220kv畢業(yè)設計-- 220kv莊慈線架空線路設計

1、<p>　　畢業(yè)設計說明書(論文)</p><p>　　作 者： 學 號： </p><p>　　系 部： </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動化（輸配電工程） </p><p>　　題 目： 220kV莊慈線架空線路設計

2、 </p><p>　　指導者： </p><p>　　評閱者： </p><p>　　2013年 6 月 </p><p><b>　　摘要</b></p><p><b>　　

3、摘要</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言...........................................................................................................................................

4、.......1</p><p><b>　　說明書</b></p><p>　　第一章 架空線的應力弧垂.....................................................................................................2</p><p>　　第二章

5、避雷線的應力弧垂...................................................................................................10</p><p>　　第三章 桿塔設計...............................................................................

6、......................................12</p><p>　　第四章 線路路徑的選擇和桿塔定位...............................................................................17</p><p>　　第五章 耐張桿塔頭尺寸校驗.....................

7、.........................................................................20</p><p>　　第六章 耐張桿塔頭荷載.......................................................................................................23</

8、p><p>　　第七章 耐張桿基礎(chǔ)校驗.......................................................................................................28</p><p>　　第八章 導線避雷線的防振設計.............................................

9、.............................................30</p><p><b>　　計算書</b></p><p>　　第一章 架空線的應力弧垂計算..........................................................................................

10、32</p><p>　　第二章 避雷線的應力弧垂計算............................................................................................36</p><p>　　第三章 桿塔定位結(jié)果校驗...................................................

11、..................................................38</p><p>　　第四章 耐張桿塔頭尺寸校驗.................................................................................................41</p><p>　　第五章 耐張桿塔

12、頭荷載圖....................................................................................................43</p><p>　　第六章 耐張桿基礎(chǔ)穩(wěn)定性計算............................................................................

13、................47</p><p>　　第七章 導線避雷線的防振設計............................................................................................48</p><p>　　結(jié)論.............................................

14、....................................................................................................51</p><p>　　致謝.............................................................................................

15、....................................................52</p><p>　　參考文獻.......................................................................................................................................53&l

16、t;/p><p>　　附錄1：外文資料翻譯...............................................................................................................54</p><p>　　附錄2：附圖...............................................

17、...................................................................................60</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　本設計為220kV莊慈線架空線路設計，為傳統(tǒng)的設計題目，主要考察學生所學的知識和靈活應用知識的能力，設計的內(nèi)容主要有以下特點：</

18、p><p>　　一、注重內(nèi)容的完整性、條理性和盡量簡明扼要，在設計中提供了線路設計的整體思路，詳細羅列了設計用公式和相關(guān)參數(shù)及圖表；二、注重工程實踐性，設計內(nèi)容完全按照輸電線路總體設計流程，為以后畢業(yè)生的工作打好實踐基礎(chǔ)；三、注重線路設計的合理性，對各個階段的計算結(jié)果做了詳細的論證，力爭做到設計合理。</p><p>　　本設計的內(nèi)容有：進行導線、避雷線應力弧垂計算，繪制對應的曲線；制作最大弧

19、垂模板進行桿塔室內(nèi)定位并在平斷面圖上作校驗；選擇桿塔、絕緣子、金具型式；進行絕緣配合設計、桿塔強度計算、基礎(chǔ)穩(wěn)定性計算；導地線防振設計等。</p><p>　　作為一名即將畢業(yè)的大學生，畢業(yè)設計在大學學習具有非常重要的作用，不僅要求我們具有扎實的專業(yè)知識，而且要對所學的知識要有一個系統(tǒng)的認識，比如：排桿定位時要用到弧垂模板的制作的相關(guān)知識，而且要學會運用一定的應用軟件，例如：AUTOCAD等，會熟練運用它們繪制各

20、種圖形。方便對設計內(nèi)容做一些修改。因而，畢業(yè)設計對于我們具有以下目的和意義：1培養(yǎng)和提高我們綜合運用所學的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，鞏固所學的理論知識并且加以深化及應用，能夠初步掌握一些實際工作中應該具備的能力。</p><p>　　2 培養(yǎng)我們分析和解決工程實際問題的能力和進行科學研究的初步能力，能對試驗的數(shù)據(jù)進行采集與分析處理。</p><p>　　3 培養(yǎng)我們獨立的工作能力和

21、創(chuàng)新能力，學會調(diào)查研究，收集、查詢和閱讀中外文的文獻資料，能夠進行定性、定量相結(jié)合的獨立研究和論證。要求我們要使創(chuàng)新精神與科學態(tài)度相結(jié)合，大膽提出新的設計方案和技術(shù)措施。</p><p>　　4 熟悉國內(nèi)、國際相關(guān)專業(yè)的發(fā)展狀況，和我國電力發(fā)展的基本方針政策，樹立我們工程設計所必須的安全、可靠、經(jīng)濟的觀點。</p><p>　　南 京 工 程 學 院</p><p>

22、;<b>　　畢業(yè)設計說明書</b></p><p>　　第一章 架空線的應力和弧垂</p><p>　　1.1 設計用氣象條件的組合</p><p>　　架空輸電線路設計常年在大氣中運行，承受著四季氣溫、風、冰以及雷電等氣象變化的影響，其中風、覆冰和氣溫對架空輸電線路的機械強度和電氣間距有較大影響，是線路設計需考慮的主要氣象參數(shù)，稱為氣象

23、條件三要素。其值的選取應符合整個線路的技術(shù)經(jīng)濟性的要求，并保證架空輸電線路安全地施工和運行檢修。但是在設計時并不能將三要素出現(xiàn)的最不利情況進行簡單疊加，因為線路運行中的實際氣象條件雖然是風、覆冰、氣溫等氣象參數(shù)的組合，但最大風速、最厚覆冰、最低（高）氣溫通常并不同時出現(xiàn)。因此，必須根據(jù)線路運行、檢修和施工中可能遇到的情況和實際運行經(jīng)驗，對原始氣象資料慎重地分析，在數(shù)理統(tǒng)計分析基礎(chǔ)上合理地組合設計氣象條件。1.線路正常運行情況下的氣象組

