畢業(yè)論文-110kV架空輸電線路設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計(論文)題 目 名 稱 110kv架空輸電線路設(shè)計 學(xué) 生 姓 名 w q q 學(xué) 號 0941201011 系 、專 業(yè) 電氣工程系、09輸電線路工程 指 導(dǎo) 教 師 王曉芳（副教授） 2013年5月11日目 錄內(nèi)容提要i英語提要ii1輸電線路基本知識11.1輸電線路分類11.2架空輸電線路結(jié)構(gòu)和組成21.3輸電線路施工32 設(shè)計原始資料62.1線路概況62.2線路路徑方案62.3設(shè)計用氣象條件82.4導(dǎo)地線選擇83 導(dǎo)地線計算103.1架空線概述103.2導(dǎo)線計算103.3導(dǎo)線應(yīng)力弧垂163.4地線計算173.5地線應(yīng)力弧垂184金具設(shè)計234.1絕緣子選用234.2防振錘選用25

2、5防雷與接地285.1防雷設(shè)計285.2接地設(shè)計286導(dǎo)線跨越設(shè)計307桿塔與基礎(chǔ)327.1桿塔選用327.2基礎(chǔ)設(shè)計33心得體會35參考文獻(xiàn)36附錄37內(nèi)容提要本次畢業(yè)設(shè)計為110kv架空輸電線路設(shè)計，根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)規(guī)程dl/t 621-1999及線路原始資料，完成線路的導(dǎo)地線設(shè)計、金具設(shè)計、桿塔設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計、防雷設(shè)計等工作。本設(shè)計主要分為七章，其中第一章主要介紹輸電線路的基本知識，包括線路分類、架空線組成和結(jié)構(gòu)、施工等方面。第二章對設(shè)計原始資料進(jìn)行介紹，包含線路概述、設(shè)計用氣象條件、路徑方案等。第三章是本設(shè)計的重點，以第二章的原始資料為基礎(chǔ)，進(jìn)行導(dǎo)地線七種比載的計算及導(dǎo)地線應(yīng)力弧垂特性曲

3、線的繪制。第四章為金具設(shè)計，包括絕緣子的選用和防震錘的選擇。第五章為防雷設(shè)計。第六章為跨越設(shè)計，包括跨高速和跨河流等設(shè)計。第七章為桿塔選型及基礎(chǔ)設(shè)計，包括桿塔選型、組裝、基礎(chǔ)設(shè)計、施工等。關(guān)鍵詞：110kv；線路設(shè)計；桿塔；接地summarythe graduation design based on design specification, guidelines and policies for the national economic construction, technical regulations, the criterion, in combination with the

4、practical situation of project, ensure reliable power supply, flexible scheduling, meet all technical requirements.the design lines of 110 kv overhead transmission lines, is directly related to the safe operation of the power supply reliability. the main content of the transmission line design in co

5、rresponding to a certain wire section, terrain conditions, and the combination of the meteorological conditions, the meteorological condition and the span is calculated under the guide of ground stress and huchui; according to the calculation result to draw stress huchui curve and installation instr

6、uction project construction; making huchui curve templates, use huchui template located in flat bar on the profile curve; conditions of use of line inspection and check, ensure all conditions of use within the scope of the regulations allow; depending on the location of soil resistivity, reasonable

7、laid the tower grounding body, calculate the line lightning resisting level and lightning trip-out rate.in this paper, according to the current technical procedures and data of lightning protection for overhead lines, hardware and tower, the principle of the technology, its main content for wire gro

8、und wire design, hardware design, the tower design, foundation design, lightning protection design , etc.key words: 110 kv; circuit design; tower; grounding1 輸電線路基本知識1.1 輸電線路分類輸電線路分類方法很多，按輸送電流的種類，可分為交流輸電線路和直流輸 電線路，按線路架設(shè)材料不同，可分為架空輸電線路和電纜輸電線路。一般主要 按電壓等級和回路數(shù)分類。 （1）按線路電壓分類 輸電線路按電壓等級分為 35kv、110kv、220kv、

9、330 kv、500 kv、 750kv、 1000kv 輸電線路。其中，330 kv、500 kv、 750kv、稱為超高壓輸電線路，1000kv 稱為特高壓輸電線路。（2）按桿塔上的回路數(shù)目分類 a 單回路線路桿塔 桿塔上只有三相導(dǎo)線及架空地線的送電線路，稱為單回路線路。 b 雙回路線路 桿塔上有兩回三相導(dǎo)線及架空地線的送電線路，稱為雙回路線路。另外，亦 有雙回路分桿(塔)并行的送電線路。 c 多回路線路桿塔上有三回及以上的導(dǎo)線和架空地線的送電線路，稱為多回路線路。（3）按桿塔材料分類a 鐵塔線路 整條送電線路以角鋼或鋼管組合的鐵塔作支持物。 這類線路耗用的鋼材比較多，使用土地面積少，整齊

