配電線路設(shè)計(jì)施工、運(yùn)行與維護(hù) 李光輝 課件-6第6章線路設(shè)計(jì)

第六章配電線路設(shè)計(jì)第一節(jié)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)第二節(jié)設(shè)計(jì)圖繪制第三節(jié)導(dǎo)線選擇第四節(jié)電桿選型第五節(jié)電桿受力計(jì)算第六節(jié)配電線路絕緣配合第七節(jié)接地與接地裝置

第一節(jié)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)

線路勘察，即對(duì)線路走廊的實(shí)際調(diào)查與分析；也就是說是對(duì)線路走徑（路徑）的選擇。一、線路走徑的選擇線路路徑，是指電力線路通過的地帶；沿線線路路徑的一定范圍稱線路的走廊。一般情況下線路的走徑選擇要經(jīng)歷兩個(gè)步驟：一是室內(nèi)選擇線路路徑；二是線路的勘察。1．線路路徑

2．線路走徑和勘察時(shí)應(yīng)考慮的原則

二、配電線路供電半徑確定原則

為了減少電能損失和提高供電可靠性，配電線路不能設(shè)計(jì)過長。一般情況下，低壓配電線路的供電半徑，在市區(qū)中心一般不宜大于100m，繁華地區(qū)不大于150m，農(nóng)村配電網(wǎng)最大供電半徑不大于500m。若因條件限制，配電線路供電半徑已確定，可采用允許電壓降計(jì)算原理進(jìn)行校驗(yàn)，以便確定正確的配電線路的供電半徑。第一節(jié)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)三、配電線路桿型選擇及桿頂設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況，在線路中選擇不同類型的電桿及桿頂設(shè)計(jì)，以滿足不同要求。配電線路桿型選擇及桿頂設(shè)計(jì).

第二節(jié)設(shè)計(jì)圖繪制

一、配電線路設(shè)計(jì)圖紙

1．設(shè)計(jì)說明應(yīng)填寫的基本內(nèi)容

(1)設(shè)計(jì)依據(jù)。(2)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容。(3)主要工作量。(4)一般要求。(5)特殊要求。2．對(duì)線路設(shè)計(jì)圖紙的基本要求平斷面圖實(shí)例

圖6—1平面圖實(shí)例

第一節(jié)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)

2．對(duì)線路設(shè)計(jì)圖紙的基本要求

第二節(jié)設(shè)計(jì)圖繪制

第三節(jié)導(dǎo)線選擇

配電線路導(dǎo)線選擇，關(guān)系到線路的運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行的可靠性。導(dǎo)線選擇必須考慮的因素很多，如氣象條件、導(dǎo)線比載、導(dǎo)線荷載、檔距、導(dǎo)線弛度和導(dǎo)線長度和導(dǎo)線的應(yīng)力等。一、基礎(chǔ)知識(shí)二、導(dǎo)線截面的選擇三、架空配電線路電氣計(jì)算四、配電線路的接線方式和導(dǎo)線排列設(shè)計(jì)第三節(jié)導(dǎo)線選擇

一、基礎(chǔ)知識(shí)電力架空線路是在大氣中運(yùn)行的，作用在架空線上的力和力矩，都和氣象條件密切有關(guān)。為此，在進(jìn)行導(dǎo)線選擇設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮以下因素。１．氣象條件２．比載3．檔距4．導(dǎo)線長度和弛度的計(jì)算5．導(dǎo)線選擇設(shè)計(jì)的安全系數(shù)選取基本要求第三節(jié)導(dǎo)線選擇

1氣象條件氣象條件（氣溫、風(fēng)速和覆冰厚度），是電力線路計(jì)算的重要因素，一般根據(jù)沿線的氣象資料（采用15年一遇的數(shù)值）和附近已有線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定。第三節(jié)導(dǎo)線選擇

