kV架空线路设计.pdf

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1、 kV 架空线路设计 2 作者：日期：个人收集整理 勿做商业用途 I *大学成人高等教育 毕业设计 题目 220kV*-*架空送电线路设计 姓名与学号 指导教师 年级与专业形式 所在学院 个人收集整理 勿做商业用途 II 摘 要 根据省电力公司电力系统规划设计，拟在*新建一条 220kV架空送电线路向*变电站供电。本设计按照工程设计要求、以及标准设计流程，并根据电压等级、导地线型号、气象条件、地形情况，完成如下设计内容:计算导地线应力弧垂，绘制成图；选择直线塔和转角塔，确定杆塔呼称高、金具和绝缘子型号数量;制作弧垂模板，在平断面图上反复排杆定位，选择最佳方案；校验杆塔荷载和基础稳定；最后进行了

2、导、地线的防振设计。设计成果包括说明书、计算书各一份,均详细记录了本设计的计算公式、推理过程、列出了详细的设计内容、注意事项等，并在附录中给出了相关设计图纸.关键词 220kV线路，应力弧垂计算，排杆定位 Abstract According to the system layout of*Electric Power Company，there is a 220kV overhead power transmission line to be built from*Substation to*Substation.Besides engineering design request and

3、the standard design process,this paper mainly include following task in term of the voltage rank，the type of conductor and ground wire,the condition of weather and landform.Firstly，we calculate the stress of the wires,and draw out its chart。Secondly，we choose the type of straight line tower and the

4、corner tower，ulteriorly confirm towers height，the type and amount of insulators and fittings。Thirdly，we repetitiously arrange the tower position on the plane cross section by the template of arc sag。Fourthly,we check the load of towers and the stability of tower foundation。Finally,we design the shoc

5、kproof of conductor and ground wire。个人收集整理，勿做商业用途个人收集整理，勿做商业用途 个人收集整理 勿做商业用途 III The achievements in this paper includes the instruction the book and the account book,in which the formulas and its application are detailedly recorded,in which the design content and points for attention are concretely

6、 listed also。Deservedly，the drawings in the appendix belong to the part of the achievements in this paper also。Key Words 220kV overhead transmission line,the calculation of stress and the sag height，arrange the tower position 个人收集整理 勿做商业用途 IV 目 录 第 1 章 绪论。1 1。1概述。.。1 1.2 设计现状、意义.。.2 第2章 设计内容说明书 。3 2

7、。1 线路路径选择和杆塔定位.3 2。2 导线、避雷线的应力弧垂计算.。.6 2.3 杆塔型式的选择.14 2.4 送电线路绝缘配合设计17 2。5 塔头尺寸校核.。21 2。6 杆塔荷载计算。25 2.7 铁塔内力计算30 2.8 杆塔基础设计。.31 2.9 防振设计.34 第 3 章 设计计算书。36 3。1导线、避雷线的应力、弧垂计算 。3 6 3。2杆塔型式的选择。48 3。3绝缘子选择。.。48 3.4 金具的选择。.。49 3。5 杆塔定位.50 3.6 塔头尺寸校核52 3。7杆塔荷载计算。.56 3.8铁塔内力计算。63 个人收集整理 勿做商业用途 V 3。9杆塔基础设计。.

8、。65 3。10防振设计66 第 4 章 结论。71 谢辞.。.。.72 参考文献。.。72 附录 附录 1 应用 Visual Basic 计算应力弧垂的程序代码。73 A1。1 应用状态方程式计算应力弧垂的VB程序代码73 A1.2 计算避雷线15无风无冰时应力弧垂的VB程序代码74 附录2应力弧垂曲线图。75 A2.1 导线应力弧垂曲线。.75 A2。2 避雷线应力弧垂曲线 .。.。.7 6 附录 3 杆塔塔型图。.77 A3.1 直线型杆塔（酒杯型铁塔）77 A3.2 耐张型杆塔（干字型铁塔)78 附录 4 绝缘子金具连接图.79 A4。1 直线杆金具连接图79 A4。2 耐张杆金具连

9、接图79 个人收集整理 勿做商业用途 -1-第 1 章 绪论 1。1 概述 毕业设计和毕业论文是专升本学生培养方案中的重要环节.学生通过毕业论文,综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题,在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼。对于现在在工作中碰到的实际问题可以在做毕业设计时得到证实与解决,对我们提高业务水平有很大的帮助。随着我国经济的迅速发展，电力事业作为经济发展的重要基础也随之蓬勃发展，各电压等级的输送电线路不断兴建与竣工。尤其是我国能源分布极不均匀的实际情况,输电线路的设计必然对我国送电线路工程的建设，对我国的经济建设发挥更加重要的作用。作为一名

