重慶張家壩至秀山220kV線路工程設(shè)計畢業(yè)設(shè)計1

1、第 57頁 共 60 頁重慶張家壩至秀山220kv線路工程設(shè)計學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行設(shè)計所取得的設(shè)計成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文評選機構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手

2、段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、保密 ，在_年解密后適用本授權(quán)書。2、不保密 。（請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打“”）作者簽名： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 年 月 日 目 錄前言21工程設(shè)計總體說明21.1設(shè)計依據(jù)21.2 技術(shù)要求31.3 標段線路概況32 導(dǎo)地線應(yīng)力弧垂計算及曲線繪制32.1導(dǎo)線應(yīng)力弧垂計算及曲線繪制32.2地線應(yīng)力弧垂計算及曲線繪制103 絕緣配合計算及金具選擇163.1 絕緣子型號選擇及片數(shù)確定163.2絕緣子串聯(lián)數(shù)的確定163.3金具的選擇174 桿塔的定位194.1桿塔定位原則194.2 桿塔的選擇204.3 定位弧垂模板的繪制214.4 桿塔初選代表檔距并定位224

3、.5 模板k值校驗234.6 桿塔明細表245 桿塔校核265.1 桿塔塔頭荷載計算265.2 鐵塔荷載校核305.3桿塔最大檔距校驗305.4懸垂絕緣子串搖擺角（風(fēng)偏角）確定315.5 懸垂串實際搖擺角的計算325.6直線桿塔的上拔校驗335.7架空線運行條件校核346 防震設(shè)計366.1防振錘的型號選擇376.2防振錘個數(shù)的選擇376.3防振錘的安裝377防雷設(shè)計407.1防雷方案417.2 防雷設(shè)計418. 基礎(chǔ)設(shè)計44總 結(jié)49致 謝50參考文獻51重慶張家壩至秀山220kv線路工程設(shè)計 （j40-j156-3） 摘要：本文根據(jù)重慶張家壩至秀山地區(qū)的氣象條件以及地理地質(zhì)條件，進行了張秀

4、線部分標段輸電線路工程設(shè)計的力學(xué)特性計算，選取了合適的導(dǎo)、地線，得出了導(dǎo)、地線在該氣象條件下的應(yīng)力弧垂曲線和安裝曲線。本線路為單回，選用酒杯型直線塔和干字型耐張塔。作出了導(dǎo)、地線的k值和弧垂模板曲線，根據(jù)任務(wù)書中的平斷面圖進行了桿塔的排桿定位，并對排桿定位結(jié)果和塔頭荷載進行了校核。最后進行了基礎(chǔ)設(shè)計、防振設(shè)計、防雷設(shè)計。關(guān)鍵詞：輸電線路，排桿定位，校核，線路特性計算，線路設(shè)計。abstract:：the paper reviewed the meteorological conditions of chongqing zhangjiaba to xiushan and then calcula

5、te its mechanical properties of the electric power transmission lines using in the design. the stress-curve and hang-down-arc-curve of the over-head electrical transmission line and ground line is got. choosing a suitable curve, ground wire and the corresponding hardware circuit, cup type steel towe

6、r is as straight and 干-shaped as strain tower. according to the current from the teacher receive the labeling of lever, the tower of card wire k-valued template is drawn. test the orientation and tower head load. finally, the basic design、mine design and anti-vibration design are done.keywords: tran

7、smission line, location row bar, check, calculation of line characteristics, circuit design前言電力行業(yè)作為一種生產(chǎn)基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，對于促進國民經(jīng)濟發(fā)展有著重要作用，同時作為一個民生性行業(yè)，對于社會穩(wěn)定也起著保障性作用。對于經(jīng)濟日益發(fā)展的中國，隨之而來的是電力負荷的急劇增加，如何保障電力的供應(yīng)、電網(wǎng)的建設(shè)等環(huán)節(jié)就顯得尤為重要。由于我國資源的分配和電力的需求存在的不對等，想要充分利用這些資源就必須及時方便的將這些電力輸送出去，輸電線路的建設(shè)就顯得相對突出。輸電線路的任務(wù)就是輸送電能，并聯(lián)絡(luò)各發(fā)電廠、變電站食指并

8、列運行，實現(xiàn)電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，尤其是高壓輸電線路，它是電力工業(yè)的大動脈，是電力系統(tǒng)的重要組成部分，必須保證其運行的安全可靠。架設(shè)一條輸電線路的第一步就是線路設(shè)計。線路設(shè)計的目的在于使輸電線路滿足更加經(jīng)濟、安全、更高效率的輸送電能的要求，使塔型小型化，美觀化，設(shè)計出安全、可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟、環(huán)保的輸電網(wǎng)絡(luò)。線路設(shè)計的合理性直接影響電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟性。為保證線路的安全運行，在設(shè)計過程中，必須嚴格遵循行業(yè)規(guī)程規(guī)范，同時也應(yīng)結(jié)合本地區(qū)已有線路的設(shè)計運行經(jīng)驗，對線路做出適當?shù)恼{(diào)整。同時也應(yīng)考慮到線路的經(jīng)濟性，在保證可靠運行的基礎(chǔ)上降低線路造價，減少線路對已有環(huán)境的影響，實現(xiàn)綠色、經(jīng)濟。1工程