10、美觀，使用年限較長。b 混凝土桿線路 整條送電線路以鋼筋混凝土電桿作支持物，一般有分段焊接式和分段焊接與整根拔梢 式的鋼筋混凝土電桿兩種?；炷岭姉U可以節(jié)約大量鋼材，但拉線桿 占地多，且施工運輸不便。c 鋼管桿送電線路鋼管桿指送電線路以分段連接的錐形鋼管單桿作支持物。它占地少，美觀，便于在市區(qū)內(nèi)架設(shè)。d 混合式桿塔送電線路 混合式桿塔送電線路是指電力線路的支持物包括有鐵塔、混凝土桿或鋼桿等組成的線路。1.2 架空輸電線路結(jié)構(gòu)組成和作用 架空輸電線路主要有基礎(chǔ)、桿塔、導(dǎo)線、避雷線、絕緣子、金具及接地裝置 等部件組成。 導(dǎo)線用來傳導(dǎo)電流，輸送電能。地線是當(dāng)雷擊導(dǎo)線時把雷電流引入大地，以保護(hù)線路絕緣

11、免遭大氣過電壓的破壞。桿塔用來支撐導(dǎo)線和地線，并使導(dǎo)線和導(dǎo)線之間，導(dǎo)線和地線之間，導(dǎo)線和桿塔之間以及導(dǎo)線和大地、公路、鐵軌、水面、通信線路等被跨越物之間，保持一定的安全距離。絕緣子是用來固定導(dǎo)線，并使導(dǎo)線與桿塔之間保持絕緣狀態(tài)。金具在架空送電線 路中主要用于支持、固定、連接、接續(xù)、調(diào)節(jié)及保護(hù)作用。拉線是用來加強(qiáng)桿塔 基礎(chǔ)的強(qiáng)度，承擔(dān)外部荷載的作用力，以減少桿塔的材料消耗量，降低桿塔的造價。桿塔基礎(chǔ)是將桿塔固定于地下，以保證桿塔不發(fā)生傾覆 。（1）桿塔基礎(chǔ) 桿塔的地下部分，用于穩(wěn)定桿塔的裝置叫基礎(chǔ)?；A(chǔ)的作用是將桿塔、導(dǎo)地線荷載傳到土壤，并承受導(dǎo)地線、斷線張力等所產(chǎn)生的上拔、下壓或傾覆力。桿塔基

12、礎(chǔ)分為電桿基礎(chǔ)和鐵塔基礎(chǔ)兩大類。電桿及拉線宜采用預(yù)制裝配式基礎(chǔ)。鐵塔宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)或混凝土基礎(chǔ)。有條件時，應(yīng)優(yōu)先采用原狀基礎(chǔ)。 輸電線路結(jié)構(gòu)礎(chǔ)。包括有巖石基礎(chǔ)、機(jī)擴(kuò)樁基礎(chǔ)、掏挖（半掏挖）基礎(chǔ)、爆擴(kuò)樁基礎(chǔ)和鉆孔樁基礎(chǔ)等。(2) 桿塔 桿塔是用來支持導(dǎo)線和避雷線及其附件的支持物，以保證導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與地線、導(dǎo)線與地面或交叉跨越物等有足夠的安全距離。桿塔的分類a.直線桿塔，以懸掛的方式支持導(dǎo)地線，支承導(dǎo)地線的重力及作用于它們上面的風(fēng)力，但不承受導(dǎo)地線張力的桿塔，且布置在線路直線上。直線桿塔又稱中間桿塔，可分為普通直線桿塔、換位直線桿塔和跨越直線桿塔。 b.承力桿塔，以錨固的方式支持導(dǎo)地線

13、，除支承導(dǎo)地線的重力和風(fēng)力外， 還承受導(dǎo)地線張力的桿塔。承力桿塔可分為以下幾種: 耐張桿塔，作用是對線路分段，承受斷線張力，控制事故范圍，同時便于施工與檢修;轉(zhuǎn)角桿塔，用于線路轉(zhuǎn)角處，在正常情況下承受導(dǎo)地線轉(zhuǎn)角合力，事故 斷線情況下承受斷線張力。c.終端桿塔，用于線路起止兩端，允許帶有轉(zhuǎn)角和符合耐張桿塔受力條件，且經(jīng)常承受導(dǎo)地線一側(cè)張力。 d.耐張跨越桿塔，用于線路有河流、特大山谷、特高交叉物等地方。e.懸垂轉(zhuǎn)角桿塔。以懸掛方式支持導(dǎo)地線，桿塔布置在線路的轉(zhuǎn)角處。常規(guī)桿塔型號表示方法a 按桿塔用途分類代號含義z直線桿塔，d終端桿塔，zj直線轉(zhuǎn)角桿塔，f分支桿塔，n 耐張桿塔，k跨越桿塔，j轉(zhuǎn)角

