輸電線路桿塔課程設(shè)計(jì)

三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書110KV門型直線電桿設(shè)計(jì)(自立式帶叉梁)頂徑：270mm絕緣子：7片×一4.5參數(shù)姓名導(dǎo)線型號(hào)水平檔距垂直檔距避雷線支持力三、設(shè)計(jì)成果要求：1.設(shè)計(jì)說明書一份(1.5萬字，含設(shè)計(jì)說明書插圖)(1)電桿尺寸布置圖(2)電氣間隙效驗(yàn)圖(2)正常運(yùn)行情況下的抵抗彎矩圖(3)事故時(shí)的彎矩圖 11任務(wù)書參數(shù) 12氣象條件列表 13導(dǎo)線LGJ-150/35相關(guān)參數(shù)表 14導(dǎo)線比載計(jì)算 15地線相關(guān)參數(shù) 36地線比載計(jì)算 37絕緣子串和金選擇 38地質(zhì)條件 49桿塔結(jié)構(gòu)及材料 4二、電桿外形尺寸的確定 41桿的呼稱高度 42導(dǎo)線水平距離 53間隙圓校驗(yàn) 54地線支架高度確定 65桿塔總高度 7 71標(biāo)準(zhǔn)荷載 72設(shè)計(jì)荷載 9 1配筋計(jì)算 2主桿彎矩計(jì)算 3事故情況下的彎矩計(jì)算 4裂縫計(jì)算 5單吊點(diǎn)起吊受力計(jì)算 五、基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 1土壤特性 2抗壓承載力計(jì)算 3底盤強(qiáng)度計(jì)算 八、參考文獻(xiàn) 附圖1尺寸布置圖 附圖2間隙圓校驗(yàn)圖 附圖3正常運(yùn)行最大風(fēng)情況下的抵抗彎矩圖 附圖4事故時(shí)彎矩圖 導(dǎo)線型號(hào)水平檔距垂直檔距地線支持力氣象條件氣溫(℃)風(fēng)速(m/s)最高溫00最低溫00覆冰5最大風(fēng)0安裝0外過電壓0內(nèi)過電壓、年均溫03、根據(jù)任務(wù)書提供導(dǎo)線LGJ-150/35的參數(shù)，(參考書二)整理后列下表導(dǎo)線百徑彈性系溫度膨脹系數(shù)斷力抗拉強(qiáng)度[安全系數(shù)K許用應(yīng)力2)內(nèi)過電壓: γ,(0,25)=√36.5122+35.1922×103=50. γ,(0,25)=√36.5122+25.2562×103=44.r,(5,10)=√r,(5,0)2+γ,(5,10)2=√53.6872+11.3562×103=54單位：×103Mpa/m氣象條件覆冰有風(fēng)最低溫年均溫許用用力(Mpa)比載(×103Mpa/m)溫度C排序baC=虛數(shù)臨界檔距列表如下氣象條件最低氣溫覆冰有風(fēng)年平均溫臨界檔距l(xiāng)=虛數(shù)因此，檔距在0～265.97m時(shí)控制氣象條件是最低溫，在265.97m～時(shí)控制條件是年均5、地線GJ-35相關(guān)參數(shù)列于下表：彈性系溫度膨脹系數(shù)斷力抗拉強(qiáng)度[安全系數(shù)K許用應(yīng)力限地線的比載計(jì)算同導(dǎo)線比載計(jì)算，計(jì)算值列于下表：外過電壓內(nèi)過電壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度計(jì)算風(fēng)偏外過電壓內(nèi)過電壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度計(jì)算風(fēng)偏7、絕緣子串及金具選?。罕?—1導(dǎo)線絕緣子和金具件號(hào)名稱質(zhì)量(kg)數(shù)量型號(hào)絕緣子組裝圖1掛板12球頭掛環(huán)13絕緣子74碗頭掛板15懸垂線夾16鋁包帶3絕緣子串長(zhǎng)度元=1304mm絕緣子串重量適用導(dǎo)線(2)地線絕緣子串及金具選擇：表7—2件號(hào)名稱質(zhì)量(kg)數(shù)量型號(hào)+(長(zhǎng)度mm)金具圖形l掛板12球頭掛環(huán)3絕緣子14懸垂線夾1絕緣子串長(zhǎng)度絕緣子串重量適用避雷線8、地質(zhì)條件：土的狀態(tài)粘性土軟塑材料：普通直立鋼筋混凝土門型電桿(帶叉梁)電壓等級(jí)：110kv根部埋深：3m頂徑：270mm①施工裕度△h的確定：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的水平檔距L=240m,查表(3-7)為了更加安全取△h=0.7m②h為導(dǎo)線到地面及被跨越物的安全距離：③λ絕緣子串的長(zhǎng)度：根據(jù)所選擇的絕緣子型號(hào)及金具確定為1.304m。