重慶張家壩至秀山220kV線路工程設計畢業(yè)設計

1、學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行設計所取得的設計成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(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 學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向有關學位論文管理部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權省級優(yōu)秀學士學位論文評選機構將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于1、保密 ，在_年解密后

2、適用本授權書。2、不保密 。（請在以上相應方框內打“”）作者簽名： 年 月 日 導師簽名： 年 月 日 目 錄前言21工程設計總體說明21.1設計依據(jù)21.2 技術要求31.3 標段線路概況32 導地線應力弧垂計算及曲線繪制32.1導線應力弧垂計算及曲線繪制32.2地線應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224.5 模板k值校驗234.6 桿塔明細表245 桿塔校核265

3、.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防雷設計407.1防雷方案417.2 防雷設計418. 基礎設計44總 結49致 謝50參考文獻51重慶張家壩至秀山220kv線路工程設計 （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條件，進行了張秀線部分標段輸電線路工程設計的力學特性計算，選取了合適的導、地線

4、，得出了導、地線在該氣象條件下的應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、地線的k值和弧垂模板曲線，根據(jù)任務書中的平斷面圖進行了桿塔的排桿定位，并對排桿定位結果和塔頭荷載進行了校核。最后進行了基礎設計、防振設計、防雷設計。關鍵詞：輸電線路，排桿定位，校核，線路特性計算，線路設計。abstract:：the paper reviewed the meteorological conditions of chongqing zhangjiaba to xiushan and then calculate its mechanical properties of

5、 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 tower is as straight and 干-shaped a

6、s 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: transmission line, location row bar

7、, check, calculation of line characteristics, circuit design前言電力行業(yè)作為一種生產基礎性產業(yè)，對于促進國民經濟發(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、電網的建設等環(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，輸電線路的建設就顯得相對突出。輸電線路的任務就是輸送電能，并聯(lián)絡各發(fā)電廠、變電站食指并列運行，實現(xiàn)電力系統(tǒng)聯(lián)網，尤其是高壓輸電線路，它是電力工業(yè)的大

8、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。架設一條輸電線路的第一步就是線路設計。線路設計的目的在于使輸電線路滿足更加經濟、安全、更高效率的輸送電能的要求，使塔型小型化，美觀化，設計出安全、可靠、穩(wěn)定、經濟、環(huán)保的輸電網絡。線路設計的合理性直接影響電網的安全性、穩(wěn)定性、可靠性和經濟性。為保證線路的安全運行，在設計過程中，必須嚴格遵循行業(yè)規(guī)程規(guī)范，同時也應結合本地區(qū)已有線路的設計運行經驗，對線路做出適當?shù)恼{整。同時也應考慮到線路的經濟性，在保證可靠運行的基礎上降低線路造價，減少線路對已有環(huán)境的影響，實現(xiàn)綠色、經濟。1工程設計總體說明1.1設計依據(jù)（1）重慶張家壩至秀山220kv線路

9、工程（j40-j156-3）平斷面圖，該平斷面圖由電力設計院委托勘測設計隊對線路走廊的地形地物進行測繪得出。（2）地質勘測報告書，（3）當?shù)貧庀髼l件，來自于已有線路的運行經驗和當?shù)貧庀蟛块T的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括最大風速、雷暴日、覆冰厚度等氣象條件和因素；（4）根據(jù)國家經貿委頒發(fā)的110kv-500kv 架空送電線路設計技術規(guī)程(dl/t5092-1999)；（5）根據(jù)架空輸電線路設計；（6）根據(jù)輸電桿塔及基礎設計；（7）根據(jù)電力金具手冊（第二版）（8）東北電力設計院主編的(第二版)電力工程高壓送電線路設計手冊1.2 技術要求（1）國家電力公司.110500kv輸電線路設計技術規(guī)程.2008（2）國家

10、電力公司.110500kv輸電桿塔設計技術規(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，最大設計風速為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。2 導地線應力弧垂計算及曲線繪制2.1導線應力弧垂計算及曲線繪

11、制2.1.1區(qū)域氣象條件表2-1 設計區(qū)域氣象條件氣象項目最大風速覆冰有風覆冰無風最低氣溫年均氣溫最高氣溫內過電壓外過有風外過無風安裝有風事故氣象氣溫（）+10-5-5-10+15+4015+15+15-5風速（）2515000015100100冰厚（）0202000000000平均雷暴日為50天（多雷區(qū)）2.1.2 導線lgj-400/50的基本參數(shù)表2-2 lgj-400/50的有關參數(shù)截面積a（）導線直徑d（）彈性系數(shù)溫膨系數(shù)計算拉斷力（n）計算質量qkg/km）抗拉強度安全系數(shù)k許用應力年均應力上限451.5527.63690001234001511259.6172.892.9764.