14、桿塔，h換位桿塔b 按桿塔外形或?qū)Ь€布置型式代號含義s上字型，sz正傘型，c叉骨型（鳥骨型），sd倒傘型，m貓 頭型 ，t田字型，vv 字型，w王字型，j三角型 ，aa 字型，g 干字型， me門型 y羊角型，gu鼓型，b酒杯型 c 桿塔材料和結(jié)構(gòu)代號含義g鋼筋混凝土電桿，t自立式鐵塔，x拉線式鐵塔 d 高度代號含義 桿塔高度是指橫擔(dān)對地面的距離（m），稱為呼稱高，一般用數(shù)字表示。 e 鐵塔型號表示方法 鐵塔型號由字母及數(shù)字共六個部分組成，例：220 z b t-33，表示該塔為220k直線酒杯型自立鐵塔，第一級呼稱高33m。f 鋼筋混凝土桿型號表示方法鋼筋混凝土電桿型號與鐵塔型號的表示方法基

15、本相同，通常不寫出線路電壓等級的代號。例：nmeg2-21，表示無拉線耐張門型鋼筋混凝土電桿，第二級呼稱高為 21m。1.3 輸電線路施工 輸電線路施工圖是各項設(shè)計原則和設(shè)計思想的具體體現(xiàn)，是從事輸電線路施工的依據(jù)，也是從事輸電線路運行和檢修的重要技術(shù)指標(biāo)。一般來講，輸電線路施工圖有以下六部分。(1)總體部分總體部分包括線路路徑圖 桿塔一覽圖及桿塔使用條件一覽表線路桿塔明細(xì)表線路平斷面圖線路換位圖及與通信線路平行關(guān)系圖等。線路路徑圖它是通過測量最終確定的線路走向圖，一般繪于五萬分之一或十萬分之一地形圖上，圖上繪出了線路起點終點轉(zhuǎn)角度數(shù)和中間經(jīng)過位置。它對線路施工中的器材堆放 運輸和工地布置以及

16、線路運行中巡線和檢修工作安排能起指導(dǎo)作用。桿塔一覽圖及使用條件一覽表它給出了全年所使用的桿塔型號 高度及使用條件，并給出了全線所使用各種型號桿塔的數(shù)量。a.線路桿塔明細(xì)表它是全線情況的概況，它按桿塔編號逐號寫出桿塔襠距導(dǎo)地線附件接地裝置 基礎(chǔ)交叉跨越等的簡要，是分析全線概況進(jìn)行施工測量和施工的重要技術(shù)文件，其示例如表1-24所示。b.線路平斷面圖設(shè)計根據(jù)平斷面圖定出干他的位置型號高度基礎(chǔ)施工基面和土石方開挖量。施工參照平斷面確定放線位置緊線位置弧垂觀測檔；按照交叉跨越物的垂直距離對照現(xiàn)場情況，在放線緊線過程中采取保護(hù)措施，并在施工后作為檢查依據(jù)。c.線路換位圖。 在導(dǎo)線的各種排列方式中，除等邊

17、三角形排列外，其他排列方式均不能保證倒顯得線距間距離相等，從而三相倒顯得電感 電容及三相阻抗都不相等，造成三相電流的不平衡。這種不平衡對發(fā)電機(jī) 電動機(jī)和電力系統(tǒng)的運行以及輸電線路附近的弱電線路均會帶來一系列的不良影響。為了避免這些影響，各相導(dǎo)線應(yīng)在空間輪流交換導(dǎo)線的位置，以平衡三相阻抗。經(jīng)過完全換位的線路，其各相導(dǎo)線在空間每一位置的各段長度之和相等。進(jìn)行一次完全換位通常稱為完成了一個換位循環(huán)。在中性點直接接地的電力網(wǎng)中，當(dāng)線路長度在100200km之間，一般應(yīng)有一個換位循環(huán)；線路長度大于200km，則一般宜安排兩個或多個換位循環(huán)。線路如有換位，應(yīng)有設(shè)計部門提供線路換位示意圖和換位安裝圖。d.與

18、通信線路平行關(guān)系圖。測量鄰近如有通信線路，則應(yīng)有與通信線路平行關(guān)系圖和通信線保護(hù)圖。 (2)導(dǎo)線部分導(dǎo)線部分包括導(dǎo)線 避雷線機(jī)械特性曲線圖安裝曲線圖和特殊耐張段安裝表等。這些圖表示施工人員進(jìn)行導(dǎo)線和避雷線的緊線安裝時，確定觀測弧垂的依據(jù)，同時也是進(jìn)行驗收和運行檢查的依據(jù)。(3)桿塔部分 桿塔部分主要有桿塔加工圖和組裝圖。加工圖供桿塔制造廠按圖加工，組裝圖供現(xiàn)場施工人員進(jìn)行組裝。(4)基礎(chǔ)部分基礎(chǔ)部分包括基礎(chǔ)施工圖和組裝圖。(5)絕緣子金具部分 輸電線路絕緣子金具附件的組裝方式，只要線路上有的都應(yīng)有組裝圖，如懸垂絕緣子串組裝圖耐張絕緣子串組裝圖防震錘安裝圖等，以便施工時應(yīng)用。(6)接地部分由于輸