10、工作以后加入再教育行列的学生,更明白对这三年以来所学的知识进行一次彻底的消化和整理并完成毕业设计的重要性。因此在本次毕业设计中我努力做到以下几点：第一，应注重内容的完整性、条理性，在叙述部分应简明扼要，突出线路设计的重点，本设计中提供了线路工程的总框架和设计思路，详细罗列设计所用的公式和各种参数及图表；第二,应注意工程实践与书本知识相结合，贴近工程实践，此次设计的原题来自于电力设计院的实际设计项目;第三，密切关注最新的设计知识，设计中的所有数据应与我国现行的各有关规范、规程等技术标准为依据；第四,应加强现代化设计手段的应用，在计算导线，避雷线应力弧垂计算中,采用了程序设计，并在绘制曲线图以及画

11、出线路金具时用到专业软件进行制图工作，保证了其工程准确性。本设计共分五章内容,第一章介绍了线路路径的选择和杆塔定位,第二章介绍了杆塔型式的选择,第三章为架空线，避雷线的应力和弧垂计算，第四章介绍了杆塔荷载的计算及头部尺寸的校验，第五章介绍了杆塔荷载的计算，第六章基础计算,及最后一章介绍了的防振设计.在本设计的完成过程中，得到了电气工程学院领导的关心和教研组教师的大力支持，特别是此次毕业设计的指导老师老师及班主任*老师的大力帮助,个人收集整理 勿做商业用途 -2-以及各位同事的帮助，在此表示衷心的感谢。由于自身水平的局限，难免有不足之处，恳请老师批评指正.1.2 设计现状、意义 输电线路设计是一

12、门实践性很强的专业，而此次“220kV-*架空送电线路设计”正是来源于电力设计院实际设计项目,因而本次毕业设计是贴近工程实际，有一定的工程准确性的。*位于*山区，整个区域地形复杂.对于初学线路设计的人员的知识疏理和运用，既是一次检阅,也是一次挑战性锻炼，通过该线路设计,我感到自己的理论和实践水平都得到了很大的提高。由于*位于*西部山区,以前交通不畅,工业不发达，经济水平处于落后状态，电力供应更是一度处于自供区.近年来随着交通网逐步完善，经济水平快速发展，外来资金到实业投资，电力负荷持续快速增长。目前本地区有35kV 公用变电站*座,110kV公用变电站座，无220kV 及以上变电站，现有电网已

13、不能满足要求，供电形势非常严峻。本次 220kV 线路设计从广义上来说,是 220kV*变的一部分，该变电所投运可以有效缓解当前城西用电紧张状态，为城乡和社会经济打下良好的发展基础。从技术上来说，因为*地区是第一次建设该等级的送电线路，可以作为今后电力建设的基础,加以借鉴。个人收集整理 勿做商业用途 -3-第 2 章 设计说明书 2.1 线路路径的选择和杆塔定位 2。1.1 线路路径的选择 线路路径的选择即为在明确了线路的起仡后，在起仡点之间选出一条符合国家建设方针政策，在技术和经济上合理的最佳走线方案。（1）选择输电线路的路径,应认真作好调查研究，少占农田，综合考虑运行、施工、交通运输条件和

14、路径长度等因素，与有关单位或部门协商，本着统筹兼顾，全面安排的原则进行方案选择和比较，做到技术方案和比较,做到技术经济合理,安全适用;（2）选择路径应尽量避开重冰区,地质不良地带，原始森林区以及严重影响安全运行的其他地区，并应考虑对临近设施如电台、飞机场、弱电线路等的相互影响;（3）发电厂或变电所的进出线走廊，应根据厂、所的总体布置图统一规划，进出线宜采用双回路或多回路共杆塔；（4）耐张段的长度，一般采用 35km。对于超高压输电线路和运行、施工条件许可时，可适当延长。高差或档距相差非常悬殊的山区和重冰区,应适当缩短；（5）有大跨越的输电线路，其路径方案应结合大跨越的情况，通过综合技术经济比较

15、确定。跨越点应避开河道不稳定、河岸受冲刷、地质不良、地震断裂、崩塌滑坡、海潮或山洪冲击、土地容易流失及其他影响安全运行的地带，否则应采取可靠措施。线路路径的选择,一般按以下几个步骤进行：图上选线、收集资料和签定协议、初勘、线路路径方案的比较、野外选线。由文献 3可知。2。1。2 杆塔的定位 定位即在已经选好的线路路径上，测绘出平断面并配置杆塔的位置。杆塔定位时要尽量少占耕地良田、避开水文、地质条件不良的地段,需考虑施工的方便性。档距配置时要最大限度的利用杆塔强度，相邻档档距大小不宜相差太大，以免增大不平衡张力，另外应尽量避免出现孤立档。杆塔选用尽可能地选用最经济的杆塔型式和高度，尽量避免特殊设