12、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 許用應力 年均應力上限2.1.3 各氣象條件下導線比載的計算 （1）自重比載（2）冰重比載 （3）垂直總比載（4）風壓比載。假設風垂直于線路方向即，對于220kv線路 。因為,所以，利用公式 和 可得 外過電壓，安裝有風 時，即有 外過電壓時，即有 最大風速 計算強度時， 即有計算風偏時， 即有（5）覆冰風壓比載，此時一律。根據(jù)公式 和有， 計算強度時，有 計算風偏時，有（6）無冰綜合比載外過電壓，安裝有風 內過電壓最大風速計算強度時，計算風偏時，（7）覆冰綜合比載計算強度時， 計算風偏時，將所有計算所得各種比載列于下表2-3

13、表2-3 導線比載匯總表項目自重覆冰無風無冰綜合（安裝有風，外過有風）無冰綜合（內過電壓）無冰綜合（最大風速，用于強度）無冰綜合（最大風速，用于風偏）覆冰綜合（用于強度）覆冰綜合（用于風偏）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參數(shù)見表2-4。表2-4 可能的應力控制氣象條件 條 件項 目最大風速最厚覆冰最低氣溫年均氣溫許用應力92.7292.7292.7272.4221比載39.70394.74432.81632.816（1/m）0.4281.0220.3540

14、.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，應力達到允許值；另一種控制條件作為第狀態(tài)，相應參數(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

15、應力和弧垂（1）以各檔距范圍的控制條件為已知條件，相關數(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外過無風內過電壓安裝覆冰無風覆冰有風（強度）覆冰有風（風偏）最大風（強度）最大風（風偏）+40-1015-35+15+1515-5-5-5-5101000000000202020000000100151001515252532.81632.81

16、632.81632.11633.08432.81632.9633.08491.31194.74493.25839.70336.525（3）弧垂計算過程應力計算過程：為方便求解，將上式整理令 則 采用牛頓迭代法求解，令其導數(shù)為則牛頓迭代式為 給出迭代初值，算出，反復進行，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線lgj-185/30應力弧垂表見附表1.（注：應力單位 mpa ,弧垂單位m）由附表1可得出最大弧垂發(fā)生在覆冰無風氣象條件（4）以附表2的數(shù)據(jù)為依據(jù)，繪制應力弧垂曲線如圖2-1圖2-1 導線應力弧垂曲線2.1.6 導線安裝曲線應力狀態(tài)方程求解各施工氣象（無風、無冰、不同氣

17、溫）下的安裝應力，進而求得相應的弧垂，結果如附表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地線應力弧垂計算及曲線繪制2.2.1 地線相關參數(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）計算質量q（kg/km）安全系數(shù)k許用應力年均應力上限19/2.8514.25147200146.180810.03.0381.902286.427其中 抗拉強度 許用應力 年均應力上限2.2.2 各氣象條件下地線比載的計算 （1）自重比載（2）冰重比載 （3）垂直總比載 （4）風壓比載。假設風

18、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 時，即有 外過電壓時，即有 最大風速 計算強度時， 即有計算風偏時， 即有（5）覆冰風壓比載，此時一律。根據(jù)公式 和有， 計算強度時，有 計算風偏時，有（6）無冰綜合比載外過電壓，安裝有風 內過電壓 最大風速計算強度時， 計算風偏時，（7）覆冰綜合比載計算強度時， 計算風偏時，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無冰綜合（安裝有風，外過有風）無冰綜合（內過電壓）無冰綜合（最大風速，用于強度）無冰綜合（最大風速，用于風偏）覆冰綜合（用于強度）覆冰綜合（用于風偏）數(shù)據(jù)

19、（）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參數(shù)見表2-10。 表2-10 可能的應力控制氣象條件 條 件項 目最大風速最厚覆冰最低氣溫年均氣溫許用應力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

20、檔距判別表可能的控制條件a(最低氣溫)b（最大風速）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力和弧垂（1）以各檔距范圍的控制條件為已知條件，相關數(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)最高氣溫最低氣溫年均氣溫事故外過有風外過無風內過電壓安裝覆冰無風覆冰

21、有風（強度）覆冰有風（風偏）最大風（強度）最大風（風偏）+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力和弧垂，如附表3所示。由計算結果很容易看出，最大弧垂發(fā)生在覆冰無風氣象條件（4）以附表3的數(shù)據(jù)為依據(jù)，繪制應力弧垂曲線如圖2-3圖2-3 地線應力弧垂曲線2.2.5 地線安裝曲線應力狀態(tài)方程求

22、解各施工氣象（無風、無冰、不同氣溫）下的安裝應力，進而求得相應的弧垂，結果見于附表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及以上線路設計、運行的經驗，為防止玻璃絕緣子自爆損傷設備，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，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

