垂直于導線及地線方向的水平風荷載標準值；　　α —— 風壓不均勻系數(shù)；

81、　　βc —— 500kV線路導線及地線風荷載調(diào)整系數(shù)，僅用于計算作用于桿塔上的導線及地線風荷載（不含導線及地線張力弧垂和風偏角計算）；　　μz —— 風壓高度變化系數(shù)，一般可按地面粗糙度Ｂ類計算；　　μsc —— 導線或地線的體形系數(shù)：線徑小于17mm或覆冰時（不論線徑大?。?.2；線徑大于或等于17mm時，取1.1；</p

82、>　　d —— 導線或地線的外徑或覆冰時的計算外徑；分裂導線取所有子導線外徑的總和，m；　　LP —— 桿塔的水平檔距，m；　　θ —— 風向與導線或地線方向之間的夾角，（º）；　　W0 —— 基準風壓標準值，kN/m2。　　表2.1

83、8 風壓不均勻系數(shù)α和導地線風荷載調(diào)整系數(shù)β　　風壓高度系數(shù)可按照下表計算，對于桿塔進行風荷載計算時，為了使桿塔能能夠足夠承受外在風荷載的影響，由此須確定一些系數(shù)使計算更加準確。　　風壓高度系數(shù)隨計算高度的增加和減少而不斷變化。　　表2.19 風壓高度變化系數(shù)μz　　2.

84、10.3 角度風荷載　　對于來自不同風向的角度風，其荷載按下列不同情形進行計算，計算公式見表2.19 其中：　　直線型桿塔，應考慮與線路成0º、45º(或60º)及90º的三種最大風速的風向。　　一般耐張型桿塔，可只計算90º一個方向。&l

85、t;p>　　終端桿塔，可按0º風向考慮。　　耐張桿塔，當轉(zhuǎn)角度數(shù)較小時還應該考慮與線條荷載張力相反的方向。　　特殊桿塔，宜考慮最不利風向。　　在斜向風的作用下順線路方向的風荷載分量很小，故一般可以忽略不計。　　對于特殊情況，需要進行精確計算斷線張力。<

86、;/p>　　計算斷線張力時應按照線路力學的知識進行計算。　　X、Y分別為垂直與順線路方向風荷載的分量。　　(10) K 為塔身風荷載斷面形狀系數(shù)，對單角剛或圓斷面桿組成塔架取1.0，對組合角鋼斷面取1.1。　　現(xiàn)將角度風荷載分配情況匯總?cè)缦拢?lt;/p>

87、　表2.20角度風的荷載分配表　　2.10.4 絕緣子串風荷載的標準值　　式中　W L —— 絕緣子串風荷載標準值，kN；　　A l —— 絕緣子串承受風壓面積計算值，m2。　　每片絕緣子串的受風面積，單群絕緣子取0.03 m2，雙群絕緣子串取0.04 m2。金具零件按加一片絕緣子受風面積計算。</p

88、>　　2.11桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計　　2.11.1 桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計原則　　基本要求　　桿塔基礎(chǔ)承受著桿塔荷載傳遞到基礎(chǔ)頂面的外力作用。隨著桿塔所受到荷載的變化，基礎(chǔ)所受到的作用力隨之變化。因此，桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計應滿足桿塔在各種受力情況下，桿塔不傾覆，桿基不

89、下沉，不上拔，使線路能長期安全可靠地運行。　　通常，線路所經(jīng)過地區(qū)的地域遼闊，地形、地質(zhì)情況不同，所使用的桿塔形式也不同，因此設(shè)計時應結(jié)合施工特點和桿塔受力情況來確定采用何種形式的基礎(chǔ)。　　2.11.2 基礎(chǔ)受力計算　　鐵塔的每一個塔腳基礎(chǔ)，承受著鐵塔上部傳來的壓力、上拔力、下壓力、水平力和扭力。</p&g

90、t;　　2.9.2.1 運行情況下上拔力T、下壓力N的計算　　(2.46)　　(2.47)　　式中 —— 所有外力（包含水平力，塔身風壓，不平衡垂直荷載）對踏腳y-y的力距之和；<p

91、>　　—— 鐵塔的所有垂直力（包括塔自重）之和； 　　—— 塔身正面寬度。　　2.11.3 基礎(chǔ)強度穩(wěn)定性計算　　2.11.3.1 地基土的允許承載力R的計算　　(2.48)<p&g

92、t;　　式中 —— 地基土的基本允許承載應力；　　—— 基礎(chǔ)底面寬度，矩形底面取短邊，圓形底面取（A為底面面積）；當?shù)鼗A(chǔ)底面寬度小于3.0m，按3.0m計；大于6.0m，按6.0m計；　　—— 基礎(chǔ)埋深，埋深小于1.5m，按1.5m計；　　、 —— 基礎(chǔ)底面以下土的天然容重和底面以上土的加權(quán)平均容重；<