16、计杆塔。2。1.2。1 杆塔定位的原则 个人收集整理 勿做商业用途 -4-在已经选好的线路上进行定线，断面测绘，在纵面图上配置称为定位,是设计工作中一项重要的工作。（1）应贯彻以农业为基础的方针，做到少占耕地和良田；(2）杆塔位置应尽量避开水洼、泥塘、冲沟、断层等水文地质条件不良的地带；（3）当在陡坡布置杆位时，应注意基础可能受到雨水冲刷的情况，并采取适当措施，如挖排水沟，砌护坡等，并且要避开滑坡地带；（4）非直线型杆塔应位于地势比较平坦，便于施工紧线和维护、检修的地方。2.1。2.2 定位前的准备工作（1）应首先查阅线路工程定位手册。内容包括线路的基本情况及送、受电端的情况;导线、避雷线型号

17、及力学特性曲线；悬垂绝缘子串情况；防振措施的安装规定；全线换位情况；不同气象区分断；接地装置选配情况;杆塔及基础使用条件一览表；各型杆塔使用原则；导线对地及对各种交叉物的距离及交叉跨越方式的要求；耐长段长度规定;线路平衡面图；定位使用的模板 K 值曲线图；摇摆角等各种校验曲线及图表；对地裕度及有关交叉跨越特殊校验条件的规定;线路边导线与建筑物之间距离的有关规定;基础型式的选用原则等。（2)判断导线的最大弧垂出现的气象条件 导线的最大垂直弧垂只有出现在最高气温和最大比载两种条件下,通常有临界温度法和临界比载法来判断最大弧垂出现的气象条件.也可以由第二章的应力弧垂计算,参考应力弧垂曲线。本设计最大

18、弧垂出现在最高气温时，具体判别详见计算书。（3)杆塔定位高度 杆塔的高度主要是根据导线对地面的允许距离决定的最大弧垂曲线模板。直线杆塔：H=Ed-h （2.1）非直线杆塔：H=E-d-h （2。2）式中 H-杆塔的定位高度，m；E-杆塔的呼称高，m；d对地安全距离，m；绝缘子串的长度，m；定位裕度，定位裕度的取值为档距在 700m 以下取 1。0m h杆塔施工基面,m.此设计中的导线与地面的最小距离 d 查下表：表 2.1 导线与地面的最小距离 d（m）个人收集整理 勿做商业用途 -5-线路经过地区 线路电压（kV）35110 154220 330 500 500 居民区 7.0 7。5 8.

19、5 14 16 非居民区 6。0 6.5 7。5 11（水平排列）10。5(三角排列）12。5 交通困难地区 5。0 5。5 6.5 8.5 2.1.2。3 定位用弧垂模板的制作与使用（1）制作定位弧垂模板 根据弧垂计算公式 f=kl2，式中 k=g/8，可见当 g，值一定时，其弧垂形状相同。因此可按不同的 K 值,以档距 l 为横坐标，以弧垂 f 为纵坐标，以档距中央为坐标原点刻制出一组弧垂曲线。通用弧垂曲线 K 值一般在 41051510-5（1/m）之间,每隔 0.2510-5作一条曲线,每块模板上可作 24 条曲线。（2)用弧垂模板排杆定位 步骤如下：根据杆塔的呼称高 E，确定杆塔的定

20、位高度 H.杆塔的呼称高是指杆塔的最下层导线绝缘字串悬挂点到地面的垂直距离。杆塔的定位高度 H=E-d(对地安全距离)-（绝缘子串的长度)（定位裕度）-h(杆塔施工基面)。非直线杆塔的定位高度 H=E-d-h；杆塔定位时,在断面图上用弧垂模板绘制弧垂曲线是按定位高度进行的。只要该线不与地面相交，则满足对地距离的要求.根据允许的最大弧垂maxf，估算代表档距Dl，最大弧垂)(maxdEf，同时可得计算档距jl为 gdElj)(8 （2。3）可近似地取代表档距Dl=（0.80。9）jl,对平原地区取 0.9。根据假定的Dl,初步排定杆位,由假定的Dl查应力曲线得出最大弧垂时的应力，算出对应的K 值