19、電線路桿塔形式不同，經(jīng)過地區(qū)的土壤電阻率不同，接地裝置的形式也將不同。設(shè)計部門根據(jù)具體情況，選擇了相應(yīng)的接地裝置型號，并提出了相應(yīng)的要求。 2 設(shè)計原始資料2.1 線路概況檀合至桃花110kv輸電線路，起于檀合220kv變電站110kv出線506間隔，止于桃花變電站110kv進(jìn)線間隔，額定電壓為110kv,經(jīng)濟(jì)輸送容量為47.3mva，導(dǎo)線采用lgj2470/30，地線采用jlb20a-50，同桿架設(shè)adss通信光纜，線路全長106km,其中在出檀合220kv變電站約0.6km部分，考慮為檀合變電站西側(cè)110kv間隔將來出線預(yù)留線路通道，這部分段按雙回設(shè)計，但本次只架設(shè)一回；線路進(jìn)桃花變電站約

20、0.7km部分，考慮線路走廊緊張問題采用與寶瑤至桃花110kv線路雙回共桿架設(shè)，其余部分均為單回線路。本工程沿線地形以丘陵、山地為主，地質(zhì)多為硬塑粘性土和松砂石，海拔在201m-310m之間，植被發(fā)育較好，植被主要為油茶樹、松、杉；線路全線附近都有公路或簡易公路穿插其中，交通比較方便，便于施工與運行；各種地形所占比例如表2.1所示：表2.1 線路地形比例表地形 山地 丘陵 平地比例 37.2 53.5 9.32.2線路路徑方案檀江-桃花110千伏線路成東西走向，沿線經(jīng)檀江鄉(xiāng)、雨溪橋鎮(zhèn)。本次設(shè)計根據(jù)圖上地形及實地勘測確定了二個線路路徑方案，具體情況如下： 方案一：線路由220千伏檀合西側(cè)110千

21、伏505間隔向西偏南方向出線，經(jīng)雙回終端塔左轉(zhuǎn),至劉家院子后山上再左轉(zhuǎn)，線路改為單回路平行與長陽鋪變-檀江變220千伏線路走向跨過邵水支流，至灣里院子西側(cè)山腰跨過高速公路，在臺上雷家西側(cè)山腳右轉(zhuǎn)，線路轉(zhuǎn)為向西偏北走線平行高速公路走線，經(jīng)羊角沖、甘長沖，再過牛家?guī)X山頂左轉(zhuǎn)至張家院子右轉(zhuǎn)至起碼坪，線路在此轉(zhuǎn)為正北方與寶桃線雙回共桿再次跨過高速公路沿楊家?guī)X山腳右轉(zhuǎn)經(jīng)雙回終端塔進(jìn)桃花；線路全長約10.6km。曲折系數(shù)為1.29。方案一路徑沿線地形以丘陵、山地為主，地質(zhì)多為硬塑粘性土和松砂石,海拔在210米310米之間，植被發(fā)育較好，植被主要為油茶樹、松、杉；線路全線附近都簡易公路穿插其中，交通較為方便

22、。方案二：線路由220千伏檀合西側(cè)110千伏502間隔向西偏南方向出線，經(jīng)雙回終端塔左轉(zhuǎn),至劉家院子后山上再左轉(zhuǎn)，線路改為單回路平行與長陽鋪變-檀江變220千伏線路走向跨過河流，至灣里院子西側(cè)山腰跨過高速公路，線路在臺上雷家西側(cè)山右轉(zhuǎn)，經(jīng)長口子、王家院 子、大院里，在黃家塘右轉(zhuǎn)，過瓦子塘水庫和新院子南側(cè)的小山包，在翁沖右轉(zhuǎn)，過劉家院子、四方井在恩香院右轉(zhuǎn)，至起碼坪，線路在此轉(zhuǎn)為正北方與寶桃線雙回共桿再次跨過高速公路沿楊家?guī)X山腳右轉(zhuǎn)經(jīng)雙回終端塔進(jìn)桃花變電站；線路全長約11.6km。曲折系數(shù)為1.43.方案二路徑沿線地形以丘陵、平地為主，地質(zhì)多為硬塑粘性土,海拔在210米270米之間，樹木稀疏；線