93、/p>　　、—— 分別為基礎(chǔ)寬度和深度的承載應力修正系數(shù)。　　2.11.3.2 基礎(chǔ)底面的壓力的計算　　(2.49)　　式中 —— 作用基礎(chǔ)頂面的設(shè)計軸向壓力；　　—— 基礎(chǔ)自重；<

94、;/b>　　—— 基礎(chǔ)底板正上方土的重力；　　—— 基礎(chǔ)底面計算面積。　　3 計算書　　3.1 導線、逼雷線的應力弧垂計算　　3.1.1 導線比載計算&l

95、t;p>　　自重比載：　　冰重比載：　　垂直總比載：　　風壓比載：　　外過電壓安裝有風</

96、b>　　內(nèi)過電壓　　最大風　　覆冰風壓比載：　　無冰有風綜合比載<

97、b>　　外過電壓安裝有風　　內(nèi)過電壓　　最大風　　覆冰有風綜合比載　　3.1.2 確定應力值

98、;　　3.1.3 各氣象條件下導線應力、弧垂計算　?。?）年平均氣溫　　L=50m 時（受年平均氣溫控制）　　已知： 　　將A,B代入公式：</p&g

99、t;　　通過試湊法求得：　　同理可得：100m—600m時的應力弧垂，列于下表　　表3.1 年平均氣溫時導線應力、弧垂匯總　?。?）最低氣溫　　L=50m 時（受年平均氣溫控

100、制）　　已知： 　　將A,B代入公式：　　通過試湊法求得：　　同理可得：100m—600m時的應力弧垂，列于下表

101、　表3.2 最低氣溫時導線應力、弧垂匯總　　（3）最大風速(強度)　　L=50m 時（受年平均氣溫控制）　　已知： 　　將A,B代入公式：<b&g

102、t;　　通過試湊法求得：　　同理可得：100m—600m時的應力弧垂，列于下表　　表3.3 最大風速時導線應力、弧垂匯總 　　最大風速(風偏)　　L=50m 時（受年平均氣溫控制）<p

103、>　　已知： 　　將A,B代入公式：　　通過試湊法求得：　　同理可得：100m—600m時的應力弧垂，列于下表　　表3.4 最大風速時導線應力、弧垂匯

104、總　?。?）最高氣溫　　L=50m 時（受年平均氣溫控制）　　已知： 　　將A,B代入公式：

105、通過試湊法求得：　　弧垂求解方程：　　同理可得：100m—600m時的應力弧垂，列于下表　　表3.5 最高氣溫時導線應力、弧垂匯總　　覆冰有風（強度，風偏）　　L=50m

106、時（受年平均氣溫控制）　　已知： 　　將A,B代入公式：　　通過試湊法求得：　　同理可得：100m—600m時的應力弧垂，列于下表&

107、lt;p>　　表3.6 覆冰有風時導線應力、弧垂匯總　　覆冰無風　　L=50m 時（受年平均氣溫控制）　　已知： 　　將A,B代入公式：</p&

108、gt;　　通過試湊法求得：　　弧垂求解方程：　　同理可得：100m—600m時的應力弧垂，列于下表　　表3.7 覆冰無風時導線應力、弧垂匯總　　外過無風&l

109、t;/b>　　L=50m 時（受年平均氣溫控制）　　已知： 　　將A,B代入公式：　　通過試湊法求得：　　同

110、理可得：100m—600m時的應力弧垂，列于下表　　表3.8 外過無風時導線應力、弧垂匯總　　外過有風　　L=50m 時（受年平均氣溫控制）　　已知：

111、　　將A,B代入公式：　　通過試湊法求得：　　同理可得：100m—600m時的應力弧垂，列于下表　　表3.9 外過有風時導線應力、弧垂匯總　　安裝</p

112、>　　L=50m 時（受年平均氣溫控制）　　已知： 　　將A,B代入公式：　　通過試湊法求得：　　同理可得：100m—600m時

113、的應力弧垂，列于下表　　表3.10 安裝時導線應力、弧垂匯總　　事故　　L=50m 時（受年平均氣溫控制）　　已知： 　　將A,B代入

114、公式：　　通過試湊法求得：　　同理可得：100m—600m時的應力弧垂，列于下表　　表3.11 事故時導線應力、弧垂匯總　　內(nèi)過電壓

115、　L=50m 時（受年平均氣溫控制）　　已知： 　　將A,B代入公式：　　通過試湊法求得：　　同理可得：100m—600m時的應力弧垂，列于下表</p

116、>　　表3.12 內(nèi)過電壓時導線應力、弧垂匯總　　3.2地線的應力弧垂計算　　3.2.1自重比載：　　地線本身重量造成的比載稱為自重比載。 　　3.2.2 冰重比載：　　地線覆冰時，由于冰重產(chǎn)生的比載成