24、合</p><p>　　最大風速：最大設計風速，無冰，相應的月平均氣溫。該氣象組合主要用于計算架空線和桿塔的強度或剛度，校驗工作電壓下的電氣間距。</p><p>　　最低氣溫：最低氣溫，無冰，無風。該氣象組合主要用于架空線的強度設計，懸垂絕緣子串的上揚校驗等。</p><p>　　覆冰有風（最厚覆冰）：最厚覆冰，相應風速，氣溫-5。根據(jù)雨凇形成規(guī)律，相應風速一般為

25、10.若該地區(qū)最大設計風速很大，可考慮相應的風速為15.</p><p>　　覆冰無風（最大垂直比載）：最厚覆冰，無風，氣溫-5。</p><p>　　最高氣溫：最高氣溫，無冰，無風。</p><p>　　線路斷線事故情況下的氣象組合</p><p>　?。?）一般地區(qū)，無風，無冰，歷年最低氣溫月的日最低氣溫平均值。</p>&

26、lt;p>　?。?）重冰區(qū)（覆冰厚度20㎜以上），無風，有冰，氣溫-5℃。</p><p>　　線路安裝和檢修情況下的氣象組合</p><p>　　（1）安裝氣象：風速10，無冰，最低氣溫月的平均氣溫。</p><p>　?。?）帶電作業(yè)：風速10，無冰，氣溫，用于帶電作業(yè)的間距校驗。4. 線路耐振計算用氣象組合</p><p>　　

27、由于線路微風振動一年四季中經(jīng)常發(fā)生，故控制其平均運行應力的組合氣象條件為：年平均氣溫，無風，無冰。</p><p><b>　　雷電過電壓氣象組合</b></p><p>　　雷電過電壓是指由于雷電的作用在導線上產(chǎn)生的過電壓，也稱外過電壓。</p><p>　　（1）外過有風：溫度,相應的風速，無冰。</p><p>　

28、　外過無風：溫度,無風，無冰。</p><p><b>　　操作過電壓氣象組合</b></p><p>　　操作過電壓是由于大型設備和系統(tǒng)的投切在導線上產(chǎn)生的過電壓，也稱內(nèi)過電壓，其氣象組合為：年均氣溫，無冰，0.5倍的最大風（不低于）。</p><p><b>　　1.2典型氣象區(qū)</b></p><

29、p>　　典型氣象區(qū)作為一種計算氣象條件，簡化了一個地區(qū)的設計工作，便于開展標準化工作。根據(jù)我國各地區(qū)氣象條件的情況，以影響輸電線路設計最大的三個因素：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)，此次設計中典型氣象區(qū)為Ⅱ區(qū)，具體的參數(shù)如下表。</p><p>　　表1.1 Ⅱ氣象區(qū)全國典型氣象條件</p><p>　　1.3架空線的物理特性和比載<

30、/p><p>　　1.3.1架空線的機械物理特性</p><p>　　此次設計提供的導線型號為,它的各種物理特性如下表。</p><p>　　表1.2 的物理特性表</p><p>　　在上述表中數(shù)據(jù)抗拉強度，許用應力，年均應力上限計算原理如下：</p><p><b>　　抗拉強度的計算：</b>&

31、lt;/p><p><b>　　架空線的許用應力</b></p><p>　　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，應按下式計算：</p><p>　　式中　　—— 架空線的最大使用應力，N/mm2；</p><p>　　—— 架空線的瞬時破壞應力，N/mm2；</p>&

32、lt;p>　　—— 導線、避雷線的安全系數(shù)。設計規(guī)程中規(guī)定≥2.5。</p><p>　　架空線的年均應力上限</p><p>　　在線路設計中，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。</p><p>　　架空線的年平均運行應力

33、一般取瞬時破壞應力的25%，即。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。</p><p>　　1.3.2架空線的比載</p><p>　　作用在架空線上的機械荷載有自重、冰重和風荷載。這些荷載可能是不均勻的，但為方便計算，一般按均勻分布考慮。根據(jù)架空線上作用的荷載的不同，相應的比載有自重比載、冰重比載、風壓比載等。根據(jù)作用方向的不同，比載可分為垂直比載、水平比載和綜合比載

34、。</p><p>　?。?）自重比載 </p><p>　　式中——架空線的單位長度質(zhì)量，</p><p>　　——架空線的截面積，</p><p><b>　　——重力加速度，</b></p><p><b>　　冰重比載</b></p>&

35、lt;p>　　式中——覆冰厚度， ——架空線的外徑，；</p><p><b>　　垂直總比載</b></p><p><b>　　無冰風壓比載</b></p><p><b>　?。?）覆冰風壓比載</b></p><p><b>　　無冰綜

36、合比載</b></p><p><b>　　（7）覆冰綜合比載</b></p><p>　　表1.3 各氣象條件下比載結(jié)果圖</p><p>　　1.4架空線的應力和弧垂計算</p><p>　　1.4.1應力弧垂曲線</p><p>　　架空線的應力弧垂曲線表示了各種氣象條件下應力

37、（弧垂）與檔距之間的變化關(guān)系。在確定出檔距以后，很容易從曲線上得到各種氣象條件下的應力與弧垂值。在制作架空線應力弧垂曲線時一般按照以下順序：</p><p>　　確定工程所采用的氣象條件；</p><p>　　依據(jù)選用的架空線規(guī)格，查取書中有關(guān)參數(shù)和機械物理性能，選定架空線各種氣象條件下的許用應力（包括年均運行應力的許用值）；</p><p>　　計算各種氣象條件下

38、的比載；</p><p>　　計算臨界檔距，并判斷有效臨界檔距和控制氣象條件；</p><p>　　判斷最大弧垂出現(xiàn)的氣象條件；</p><p>　　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力和弧垂值（導線一般只計算最大弧垂氣象和外過無風氣象下的二條弧垂）；</p><p>　　在電腦中利用Excel繪制出應