21、，用该K 值对应的模板在平断面图上排杆位；排杆校验和调整。当排出了一个耐张段的杆位后，计算其实际代表档距及其对应的K与K值接近或相等，其误差在（0。050.2)105之内,说明所排杆位合适，可接下去排下一个耐张杆位.个人收集整理 勿做商业用途 -6-2。1。2.4 杆塔定位结果 共 16 根直线杆（Z1 Z16）、5 根耐张杆（1J 2J)，杆塔定位结果列表如下：表 2。2 杆塔定位结果(m)塔 号 J1 Z1 Z2 Z3 J2 Z4 Z5 Z6 Z7 J3 Z8 Z9 Z10 Z11 J4 Z12 Z13 Z14 Z15 Z16 J5 呼称高度 29。5 29.7 32.7 26。7 20。

22、5 23.7 23。7 29。7 23。7 20.5 29。7 23.7 32。7 26。7 20。5 23.7 23。7 23.7 23.7 23。7 26。5 塔全高度 39 33.4 36.4 30.4 30 27.4 27.4 33.4 27。4 30 33。4 27。4 36.4 30.4 30 27。4 27.4 27。4 27.4 27。4 36 档 距 253，278,321,187，272,372，401，269,245,417，221，443,403，227，382，318，313，337,366,397 耐张段长 1039 1559 1711 2113 代表档距 272.

23、25 330.47 380。25 356。43 2。2 导线、避雷线的应力弧垂计算 2。2。1 架空线的应力弧垂计算 2.2.1。1 架空线应力弧垂曲线计算步骤（1）确定工程所采用的气象条件；(2)确定导线的计算参数；（3）确定架空线的应力值;（4）计算导线在各种气象条件下的比载；(5)判定有效临界档距;（6）判定最大弧垂出现的气象情况;个人收集整理 勿做商业用途 -7-（7）各种气象情况下导线应力和弧垂值的计算。2.2.1.2 设计用气象条件 所谓设计用气象条件，是指那些与线路的电气强度和机械强度有关的气象参数：风速、覆冰温度和温度，称为设计用气象条件三要素.在线路设计过程中，必须对沿线的气

24、象情况进行全面的了解，详细搜集有关气象资料，设计过程中应搜集的所需气象资料及主要用途见表2。3.表 2.3 气象资料及用途表 搜集内容 用途 最高气温 计算电线最大弧垂，使电线对地面及其他物体保持一定的安全距离 最低气温 电线可能产生最大应力,检验绝缘子串上扬或电线上拔及防振计算等 年平均气温 防振设计，一般用平均气温时电线的应力作为计算控制条件 历年最低气温月的平均气温 计算电线或杆塔安装、检修时的初始条件 最大风速及最大风速月的平均气温 风荷载是考虑杆塔和电线强度的基本条件 地区最多风向及其出现频率 用于电线的防振、防腐及绝缘防污设计 电线覆冰温度 杆塔及电线强度设计依据，验算不均匀覆冰时

25、电线纵向不平衡张力及垂直布置的导线接近距离 雷电日数（或小时数）防雷计算用 雨天、雪天、雾凇天的持续小时数 计算电晕损失时的基本数据 土壤冻结深度 用于杆塔基础设计 常年洪水位及最高航行水位气温 确定跨越杆塔高度及验算交叉跨越距离 最高气温月的日最高气温平均值 用于计算导线发热升温 （1）设计用气象条件的组合 风速、覆冰厚度和大气温度是架空线路设计中要考虑的主要因素,它们的取值方法称为气象条件的组合。气象条件的组合，除了应合理反映自然规律的变化外，还要考虑技术经济上的合理性及设计计算上的方便性.1）线路正常运行情况下的气象条件组合 设计最大风速，无冰和相应的大气温度；覆冰,相应风速，气温5;个

26、人收集整理 勿做商业用途 -8-最低气温，无冰，无风；最高气温,无冰，无风。2）线路安装和检修情况下的气象条件组合 因为通常在六级以上大风时不能进行施工安装工作,故其组合是风速 10m/s，最低气温月的平均气温，无冰。3）外过电压时的气象条件组合 情况一、当设计塔头尺寸，计算导线风偏对凸出物的距离时,其组合为：外过电压温度 15,相应风速；情况二、用于验算档距中央、导线与避雷线间的距离，需满足 S0.012l+1的要求，其组合为:外过电压温度 15，无风.其中，S 为导线与避雷线间距离，m；l 为档距,m。4）线路断线事故情况下的气象条件组合 一般地区，无风，无冰，历年最低气温月的日最低气温平