23、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?？紤]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，查詢的相關參數(shù)表3-1 絕緣子相關參數(shù)型號公稱結構高度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沖擊閃絡電壓kv濕閃絡工頻電壓kv擊穿工頻電壓kv1552553052016012545110（每片絕緣子的為6.3kg

24、）式中 -每聯(lián)絕緣子的片數(shù) -線路額定電壓 -爬電比距結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； 導線覆冰時的綜合荷載，n； s導線總截面；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) 按導線斷線條件進行驗算：導線斷線時絕緣子的安全系數(shù)可以降到1.3式中 導線計算拉斷力，n;由(1)、(2)可知

25、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 導線的最大使用張力，n；可知在k=2.5時，導線允許拉力；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)導地線型號、絕緣子串和已有線路的設計經驗，查閱電力金具手冊得到金具的選擇如下3.3.1導線金具的選擇表3-2 導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預絞絲2.802fyh-400/50絕緣子長度 l(mm)2764絕緣子串重量 （kg）141.43適用導線2lgj-400/50適用電壓220

26、kv表3-3 導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 地線懸垂絕緣子串組裝零件表編號名稱型號數(shù)量質量1u型螺絲ub-710.75

27、2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。它是線路設計的一個重要環(huán)節(jié)，其質量關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

28、條件不良地帶，對于帶拉線桿塔還應考慮打拉線處的條件。應具有較好的施工（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?。使用拉線桿塔時要特別注意拉線的位置。(2) 桿塔選用原則應盡可能選用較經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計的桿塔，大轉角應盡量降低塔高。(3) 檔距的配置原則檔距的配置應最大限度地利用桿塔高度和強度，相鄰檔距的大小應不十分懸殊以避免過大的縱向不平衡張力，并且應盡量避免出現(xiàn)孤立檔。同時注意不同桿型排列時檔距中央導線之間的距離滿足要求4.2 桿塔的選擇由于標段地處山區(qū)，覆冰較厚，耐

29、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、設計和施工誤差，在定位時預留的限距裕度。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導線對山坡、巖石的距離5.5對于一定電壓等級的輸電線路，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

30、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的檔距，使線路的總投資最低，這個呼稱高即為經濟呼稱高。查相關資料可知根據(jù)實際設計經驗，220kv輸電線路鐵塔的經濟呼稱高為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（）預留施工裕度（）桿塔定位高度（）21.5-6.5114.021.5-6.5114.0-23

31、232.7646.5112.7-35352.7646.5124.74.3 定位弧垂模板的繪制 為便于按導線對地距離及對障礙物的距離要求配置塔位，可事先按導線安裝后的實際最大弧垂形狀，制成弧垂模板以比量檔內導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計為：令,則該式可簡化為 式中 導線最大弧垂時的比載，；導線最大弧垂時的應力，；k弧垂模板k值。 從式中可以看出，不論何種導線，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

32、距不同，導線最大弧垂時的應力和控制氣象條件不同，對應的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，然后在應力弧垂特性曲線中找到最高溫下相應檔距的應力值，計算出對應檔距的模板k值。對于本標段線路，最大弧垂發(fā)生在覆冰無風的氣象條件下，即覆冰無風的條件下，其有表4-3 導線弧垂模板k值數(shù)據(jù)表代表檔距(m)50.196100150200250300350400k10-44.6544.7764.8824.9534.9985.0275.0475.060代表檔距(m)450500550

33、600650700750800k10-45.0705.0775.0825.0865.0905.0925.0945.096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計中有3個轉角樁，但考慮到與樁間距離較遠且高差較大，在此段設置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

34、度為14m，左右平移模板，使所選模板曲線經過第一基塔的定位高度處，然后在模板曲線的右側找到一點，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，查取或計算出導線應力，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），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，

35、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n121.5m260.7m65.93mz123m260.7m278

36、.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-45.45mz723m385.2m252.53m526m78.83mz835m392.0m369.99m247m50.85mn421.5m219.5m374

37、.30m183.4m-35.62mz935m222.3m232.04m251.9m-55.08mz1035m257.4m287.73m246.5m-72.72mz1135m367.3m201.40mn521.5m474m58.32m酒杯型直線塔的設計最大水平檔距，最大垂直檔距；和干字型耐張塔的設計最大水平檔距，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，本次設計主要采用23米和35米呼高的鐵塔。以線路設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

38、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鍵的荷載組合:1. 正常運行情況（最大風、無冰、未斷線）；2. 正常運行情況（覆冰、相應風速）；3. 斷導線情況、：斷一根導線、無風、無冰；4. 斷地線情況：無風、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的承載能力。5.1.1正常運行情況（最大風、無冰、未斷線）1導線重力： 2 絕緣子串的風荷載： 3導線風壓：4地線重力： 5地線風壓