39、力弧垂曲線圖。</p><p>　　應力弧垂曲線計算項目表如下：</p><p>　　表1.4 架空線應力弧垂曲線計算項目</p><p>　　1.4.2計算臨界檔距，判斷控制條件</p><p>　　可能控制條件的有關(guān)參數(shù)見表</p><p>　　表1.5 可能的應力控制氣象條件</p><p

40、>　　按等高懸點考慮，計算各臨界檔距</p><p>　　氣象條件變化時，架空線的應力也隨之變化。為了保證架空線在任何氣象條件下的應力都不超過許用應力，必須使架空線在長期運行中可能出現(xiàn)的最大應力等于許用應力，因此，需要找出出現(xiàn)最大應力時的控制氣象條件來。檔距不同，控制氣象條件也不同，我們把以上條件各種情況中有兩種氣象條件下導線均達到各自允許應力最大值時的檔距稱為臨界檔距。</p><p&

41、gt;　　臨界檔距的計算公式：</p><p><b>　　計算有：</b></p><p>　　虛數(shù)，虛數(shù)，虛數(shù)，265.05m,573.39m,144.62m</p><p>　　由計算結(jié)果知年均氣溫控制全程檔距。</p><p>　　1.4.3 架空線應力和弧垂計算原理</p><p>　　

42、以各氣象條件為待求條件，已知參數(shù)如下表：</p><p>　　表1.6 待求各氣象條件及已知參數(shù)</p><p><b>　　利用狀態(tài)方程：</b></p><p><b>　　弧垂公式：</b></p><p>　　求得各待求條件下的應力和弧垂。</p><p>　　此次設

43、計在此環(huán)節(jié)進行了創(chuàng)新，利用C語言程序?qū)υ摖顟B(tài)方程進行了編譯，得到了的檔距的指定的應力和弧垂計算結(jié)果如下表。在Excel軟件中出圖。</p><p>　　表1.7 導線的應力弧垂計算表</p><p>　　第二章 避雷線的應力弧垂曲線</p><p>　　2.1避雷線的應力和弧垂計算</p><p>　　避雷線是先根據(jù)防雷要求——在大氣過電

44、壓氣象條件（，無風，無冰）時，導線與避雷線在檔距中央應保持的間距，此處為檔距。計算出此時的應力，然后將此應力作為已知條件，求得其他各氣象條件的應力。</p><p>　　式中 ——導線、避雷線在桿塔上懸掛點間的水平距離和垂直距離，。</p><p>　　——導線、避雷線的自重比載，；</p><p>　　——導線、避雷線在，無風，無冰時的應力，；</p>

45、;<p><b>　　——檔距。</b></p><p>　　由上式計算得，代入狀態(tài)方程的各個氣象條件下的避雷線的應力與弧垂大小，應力弧垂曲線在Excel中出圖。</p><p>　　表2.1 避雷線的應力弧垂結(jié)果</p><p><b>　　第三章 桿塔設計</b></p><p>

46、　　3.1 桿塔型式的選擇</p><p>　　輸電線路桿塔型式的確定，應根據(jù)國家經(jīng)濟建設發(fā)展水平，不斷總結(jié)桿塔設計、運行和施工經(jīng)驗，擇優(yōu)選用技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用 的桿塔型式。線路桿塔型式是多種多樣的，線路經(jīng)過地區(qū)的氣象條件，以及地形地質(zhì)情況等。進行一條線路的設計，必須結(jié)合工程的特點，確定出桿塔所采用的型式。</p><p>　　桿塔按照在線路的用途分為六類：直線桿塔、耐張桿塔、轉(zhuǎn)

47、角桿塔、換位桿塔、終端桿塔、跨越桿塔。一條線路的線路路徑上分成若干個耐張段，每個耐張段兩端為耐張桿塔，中間使用直線桿塔。</p><p>　　鐵塔是高壓送電線路上最常用的支持物，大多采用熱軋等肢角鋼制造，用螺栓連接組裝成空間桁架結(jié)構(gòu)。根據(jù)結(jié)構(gòu)型式和受力特點，鐵塔可分為拉線鐵塔和自立塔。鐵塔主要用于110～500kV送電線路上。</p><p>　　此次架空輸電線路設計為220KV莊慈線架空

48、線路設計，采用鐵塔進行設計。</p><p>　　表3.1 桿塔的有關(guān)參數(shù)</p><p>　　3.2絕緣子和金具的選擇</p><p>　　送電線路的絕緣配合設計具體內(nèi)容：</p><p>　　（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。</p><p>　　（2）按內(nèi)過

49、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的要求。</p><p>　?。?）按外過電壓的要求確定擋距中央導線與間的空氣間隙距離。</p><p>　?。?）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。</p><p>　　3.2.1地區(qū)污穢等級</p><p

50、>　　地區(qū)污穢等級主要根據(jù)地區(qū)的污濕特征、運行經(jīng)驗以及外絕緣表面污穢物的等值附鹽密度三個因數(shù)綜合確定。我國污穢等級分為5級，本設計中所用的污穢等級為Ⅱ級。</p><p>　　表3.2 污穢等級標準</p><p>　　3.2.2 絕緣子串型號</p><p>　　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

51、數(shù)來選擇，設計中的絕緣子串型號為，參數(shù)如下表。</p><p>　　表3.3 絕緣子的有關(guān)參數(shù)</p><p>　　3.2.3 絕緣子串片數(shù)</p><p>　　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：</p><p>　　式中　　n—— 每串絕緣子所需片數(shù)；</p><p>　　—— 線路額定線電壓，kV

52、；</p><p>　　—— 不同污穢條件下所需泄漏比距,cm/kV；</p><p>　　—— 每片絕緣子幾何泄漏距離，按產(chǎn)品目錄選??；</p><p>　　—— 絕緣子泄漏距離的有效系數(shù)。</p><p>　　經(jīng)過計算得到，絕緣子片數(shù)選擇15片。</p><p>　　3.2.4 絕緣子串聯(lián)數(shù)</p>