27、均值；重冰区（覆冰厚度 20mm 以上），无风，有冰,气温5。5）线路耐振计算用的气象条件组合 由于线路微风振动一年四季中经常发生，故控制其平均运行应力的组合气象条件为：年平均气温,无风，无冰。6）内过电压的气象条件组合 内过电压即操作过电压，其计算组合为：年平均气温,无冰，0.5 倍最大风速不低于 15m/s。(2)典型气象区 典型气象区作为一种计算气象条件，简化了一个地区的设计工作,便于开展标准化工作。根据我国各地区气象条件的情况，以影响输电线路设计最大的三个因素:风速、温度、覆冰厚度作为整理条件，进行了归纳合并，形成了我国九个典型气象区，本设计中典型气象区为区,具体的参数见表 2.4。表

28、 2.4 气象区气象条件参数 代表情况 温度（）风速(m/s)冰厚(mm）最高气温 40 0 0 最低气温 10 0 0 最大风速 10 30 0 覆冰有风-5 10 5 个人收集整理 勿做商业用途 -9-安装(无风)0 10 0 年平均气温 15 0 0 外过电压(无风)15 0 0 外过电压(有风）15 10 0 内过电压 15 15 0 安装(有风)0 10 0 2。2.1。3 架空线的物理特性和机械特性（1）架空线的物理特性 本设计中给出的导线型号为 LGJ-210/35，其详细参数如下表 2。5 所示：表 2.5 导线参数 名 称 数 据 规 格 LGJ210/35 截 面 积（mm

29、2)246.09 直 径（mm)20.38 温度膨胀系数610（1/C0）18。8 弹性模数 E（kg/mm2）8000 单位长度重量(kg/km)853。9 计算拉断力(kN）74250 (2)架空线的最大使用应力和年平均运行应力 1)架空线的最大使用应力 架空线的最大使用应力又称许用应力，是指架空线弧垂最低点所允许使用的最大应力，由文献2可知，应按下式计算为:KPmax （2.4)式中 max架空线的最大使用应力，N/mm2；P架空线的瞬时破坏应力，N/mm2；K 导线、避雷线的安全系数，设计规程中规定 K2。5。2）架空线的年平均运行应力 在线路设计中，为了保证架空线路长期运行的安全可靠

30、性，除了满足在任何个人收集整理 勿做商业用途 -10-气象条件下,架空线的最低点处的使用应力不能大于许用应力外，还应满足年平均运行应力的要求,防止导线因振动而出现断股和断线。架空线的年平均运行应力cP一般取瞬时破坏应力P的 25%,即cP=25%P。这是由于架空线的年平均运行应力的上限一般按加防振措施考虑。2.2。1.4 架空线的比载 架空线的比载是指单位长度和单位截面上导线所承受的机械荷载，其常用单位是 N/mm2或 MPa/m。作用在架空线路上的荷载有架空线的自重、冰重和架空线所承受的风压,为了清楚的表示这些比载，可采用符号 gx(b,v）表示，其中 x=17，表示 7 种不同的比载，b

31、表示计算比载时的覆冰的厚度，mm；v 表示计算风速，m/s。由文献2可知。（1)自重比载)0,0(1g )0,0(1g=AG08.910-3(MPa/m)（2.5）式中 G0-架空线单位长度质量,kg/km；A-架空线的截面积，mm2（2）冰层比载 g2(b，0)Abdbgb)(728.27)0,(210-3（MPa/m)(2.6）式中 b冰层厚度，mm;d导线的计算直径,mm;A-架空线的截面积，mm2。（3）垂直总比载 g3（b，0）)0,(2)0,0(1)0,(3bbggg (2。7）（4)导线无冰时的风压比载),0(4vg Acdvgfv168.92),0(410-3(MPa/m)（2

32、。8)个人收集整理 勿做商业用途 -11-（5）导线覆冰时的风压比载),(5vbg Avbdcgfvb16)2(8.92),(5103（MPa/m）(2。9）（6)导线无冰有风时的综合比载),0(6vg 2),0(42)0,0(1),0(6vvggg(MPa/m）（2.10）（7）导线覆冰有风时的综合比载),(7vbg 2),(52)0,(3),(7vbbvbggg（MPa/m）（2。11)2。2.1。5 架空线的应力和弧垂曲线计算 应力弧垂曲线图是输电线路设计图纸中的一部分,它反映了某地区各种气象情况下应力、弧垂与代表档距之间的变化关系,计算它们的主要目的是为了提供导线的力学特性，从而能进行