39、：5.1.2正常運行情況（覆冰、風速，未斷線）1導線重力：2絕緣子串的風荷載：3導線風壓：4地線重力5導線風壓：5.1.3斷導線情況、：（斷一根導線、無風、無冰） 1地線重力：2導線重力：未斷導線相：斷導線相 3導線斷線張力：5.1.4斷地線情況：（無風、無冰）1 導線重力：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，既不超過導線的許用拉斷力（v=10m/s,t=,b=0mm）1地線重力：2地線風壓： 3導線重力: 4導線風壓： 5導線拉力：塔頭荷載標準值：圖5-1 塔頭荷載標準值塔頭荷載設計值：圖5-2 塔頭荷載設

40、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，即要求水平檔距、垂直檔距、最大檔距、轉角度數(shù)等不應超過桿塔相應的設計允許值。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計值分別是： 和。從中可看出實際水平檔距小于設計規(guī)程，即設計桿塔符合要求。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計值分別是和。從中可看出實際設計垂直檔距小于設計規(guī)程，即設計桿塔符合

41、要求。2 轉角桿塔角度校核根據(jù)平斷面圖可知線路中2個轉角度數(shù)為分別為，根據(jù)規(guī)程選擇的干字塔的轉角，轉角大于實際需要的轉角度數(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。為保證最大風速時檔距中央導線的相間距離，不同型式的桿塔所能使用的最大檔距為：式中最大風速時的導線應力； 導線自重比載；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，由下式決定式中水平線距； 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懸垂絕緣子串搖擺角（風偏角）確定在風荷載的作用下，懸垂串產生搖擺，是帶電部

42、分與桿塔結構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。根據(jù)桿塔頭部結構尺寸和外過電壓、內過電壓、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，應考慮導線在塔身邊緣附近，由于上揚和下垂在風偏時對構件接近的影響而預留一定的裕度，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件間的最小間隙：外過電壓間隙：1.90m，最大風偏角是內過電壓間隙：1.45m，最大風偏角是運行電壓間隙：0.55m，最

43、大風偏角是帶電作業(yè)間隙：1.80m，最大風偏角是因此可作出絕緣子串的允許最大風偏角。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。設懸垂串的垂向荷載為，橫向風荷載為，末端作用的導線荷載為,有上面計算可知.對a點求矩可列平衡方程有經整理得：選取垂直檔距最大為代表塔型，則，自重比載，導線截面積，懸垂絕緣子垂直荷載1、 外過電壓情況下：風壓比載絕緣子風壓比載：計算得2、內過電壓情況下風壓比載絕緣子風壓比載：計算得3、運行電壓情況下：風壓比載絕緣子風壓比載：計算得4、帶電作業(yè)情況下：根據(jù)規(guī)范，校驗帶電作業(yè)間隙的氣象條件為氣溫，風速為，則風壓比載計算得實際值與最大

44、允許搖擺角比較可知，都在設計要求允許范圍內。5.6直線桿塔的上拔校驗桿塔產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力、-分別為最大弧垂時和最低氣溫時的架空線比載。本設計中共有四個耐張段，即四個代表檔距、查表得出相應條件的應力，繪制出上拔臨界直線如下圖所示：

45、圖5-3 上拔臨界直線一種代表檔距對應一條臨界直線。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 架空線懸掛點應力校驗高懸掛點的架空線應力最大，其決定的容許高差與檔距的關系可按下式計算： 式中 -控制條件下架空線最低點的許用應力 -控制氣象條件下的架空線比載-架空線的懸掛點許用應力與之比值，常取=1.1由此可知，每一個極大檔距都對應著一個最大的導線掛點高差，對于任意檔距，只要實際中導線掛點高差

46、不超過上式計算出來的高差值，則導線是滿足設計規(guī)程中懸掛點應力要求的，反之則導線需要放松。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力臨界曲線供校驗懸掛點應力時使用。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，經過上式計算得h=151.34m.。該段線路在安全區(qū)內，經計算得知其它的都符合要求。5.7.2絕緣子強度 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

47、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的垂直檔距為 懸垂串允許機電荷載相應垂直檔距；-分別為代表檔距下最大弧垂時的導線應力和最大荷載時的應力；-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；分別為導線的最高溫比載和覆冰無風比載；-導線的截面積；-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)生在覆冰無風氣象條件下。由于在設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

48、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。倒掛的臨界條件是架空線產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、無風無冰時的導線應力；-導線的截面積 ；-耐張串的重量；-導線的自重比載；-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55.9376.0629.1516.53-31.8550.85-35.6258.32是否倒掛是否是是否否否否