2、導(dǎo)線比載即平均折算到導(dǎo)線單位長度、單位面積上的荷載，與導(dǎo)線材料及所在地區(qū)氣象條件有關(guān)，是導(dǎo)線受力計(jì)算的必要條件。(1)自重比載（2）覆冰比載（3）自重、覆冰總比載（4）風(fēng)壓比載（5）有覆冰時(shí)，風(fēng)壓比載6）綜合比載（7）導(dǎo)線荷載第三節(jié)導(dǎo)線選擇

２．比載第三節(jié)導(dǎo)線選擇

2、比載第三節(jié)導(dǎo)線選擇

4．檔距

直線桿塔檔距（簡稱直線檔距），是相鄰兩個(gè)桿塔中心軸線間的水平距離。耐張桿塔檔距（又稱耐張段長度），是相鄰兩個(gè)耐張桿塔之間的水平距離。在一個(gè)耐張段中有許多檔距，這些檔距連接在一起，稱連續(xù)檔。第三節(jié)導(dǎo)線選擇4．檔距第三節(jié)導(dǎo)線選擇

4．檔距代表檔距，又稱規(guī)律檔距，是指各個(gè)耐張段中各檔距大小不等的情況下具有代表性的檔距，在此檔距情況下，全耐張段中所有的導(dǎo)、地線應(yīng)力被認(rèn)為是相同的。代表檔距的計(jì)算第三節(jié)導(dǎo)線選擇4、檔距第三節(jié)導(dǎo)線選擇4．導(dǎo)線長度和弛度的計(jì)算

第三節(jié)導(dǎo)線選擇

5、導(dǎo)線選擇設(shè)計(jì)的安全系數(shù)選取基本要求

鋁絞線、鋼芯鋁絞線的允許最小安全系數(shù)，規(guī)程規(guī)定一般地區(qū)為2.5，重要地區(qū)為3，實(shí)際都大于3；銅絞線規(guī)程規(guī)定一般地區(qū)為2，重要地區(qū)為2.5，實(shí)際也都在2.5～5之間。

有關(guān)資料，建議取安全系數(shù)為4～5為宜。第三節(jié)導(dǎo)線選擇

6．導(dǎo)線的應(yīng)力與導(dǎo)線狀態(tài)方程懸掛于兩固定點(diǎn)間的導(dǎo)線，當(dāng)氣象條件變化時(shí)，導(dǎo)線的應(yīng)力亦將隨之變化。為了從已知?dú)庀髼l件下的應(yīng)力（N/mm2）求另一條件下的應(yīng)力，可應(yīng)用導(dǎo)線狀態(tài)方程式來計(jì)算，即第三節(jié)導(dǎo)線選擇7．導(dǎo)線應(yīng)力弛度曲線和弛度表的繪制

第三節(jié)導(dǎo)線選擇二、導(dǎo)線截面的選擇1．按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面2．按滿足機(jī)械強(qiáng)度條件確定導(dǎo)線截面3．按線路導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面第三節(jié)導(dǎo)線選擇1．按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面

第三節(jié)導(dǎo)線選擇按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面，舉例

第三節(jié)導(dǎo)線選擇第三節(jié)導(dǎo)線選擇

2、按滿足機(jī)械強(qiáng)度條件確定導(dǎo)線截面

即導(dǎo)線架設(shè)在桿塔上在不斷變化的氣象條件中，應(yīng)保證線路在電氣安裝和正常運(yùn)行過程中導(dǎo)線不被拉斷。第三節(jié)導(dǎo)線選擇3．按線路導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面

線路導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度，是指單位導(dǎo)線截面所通過的電流值（單位：A／mm2）。它是指通過對(duì)各種經(jīng)濟(jì)、技術(shù)方面的比較而得出的最合理的電流密度，采用這一電流密度可使該架空線路投資、線路電能損耗、維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用等綜合效益都是最佳的。第三節(jié)導(dǎo)線選擇（1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇架空線路導(dǎo)線截面第三節(jié)導(dǎo)線選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜導(dǎo)線截面第三節(jié)導(dǎo)線選擇第三節(jié)導(dǎo)線選擇