9、設(shè)計總體說明1.1設(shè)計依據(jù)（1）重慶張家壩至秀山220kv線路工程（j40-j156-3）平斷面圖，該平斷面圖由電力設(shè)計院委托勘測設(shè)計隊對線路走廊的地形地物進行測繪得出。（2）地質(zhì)勘測報告書，（3）當?shù)貧庀髼l件，來自于已有線路的運行經(jīng)驗和當?shù)貧庀蟛块T的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括最大風(fēng)速、雷暴日、覆冰厚度等氣象條件和因素；（4）根據(jù)國家經(jīng)貿(mào)委頒發(fā)的110kv-500kv 架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程(dl/t5092-1999)；（5）根據(jù)架空輸電線路設(shè)計；（6）根據(jù)輸電桿塔及基礎(chǔ)設(shè)計；（7）根據(jù)電力金具手冊（第二版）（8）東北電力設(shè)計院主編的(第二版)電力工程高壓送電線路設(shè)計手冊1.2 技術(shù)要求（1）國家電力

10、公司.110500kv輸電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程.2008（2）國家電力公司.110500kv輸電桿塔設(shè)計技術(shù)規(guī)程.20081.3 標段線路概況本線路為張家壩至秀山220kv樁j40到樁j156-3標段部分，標段總長約為13.07km，實際設(shè)計長度為4.58km，擬為單回線路，線路走廊為丘陵地區(qū)。根據(jù)所在區(qū)域的覆冰情況（20mm）據(jù)可研查記錄，推薦導(dǎo)線lgj-400/50，安全系數(shù)取2.8，地線jlb20a-120,安全系數(shù)取3.0。該地區(qū)環(huán)境污染較輕，按級污區(qū)處理。本次線路所在區(qū)域為非典型氣象區(qū)域，最大設(shè)計風(fēng)速為25m/s,覆冰厚度為20mm，最高氣溫為40，最低氣溫為-10，平均雷暴日為50天。

11、2 導(dǎo)地線應(yīng)力弧垂計算及曲線繪制2.1導(dǎo)線應(yīng)力弧垂計算及曲線繪制2.1.1區(qū)域氣象條件表2-1 設(shè)計區(qū)域氣象條件氣象項目最大風(fēng)速覆冰有風(fēng)覆冰無風(fēng)最低氣溫年均氣溫最高氣溫內(nèi)過電壓外過有風(fēng)外過無風(fēng)安裝有風(fēng)事故氣象氣溫（）+10-5-5-10+15+4015+15+15-5風(fēng)速（）2515000015100100冰厚（）0202000000000平均雷暴日為50天（多雷區(qū)）2.1.2 導(dǎo)線lgj-400/50的基本參數(shù)表2-2 lgj-400/50的有關(guān)參數(shù)截面積a（）導(dǎo)線直徑d（）彈性系數(shù)溫膨系數(shù)計算拉斷力（n）計算質(zhì)量qkg/km）抗拉強度安全系數(shù)k許用應(yīng)力年均應(yīng)力上限451.5527.6369

12、0001234001511259.6172.892.9764.904（考慮到線路區(qū)域較為陡峭 取安全系數(shù)為2.8）其中 抗拉強度 許用應(yīng)力 年均應(yīng)力上限2.1.3 各氣象條件下導(dǎo)線比載的計算 （1）自重比載（2）冰重比載 （3）垂直總比載（4）風(fēng)壓比載。假設(shè)風(fēng)垂直于線路方向即，對于220kv線路 。因為,所以，利用公式 和 可得 外過電壓，安裝有風(fēng) 時，即有 外過電壓時，即有 最大風(fēng)速 計算強度時， 即有計算風(fēng)偏時， 即有（5）覆冰風(fēng)壓比載，此時一律。根據(jù)公式 和有， 計算強度時，有 計算風(fēng)偏時，有（6）無冰綜合比載外過電壓，安裝有風(fēng) 內(nèi)過電壓最大風(fēng)速計算強度時，計算風(fēng)偏時，（7）覆冰綜合比載

13、計算強度時， 計算風(fēng)偏時，將所有計算所得各種比載列于下表2-3表2-3 導(dǎo)線比載匯總表項目自重覆冰無風(fēng)無冰綜合（安裝有風(fēng)，外過有風(fēng)）無冰綜合（內(nèi)過電壓）無冰綜合（最大風(fēng)速，用于強度）無冰綜合（最大風(fēng)速，用于風(fēng)偏）覆冰綜合（用于強度）覆冰綜合（用于風(fēng)偏）數(shù)據(jù)（）32.81691.31133.08432.9639.70336.52594.74493.258備注-2.1.4 計算臨界檔距，判定控制條件（1）可能控制條件的有關(guān)參數(shù)見表2-4。表2-4 可能的應(yīng)力控制氣象條件 條 件項 目最大風(fēng)速最厚覆冰最低氣溫年均氣溫許用應(yīng)力92.7292.7292.7272.4221比載39.70394.74432