53、<p>　?。?）懸垂絕緣子。懸垂絕緣子串聯(lián)數(shù)由以下兩個條件計算，其中：</p><p>　　a.按導線最大綜合比載計算為</p><p>　　式中　　—— 懸垂絕緣子串聯(lián)數(shù)；</p><p>　　—— 懸式絕緣子1h機電荷載；</p><p>　　—— 懸式絕緣子在運行情況下的機械強度安全系數(shù)， =2.0；</p>

54、<p>　　—— 作用在絕緣子串上的綜合荷載，N。</p><p>　　b.按導線斷線條件計算為</p><p>　　式中　　——懸式絕緣子1h機電荷載,；</p><p>　　——懸式絕緣子在斷線情況下的機械強度安全系數(shù)，=1.3；</p><p>　　——導線的斷線張力,。</p><p>　　在此設計中

55、, ， N取1。</p><p>　　1)耐張絕緣子。它應承受導線的全部張力，因其聯(lián)數(shù)計算公式為</p><p>　　式中　　—— 懸式絕緣子1h機電荷載, ；</p><p>　　—— 懸式絕緣子在運行情況下的機械強度安全系數(shù)，=2.0；</p><p>　　—— 導線的最大使用張力, 。</p><p>　　在此

56、設計中, , N取 2。</p><p>　　3.2.5　金具的分類和用途</p><p>　　金具是將桿塔、導線、絕緣子聯(lián)結(jié)起來所用的金屬零件。金具可分為：懸垂線夾、耐張線夾、聯(lián)結(jié)金具、保護金具和拉線金具等。</p><p>　　3.2.6絕緣子串元件的主要特性及絕緣子串的組裝</p><p>　　在此設計中,導線絕緣子串金具由參考書[1]

57、和[5]查詢獲得。</p><p>　　表3.4 導線單聯(lián)懸垂絕緣子的組裝設備材料</p><p>　　表3.5 耐張絕緣子的組裝設備材料</p><p>　　3.2.7 避雷線的規(guī)格及其金具</p><p>　　在此設計中,避雷線規(guī)格和金具由參考書[1]和[5]查詢獲得。</p><p>　　3.2.8 避雷

58、線的規(guī)格</p><p>　　表3.6 避雷線與導線的配合</p><p>　　由上表知此次設計避雷線采用。</p><p>　　3.2.9 避雷線的金具</p><p>　　表3.7 直線桿塔避雷線金具</p><p>　　表3.8 耐張桿避雷線金具</p><p>　　第四章　線路路徑

59、的選擇和桿塔的定位</p><p>　　4.1　線路路徑的選擇</p><p>　　線路路徑的選擇即為在明確了線路的起仡后，在起迄點之間選出一條符合國家建設方針政策，在技術(shù)和經(jīng)濟上合理的最佳走線方案。</p><p>　　(1)選擇輸電線路的路徑，應認真作好調(diào)查研究，少占農(nóng)田，綜合考慮運行、施工、交通運輸條件和路徑長度等因素，與有關(guān)單位或部門協(xié)商，本著統(tǒng)籌兼顧，全面

60、安排的原則進行方案選擇和比較，做到技術(shù)方案和比較，做到技術(shù)經(jīng)濟合理，安全適用。</p><p>　　(2)選擇路徑應盡量避開重冰區(qū)，地質(zhì)不良地帶，原始森林區(qū)以及嚴重影響安全運行的其他地區(qū)，并應考慮對臨近設施如電臺、飛機場、弱電線路等的相互影響。</p><p>　　(3)發(fā)電廠或變電所的進出線走廊，應根據(jù)廠、所的總體布置圖統(tǒng)一規(guī)劃，進出線宜采用雙回路或多回路共桿塔。</p>

61、<p>　　(4)耐張段的長度，一般采用3～5km。對于超高壓輸電線路和運行、施工條件許可時，可適當延長。高差或檔距相差非常懸殊的山區(qū)和重冰區(qū)，應適當縮短。</p><p>　　(5)有大跨越的輸電線路，其路徑方案應結(jié)合大跨越的情況，通過綜合技術(shù)經(jīng)濟比較確定?？缭近c應避開河道不穩(wěn)定、河岸受沖刷、地質(zhì)不良、地震斷裂、崩塌滑坡、海潮或山洪沖擊、土地容易流失及其他影響安全運行的地帶，否則應采取可靠措施。<

62、;/p><p>　　線路路徑的選擇，一般按以下幾個步驟進行：圖上選線，收集資料和簽定協(xié)議，初勘，線路路徑方案的比較，野外選線。</p><p><b>　　4.2　桿塔的定位</b></p><p>　　定位即在已經(jīng)選好的線路路徑上，測繪出平斷面并配置桿塔的位置。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

63、置時要最大限度的利用桿塔強度，相鄰檔檔距大小不宜相差太大，以免增大不平衡張力，另外應盡量避免出現(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，盡量避免特殊設計桿塔。</p><p>　　4.2.1　定位前的準備工作</p><p>　　應首先查閱“線路工程定位手冊”，內(nèi)容包括線路的基本情況及送、受電端的情況；導線、型號及力學特性曲線；懸垂絕緣子串情況；防振措施的安裝規(guī)定；全線換位情況

64、；不同氣象區(qū)分斷；接地裝置選配情況；桿塔及基礎(chǔ)使用條件一覽表；各型桿塔使用原則；導線對地及對各種交叉物的距離及交叉跨越方式的要求；耐長段長度規(guī)定；線路平衡面圖；定位使用的模板K值曲線圖；搖擺角等各種校驗曲線及圖表；對地裕度及有關(guān)交叉跨越特殊校驗條件的規(guī)定；線路邊導線與建筑物之間距離的有關(guān)規(guī)定；基礎(chǔ)型式的選用原則等。</p><p>　　4.2.2 常用的定位方法簡介</p><p>　　