第三節(jié)導(dǎo)線選擇三、架空配電線路電氣計(jì)算電壓損失計(jì)算線路功率損耗計(jì)算短路電流計(jì)算配電變壓器容量計(jì)算變壓器熔絲選擇計(jì)算第三節(jié)導(dǎo)線選擇三、架空配電線路電氣計(jì)算

1．電壓損失計(jì)算2．線路功率損耗計(jì)算架空配電線路功率損耗，分理論線損耗、管理損耗，以及電力變壓器功率損耗等。第三節(jié)導(dǎo)線選擇

（2）架空配電線路中的電力變壓器功率損耗3．線路短路電流計(jì)算

架空配電線路計(jì)算短路電流的目的，是為了計(jì)算出短路點(diǎn)的最大短路電流，用來選擇線路上的電纜及高低壓設(shè)備，使其滿足動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的要求。即，為了正確地選擇配電線路的電氣設(shè)備，以使電氣設(shè)備有足夠的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定能力，以確保在短路時(shí)不致產(chǎn)生設(shè)備損壞。（1）線路的電抗計(jì)算（1）線路的電抗計(jì)算導(dǎo)線中心間幾何平均距離

導(dǎo)線中心間幾何平均距離-等邊三角排列方式不等邊三角排列方式（2）線路短路容量計(jì)算（2）線路短路容量計(jì)算（3）電力變壓器短路容量（4）線路短路電流計(jì)算三相短路電流周期分量有效值三相短路電流周期分量有效值第三節(jié)導(dǎo)線選擇例第三節(jié)導(dǎo)線選擇例第三節(jié)導(dǎo)線選擇四、配電線路的接線方式和導(dǎo)線排列設(shè)計(jì)

1．配電線路的接線方式和適用范圍配電線路結(jié)線圖(a)(b(c)(d)(e)(f)圖6—2配電線路結(jié)線圖第四節(jié)電桿選型與桿頂組裝圖設(shè)計(jì)第四節(jié)電桿選型與桿頂組裝圖設(shè)計(jì)一、電桿選型二、桿頂組裝及電桿安裝設(shè)計(jì)舉例第四節(jié)電桿選型與桿頂組裝圖設(shè)計(jì)2．導(dǎo)線的排列設(shè)計(jì)對(duì)于3~10kV架空配電線路的導(dǎo)線，一般采用三角形排列；多回路線路的導(dǎo)線，一般采用的是三角、水平混合排列或垂直排列；低壓配電線路的導(dǎo)線一般采用水平排列。3．架空配電線路的電氣安全距離設(shè)計(jì)規(guī)定第四節(jié)電桿選型與桿頂組裝圖設(shè)計(jì)二、桿頂組裝及電桿安裝設(shè)計(jì)舉例第四節(jié)電桿選型與桿頂組裝圖設(shè)計(jì)一、電桿選型1．選用電桿要求

圖6—310kV裝開管直線耐張桿（0.4kV直線桿）組裝圖二、桿頂組裝及電桿安裝設(shè)計(jì)舉例圖6—410kV三角排列轉(zhuǎn)角桿（0.4kV水平排列單回路耐張桿）組裝圖二、桿頂組裝及電桿安裝設(shè)計(jì)舉例

圖6—510kV單回路大轉(zhuǎn)角耐張桿（0.4kV轉(zhuǎn)角耐張桿）組裝圖桿頂組裝及電桿安裝設(shè)計(jì)舉例

圖6—610kV雙回路雙橫擔(dān)直線桿（0.4kV耐張桿）組裝圖圖6—710kV單回路終端桿（電纜+開關(guān)）{0.4kV終端桿}組裝圖桿頂組裝及電桿安裝設(shè)計(jì)舉例