14、.81632.816（1/m）0.4281.0220.3540.506溫度t（）+10-5-10+15由小至大編號bdac（2）按等高懸掛點考慮，計算各臨界檔距計算臨界檔距時，把一種控制條件作為第狀態(tài)，其比載為，溫度為，應(yīng)力達到允許值；另一種控制條件作為第狀態(tài)，相應(yīng)參數(shù)分別為、。臨界狀態(tài)下，利用狀態(tài)方程可得臨界檔距的計算公式：將數(shù)值依次帶入公式計算得 （3）判定有效臨界檔距，確定控制條件。將各臨界檔距值填入有效臨界檔距判別表，表2-5表2-5 導(dǎo)線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（年均溫度）d（最厚覆冰）臨界檔距-容易看出，為有效臨界檔距。實際檔距，最低氣溫為控制

15、條件；實際檔距，年均氣溫為控制條件。2.1.5計算各氣象條件的應(yīng)力和弧垂（1）以各檔距范圍的控制條件為已知條件，相關(guān)數(shù)據(jù)如表2-6所示。表2-6 已知條件及參數(shù)已知條件最低氣溫年均氣溫 控制區(qū)域參數(shù)050.19650.196+-10+15000032.81632.816115.875472.4221（2）以各氣象條件為待求條件，已知參數(shù)如表2-7所示。表2-7 待求條件及已知參數(shù)最高氣溫最低氣溫年均氣溫事故外過有風(fēng)外過無風(fēng)內(nèi)過電壓安裝覆冰無風(fēng)覆冰有風(fēng)（強度）覆冰有風(fēng)（風(fēng)偏）最大風(fēng)（強度）最大風(fēng)（風(fēng)偏）+40-1015-35+15+1515-5-5-5-510100000000020202000

16、0000100151001515252532.81632.81632.81632.11633.08432.81632.9633.08491.31194.74493.25839.70336.525（3）弧垂計算過程應(yīng)力計算過程：為方便求解，將上式整理令 則 采用牛頓迭代法求解，令其導(dǎo)數(shù)為則牛頓迭代式為 給出迭代初值，算出，反復(fù)進行，直至有取一定的精度，本次迭代中取；利用計算機程序計算得導(dǎo)線lgj-185/30應(yīng)力弧垂表見附表1.（注：應(yīng)力單位 mpa ,弧垂單位m）由附表1可得出最大弧垂發(fā)生在覆冰無風(fēng)氣象條件（4）以附表2的數(shù)據(jù)為依據(jù)，繪制應(yīng)力弧垂曲線如圖2-1圖2-1 導(dǎo)線應(yīng)力弧垂曲線2.1.

17、6 導(dǎo)線安裝曲線應(yīng)力狀態(tài)方程求解各施工氣象（無風(fēng)、無冰、不同氣溫）下的安裝應(yīng)力，進而求得相應(yīng)的弧垂，結(jié)果如附表2所示按表2-9中的弧垂數(shù)據(jù)，繪制40-10共6條曲線，如圖2-2所示。圖2-2 地線安裝曲線2.2地線應(yīng)力弧垂計算及曲線繪制2.2.1 地線相關(guān)參數(shù)表2-8 地線jlb20a-120參數(shù)根數(shù)/直徑（根/）地線直徑（mm）彈性系數(shù)溫膨系數(shù)計算拉斷力（kn）計算質(zhì)量q（kg/km）安全系數(shù)k許用應(yīng)力年均應(yīng)力上限19/2.8514.25147200146.180810.03.0381.902286.427其中 抗拉強度 許用應(yīng)力 年均應(yīng)力上限2.2.2 各氣象條件下地線比載的計算 （1）自

18、重比載（2）冰重比載 （3）垂直總比載 （4）風(fēng)壓比載。假設(shè)風(fēng)垂直于線路方向即，對于220kv線路 。因為,所以，利用公式 和 可得 外過電壓，安裝有風(fēng) 時，即有 外過電壓時，即有 最大風(fēng)速 計算強度時， 即有計算風(fēng)偏時， 即有（5）覆冰風(fēng)壓比載，此時一律。根據(jù)公式 和有， 計算強度時，有 計算風(fēng)偏時，有（6）無冰綜合比載外過電壓，安裝有風(fēng) 內(nèi)過電壓 最大風(fēng)速計算強度時， 計算風(fēng)偏時，（7）覆冰綜合比載計算強度時， 計算風(fēng)偏時，將所有計算所得各種比載列于表2-9 表2-9 地線比載匯總表項目自重覆冰無風(fēng)無冰綜合（安裝有風(fēng)，外過有風(fēng)）無冰綜合（內(nèi)過電壓）無冰綜合（最大風(fēng)速，用于強度）無冰綜合（最

19、大風(fēng)速，用于風(fēng)偏）覆冰綜合（用于強度）覆冰綜合（用于風(fēng)偏）數(shù)據(jù)（）65.534222.23566.12467.20280.55473.653234.718229.341備注-2.2.3 計算臨界檔距，判定控制條件（1）可能控制條件的有關(guān)參數(shù)見表2-10。 表2-10 可能的應(yīng)力控制氣象條件 條 件項 目最大風(fēng)速最厚覆冰最低氣溫年均氣溫許用應(yīng)力381.902381.902381.902286.427比載80.554234.71865.53465.534（1/m）0.2110.5820.1720.229溫度t（）+10-5-10+15由小至大編號bdac（2）按等高懸掛點考慮，計算各臨界檔距將各臨