65、常用的定位方法有現(xiàn)場定位法和現(xiàn)場室內(nèi)定位法，此次設計采用現(xiàn)場室內(nèi)定位法?，F(xiàn)場室內(nèi)定位法先由測量人員測平斷面，當測夠一定位段后（如兩轉(zhuǎn)角塔之間或兩死塔位之間，一般為），即交現(xiàn)場人員進行室內(nèi)定位，再共同去現(xiàn)場交樁。其主要特點是測斷面、定位、交樁三工序可平行交叉進行，工序流程時間較短，也具有“以位正線”的反饋作用；它的另一個特點是定位人員在斷面圖上試排塔位，可反復比較塔位方案及各項驗算，因而技術(shù)經(jīng)濟比較合理。該方法一般用于投資較高的220kV

66、及以上的線路工程。</p><p>　　4.2.3 定位弧垂模板的制作與使用</p><p><b>　　制作定位弧垂模板</b></p><p>　　根據(jù)弧垂計算公式，式中，可見當值一定時，其弧垂形狀相同。因此可按不同的值，以檔距為橫坐標，以弧垂為縱坐標，一檔距中央為坐標原點刻制出一組弧垂曲線。</p><p>　　

67、對鋼芯鋁絞線，值一般在之間，每隔作</p><p>　　曲線，每塊模板上可作條曲線。</p><p><b>　　用弧垂模板定位排桿</b></p><p>　　根據(jù)桿塔的呼稱高，確定桿塔的定位高度。桿塔的呼稱高是指桿塔的最下層導線絕緣字串懸掛點到地面的垂直距離。桿塔的定位高度(對地安全距離)-（絕緣子串的長度）-（定位裕度）-(桿塔施工基面)

68、。非直線桿塔的定位高度。</p><p><b>　　導線對地距離如下表</b></p><p>　　表4.1 導線對地的最小距離</p><p>　　定位裕度的取值為檔距在700m以下取1.0m。</p><p>　　桿塔定位時，在斷面圖上用弧垂模板繪制弧垂曲線是按定位高度進行的。只要該線不與地面相交，則滿足對地距離的

69、要求。</p><p>　　根據(jù)水平線間距離按下表估算代表檔距。</p><p>　　表4.2 使用懸垂絕緣子串的桿塔，水平線間距離與檔距的關(guān)系</p><p>　　根據(jù)計算估算得到水平線間距離估算得到代表檔距為525m。</p><p>　　(3) 根據(jù)假定的，初步排定桿位，由假定的查應力曲線得出最大弧垂時的即最高溫度時的應力為，算出對應

70、的值為，用該值對應的模板在平斷面圖上排桿位。</p><p>　　(4) 排桿校驗和調(diào)整。當排出了一個耐張段的桿位后，計算其實際代表檔距及其對應的與值接近或相等，其誤差在（-0.05～0.2）×之內(nèi)，說明所排桿位合適，可接下去排下一個耐張桿位。若前后兩個值不符合要求，則應根據(jù)</p><p>　　值再次重選模板，重新排桿位，直到前后兩次的值誤差在允許范圍內(nèi)為止。</p>

71、;<p>　　第五章 耐張桿塔頭尺寸校驗</p><p>　　5.1 耐張桿塔外形尺寸的校驗</p><p>　　桿塔外形尺寸必須滿足電氣條件的要求，同時也應使桿塔結(jié)構(gòu)經(jīng)濟合理。桿塔外形尺寸主要包括：呼稱高、塔高、上下橫擔的長度、上下橫擔的垂直距離、避雷線支架高度、導線與桿塔間的間隙圓等。桿塔外形尺寸的基本要求如下：</p><p>　　(1)確定

72、桿塔高度時，應滿足導線對地面及交叉跨越物的距離要求；</p><p>　　(2)在內(nèi)過電壓、大氣過電壓、正常運行電壓三種情況下，相導線之間及各相導線與桿塔構(gòu)件接地部分之間的空氣間隙應滿足電氣絕緣的要求；</p><p>　　(3)在大氣過電壓氣象條件時（15º，無風），導線與在檔距中央的接近距離應不小于（0.012+1）m的要求，其中為代表檔距；</p><p

73、>　　(4)在檔距中，各相導線間的距離必須滿足線間距離的要求；</p><p>　　(5)導線掛點與地線掛點的位置關(guān)系要滿足地線對中導線和邊導線的防雷保護的要求；</p><p>　　(6)適當考慮帶電作業(yè)安全距離要求。</p><p>　　5.1.1 導線的線間距離</p><p>　　導線的水平線間距離。當各相導線水平排列時，對10

74、00以下的檔距，導線的最小水平線間距離為：</p><p>　　式中　　—— 導線的最小水平線間距離，m；</p><p>　　—— 懸垂絕緣子串長度，m；</p><p>　　—— 線路電壓，kV；</p><p>　　—— 導線最大弧垂，m。</p><p>　　導線三角形排列時的等效水平線間距離。當導線呈三角形排

75、列時，兩相導線的斜距離可用下式換算為等效水平線間距離，即：</p><p>　　式中　—— 導線三角形排列時的等效水平線間距離，m；</p><p>　　—— 導線間水平投影距離，即水平偏移，m；</p><p>　　—— 導線間垂直投影距離，即垂直距離，m。</p><p>　　導線垂直排列時垂直距離。當導線垂直排列時，垂直線間距離可采用。

76、使用懸垂絕緣子串的桿塔，其垂直線間距離還不應小于下表數(shù)據(jù)：</p><p>　　表5.1 線路電壓與垂直線間距的關(guān)系</p><p>　　5.1.2導線間或?qū)Ь€與避雷線間的水平偏移</p><p>　　導線垂直排列時，為了防止導線在不均勻脫冰時，引起導線跳躍碰線造成短路，桿塔上下層導線間或?qū)Ь€與避雷線間應有一定的水平偏移，在覆冰厚度地區(qū)，上下層相鄰導線間或地線與相