根據(jù)任務(wù)書給的檔距，控制氣象條件為年均氣溫。采用狀態(tài)方程式，用計(jì)算機(jī)軟件算出最高溫條件和最后覆冰條件下的弧垂，經(jīng)過比較，最大弧垂發(fā)生在最高氣溫條件下。經(jīng)計(jì)算，得到最高溫氣象條件L=260m下最大弧垂fmx=4.589m。則桿塔的呼稱高度H=1.304+4.589+7+0.7=13.595m2、導(dǎo)線水平線間距離確定：根據(jù)參考書目一公式3-3(1)規(guī)程規(guī)定最小間隙：工頻電壓時(shí)為0.25m,操作過電壓時(shí)為0.7m,雷電過電壓時(shí)為1.0m,考慮帶電作業(yè)時(shí)需增加0.5m。(2)絕緣子串基本風(fēng)壓：1)正常運(yùn)行最大風(fēng)時(shí)：2)內(nèi)過電壓時(shí)：3)外過電壓時(shí)：(3)絕緣子串所受風(fēng)壓：2□5,得門P=1×(7+1)×0.95×0.391×0P=1×(7+1)×0.95×0.141×0P=1×(7+1)×0.95×0.063×0(4)導(dǎo)線風(fēng)荷載計(jì)算(5)導(dǎo)線自重比載計(jì)算(6)絕緣子串風(fēng)偏角，即計(jì)算，即(7)桿塔橫擔(dān)長(zhǎng)度的確定：其中R為最小空氣間隙，入為絕緣子串長(zhǎng)，φ為風(fēng)偏角，b為桿塔上腳釘外露部分加桿徑一半的長(zhǎng)度。根據(jù)規(guī)程，R取1.00m,入=1.304m,φ取最大風(fēng)偏值23.97°,b偏于安全考考慮到桿塔半徑影響，取橫擔(dān)長(zhǎng)度為8.00m(8)根據(jù)CAD作圖進(jìn)行間隙圓校驗(yàn)，起控制作用的是帶電作業(yè)情況，導(dǎo)線與桿塔間隙滿足帶電作業(yè)要求。4、地線支架高度的確定(1)防雷保護(hù)角：根據(jù)規(guī)程規(guī)定，可取防雷保護(hù)角u=25°。根據(jù)下圖，取a=0.3m,b根據(jù)橫擔(dān)結(jié)構(gòu)，取b=2.0m(參考書一公式3-8)(2)計(jì)算地線支架高度：(參考書目一公式3-7)H1=H2-λ1+λ2=3823.65-1304+362=2881.65mm取整后，地線支架高度取3.0m,此時(shí)防雷保護(hù)角減小，有利于防雷。(3)地線之間水平距離校驗(yàn)：(參考書目一公式3-9)D=4000+2×300=4600mm≤5×3823.65=19118.25mm,符合要求。5、桿塔總高度確定：根據(jù)桿塔的分段，可取桿塔總高度為21.0m(加入地下埋深),分段為9m+6m+6m。(一)、桿塔標(biāo)準(zhǔn)荷載1、運(yùn)行情況I:最大設(shè)計(jì)風(fēng)速，無冰、未斷線。(1)地線重力為：Gn-γAL,+Gjm=77.872×103×37.15×360+9.8(2)地線風(fēng)壓：P=Y?szsAgL=76.684×103×37.15×(3)導(dǎo)線重力：G?=Y?A?L+G=36.512×103×181.62×360+38.6(4)絕緣子串風(fēng)壓：P=n?(n?+I)μ?A,W?=1×(7+1)×0.95×0.391(5)導(dǎo)線風(fēng)壓：P?=Y?n?sA?Lp+P=35.192×103×181.62×240+892、運(yùn)行情況Ⅱ:覆冰、相應(yīng)風(fēng)速，未斷線。(1)設(shè)計(jì)冰厚為5mm,覆冰系數(shù)取K=1.075,則地線重力為(2)地線風(fēng)壓為(3)導(dǎo)線重力為=2766.60+1151.41=3918(4)絕緣子串風(fēng)荷載為(5)導(dǎo)線風(fēng)壓為3、斷導(dǎo)線情況I、Ⅱ:斷一根導(dǎo)線荷載組合情況為無冰無風(fēng)。(1)地線重力：G=1137.86N(2)導(dǎo)線重力：斷導(dǎo)線相為：(3)斷線張力：LGJ-150/35型導(dǎo)線計(jì)算拉斷力為Tp=65020N導(dǎo)線最大使用張力為導(dǎo)線最大使用張力百分比為35%,則4、斷地線情況：荷載組合情況為無冰、無風(fēng)、導(dǎo)線未斷。