23、路全線附近都有公路或簡易公路穿插其中，交通較為方便。方案一與方案二線路路徑比較如表2.2所示。表2.2 線路路徑方案比較 項目 方案一 方案二 交通情況 一般 較好 地形地貌 山地、丘陵 平地、丘陵 沿線海拔 210-310 210-270 樹木 較多 一般 跨越情況 跨高速兩次 跨高速兩次 通信干擾 無 無 線路長度 10.6km 11.6km 曲折系數(shù) 1.29 1.43兩個路徑方案各有優(yōu)缺點，方案一長度較短、曲折系數(shù)小，但沿線地形起伏較方案二大，需砍伐樹木較多，方案二地勢平坦，大多為平地和丘陵，樹木較少，交通極其方便，但線路較方案一要長1km，曲折系數(shù)大，所經(jīng)地區(qū)院落較多。綜合比較研討，

24、最終確定方案一為本線路的設(shè)計方案。2.3 設(shè)計用氣象條件 根據(jù)氣象局提供的該地區(qū)氣象資料以及本工程臨近送電線路的運行情況狂，本次設(shè)計氣象條件取值如下：最高氣溫：,最低氣溫：，最大風(fēng)速：25m/s，最后覆冰：15mm。設(shè)計用氣象條件如表2.3所示。表2.3 設(shè)計用氣象條件一覽表 氣溫 風(fēng)速 冰厚最高氣溫 40 0 0最低氣溫 -10 0 0年平均氣溫 15 0 0設(shè)計覆冰 -5 10 15最大風(fēng)速 -5 25 0內(nèi)部過電壓 15 15 0大氣過電壓 15 10 0安裝情況 -5 10 0事故情況 0 0 0覆冰厚度 0.9 雷電日 60 2.4 導(dǎo)地線選擇導(dǎo)線截面的選擇應(yīng)從其電氣性能和經(jīng)濟(jì)性能兩

25、方面考慮，保證安全經(jīng)濟(jì)地輸送電能。一般先按經(jīng)濟(jì)電流密度初選導(dǎo)線截面，再按允許電壓損失、發(fā)熱、電暈、等條件校驗、大跨越的導(dǎo)線截面宜按允許載流量選擇，并通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行比較確定。導(dǎo)線最大使用應(yīng)力：按規(guī)程規(guī)定安全系數(shù)不小于2.5,結(jié)合本工程的實際情況，經(jīng)計算導(dǎo)線破壞應(yīng)力為260.32mpa,在設(shè)計冰厚15mm控制條件時,其最大使用應(yīng)力取104.13mpa，安全系數(shù)為2.5。 經(jīng)過驗算，選取導(dǎo)線型號為lgj240/30，根據(jù)導(dǎo)線選擇地線為jlb20a-50。導(dǎo)地線參數(shù)如表2.4所示。表2.4 導(dǎo)地線參數(shù)表 lgj240/30 jlb20a-50 計算截面 275.96 19.48 計算外徑 21.6

26、9.0 單位質(zhì)量 922.20 423.70瞬時破壞應(yīng)力 260.32 1168.35 彈性模量 73000 1814203 導(dǎo)地線設(shè)計3.1 架空線概述在架空輸電線路中，導(dǎo)線和地線統(tǒng)稱為架空線。在輸電線路中，銅是最為理想的導(dǎo)電材料，其導(dǎo)電性能和機(jī)械強(qiáng)度均好，但是銅的價格昂貴，除特殊需要外，輸電線路一般不適用。鋁質(zhì)輕價廉，導(dǎo)電性能僅次于銅，但機(jī)械強(qiáng)度較低，僅用于相鄰桿塔間水平距離較小的10kv及以下電壓等級線路中。此外，鋁的抗腐蝕性也較差，不易在污穢區(qū)使用。 鋁合金的導(dǎo)電性能與鋁相近，機(jī)械強(qiáng)度接近銅，但價格卻比銅低，并有較好的抗腐蝕性能，不足之處是鋁合金受震動斷股的現(xiàn)象較為嚴(yán)重使其使用受到限制

27、。隨著斷股問題的解決，鋁合金將成為一種很有用途的導(dǎo)線材料。 鋼具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，且價格較低，但導(dǎo)電性能較差。鋼材料的架空線一般作為地線使用，作為導(dǎo)線使用僅用于跨越江河山谷的大檔距及其他要求機(jī)械強(qiáng)度大的場合。為防腐蝕，鋼線需要鍍鋅處理。 常用導(dǎo)線為鋼芯鋁絞線，鋼芯鋁絞線的內(nèi)芯為單股或多股鍍鋅鋼絞線，外層為單層或多層的鋁絞線。由于交流電的集膚效應(yīng)，四周電阻率較小的鋁部截面主要起截流作用，機(jī)械荷載則主要由芯部的鋼線承受。因此鋼芯鋁絞線既有較高的導(dǎo)電率，又有較好的機(jī)械強(qiáng)度，成為目前最常用的導(dǎo)線品種。分裂導(dǎo)線使用普通型號的導(dǎo)線，安裝間隔棒保持其間隔和形狀。這相當(dāng)于大大增加了導(dǎo)線的半徑，其表面電位梯度小