20、界檔距值填入有效臨界檔距判別表2-11表2-11 地線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（年均溫度）d（最厚覆冰）臨界檔距-容易看出，為有效臨界檔距。實際檔距，年均氣溫為控制條件；實際檔距，最厚覆冰為控制條件。2.2.4計算各氣象條件的應(yīng)力和弧垂（1）以各檔距范圍的控制條件為已知條件，相關(guān)數(shù)據(jù)如表2-12所示。表 2-12 已知條件及參數(shù)已知條件年均氣溫最厚覆冰 控制區(qū)域參數(shù)0 169.2169.2 +15-502001565.534234.718286.427381.902（2）以各氣象條件為待求條件，已知參數(shù)如表2-13所示。表2-13 待求條件及已知參數(shù)最高氣

21、溫最低氣溫年均氣溫事故外過有風(fēng)外過無風(fēng)內(nèi)過電壓安裝覆冰無風(fēng)覆冰有風(fēng)（強度）覆冰有風(fēng)（風(fēng)偏）最大風(fēng)（強度）最大風(fēng)（風(fēng)偏）+40-1015-35+15+1515-5-5-5-5101000000000202020000000100151001515252565.53465.53465.53465.53466.12465.53467.20265.534222.235234.718229.34180.55473.653（3）弧垂計算過程 利用狀態(tài)方程，求得各待求條件下的應(yīng)力和弧垂，如附表3所示。由計算結(jié)果很容易看出，最大弧垂發(fā)生在覆冰無風(fēng)氣象條件（4）以附表3的數(shù)據(jù)為依據(jù)，繪制應(yīng)力弧垂曲線如圖2-3圖

22、2-3 地線應(yīng)力弧垂曲線2.2.5 地線安裝曲線應(yīng)力狀態(tài)方程求解各施工氣象（無風(fēng)、無冰、不同氣溫）下的安裝應(yīng)力，進而求得相應(yīng)的弧垂，結(jié)果見于附表3。按表2-17中的弧垂數(shù)據(jù)，繪制40-10共6條曲線，如圖2-4所示。圖2-4 地線安裝曲線3 絕緣配合計算及金具選擇3.1 絕緣子型號選擇及片數(shù)確定根據(jù)本標段的地形、地貌及氣象條件，綜合該地區(qū)其它220kv及以上線路設(shè)計、運行的經(jīng)驗，為防止玻璃絕緣子自爆損傷設(shè)備，本標段絕緣子采用盤形懸式瓷絕緣子。根據(jù)本標段線路通過的的污穢地區(qū)等級（級污區(qū)），結(jié)合絕緣子的選型，并考慮到零值絕緣子的影響，盡量按照上限配置絕緣子。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，瓷絕緣子的安全系數(shù)為2.7

23、，斷線條件下的安全系數(shù)為1.8，選擇絕緣子強度聯(lián)數(shù)如下：耐絕緣子串選擇型絕緣子，雙聯(lián)成串，每串絕緣子片數(shù)為16片；懸垂絕緣子串選擇型絕緣子，單聯(lián)成串，每串絕緣子片數(shù)為16片，重要交叉跨越地段跨越直線塔采用雙聯(lián)懸垂串。根據(jù)規(guī)范，當有全高超過40m有地線鐵塔時，高度每增加10m，絕緣子片數(shù)增加1片。考慮到標段處于重冰區(qū)（20mm）一律選用型絕緣子。根據(jù)資料該標段為級污區(qū)，查閱規(guī)程可知，級污區(qū)爬電比距可取為。懸垂串的計算，查詢的相關(guān)參數(shù)表3-1 絕緣子相關(guān)參數(shù)型號公稱結(jié)構(gòu)高度mm瓷件公稱盤徑mm最小公稱爬電距離mm連接形式標記機電破壞負荷kn沖擊閃絡(luò)電壓kv濕閃絡(luò)工頻電壓kv擊穿工頻電壓kv1552

24、553052016012545110（每片絕緣子的為6.3kg）式中 -每聯(lián)絕緣子的片數(shù) -線路額定電壓 -爬電比距結(jié)合標段線路所處的具體環(huán)境，懸垂串每串絕緣子選用16片絕緣子3.2絕緣子串聯(lián)數(shù)的確定導(dǎo)線懸掛在直線桿塔上，其絕緣子串聯(lián)數(shù)由以下兩個條件決定：(1)按導(dǎo)線最大綜合荷載進行驗算：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懸式絕緣子的機電破壞荷載，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； s導(dǎo)線總截面；l垂直檔距（最大值）；絕緣子串重量，n； k取2.0（運行情況）, r=70000n,則有(2) 按導(dǎo)線斷線條件進行驗算：導(dǎo)線斷線時絕緣子的安全系