33、线路杆塔设计的进一步的计算。由文献2可知.（1）应力弧垂曲线的计算项目 应力弧垂曲线计算项目见表 2。6。表 2。6 应力弧垂曲线计算项目 计算项目 大风 覆冰 安装 事故断线 最低气温 最高气温 大气过电压(有风）大气过电压（无风）操作过电压 平均运行应力 导线 避雷线 导线 避雷线 （2）判定有效临界档距 1)临界档距的判定采用逻辑图判定法,方法如下（以四种控制气象条件为例）：首先计算出各种气象情况下的 g/,按其数值大小自右向左排列成 A，B，C，D,再计算出各种临界档距；将所需判定的任意档距 l 与顶端kADl比较，若 lkADl ,则沿右边走线至kACl，个人收集整理 勿做商业用途

34、-12-若 lkACl，则沿左边走线至kBDl.再若 lkBDl,则沿右边走线至kBCl，若 lkBDl,则沿左边走线至kCDl.以此类推,直至最后走线至某一气象条件的代表符号（A，B，C，D）为止.该档距 l 对应的控制气象条件为该符号代表的气象条件；若临界档距kl为虚数，如两个控制条件的 g/不相等，则全部档距由 g/大者控制；若两种情况的 g/相等，则全部档距由+/t较小者控制;若临界档距kl为，则全部档距均由+/t较小者控制；若临界档距kl为不定值,则两种气象条件同时控制。由文献8可知。一般情况下，可能成为控制条件的有最低气温、最大风速、覆冰和年均气温,存在六个临界档距，但真正起到作用

35、的有效临界档距最多不超过三个。设计时，需要先判别处有效临界档距，从而得到实际档距的控制气象条件。因为6g7g,所以所以无须考虑最大风速，控制气象条件为年均气温、覆冰、最低气温,将这三个气象条件的数据填入下表2.7。表 2.7 气象参数 项目 年平均气温 覆冰 最低气温 最大许用应力 75。43 120.69 120。69 比载10-3 34。00 98.80 34.00 气温C0 10-5-20 g10-4 4.51 8。19 2.82 顺序编号 B A C 2）计算出各种临界档距 按上述方法可判定 0l123.14 m 时为 B 控，控制气象条件为年平均气温；l123.14m 时为 A 控，

36、控制气象条件为覆冰。3)应力、弧垂的计算 确定了各控制气象条件及其对应的控制档距范围以后，由应力状态方程 2 22 222()2424nmnmnmnmEg lEg lE tt求出导线应力n，由公式nf=nngl82求出与之对应的弧垂。在此，应力、弧垂的计算可以利用编写的 VB 通用程序实现（程序代码见附录 2，A2.1）式中 线性膨胀系数，1/；E-弹性模量，2/mmN;l 导线档距，m；n、m-两种气象条件下导线所受应力，Mpa。2.2.2 避雷线的应力弧垂计算 个人收集整理 勿做商业用途 -13-2.2.2。1 避雷线的选择 避雷线可为一般避雷线、绝缘避雷线、屏蔽避雷线和复合光纤避雷线四种

37、，本设计中采用一般避雷线。一般避雷线主要使用镀锌钢绞线，其型号视所保护的导线型号而定，如下表1.8 所示：表 2.8 导线、避雷线型号匹配 导线型号 LGJ35LGJ70 LGJ95LGJ185 LGJ240LGJ300 LGJ300 以上 避雷线型号 GJ25 GJ35 GJ50 GJ70 由上表可得导线型号为 LGJ210/35 时选用的避雷线型号为 GJ50。安全系数为 3.5。避雷线 GJ50 的物理参数如下表所示：表 2.9 避雷线的物理参数 2.2。2。2 避雷线的各种比载计算 避雷线比载的计算方法同导线比载的计算方法，在此不再重复。（注意：由于避雷线不用输送电力，故不需计算内过电

38、压,外过电压（有风)情况，计算外过电压无风只是校验导线与避雷线在档距中央的距离配合.其他气象条件与导线一致）避雷线的各种比载计算结果见说明书.2.2.2。3 避雷线最大使用应力的确定 名 称 数 据 规 格 GJ50 截 面 积(mm2)49.46 直 径(mm)9.0 温度膨胀系数 610(1/C0）11。5 弹性模量 E（KN/mm2)200。9 单位长度重量（Kg/km）423.7 瞬时破坏应力(Mpa)1200 个人收集整理 勿做商业用途 -14-避雷线的应力计算与导线的应力计算原理大致相同，避雷线视先根据防雷要求-在大气过电压气象条件（+15，无风,无冰)时，导线与避雷线在档距中央应