28、，臨界電暈電壓高，單位電抗小，導(dǎo)納大，且無需專門制造，因此超高壓輸電線路中廣泛采用了分裂導(dǎo)線，我國220kv和330kv多采用二分裂導(dǎo)線，500kv線路多采用四分裂導(dǎo)線。3.2導(dǎo)線計算(1)導(dǎo)線截面機(jī)械強(qiáng)度校驗為了保證電力安全運行安全可靠，一切電壓等級的電力線路都要具有必要的機(jī)械強(qiáng)度。對于跨越鐵路，通航河流和運河、公路、通信線路和居民區(qū)的線路，其導(dǎo)線截面不應(yīng)小于35mm。通過其他地區(qū)的線路最小允許截面：35kv以上線路為25 mm，35kv以下線路為16 mm.任何線路都不允許使用單股導(dǎo)線。線路按其主要程度可分3個等級，如表3.1所示。： 表3.1 架空輸電線路等級分類 架空電力線路等級 架空

29、電力線路規(guī)格 額定電壓 電力用戶類別 i 超過110 所有用戶類別 35-110 一類和二類 ii 35-110 三類1-20 所有類別 iii 1及以下 所有類別本線路采用的導(dǎo)線型號lgj240/30，其截面為275.9635,滿足條件；同樣，地線jlb20a-50，其截面為49.4835,ye 滿足條件。(2)熱穩(wěn)定條件校驗所過導(dǎo)線的最大容許持續(xù)電流大于該線路在正?；蚬收虾筮\行方式下可靠通過的最大持續(xù)電流。查高電壓技術(shù) 表9得， glj240/30在時的載流量為i=624a，大于導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流=239.44a，滿足條件。(3)電壓損耗校驗：查架空輸電線路設(shè)計附錄表，lgj-240/30型電阻

30、為0.1181 感抗忽略。 滿足條件。 （4）導(dǎo)線的比載 自重比載自重比載是架空線自身質(zhì)量引起的比載，其大小可認(rèn)為不受氣象條件變化的影響。自重比載計算式為： 冰重比載 冰重比載是架空線的覆冰重量引起的比載。在覆冰厚度為b時，單位長度架空線上的覆冰質(zhì)量計算式為： 垂直總比載: 垂直總比載即為自重比載與冰重比載之和。 無冰風(fēng)壓比載 無冰風(fēng)壓比載指的是線路在無冰條件下，風(fēng)向在垂直于導(dǎo)線方向的作用力所產(chǎn)生的比載，其中包括最大風(fēng)壓比載和安裝風(fēng)壓比載。最大風(fēng)速時：v=25基本風(fēng)壓為： 安裝風(fēng)速：v=10基本風(fēng)壓為： 覆冰風(fēng)壓比載b=15，v=10 覆冰風(fēng)壓比載是指線路在覆冰情況下，冰重比載、自動比載、風(fēng)壓

31、比載的矢量和。 各種風(fēng)速下的風(fēng)速不均勻系數(shù)如表3.2所示。表3.2 各種風(fēng)速下的風(fēng)速不均勻系數(shù)a 設(shè)計風(fēng)速 20以下 20-30 30-35 35及以上 1.0 0.85 0.75 0.700 無冰綜合比載 無冰綜合比載即無冰有風(fēng)時，架空線自重比載和無冰風(fēng)壓比載的矢量和，即 覆冰綜合比載 覆冰綜合比載即架空線的垂直總比載和覆冰風(fēng)壓比載的矢量和，即 表3.3 各氣象條件下導(dǎo)線比載的計算值比載 自重比載 覆冰無風(fēng) 無冰綜合 無冰綜合 無冰綜合 覆冰綜合 數(shù)據(jù) 32.773 55.163 31.449 32.955 38.447 43.732 (5) 計算臨界檔距與判斷控制氣象條件架空線的狀態(tài)方程式

32、給出了各種氣象條件下架空線應(yīng)力之間的關(guān)系。氣象條件變化時，架空線的應(yīng)力隨之變化。必存在一種條件，在該氣象條件下架空線的應(yīng)力最大，這一氣象條件稱為控制氣象條件，簡稱控制條件。在輸電線路的設(shè)計中，必須保證控制條件下架空線的應(yīng)力不超過允許使用應(yīng)力，從而保證其他氣象條件下架空線的應(yīng)力均小于許用應(yīng)力。架空線的應(yīng)力除與比載、氣溫有關(guān)外，還與檔距l(xiāng)的大小有關(guān)。在其他條件相同的情況下，檔距不同，出現(xiàn)最大應(yīng)力的控制氣象條件可能不同。出現(xiàn)最大應(yīng)力的控制氣象條件可能不同。在最大風(fēng)速的氣溫與最后覆冰的氣溫相同的氣象區(qū)，二者中比載大者架空線的應(yīng)力大。因此，架空線的最大應(yīng)力在最低氣溫或最大比載條件下出現(xiàn)。氣溫低時，架空線