25、數(shù)可以降到1.3式中 導(dǎo)線計算拉斷力，n;由(1)、(2)可知懸垂串采用單聯(lián)方式即可。對于耐張絕緣子串的聯(lián)數(shù)：式中 導(dǎo)線的最大使用張力，n；可知在k=2.5時，導(dǎo)線允許拉力；則1，故耐張絕緣子串采用雙聯(lián)形式更加合理。3.3金具的選擇 根據(jù)導(dǎo)地線型號、絕緣子串和已有線路的設(shè)計經(jīng)驗，查閱電力金具手冊得到金具的選擇如下3.3.1導(dǎo)線金具的選擇表3-2 導(dǎo)線懸垂絕緣子串組裝零件表件號名稱重量（kg）數(shù)量型號1u形螺絲1.081ub-102球頭掛環(huán)0.321qp-103絕緣子16xp-1604懸垂線夾5.82cgf6-x5預(yù)絞絲2.802fyh-400/50絕緣子長度 l(mm)2764絕緣子串重量 （

26、kg）141.43適用導(dǎo)線2lgj-400/50適用電壓220kv表3-3 導(dǎo)線耐張絕緣子串組裝零件表件號名稱重量數(shù)量型號1u型掛環(huán)0.543u-122掛環(huán)0.491ph-123聯(lián)板4.432l-12404掛板0.562z-75球頭掛環(huán)0.272qp-76絕緣子5.0216xp-1607碗頭掛板0.972ws-78耐張線夾1.661ny-400/50絕緣子長度 l(mm)3079絕緣子串重量 （kg）239.6適用導(dǎo)線2lgj-400/50適用電壓220kv3.3.2 地線金具的選擇地線型號為jlb20a-120。根據(jù)電力金具手冊中地線金具組裝圖，選用地線金具零件見下表：表3-4 地線懸垂絕緣

27、子串組裝零件表編號名稱型號數(shù)量質(zhì)量1u型螺絲ub-710.752直角環(huán)zh-710.853懸垂線夾cgu-312.00表3-5 地線耐張絕緣子串組裝零件表編號名稱型號數(shù)量質(zhì)量1直角掛板zs-1010.902耐張線夾ny-150bg12.763鋼線卡子jk-210.34 桿塔的定位4.1桿塔定位原則在已經(jīng)選好的線路路徑上，進行平斷面測繪，在縱斷面圖上配置桿塔的位置，稱之為定位。它是線路設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，其質(zhì)量關(guān)系到線路的造價和施工、運行與維護的方案與安全。因此，必須進行細致的工作，排定出桿塔配置的最佳方案。(1) 塔位選擇原則塔位的選擇應(yīng)盡量少占耕地和良田，減少林木的砍伐和房屋的拆遷，減少施工

28、土石量。塔位盡可能避開洼地、泥塘、水庫、沖溝、斷層等水文、地質(zhì)條件不良地帶，對于帶拉線桿塔還應(yīng)考慮打拉線處的條件。應(yīng)具有較好的施工（組桿、立桿）條件，對于非直線桿塔宜立于較平坦、便于緊線和機具運輸?shù)奶幩Ｊ褂美€桿塔時要特別注意拉線的位置。(2) 桿塔選用原則應(yīng)盡可能選用較經(jīng)濟的桿塔型式或高度，充分利用桿塔的使用荷重條件，盡量使用節(jié)省鋼材的桿塔型式，注意盡可能避免使用特殊桿塔和特殊設(shè)計的桿塔，大轉(zhuǎn)角應(yīng)盡量降低塔高。(3) 檔距的配置原則檔距的配置應(yīng)最大限度地利用桿塔高度和強度，相鄰檔距的大小應(yīng)不十分懸殊以避免過大的縱向不平衡張力，并且應(yīng)盡量避免出現(xiàn)孤立檔。同時注意不同桿型排列時檔距中央導(dǎo)線之間

29、的距離滿足要求4.2 桿塔的選擇由于標段地處山區(qū)，覆冰較厚，耐張塔采用干字型塔，直線塔采用酒杯型塔。確立桿塔定位高度：對直線型桿塔 對耐張型桿塔 式中 桿塔呼稱高度，m； 懸垂絕緣子串長度，m； 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。表4-1 導(dǎo)線對地及交叉跨越距離序號被交叉跨越物名稱最小垂直距離(m)備注1非居民區(qū)6.52居民區(qū)7.53等級公路8.04通信線、電力線4.05對樹木自然生長高度4.06導(dǎo)線對山坡、巖石的距離5.5對于一定電壓等級的輸電線路，

30、若采用較高的呼稱高，則可以施放較大的檔距，使每公里的桿塔基數(shù)減少，但是桿塔高度增加使每基桿塔的造價提高。反之，若采用較低的呼稱高，每基桿塔的造價低但每公里的基數(shù)多。因此，必然存在一個呼稱高和相應(yīng)的檔距，使線路的總投資最低，這個呼稱高即為經(jīng)濟呼稱高。查相關(guān)資料可知根據(jù)實際設(shè)計經(jīng)驗，220kv輸電線路鐵塔的經(jīng)濟呼稱高為23m。 根據(jù)本線路的實際要求，選擇zk酒杯型直線塔，導(dǎo)線成水平排列，雙避雷線。水平檔距650m，垂直檔距1000m。選擇干字型耐張塔，導(dǎo)線成三角形排列，雙避雷線。具體參數(shù)如下：表4-2 桿塔明細目錄桿塔型號桿塔呼稱高度（）絕緣子串長度（）對地安全距離（）預(yù)留施工裕度（）桿塔定位高度