39、保持(0。012l+1）m 的间距,此处 l 为档距。计算处此时的应力B，然后将此应力作为已知条件，求得其他各气象条件的应力.根据防雷要求,避雷线在 15,无风,无冰时的应力B为 22280.0121bBDDglshgl （2。12）式中 s、h-导线、避雷线在杆塔上悬挂点间的水平距离和垂直距离,m；Dg、Bg导线、避雷线的自重比载，Mpa/m；D、B导线、避雷线在在 15，无风，无冰时的应力,N/mm2；l-档距，m.将B为最大值的档距l定义为控制档距Ql，当 S=0 时 Ql=166。7（h-1)（2.13）算得Ql=750.15m绘制避雷线应力弧垂曲线时，l取0600m,而l查得如下表所

40、示。1）直线杆绝缘子串组装材料如下表所示：表 2。12 悬垂绝缘子串组装材料 件号 金具名称 型号 数量 每个质量（kg）总共质量（kg)主要尺寸H(mm）总质量(kg)1 挂板 Z-12 1 1。3 1。3 80 184.1 2 U 型挂环 U-12 1 1.0 1。0 80 3 联板 L1240 1 4.7 4.7 70 4 挂板 Z7 2 0.6 0.8 60 5 球头挂环 QP-7 2 0.3 0.6 50 6 悬式绝缘子 XP7 182 4。6 128。8 14618 7 碗头挂板 WS-7 2 1。0 2。0 70 个人收集整理 勿做商业用途 -21-8 联板 LS-1255 1

41、8。7 8.7 65 9 挂板 ZS-7 2 0。6 1.2 60 10 悬垂线夹 XGU613 2 5.8 11.6 143 11 预胶丝 FYH300/50 2 2.3 4。6 2）耐张杆绝缘子串:表 2.13 耐张绝缘子串组装材料表 件号 名称 型号 数量 每个质量kg 共计质量kg 主要尺寸H（mm)总质量kg 1 U 型挂环 U-12 3 1。0 3。0 80 107。6 2 挂环 PH-12 1 0.9 0.9 120 3 联板 L1240 2 4.7 9.4 70 4 挂板 Z7 2 0.6 1。2 60 5 绝缘子 XP-7 19 4.6 138 14619 6 球头挂环 QP

42、-7 2 0。3 0。6 50 7 碗头挂板 WS-7 2 1。0 2。0 70 8 耐张线夹 NY-300/50 1 3.1 3。1 560（L1）3）避雷线绝缘子串：表 2.14 避雷线组装材料表 金具名称 型号 每组数量 每个质量kg 共计质量kg 主要尺寸H（mm)总质量kg 悬垂金具 U 型螺丝 U-1880 1 0.8 0.8 80(L)3。1 挂环 ZH7 1 0.5 0.5 95 悬垂线夹 XGU2 1 1.8 1.8 82 耐张金具 耐张线夹 NX-2 1 1。8 1。8 140(L)2。8 U 型挂环 U7 1 0。5 0.5 60 挂环 ZH7 1 0.5 0。5 95

43、2.5 塔头尺寸的校核 个人收集整理 勿做商业用途 -22-杆塔设计应作到安全、经济、美观。杆塔头部尺寸的决定是否得当，是杆塔结构设计经济、合理的重要因素之一.如果杆塔头部设计过大，在导线出现不平衡张力（如断线、不均匀覆冰或脱冰等）时，会增加塔身的扭矩以及对横担的弯矩。避雷线支架设计的过高会增大塔身的弯矩，加大使用材料规格,浪费材料.同时使线路走廊宽度增大；电磁污染环境加大.如果杆塔头部尺寸设计的过小，又会对线路安全运行以及带电检修等带来不便等.由于以上原因，应周密考虑杆塔头部尺寸的设计，设计时主要决定以下电气方面的要求.这些要求可以从两个方面来满足,几档距中各种线间距离的验算和杆塔头部各种安

44、全间隙的检查.2.5。1 绝缘子强度校核 水平档距 Lh=2LL21 (2.19）垂直档距 Lv=Lh+g0(2211vhvh）（2.20）0代表档距时导线最低点的应力，N/mm；G-在覆冰无风或有风时采用3g，在其他气象情况时采用 g1，Mpa/m。(1）正常运行时绝缘子的安全系数 K=P/Tmax 2 时满足要求 P-绝缘子一小时机电荷载，N；Tmax绝缘子片最大使用荷载，N。（2）事故情况时绝缘子的安全系数 K=P/Tmax 1.3 时满足要求 P-绝缘子一小时机电荷载，N；Tmax绝缘子片受到的最大使用荷载，N。2。5。2 直线塔塔头尺寸校核 2。5.2。1 直线杆悬垂绝缘子串的风偏角