77、鄰導線間的水平偏移，可根據(jù)運行經(jīng)驗適當減少。</p><p>　　5.1.3 間隙圓校驗</p><p>　　根據(jù)設計給出的條件根據(jù)如下公式計算出三種氣象條件下絕緣子串的風荷載。</p><p>　　根據(jù)公式計算三種氣象條件下導線的風荷載。</p><p>　　根據(jù)公式計算導線重力荷載。</p><p>　　計算三種氣

78、象條件下絕緣子串風偏角，計算公式如下：</p><p>　　根據(jù)下表查詢最小空氣間隙。</p><p>　　表5.2 帶電部分與桿塔構(gòu)件最小間隙值</p><p>　　根據(jù)一定比例制作間隙圓校驗圖，判斷三種氣象條件下間隙校驗是否合格。</p><p>　　第六章 耐張桿塔頭荷載</p><p>　　6.1 桿塔的

79、分類和荷載的組合</p><p>　　為了進行桿塔結(jié)構(gòu)的設計,必須對桿塔所承受的荷載進行計算,分別算出線路在運行情況、斷線情況以及安裝情況下桿塔所承受的荷載。</p><p>　　荷載按受力方向一般分為垂直荷載、橫向荷載和縱向荷載。</p><p>　　垂直荷載是指垂直于地面方向的荷載；橫向荷載是指沿橫擔方向的荷載；縱向荷載是指垂直于橫擔方向的荷載。</p&g

80、t;<p>　　荷載按其性質(zhì)一般分為永久荷載、可變荷載和特殊荷載。</p><p>　　永久荷載包括桿塔自重，電線、絕緣子，金具的重力及其固定設備的重力?？勺兒奢d包括風荷載；電線和絕緣子上的覆冰荷載；電線拉力及施工、檢修的臨時荷載。特殊荷載包括由于斷線所引起的荷載和由地震引起的地震荷載，以及在山區(qū)或特殊地形地段，由于不均勻結(jié)冰所引起的不平衡張力等荷載。</p><p>　　在

81、設計桿塔時?？紤]到荷載的離散性及計算內(nèi)力時進行簡化所帶來的不利影響，一般采用設計荷載值進行桿塔構(gòu)件強度計算，設計荷載值由荷載標準值乘以荷載分項系數(shù)得到。</p><p>　　各種荷載分項系數(shù)如下：</p><p><b>　　永久荷載　1.2；</b></p><p><b>　　風荷載　　1.4；</b></p&g

82、t;<p><b>　　冰荷載　　1.4；</b></p><p>　　安裝及檢修荷載　1.3。</p><p>　　在計算荷載時，要根據(jù)荷載的最不利作用進行組合，分別計算出線路在運行、斷線和安裝情況時的荷載。</p><p>　?。?）運行情況時桿塔所承受的荷載</p><p>　　1）桿塔、導線、避雷線

83、、金具、絕緣子等的重量及覆冰、雪荷載；</p><p>　　2）桿塔、導線、避雷線的風荷載；</p><p>　　3）轉(zhuǎn)角桿塔導線、避雷線產(chǎn)生的角度荷載；</p><p>　　4）導線、避雷線的不平衡張力等。</p><p>　　（2） 斷線情況時桿塔所承受的荷載</p><p>　　1）桿塔、導線、避雷線、金具、絕緣

84、子等的重量；</p><p>　　2）導線、避雷線的斷線張力和不平衡張力；</p><p>　　3）檢修時人和工具的重量等。</p><p>　?。?） 安裝情況時桿塔所承受的荷載</p><p>　　1）桿塔、導線、避雷線、金具、絕緣子等的重量；</p><p>　　2）安裝導線和避雷線時，桿塔所承受的荷載；<

85、/p><p>　　3）運輸和組立桿塔時，桿塔所承受的荷載。</p><p>　　6.2 荷載的計算條件</p><p>　　《架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設計技術(shù)規(guī)定》中，關(guān)于荷載的計算條件有明確的規(guī)定，引用如下：</p><p>　　6.2.1　正常運行情況</p><p>　　（1）最大風、無冰、未斷線（包括最小垂直荷載和最大

86、水平荷載的組合）。</p><p>　?。?）最大覆冰、相應風速及氣溫、未斷線。</p><p>　?。?）最低氣溫、無冰、無風、未斷線（適用于終端和轉(zhuǎn)角）桿塔。</p><p>　　6.2.2　斷線情況</p><p>　　（1）直線型桿塔斷導線（含分裂導線時縱向不平衡張力）情況。其中：</p><p>　　1 )單

87、回路和雙回路桿塔。單導線時，斷任意一根導線；分裂導線時，任意一相有不平衡張力，地線未段、無風、無冰。</p><p>　　2)兩分裂導線的縱向不平衡張力，對平地及山上路線，應分別取一根導線最大使用張力的40%～50%。</p><p>　　3)兩分裂以上導線的縱向不平衡張力，對平地、丘陵及山地線路，應分別取不小于一相導線的最大使用張力15%、20%及25%，且均不應小于20kN。</

88、p><p>　?。?）耐張桿塔的斷線情況</p><p>　　1)交流線路桿塔在同一檔內(nèi)斷任意兩相導線，地線未斷、無冰、無風。</p><p>　　2）斷線情況時，所有的導線和地線的張力，均應分別取最大使用張力的70%～80%。</p><p>　　6.2.3　安裝情況</p><p>　　安裝情況按10m/s風速、無冰、

89、相應氣溫的氣象條件考慮下列荷載組合：</p><p>　?。?）直線型（含懸垂轉(zhuǎn)角型）桿塔的安裝荷載。主要有：</p><p>　　1)提升導線、地線及附件時發(fā)生的荷載。包括提升導、地線（一般按1.5倍計算）和安裝工人及工具的附加荷載，提升時應考慮動力系數(shù)1.1。</p><p>　　2）導線及地線錨線作業(yè)，導線及地線的錨線張力。錨線對地夾角應盡量小，一般按不大于2