31、（）21.5-6.5114.021.5-6.5114.0-23232.7646.5112.7-35352.7646.5124.74.3 定位弧垂模板的繪制 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。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：令,則該式可簡化為 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

32、組弧垂曲線，并制成弧垂曲線模板來進行排桿。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。對于本標段線路，最大弧垂發(fā)生在覆冰無風(fēng)的氣象條件下，即覆冰無風(fēng)的條件下，其有表4-3 導(dǎo)線弧垂模板k值數(shù)據(jù)表代表檔距(m)50.196100150200250300350400k10-44.6544.7764.8824.9534.998

33、5.0275.0475.060代表檔距(m)450500550600650700750800k10-45.0705.0775.0825.0865.0905.0925.0945.096將所得k值數(shù)據(jù)繪制成曲線可得，弧垂模板k值曲線，如圖所示。圖 4-1 弧垂模板k值曲線4.4 桿塔初選代表檔距并定位本段線路設(shè)計中有3個轉(zhuǎn)角樁，但考慮到與樁間距離較遠且高差較大，在此段設(shè)置2個耐張塔。固本標段共有5個耐張塔，4個耐張段。用最大弧垂曲線模板排定直線桿塔位的具體步驟如下（第一檔為例）（1）估計好帶排耐張段的代表檔距,查得相應(yīng)的模板，取得,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，先從

34、左向右排塔定位。自第一基塔進行排位。第一基塔為耐張塔，其定位高度為14m，左右平移模板，使所選模板曲線經(jīng)過第一基塔的定位高度處，然后在模板曲線的右側(cè)找到一點，使該點離地面距離為12.7m，即為第二基桿塔的定位高度處。用同樣的方法再自右向左排塔位，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，算得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（誤差在以內(nèi)），如果相符，則表明模板選得恰當，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。 表4-4 檔距明細表第一耐張段第二

35、耐張段第三耐張段第四耐張段4.5 模板k值校驗對于第一耐張段，估計代表檔距為，初選，作出模板曲線并進行排桿定位，得出：檔距為、；高差為、；得 根據(jù)k值模板曲線查得時，其誤差符合要求，故本次排桿符合要求對于第二耐張段，估計代表檔距為，初選，作出模板曲線并進行排桿定位，得出：檔距為、；高差為、； 根據(jù)k值模板曲線查得時，其誤差符合要求，故本次排桿符合要求。照此依次對第二、第三耐張段進行校核，所得代表檔距和代表高差角為，；，均可選用模板進行排桿定位。4.6 桿塔明細表其水平檔距的計算公式采用 其垂直檔距的計算公式采用具體如下表所示表4-5 桿塔明細表 項目 塔 名稱呼稱高水平檔距垂直檔距檔距高差n1

36、21.5m260.7m65.93mz123m260.7m278.02m247m52.10mz223m296.1m288.39m331.2m76.06mn221.5m315.9m369.31m290.5m29.17mz323m413.4m442.75m534.7m12mz423m443.4m434.11m351.5m16.53mn321.5m275.1m354.05m195.7m-31.85mz523m192.1m196.77m183.1m-32.02mz623m212.3m219.67m234.3m-45.45mz723m385.2m252.53m526m78.83mz835m392.0m36

37、9.99m247m50.85mn421.5m219.5m374.30m183.4m-35.62mz935m222.3m232.04m251.9m-55.08mz1035m257.4m287.73m246.5m-72.72mz1135m367.3m201.40mn521.5m474m58.32m酒杯型直線塔的設(shè)計最大水平檔距，最大垂直檔距；和干字型耐張塔的設(shè)計最大水平檔距，最大垂直檔距，所以上述桿塔選型符合要求。5 桿塔校核 220kv酒杯型直線塔，呼稱高度有23m，35m，41m三個型號，本次設(shè)計主要采用23米和35米呼高的鐵塔。以線路設(shè)計中特殊的點為例進行校核。5.1 桿塔塔頭荷載計算為保證

38、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，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相比，如超過則需要更換更高強度的鐵塔現(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（最大風(fēng)、無冰、未斷線）；2. 正常運行情況（覆冰、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. 斷地線情況：無風(fēng)、無冰5. 安裝情況由于每種型號桿塔的強度要求不一樣且在本段線路中存在幾個較大跨越區(qū)域其垂直檔距最大為442.75m，水平檔距取443.4m驗算，如能承受其荷載，其他桿塔也能滿足相應(yīng)的承載能力。5.1.1正常運行情況（最大風(fēng)、無冰、未斷線）1導(dǎo)線重力：