圖6—810kV鼓型雙回路十字轉(zhuǎn)角耐張桿（0.4kV轉(zhuǎn)角耐張桿）組裝圖第五節(jié)電桿受力計(jì)算一、基礎(chǔ)受力計(jì)算二、直線電桿受力計(jì)算三、抱箍受力及強(qiáng)度計(jì)算五、電桿橫擔(dān)受力計(jì)算第五節(jié)電桿受力計(jì)算

一、基礎(chǔ)受力計(jì)算1、底盤2、卡盤3、拉線盤電桿安裝卡盤后作用力分布圖

第五節(jié)電桿受力計(jì)算一、基礎(chǔ)受力計(jì)算3、拉線盤的拉力與拉線盤的自重力有關(guān)圖6—13拉線盤計(jì)算受力圖第五節(jié)電桿受力計(jì)算二、直線電桿受力計(jì)算1．直線桿的受力計(jì)算一根導(dǎo)線上的風(fēng)壓電桿上的風(fēng)壓2．電桿中彎矩的確定第五節(jié)電桿受力計(jì)算2．電桿中彎矩的確定

電桿的危險(xiǎn)斷面在埋深的1/3位置因此，要對(duì)A－A斷面進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。由導(dǎo)線及電桿上風(fēng)壓所產(chǎn)生的彎曲力矩：第五節(jié)電桿受力計(jì)算2．電桿中彎矩的確定第五節(jié)電桿受力計(jì)算二、抱箍受力及強(qiáng)度計(jì)算

在配電線路中，直線桿塔上的拉線抱箍（見圖6—15），除必須依靠固定螺栓緊緊的固定于電桿上承受來緊外，還要承受拉線對(duì)它的剪力。1．直線桿塔上的拉線抱箍受力第五節(jié)電桿受力計(jì)算2．電桿中彎矩的確定

2．抱箍本體強(qiáng)度的計(jì)算第五節(jié)電桿受力計(jì)算抱箍的受力第五節(jié)電桿受力計(jì)算3．特殊桿型上的抱箍受力及強(qiáng)度計(jì)算

簡易變壓器臺(tái)及臺(tái)方強(qiáng)度計(jì)算1—臺(tái)方；2—穿心螺絲（木桿使用）；3—托梁抱箍（水泥桿使用3．特殊桿型上的抱箍受力及強(qiáng)度計(jì)算第五節(jié)電桿受力計(jì)算第五節(jié)電桿受力計(jì)算2．穿心螺栓的強(qiáng)度計(jì)算第五節(jié)電桿受力計(jì)算3．托梁抱箍和水泥桿的摩擦力托梁抱箍在電桿上的固定受力情況第五節(jié)電桿受力計(jì)算3．抱箍固定螺栓與抱箍強(qiáng)度計(jì)算（1）抱箍固定螺栓強(qiáng)度計(jì)算（2）抱箍本體強(qiáng)度計(jì)算第五節(jié)電桿受力計(jì)算（2）抱箍本體強(qiáng)度計(jì)算當(dāng)抱箍鋼板的厚度比較小時(shí)，在緊固螺栓時(shí)，抱箍柔軟而均勻地抱緊電桿。

第五節(jié)電桿受力計(jì)算（1）抱箍固定螺栓強(qiáng)度計(jì)算第五節(jié)電桿受力計(jì)算

（2）抱箍本體強(qiáng)度計(jì)算

第五節(jié)電桿受力計(jì)算三、電桿橫擔(dān)受力1．橫擔(dān)設(shè)計(jì)常識(shí)2．直線桿塔上橫擔(dān)強(qiáng)度驗(yàn)算3．耐張桿塔橫擔(dān)強(qiáng)度驗(yàn)算4．桿塔橫擔(dān)尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖例第五節(jié)電桿受力計(jì)算1．橫擔(dān)設(shè)計(jì)常識(shí)常用（部分）鐵橫擔(dān)、抱箍、角戧、連板、立鐵等