90、0°考慮，錨線張力動力系數(shù)采用1.1。此時，掛線點處的垂直荷載，取錨線張力的垂直分量和50%垂直檔距的線條重力和附加荷載之和；縱向不平衡張力分別取導線、張力與錨線張力縱向分量之差。</p><p>　　（2）耐張型桿塔的安裝荷載。主要有：</p><p>　　1）導線及地線荷載。其中，錨塔：錨地線時，相鄰檔內(nèi)的導線及地線均未架設；錨導線時，在同檔內(nèi)的地線已架設。緊線塔：緊地線時，

91、相鄰檔內(nèi)的地線已架設或未架設，同檔內(nèi)的導線均未架設；緊地線時，同檔內(nèi)的地線已架設，相鄰檔內(nèi)的導線已架設或未架設。</p><p>　　2）臨近拉線所產(chǎn)生的荷載。錨塔和緊線塔均允許計及臨時拉線的作用，臨時拉線對地夾角不大于45°,其方向與導線、地線方向一致，臨時拉線一般可按平衡線條張力的30%考慮。但對500kV桿塔導線、地線臨時拉線分別按平衡20kN與5kN考慮。</p><p>

92、;　　3）緊線牽引繩產(chǎn)生的荷載。緊線牽引繩對地夾角一般不大于20°考慮，計算緊線張力時應計及線條的處伸長、施工誤差和過牽引的影響。</p><p>　　6.3 荷載的計算方法</p><p>　　6.3.1 導線、避雷線的垂直荷載</p><p>　　無冰時 </p><p>　　覆冰時

93、 </p><p>　　式中 —— 自重比載，Mpa/m；</p><p>　　—— 垂直總比載，Mpa/m；</p><p>　　—— 導線、的計算截面面積，；</p><p>　　—— 垂直檔距，m；</p><p>　　—— 絕緣子串及金具的重量，kg；</p><p>　　—

94、— 覆冰時絕緣子串及金具的重量，kg。</p><p>　　6.3.2 導線、避雷線的風荷載</p><p>　　無冰時 </p><p>　　覆冰時 </p><p>　　式中 —— 分別為無冰，覆冰風壓比載</p><p>　　—— 導線、地線的截面面積

95、</p><p><b>　　—— 水平檔距</b></p><p>　　6.3.3 絕緣子串風荷載</p><p>　　計算式 </p><p>　　式中 —— 絕緣子的串數(shù)和片數(shù)</p><p>　　——風壓隨高度變化系數(shù)</p><p&g

96、t;<b>　　——每片的受風面積</b></p><p><b>　　——基本風壓</b></p><p>　　6.3.4 桿塔的安裝荷載</p><p><b>　　（1）牽引荷載</b></p><p>　　牽引荷載是由于架線過程中通過滑車將導線拉緊到設計張力時所產(chǎn)生的

97、荷載。</p><p>　　1)相臨檔未掛線時，作用在橫擔上的荷載為</p><p>　　垂直荷載　 　　 　</p><p>　　橫向荷載　　　　　　　　　　　　　 </p><p><b>　　縱向荷載　</b></p><p>　　2)相鄰檔已掛線時，作用在橫擔上的

98、荷載</p><p>　　垂直荷載　　 　　　　 </p><p>　　橫向荷載　　 　　　　　　　　　　　　 </p><p>　　縱向荷載　　　　　　　　　　　 </p><p>　　式中　　、—— 所錨導線的重量和橫向風荷載，N；</p><p>　　—— 臨時拉線的處張力,N，一般取

99、＝5000～10000N；</p><p>　　—— 電線安裝張力,N；</p><p>　　—— 動力系數(shù),取1.2；</p><p>　　n—— 垂直荷載或橫向荷載的分配系數(shù)，當相鄰檔距和高差相等時，一般取 n=0.5；</p><p>　　—— 附加荷載，人員和工具所引起附加荷載,N；</p><p>　　——

100、臨時拉線與地面的夾角；</p><p>　　—— 牽引鋼繩對地面夾角，≤20º。</p><p><b>　?。?）掛線荷載</b></p><p>　　掛線是指電線弧垂達到設計要求后，把電線與絕緣子串連接起來到桿塔上的作業(yè)。掛線操作只考慮在耐張轉(zhuǎn)角桿塔上進行。</p><p>　　1)相鄰檔未掛線時，作用在橫

101、擔上的荷載為</p><p>　　垂直荷載 　　　　　　　　 </p><p>　　橫向荷載 　　　　　　　　 </p><p>　　縱向荷載 　　　　　　　　　　 </p><p>　　2)相鄰檔已掛線時，作用在橫擔上的荷載為</p><p>　　垂直荷載 　　　　　　　　　　　　　

102、 </p><p>　　橫向荷載 　　　　　　　　　　　 </p><p>　　縱向荷載 　 　　　　　　　　　　　　　</p><p>　　式中　　—— 該根導線的重量和橫向風荷載，N；</p><p>　　—— 臨時拉線平衡的導線或避雷線的張力，對220kV和500kV線路取N；</p><p>　　—— 電線安

103、裝張力，N；</p><p>　　—— 垂直荷載和橫向荷載分配系數(shù)，當相鄰檔距和高差相等時，一般取0.5；</p><p>　　—— 附加荷載，N；</p><p>　　—— 臨時拉線與地面的夾角；</p><p>　　—— 轉(zhuǎn)角桿塔導線方向與橫擔垂線方向的夾角。</p><p>　　第七章 耐張桿基礎(chǔ)校驗</

104、p><p>　　7.1桿塔基礎(chǔ)的設計內(nèi)容</p><p>　　輸電線路的鐵塔基礎(chǔ)，受上拔和下壓以及水平力作用因此應按不同的情況進行穩(wěn)定性設計。</p><p>　　(1)基礎(chǔ)的選擇原則</p><p>　　應根據(jù)基礎(chǔ)的受力，桿塔形式，沿線地形，工程地質(zhì)，水文及施工。運輸?shù)葪l件進行綜合確定，設計時應符合安全、經(jīng)濟、方便的原則。</p>