39、 2 絕緣子串的風(fēng)荷載： 3導(dǎo)線風(fēng)壓：4地線重力： 5地線風(fēng)壓：5.1.2正常運行情況（覆冰、風(fēng)速，未斷線）1導(dǎo)線重力：2絕緣子串的風(fēng)荷載：3導(dǎo)線風(fēng)壓：4地線重力5導(dǎo)線風(fēng)壓：5.1.3斷導(dǎo)線情況、：（斷一根導(dǎo)線、無風(fēng)、無冰） 1地線重力：2導(dǎo)線重力：未斷導(dǎo)線相：斷導(dǎo)線相 3導(dǎo)線斷線張力：5.1.4斷地線情況：（無風(fēng)、無冰）1 導(dǎo)線重力：2 地線重力：3 地線斷線張力5.1.5安裝情況：放線方法不知，這時可認為導(dǎo)線采用張力放線，桿塔只受順線路方向的拉線張力，既不超過導(dǎo)線的許用拉斷力（v=10m/s,t=,b=0mm）1地線重力：2地線風(fēng)壓： 3導(dǎo)線重力: 4導(dǎo)線風(fēng)壓： 5導(dǎo)線拉力：塔頭荷載標準值

40、：圖5-1 塔頭荷載標準值塔頭荷載設(shè)計值：圖5-2 塔頭荷載設(shè)計值與塔頭本身最大承受荷載比較可知，符合要求。5.2 鐵塔荷載校核鐵塔荷載校核是檢查鐵塔所受荷載是否在允許值范圍內(nèi)，即要求水平檔距、垂直檔距、最大檔距、轉(zhuǎn)角度數(shù)等不應(yīng)超過桿塔相應(yīng)的設(shè)計允許值。5.2.1 水平檔距校核根據(jù)弧垂曲線模版在平斷面圖上作出的排桿，可以確定本線路中的最大水平檔距是： 而根據(jù)輸電線路塔型手冊可知型直線酒杯塔和干字型型耐張塔的設(shè)計值分別是： 和。從中可看出實際水平檔距小于設(shè)計規(guī)程，即設(shè)計桿塔符合要求。1 垂直檔距校核從平斷面圖中算出最大垂直檔距為：。而根據(jù)輸電線路塔型手冊可知型直線酒杯塔和干字型型耐張塔的設(shè)計值分

41、別是和。從中可看出實際設(shè)計垂直檔距小于設(shè)計規(guī)程，即設(shè)計桿塔符合要求。2 轉(zhuǎn)角桿塔角度校核根據(jù)平斷面圖可知線路中2個轉(zhuǎn)角度數(shù)為分別為，根據(jù)規(guī)程選擇的干字塔的轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)角大于實際需要的轉(zhuǎn)角度數(shù)，因此符合要求。5.3桿塔最大檔距校驗在桿塔選定后，桿塔上的線間距離是一定的。為保證最大風(fēng)速時檔距中央導(dǎo)線的相間距離，不同型式的桿塔所能使用的最大檔距為：式中最大風(fēng)速時的導(dǎo)線應(yīng)力； 導(dǎo)線自重比載；桿塔線距所允許的最大弧垂。對于1000m以下的檔距，按水平線距考慮時，由下式?jīng)Q定式中水平線距； 垂直絕緣子串長度；線路額定電壓對幾處特殊區(qū)域的桿塔，根據(jù)選擇塔型的數(shù)據(jù)有。得出實際最大檔距，故滿足要求。5.4懸垂絕緣子串

42、搖擺角（風(fēng)偏角）確定在風(fēng)荷載的作用下，懸垂串產(chǎn)生搖擺，是帶電部分與桿塔結(jié)構(gòu)件間的空氣間隙減小，因此需要限制其搖擺角在其允許的范圍內(nèi)。根據(jù)桿塔頭部結(jié)構(gòu)尺寸和外過電壓、內(nèi)過電壓、標稱工作電壓及帶電檢修時的允許空氣間隙，作出電氣間隙圓，得到相應(yīng)運行情況下的最大允許搖擺角。對寬身塔，在繪制最大允許搖擺角時，應(yīng)考慮導(dǎo)線在塔身邊緣附近，由于上揚和下垂在風(fēng)偏時對構(gòu)件接近的影響而預(yù)留一定的裕度，一般可取，為安全起見取，以跨越較大的的塔進圖中單位： 圖5-2 塔頭風(fēng)偏角最大允許搖擺角見上圖，從圖中可知允許最大搖擺角為: ， 220kv線路帶電部分與桿塔構(gòu)件間的最小間隙：外過電壓間隙：1.90m，最大風(fēng)偏角是內(nèi)過

43、電壓間隙：1.45m，最大風(fēng)偏角是運行電壓間隙：0.55m，最大風(fēng)偏角是帶電作業(yè)間隙：1.80m，最大風(fēng)偏角是因此可作出絕緣子串的允許最大風(fēng)偏角。5.5 懸垂串實際搖擺角的計算計算懸垂錘的搖擺角時，通常視懸垂串為均布荷載的剛性直棒。設(shè)懸垂串的垂向荷載為，橫向風(fēng)荷載為，末端作用的導(dǎo)線荷載為,有上面計算可知.對a點求矩可列平衡方程有經(jīng)整理得：選取垂直檔距最大為代表塔型，則，自重比載，導(dǎo)線截面積，懸垂絕緣子垂直荷載1、 外過電壓情況下：風(fēng)壓比載絕緣子風(fēng)壓比載：計算得2、內(nèi)過電壓情況下風(fēng)壓比載絕緣子風(fēng)壓比載：計算得3、運行電壓情況下：風(fēng)壓比載絕緣子風(fēng)壓比載：計算得4、帶電作業(yè)情況下：根據(jù)規(guī)范，校驗帶電