33、收縮拉緊而使 應(yīng)力增大，架空線荷載增大而使應(yīng)力增大。究竟最低氣溫和最大比載哪一種氣象條件為控制條件，取決于檔距的大小。當(dāng)檔距很小趨于0時，等高懸掛點架空線的狀態(tài)方程變?yōu)?上式表明，在檔距很小時，架空線的應(yīng)力變化僅決定于溫度而與比載的大小無關(guān)。因此對于小檔距架空線，最低氣溫將成為控制條件。當(dāng)檔距很大趨于無限大時，將等高懸點架空線的狀態(tài)方程式兩端除以，并令檔距l(xiāng)趨于無限大，狀態(tài)方程式變?yōu)?上式表明，在檔距很大時，架空線的應(yīng)力變化僅決定于比載而與溫度無關(guān)。因此對于大檔距架空線，最大比載氣象條件成為控制條件。 臨界檔距在僅考慮最低氣溫和最大比載兩種氣象情況下，檔距l(xiāng)由零逐漸增大至無限大的過程中必然存在

34、這樣一個檔距：氣溫的作用和比載的作用同等重要，最低氣溫和最大比載同時成為控制條件。兩個及以上氣象條件同時成為控制條件時的檔距成為臨界檔距，用表示。當(dāng)實際檔距時，架空線的最大應(yīng)力出現(xiàn)在最低氣溫時，最低氣溫為控制條件；反之，最大比載為控制條件。實際上，相當(dāng)一部分氣象區(qū)的最大風(fēng)速和最厚覆冰的溫度并不相同，不能只從比載的大小來確定二者哪一個可能成為控制條件。此外，架空線還應(yīng)具有足夠的耐振能力，這決定于年均運行應(yīng)力的大小，該應(yīng)力是根據(jù)年均氣溫計算的，不能大于年均運行應(yīng)力規(guī)定上限值。因此，最低氣溫、最大風(fēng)速、最厚覆冰和年平均氣溫四種氣象條件都有可能成為控制條件，是輸電線路設(shè)計時必須考慮的。四種氣象條件中每

35、兩種之間存在一個臨界檔距，于是可得到六個臨界檔距。對于某些特殊要求的檔距。除上述四種氣象條件外，可能還需要考慮其他的控制條件。 導(dǎo)線的允許控制應(yīng)力查表得導(dǎo)線的計算拉斷力為:抗拉強(qiáng)度為： 最大使用應(yīng)力為： 年平均氣溫下的最大使用應(yīng)力為： 可能成為控制條件的氣象條件如表3.4所示。表3.4 氣象列表 條件 最大應(yīng)力 比載 溫度 r/比值 編號氣象條件 (n/mm2) （mpa/m） （c） （1/m）最低氣溫 104.130 32.773 -10 3.147 a 最大風(fēng) 104.130 43.490 -5 4.177 b覆冰 104.130 88.613 -5 8.510 d年均氣溫 68.150

36、 32.773 +15 5.306 c查表得lgj240/30導(dǎo)線的參數(shù)如下：， 臨界檔距的判定如表3.5所示。表3.5 臨界檔距判定 a b c d 綜上：當(dāng)l192時，最后覆冰為控制氣象條件。3.3 導(dǎo)線應(yīng)力弧垂為了使用方便，常將各種氣象條件下架空線的應(yīng)力和有關(guān)弧垂隨檔距的變化用曲線表示出了。這種曲線稱為應(yīng)力弧垂曲線，亦稱力學(xué)特性曲線。此外，為方便架線施工，需要制作各種可能施工溫度下架空線在無冰、無風(fēng)氣象下的弧垂隨檔距變化的曲線，稱為安裝曲線，亦稱放線曲線。架空線的應(yīng)力弧垂曲線表示了各種氣象條件下應(yīng)力（弧垂）與檔距之間的變化關(guān)系。在確定出檔距后，很容易從曲線上得到各種氣象條件下的應(yīng)力和弧垂

37、值。為保證曲線比較準(zhǔn)確而又不使計算量過大，檔距l(xiāng)的間距一般取為50m，但須包括各有效臨界檔距處的值。由于曲線在有效臨界檔距附近的變化率較大，此區(qū)間的取值宜密一些。在檔距較大時，曲線一般變化比較平滑，可根據(jù)精確度要求的不同，適當(dāng)放大取值間隔。為保證導(dǎo)線在施工與運行中的安全可靠性，就必須掌握這種導(dǎo)線應(yīng)力隨氣象條件變化的規(guī)律，而反映一定代表檔距的耐張段中，導(dǎo)線應(yīng)力變化與氣象條件變化間的關(guān)系方程導(dǎo)線的狀態(tài)方程： 求解各氣象條件下的應(yīng)力及弧垂，并利用此數(shù)據(jù)繪制出導(dǎo)線的機(jī)械特性曲線。導(dǎo)線的應(yīng)力特性表如表3.6所示。表3.6 導(dǎo)線應(yīng)力特性表表lgj240/30的應(yīng)力弧垂曲線如下圖3.1所示。圖3.1 導(dǎo)線的