105、<p><b>　　(2)基礎(chǔ)受力計算</b></p><p>　　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><p>　　1)運行情況下下壓力N的計算</p><p>　　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，N·m；</p

106、><p>　　—— 鐵塔的所有垂直力（包括塔自重）之和，N； </p><p>　　b—— 塔身正面寬度，m。</p><p>　　7.2 確定地基的基本容許承載應力</p><p>　　應根據(jù)國家經(jīng)濟建設發(fā)展水平，不斷總結(jié)桿塔設計、運行和施工經(jīng)驗、擇優(yōu)選用技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用的桿塔型式。線路桿塔型式是多種多樣的，一條線路

107、到底選用何種桿塔外型結(jié)構(gòu)，主要取決于線路的電壓等級、線路的回路數(shù)，線路經(jīng)過地區(qū)的氣象條件，以及地形地質(zhì)情況等。進行一條線路的設計，必須結(jié)合工程的特點，確定出桿塔所采用的型式。</p><p>　　本設計結(jié)合已知條件，得=143.2 kN/m2確定基礎(chǔ)寬度和埋深的承載能力修正系數(shù)。</p><p>　　式中　　—— 地基土的基本允許承載應力,Mpa；</p><p>

108、　　b—— 基礎(chǔ)底面寬度，矩形基礎(chǔ)底面取短邊,M；</p><p>　　—— 基礎(chǔ)埋深，小于1.5m,按1.5 m計；</p><p>　　、—— 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，Mpa/m；</p><p>　　、—— 分別為基礎(chǔ)寬度和深度的承載應力修正系數(shù)。</p><p>　　式中　　—— 作用基礎(chǔ)頂面的設計軸向壓力

109、，N；</p><p>　　—— 基礎(chǔ)自重，N；</p><p>　　—— 基礎(chǔ)底板正上方土的重力，N；</p><p>　　—— 基礎(chǔ)底面計算面積。</p><p>　　第八章 導線、避雷線的防振設計</p><p>　　當風雪作用于張緊在空中的導線上時，導線會呈現(xiàn)出具有不同特征的振動現(xiàn)象。隨著實踐經(jīng)驗的不斷積累，

110、目前已知的架空線發(fā)生的振動類型主要有：微風振動、次檔距振動、脫冰跳躍和擺動、電暈舞動、短路振蕩和湍流振動。在以上的各種振動中，微風振動中，微風振動最為常見，持續(xù)時間最長，危害性最大。</p><p>　　導線的防振主要從三個方面入手：第一，減弱產(chǎn)生振動的條件，如盡量避免導線通過開闊地帶，降低導線的運行應力等；第二，加強導線自身的耐振能力，如采用疲勞強度極限高的導線，安裝護線條，改善線夾結(jié)構(gòu)等；第三，吸收導線的振動

111、能量，降低振動強度，如安裝防振錘和阻尼線，采用自阻尼大的導線等。</p><p><b>　　8.1 防振錘防振</b></p><p>　　在架空線上安裝防振錘是目前廣泛采用的防振措施之一，防振錘的安裝設計需確定防振錘的型號，安裝個數(shù)和安裝位置。</p><p>　　防振錘的型號需與導線和避雷線相匹配，配合關(guān)系見表。</p>&

112、lt;p>　　表8.1　防振錘與架空線的配合表</p><p>　　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><p>　　表8.2　防振錘個數(shù)選擇表</p><p>　　防振錘的安裝位置在駐波的波腹處，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和波長，為了使防振錘在各種穩(wěn)定振動的

113、風速下均有良好的防振效果，防振錘的安裝位置應顧及到最長和最短的穩(wěn)定振動波。</p><p>　　振動波的最大半波長為</p><p>　　振動波的最小半波長為</p><p>　　式中　　—— 穩(wěn)定的風速上、下限，m/s；</p><p>　　—— 最低氣溫時導線的最大應力，；</p><p>　　—— 最高氣溫時導線

114、的最小應力，。</p><p>　　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：</p><p>　　式中　　—— 防振錘距線夾出口處的距離，m。</p><p>　　南 京 工 程 學 院</p><p><b>　　畢業(yè)設計計算書</b></p><p>　　第一章

115、導線應力弧垂計算</p><p><b>　　1.1導線比載計算</b></p><p>　　抗拉強度 </p><p>　　許用應力 </p><p>　　年均應力上限 </p><p>　　表1.1 導線比載匯總圖

116、</p><p>　　1.2臨界檔距的計算</p><p>　　表1.2 可能應力控制氣象條件</p><p><b>　　檔距的計算為</b></p><p>　　將上述所求結(jié)果繪成圖</p><p><b>　　圖1.1 邏輯圖</b></p><p

117、>　　由邏輯圖可以看出，控制氣象條件為年平均氣溫。</p><p>　　1.3 導線的應力弧垂計算</p><p>　　表1.3 導線的應力弧垂計算結(jié)果</p><p>　　第二章 避雷線的應力弧垂計算</p><p>　　2.1 避雷線型號選擇</p><p>　　表2.1 避雷線與導線的配合</p&

118、gt;<p>　　導線型號采用GJ—300/20，所以避雷線選用GJ—50。</p><p>　　表2.2 避雷線的有關(guān)參數(shù)</p><p>　　2.2 避雷線的比載</p><p>　　表2.3 避雷線的比載匯總圖</p><p>　　2.3 避雷線的應力弧垂計算</p><p>　　已知,知，在

119、設計中采用檔距最大值。因此將600代替算得。</p><p>　　各氣象條件下，避雷線應力弧垂曲線計算結(jié)果：</p><p>　　表2.4 避雷線的應力弧垂計算結(jié)果</p><p>　　第三章 桿塔定位結(jié)果校驗</p><p>　　3.1 校驗不合格的耐張段</p><p>　　3.1.1第二個耐張段</p&