44、作業(yè)間隙的氣象條件為氣溫，風(fēng)速為，則風(fēng)壓比載計算得實際值與最大允許搖擺角比較可知，都在設(shè)計要求允許范圍內(nèi)。5.6直線桿塔的上拔校驗桿塔產(chǎn)生上拔的臨界條件是其垂直檔距等于零。最大上拔力發(fā)生在最低氣溫或最大風(fēng)速氣象條件下，工程定位中，通常將最低氣溫作為校驗直線桿塔上拔的氣象條件。常用方法有最小弧垂模板（冷線模板）和上拔臨界直線兩種。上拔臨界直線校驗，同搖擺角臨界曲線的制作類似，需將最低氣溫條件下的垂直檔距折算為最大弧垂氣象下的垂直檔距，考慮到上拔的臨界條件，有 式中 -水平檔距、-分別問最大弧垂時和最低氣溫時的架空線應(yīng)力、-分別為最大弧垂時和最低氣溫時的架空線比載。本設(shè)計中共有四個耐張段，即四個代

45、表檔距、查表得出相應(yīng)條件的應(yīng)力，繪制出上拔臨界直線如下圖所示：圖5-3 上拔臨界直線一種代表檔距對應(yīng)一條臨界直線。臨界直線的上方為不上拔區(qū)，下方為上拔區(qū)。若最大弧垂時桿塔的實際垂直與水平檔距的坐標交點落在臨界直線下方，則表示該桿塔在最低溫時產(chǎn)生上拔。根據(jù)上圖，分別對表4-3所有直線桿塔進行上拔校驗，可知直線桿塔均沒有上拔現(xiàn)象。5.7架空線運行條件校核5.7.1 架空線懸掛點應(yīng)力校驗高懸掛點的架空線應(yīng)力最大，其決定的容許高差與檔距的關(guān)系可按下式計算： 式中 -控制條件下架空線最低點的許用應(yīng)力 -控制氣象條件下的架空線比載-架空線的懸掛點許用應(yīng)力與之比值，常取=1.1由此可知，每一個極大檔距都對應(yīng)

46、著一個最大的導(dǎo)線掛點高差，對于任意檔距，只要實際中導(dǎo)線掛點高差不超過上式計算出來的高差值，則導(dǎo)線是滿足設(shè)計規(guī)程中懸掛點應(yīng)力要求的，反之則導(dǎo)線需要放松。表5-1不同檔距下的允許高差檔距（m）100200300400500600700800允許高差（m）43.3581.80115.44144.32168.52188.08203.04213.43工程上常利用上式作出懸掛點應(yīng)力臨界曲線供校驗懸掛點應(yīng)力時使用。最大檔距為第5基和6基之間，此時l=534.7m，高差為h=12m,實際高差為13.76m，經(jīng)過上式計算得h=151.34m.。該段線路在安全區(qū)內(nèi)，經(jīng)計算得知其它的都符合要求。5.7.2絕緣子強度

47、 由于懸垂串和耐張串的受力特點不同，絕緣子串強度檢查計算的方法也不同。當最大弧垂發(fā)生在最高溫時，懸垂串允許機電荷載相應(yīng)的垂直檔距為當最大弧垂發(fā)生在最大垂直比載時，懸垂串允許機電荷載相應(yīng)的垂直檔距為 懸垂串允許機電荷載相應(yīng)垂直檔距；-分別為代表檔距下最大弧垂時的導(dǎo)線應(yīng)力和最大荷載時的應(yīng)力；-單片絕緣子覆冰后重量；-絕緣子允許機電荷載；-金具覆冰后總重量；分別為導(dǎo)線的最高溫比載和覆冰無風(fēng)比載；-導(dǎo)線的截面積；-每串絕緣子片數(shù)；由前部分計算知：本線路的最大弧垂發(fā)生在覆冰無風(fēng)氣象條件下。由于在設(shè)計桿塔和選型時就考慮到絕緣子串的機械強度，因此桿塔定位不會發(fā)生因垂直荷載過大而造成絕緣子串強度不足的問題，因

48、此，這里不用驗算絕緣子的強度，既符合要求5.7.3 耐張串倒掛檢查檢查耐張絕緣子串是否需要倒掛的氣象條件是年均溫和無冰無風(fēng)。倒掛的臨界條件是架空線產(chǎn)生的上拔力等于耐張絕緣子串重量的一半。山區(qū)線路因地形起伏較大，某些桿塔的耐張絕緣子串可能經(jīng)常上仰，因此宜將上仰耐張絕緣子串倒掛。 （式5-7）式中-需要倒掛時的臨界高差；-年均氣溫、無風(fēng)無冰時的導(dǎo)線應(yīng)力；-導(dǎo)線的截面積 ；-耐張串的重量；-導(dǎo)線的自重比載；-定位檔距；表5-2 耐張桿塔的倒掛臨界高差與實際高差對比桿塔編號j1j2j3j4j5檔 距260.7331.2290.5351.5195.7247183.4474臨界高差23.8635.2828.4238.9715.1921.8813.7564.93實際高差55.9376.0629.1516.5