(2)地線重力：(3)斷線張力：GJ-35最小破斷拉力Tp=43424N地線最大使用張力為地線最大使用張力百分比值為20%,則5、安裝情況：荷載組合情況為有相應(yīng)風(fēng)速、無冰。(二)桿塔設(shè)計(jì)荷載1、運(yùn)行情況I:最大設(shè)計(jì)風(fēng)速，無冰、未斷線。2、運(yùn)行情況Ⅱ:覆冰、相應(yīng)風(fēng)速，未斷線。IV級(jí)氣象區(qū)，從規(guī)程中查得：V=10m/s,t=-5℃,b=5mm。(1)設(shè)計(jì)冰厚為5mm,覆冰系數(shù)取K=1.075,則地線重力為(2)地線風(fēng)壓為(3)導(dǎo)線重力為Gp=1.2×2766.60+1.4×1151.41=3319.92+1611.9(4)導(dǎo)線風(fēng)壓為3、斷導(dǎo)線情況1、Ⅱ:斷一根導(dǎo)線荷載組合情況為無冰無風(fēng)。(2)導(dǎo)線重力：(3)斷線張力：4、斷地線情況：荷載組合情況為無冰、無風(fēng)、導(dǎo)線未斷。(1)導(dǎo)線重力：Gp=1.2×2766.59=3319.91N(3)斷線張力(地線不平衡張力):T。=1.4×3216.59=4503.23N5、安裝情況：荷載組合情況為有相應(yīng)風(fēng)速、無冰?！兑?guī)程》中查得：V=10m/s,t=-5℃,b=0四、電桿桿柱的配筋計(jì)算及強(qiáng)度驗(yàn)算2)設(shè)計(jì)處的剪切力V:V=1.4×0.75×12743=13設(shè)桿身厚度為50mm,則根據(jù)圖示尺寸計(jì)算：彎矩為零處桿徑為：2、主桿彎矩計(jì)算：(1)桿身風(fēng)壓計(jì)算高度變化系數(shù)取μ?=1,構(gòu)件體形系數(shù)μ。=0.6,桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)β?=1.0。A點(diǎn)單位長(zhǎng)度桿身風(fēng)壓為B點(diǎn)單位長(zhǎng)度桿身風(fēng)壓為O點(diǎn)單位長(zhǎng)度桿身風(fēng)壓為(2)各段風(fēng)壓合力作用點(diǎn)高度：彎矩為零處時(shí)(3)各段彎矩計(jì)算：M=957.19×3+67.96×3×1.466+1365.43×0.3=3M=0.55×(2×957.19×6+3×2272.38×3+2×72.66×6×2.871)=1Mc=0.55×(2×957.19+3×2272.38+2×80.51×6.838)×1.1×2.97=1M?=0.55×(2×957.19+3×2272.38+2×86.72×6.838)×1.1×(8-2.97)=3事故斷邊導(dǎo)線荷載已列于荷載設(shè)計(jì)值圖中。荷載系數(shù)為0.75,地線支持力△Tmax=M?=0.75×(1.2×12743.92×16-6020×19)=97ri=275mm,r?=225mm,r,=250mm,E,=200N/mm2,E.=采用光面配筋v=1A=A?+(ag-l)A,=78500+(6.8-1)×1846=f=2.0KN/mm2(2)計(jì)算開裂彎矩M=NW?=1.67×2.0×11257618.35=(3)計(jì)算裂縫寬度最大風(fēng)荷載時(shí)：Ms=30.18KN·m,比M。小，故不會(huì)開裂。取橫擔(dān)和絕緣子串總重為4000N,將錐形電桿自重按等徑電桿均布荷載，取電桿比重為BDACBDAY=1500×21+2000-17750=12.計(jì)算各點(diǎn)的彎矩M=0N·m從上面結(jié)果可以看出，吊裝桿塔時(shí)是安全的。五、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)吊裝彎矩圖2、抗壓承載力計(jì)算(1)桿塔傳給基礎(chǔ)的荷載為：故此電桿不會(huì)對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生上拔力。(2)底盤壓應(yīng)力計(jì)算選取規(guī)格為0.8×0.8×0.18的底盤，質(zhì)量為277kg,體積為底盤上方土重為：(參考書一公式11-61)(3)底盤承載力驗(yàn)算由于基礎(chǔ)埋深超過0.5m,故計(jì)算時(shí)f.=fx+ny(b-3)+