117、為覆冰比載。　　3.2.3 垂直總比載：　　3.2.4 風壓比載：　　無冰風壓比載應計算最大風速和安裝有風兩種情況。無冰時作用在導線上每米長每平方毫米的風壓荷載稱為無冰時風壓比載。　　表3-13 各種風速下的風速不均勻系數(shù)a

118、W10=0.625v2=0.625×100=62.5　　W25=0.625v2=0.625×252=390.625　　3.2.5 覆冰時風壓比載：　　3.2.6 無冰有風時得綜合比載：　　3.2.7 有冰有風時的綜合比載，按下式計算：

119、;　　。　　表3-14 各氣象條件下導線比載的計算值　　避雷線應力弧垂計算　　避雷線的應力弧垂需要先計算出避雷線在+15℃，無風，無冰時的應力作為計算避雷線在其他氣象條件下的應力的條件。&l

120、t;p>　　(3.1)　　根據(jù)所選桿塔，確定導線、避雷線之間的垂直距離h=1.312+2.8=4.112　　導線、避雷線之間的水平距離S=1.87。　　=171.07　　根

121、據(jù)狀態(tài)方程：　　表3-15 已知條件表 　　計算避雷線在各氣象條件下的應力弧垂　　以大氣過電壓下避雷線的應力，比載作為已知條件，求各氣象條件下的應力弧垂　　表 3-16應力弧垂計算的結(jié)果表：<

122、b>　　續(xù)表　　表 3-17應力弧垂計算的結(jié)果表：　　注：導線、避雷線的應力弧垂曲線見附圖。　　3.3絕緣子的選擇　　3.3.1絕緣子串型號和片數(shù)的確定及金具選擇

123、3.3.1.1 電力線路運行電壓為110kV，導線型號為LGJ-210/35,地區(qū)污穢等級為1級，所以選擇XP-70型絕緣子　　表 3-18 XWP-70型絕緣子的電氣性能　　3.3.1.2 絕緣子串片數(shù)的選取　　按工頻電壓泄漏比距要求選擇絕緣子片數(shù)。其計算公式為　　==

124、4..95 取7 （3.6）　　式中 n —— 每串絕緣子所需片數(shù)；　　UN —— 線路額定線電壓，kV；　　λ —— 不同污穢條件下所需泄漏比距；　　L0 —— 每片絕緣子幾何泄漏距離，按產(chǎn)品目錄選取；<p

125、>　　Kx —— 絕緣子泄漏距離的有效系數(shù)。　　3.3.1.3 絕緣子串數(shù)的選擇　　懸垂絕緣子　　按導線斷線條件計算為　　= 取1串（3.7）　　式中T —— 懸式絕緣子1h

126、機電荷載　　K2 —— 懸式絕緣子在斷線情況下的機械強度安全系數(shù)，=1.3　　TD —— 導線的斷線張力　　耐長絕緣子　　= = 取1串（3.8）　　式中 T —— 懸式絕緣子1h機

127、電荷載；　　K1 —— 懸式絕緣子在運行情況下的機械強度安全系數(shù)，K1=1.3；　　Tm —— 導線的最大使用張力。　　—— 導線的許用應力　　A—— 導線的橫截面積　　表 3-19單導線的斷線張力與最大使用張力百分比值 (%)&

128、lt;/p>　　3.3.1.4金具的選擇　　根據(jù)導線及避雷線的型號和直徑來選擇懸垂線夾、耐張線夾及其他金具　　根據(jù)絕緣子的機電破壞荷載確定聯(lián)結(jié)金具的型號　　懸垂絕緣子串組裝零件見表3.9　　表 3-20懸垂絕緣子串組裝零件表

129、　　表3-21耐張桿絕緣子金具表　　3.4排桿定位　　在已經(jīng)選好的線路上，進行定線、斷面測繪，在縱面圖上配置桿塔的位置稱為定位。是設(shè)計工作中一項重要的工作，桿的位置安排的是否經(jīng)濟合理，直接關(guān)系到線路的造價和施工、運行的方便與安全。因此桿塔定位應引起足夠的重視。<p&

130、gt;　　3.4.1 最大弧垂與桿塔定位的關(guān)系　　桿塔定位的主要要求是導線的任意點在任何情況下必須保證對地安全距離（限距），最大允許弧垂計算公式為： 　　直線型： 　　耐張型：（3.9）<p

131、>　　式中：H—桿塔的呼稱高度m　　λ—懸垂絕緣子的長度m　　d—導線對地安全距離m，由線路電壓和所經(jīng)地區(qū)決定　　δ—限距裕度m　　由此：直線型桿塔：<p&g

132、t;　　耐張型桿塔：　　3.4.2 值計算：　　判斷最大弧垂決定的氣象條件：最大弧垂只可能出現(xiàn)在最高氣溫和覆冰無風氣象條件下。　　臨界比載法：　　-------臨界比載；

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電氣工程及其自動化（輸配電工程）畢業(yè)設(shè)計說明書110kv格青架空送電線路設(shè)計

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