圖6—22102角鐵橫擔(dān)圖（∟632×6×850）圖6—23104角鐵橫擔(dān)圖[（∟632×6×1800）反正]圖6—24235連板圖（—65×6×830）圖6—25123、124、125角戧圖[（∟502×5×L）反正]

直線桿塔橫擔(dān)作用力分部情況2．直線桿塔上橫擔(dān)強(qiáng)度驗(yàn)算

直線桿塔上的橫擔(dān)，在遠(yuǎn)離桿塔中心的橫擔(dān)一端，主要承受的垂直(鉛直)荷載?；炷岭姉U，根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同分固定橫擔(dān)、轉(zhuǎn)動(dòng)橫擔(dān)和壓屈橫擔(dān)。高壓（35~110kV）配電線路，多采用轉(zhuǎn)動(dòng)橫擔(dān)。第五節(jié)電桿受力計(jì)算3．耐張桿塔橫擔(dān)強(qiáng)度驗(yàn)算轉(zhuǎn)角桿塔主要除要承受導(dǎo)線張力產(chǎn)生彎曲力矩之外，還有橫擔(dān)和導(dǎo)線的重量所引起的彎曲力矩。但耐張橫擔(dān)主要承受的作用力還是導(dǎo)線張力，而導(dǎo)線和橫擔(dān)重量所引起的彎曲力矩比起導(dǎo)線張力所引起的彎曲力矩要小得多而將其忽略掉。如果線路擋距和導(dǎo)線較大時(shí)，可以用橫擔(dān)拉筋補(bǔ)強(qiáng)之。（1）角鋼和槽鋼橫擔(dān)的強(qiáng)度計(jì)算（2）組合橫擔(dān)的強(qiáng)度計(jì)算（3）耐張橫擔(dān)、轉(zhuǎn)角桿橫擔(dān)強(qiáng)度計(jì)算（4）橫擔(dān)桁架桿件的截面選擇圖6—28橫擔(dān)兩頭鉸鏈連接第五節(jié)電桿受力計(jì)算3．耐張桿塔橫擔(dān)強(qiáng)度驗(yàn)算第1章配電網(wǎng)及配電線路構(gòu)成3．耐張桿塔橫擔(dān)強(qiáng)度驗(yàn)算

(b)圖6—29耐張橫擔(dān)(a)35kV桁架式角鋼橫擔(dān)（單線圖）；(b)耐張橫擔(dān)受力分析(a)第1章配電網(wǎng)及配電線路構(gòu)成轉(zhuǎn)角桿橫擔(dān)，當(dāng)導(dǎo)線在轉(zhuǎn)角桿處，其跳線要向內(nèi)角位移（圖6—30）。當(dāng)轉(zhuǎn)角桿橫擔(dān)是按直線耐張桿橫擔(dān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，則跳線對(duì)電桿的距離，就會(huì)產(chǎn)生電桿在跳線外角的距離增大，電桿在跳線內(nèi)角的距離減小的現(xiàn)象，可能使限距不夠，造成事故。圖6—30跳線在轉(zhuǎn)角桿上的內(nèi)角位移第1章配電網(wǎng)及配電線路構(gòu)成

3．耐張桿塔橫擔(dān)強(qiáng)度驗(yàn)算(a)第1章配電網(wǎng)及配電線路構(gòu)成3．耐張桿塔橫擔(dān)強(qiáng)度驗(yàn)算第五節(jié)電桿受力計(jì)算

10kV上字形上橫擔(dān)加工圖

4．桿塔橫擔(dān)尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖例第1章配電網(wǎng)及配電線路構(gòu)成第一節(jié)

配電網(wǎng)絡(luò)的含義與分類一、配電含義二、配電網(wǎng)分類三、配電網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)和接線方