38、應(yīng)力弧垂曲線3.4 地線計算輸電線路是否架設(shè)地線，應(yīng)根據(jù)線路電壓等級、負(fù)荷性質(zhì)和系統(tǒng)運行方式，并結(jié)合當(dāng)?shù)匾延芯€路的運行經(jīng)驗、地區(qū)雷電活動的強(qiáng)弱、地形地貌特點及土壤電阻率高低等來決定。在計算耐雷水平后、通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，采用合理的防雷方式。110kv輸電線路宜沿全線架設(shè)地線，在年均雷暴日數(shù)不超過15日或運行經(jīng)驗證明雷電活動輕微的地區(qū)，可不架設(shè)地線。無地線的輸電線路，宜在變電站或發(fā)電廠的進(jìn)線段架設(shè)1-2km的地線。在年平均雷暴日數(shù)超過15日的地區(qū)的220kv-330kv輸電線路，應(yīng)沿全線架設(shè)地線，山區(qū)宜采用雙地線。500kv輸電線路應(yīng)全線架設(shè)雙地線。在桿塔上，地線對邊導(dǎo)線的保護(hù)角，500kv輸電線

39、路采用330kv線路及220kv雙地線線路宜采用左右，山區(qū)110kv單地線輸電線路宜采用25左右。兩根地線的距離，不應(yīng)超過地線與導(dǎo)線間垂直距離的5倍。在氣溫15、無風(fēng)的氣象條件下，檔距中央導(dǎo)線與地線之間的距離d應(yīng)滿足 (1) 地線的選擇地線應(yīng)滿足電氣和機(jī)械使用條件的要求，可選用鍍鋅鋼絞線或復(fù)合型導(dǎo)線，重冰區(qū)、嚴(yán)重污染區(qū)可提高一、二級或選用防腐型架空線。當(dāng)?shù)鼐€兼用于減少潛供電流、降低工頻過電壓、改善對通信設(shè)施的干擾影響、作為高頻載波通道等，可采用良導(dǎo)體架空線，其截面積應(yīng)滿足綜合利用的載流要求。當(dāng)利用地線進(jìn)行光纖通信時，可采用opgw型復(fù)合光纖電纜。當(dāng)?shù)鼐€僅用于防雷時，可逐基桿塔接地，以提高防雷的

40、可靠性。但逐基桿塔接地會產(chǎn)生較大的附加電能損失，如一條200-300km的220kv輸電線路的附加電耗每年可達(dá)幾十萬千萬時。當(dāng)?shù)鼐€有綜合利用時，可采用絕緣地線。絕緣地線利用一只帶有放電間隙的無裙絕緣子與桿塔隔開，雷擊時利用放電間隙擊穿接地，因此絕緣地線的先導(dǎo)階段能夠預(yù)先建弧，在雷擊過后能夠及時切斷間隙中的工頻電弧回復(fù)正常運行狀態(tài)，在線路重合閘成功時不至燃燒；在線路發(fā)生短路事故時，間隙也能被擊穿，并保證短路事故消除后，間隙能熄弧回復(fù)正常。放電間隙值應(yīng)根據(jù)地線上感應(yīng)電壓的續(xù)流熄弧條件和繼電保護(hù)的動作條件確定，一般為10-40mm。還應(yīng)當(dāng)注意，絕緣地線上往往感應(yīng)有較高的對地電壓，在導(dǎo)線和地線都不換位

41、時，330、500kv輸電線路絕緣地線的感應(yīng)往往可達(dá)23kv和50kv左右。因此絕緣地線的線路必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)膿Q位，對其的任何操作都應(yīng)按帶電作業(yè)考慮。輸電線路的電磁感應(yīng)對附加通信線路有一定影響，當(dāng)對重要通信線路的影響超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時，為加強(qiáng)對通信線路的保護(hù)，可以考慮與地線配合架設(shè)屏蔽地線。屏蔽地線需要使用良導(dǎo)電材料，目前多用lgj-95/55鋼芯鋁絞線。 復(fù)合光纖地線多采用opgw型復(fù)合光纖電纜。復(fù)合光纖電纜外層鋁合金絞線起防雷保護(hù)和屏蔽作用。復(fù)合光纖地線可根據(jù)工程實際需要向生產(chǎn)廠家定制。(2) 地線比載的計算 自重比載自重比載是地線自身質(zhì)量引起的比載，其大小可認(rèn)為不受氣象條件變化的影響。自重比載計算式為 冰重比載冰重比載是地線的覆冰重量引起的比載。在覆冰厚度為b時