45、 校验（1）计算风偏角 已知 摇摆角公式：=arctanFVJhJGLAgGLAgP142/2/（2。21）个人收集整理 勿做商业用途 -23-2121.6zzjn n A k vp （2.22）式中 四种计算情况下相应的最大允许摇摆角，；PJ、GJ-绝缘子串所受风压及自重力，N；A导线截面面积，mm2；FG防震锤的重量，N；Lh-校验条件下水平档距，m；Lv校验条件下垂直档距，m；v-风速,m；zk-风压随高度变化系数；1n相导线的所用的绝缘子串数;2n每串绝缘子的片数；zA每片绝缘子的受风面积，单裙绝缘子取 0.032mm，双裙绝缘子取0.042mm。（2）做间隙圆对风偏角进行校验 具体校

46、核详见计算书，通过校验，对正常运行、内过电压、外国电压均满足下表各种条件下最小间隙：表 2。15 带电部分与杆塔构件间的最小距离（m）计算条件 各种电压（kv）35 60 110 接地 110 不接地 154 220 330 500 运行电压 0。1 0。2 0。25 0。4 0。55 0.55 1。0 1。15 内过电压 0.25 0。5 0。7 0.8 1.10 1。45 2.0 2.5 外过电压 0。45 0。65 1。0 1。90 2.6 3。7 2。5。2.2 非直线杆塔的跳线风偏角 校验 41arctangg （2.23）式中 g1-自重比载，Mpa/m；g4无冰时的风压比载，Mp

47、a/m。2.5.2.3 导线间水平距离的校验 个人收集整理 勿做商业用途 -24-根据我国长期进行的试验和参照国外公式，提出了当档距小于 1000m 时公式为:mfUD65.01104.0 （2.24）式中 D导线间水平相间距离，m；-悬垂绝缘子串的长度，m；U-额定电压，kV；fm导线的最大弧垂，m。1.7。2。4 导线与避雷线间绝缘设计 避雷线应十分重视其防雷保护（1）避雷线与导线在档距中央的距离配合应按下式校验 1012.0LS(气象条件为无风 +15）（2。25）式中 ()dbshff ；L档距，m；h-悬挂点之间的距离，m；fd-导线在外过电压无风下的弧垂，m;fb-避雷线在外过电压

48、无风下的弧垂，m。（2）避雷线对边导线的保护角的校验 通常情况下为 2030,330kV 线路及双避雷线 220kV 线路,一般采用 20 左右.计算公式为：hsarctan （2。26)式中 s导线与避雷线之间的水平距离，m；h导线与避雷线之间的垂直距离，m。（3)避雷线对中导线的保护 本设计中 D=11000(D 为铁塔两根避雷线间的水平距离），规程规定 D 不应小于避雷线之间的水平距离的 5 倍，才能满足对中导线的保护。（4)避雷线的最大使用应力 避雷线的最大使用应力不应超过瞬时破坏应力的 70。个人收集整理 勿做商业用途 -25-840%70pmaxkp （2。27）（5）杆塔最大使用

49、档距的选取 杆塔的最大使用档距受到线间距离的限制，档距越大,导线受风荷载作用时摆动的幅度越大,线间距离越不容易满足要求。当塔头尺寸确定后,最大使用档距也随之确定，线间距离允许的最大弧垂为 265.0110/4.0UDfm （2.28）式中 D导线水平线间距离和等效水平线间距离中的最小值，m；悬垂绝缘子串长度，m；U线路的电压等级，kV。2。6 杆塔荷载计算 2.6.1 概述(1）承力杆塔运行情况的荷载计算条件：1）最大风无冰,相应气温，未断线；2）覆冰，相应气温，未断线;3）最低气温，无风无冰，未断线(用于终端杆塔和转角杆)。（2)承力杆塔断线情况的荷载计算条件:1）在同档内断两根导线，无风无

50、冰。2)断一根导线，无风无冰，所有导线张力取导线最大使用张力的 70%。3）杆塔安装情况的荷载计算条件：一侧装一根导线，另一根未装好，其它任何线都未装.（3）各类荷载的组合系数 表 2。16 荷载组合系数 荷载组合情况 荷载组合系数 运行情况 1。00 断线情况(包括纵向张力）110kV及以下 0.75 220kV及以上 0.90 验算情况 0.75 个人收集整理 勿做商业用途 -26-2。6。2 导线、避雷线的垂直荷载 导线、避雷线的垂直荷载为 无冰时 jchGslgG1 (2.29）有冰时 3jchGslgG (2.30)式中 1g-自重比载，Mpa/m；3g-垂直总比载，Mpa/m；s-