110kV輸電線路設(shè)計(jì)說明

1、. . . . 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書110kV輸電線路設(shè)計(jì)系 別專業(yè)班級 電氣工程與其自動化輸電線路學(xué)生指導(dǎo)教師提交日期 年 月 日37 / 50學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文使用授權(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)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版

2、，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華南理工大學(xué)汽車學(xué)院可以將本學(xué)位論文的全部或部分容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。，在年解密后適用本授權(quán)書。本學(xué)位論文屬于 不。（請?jiān)谝陨戏娇虼颉啊保W(xué)位論文作者簽名： 日期： 年 月 日指導(dǎo)教師簽名： 日期： 年 月 日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論文） 任 務(wù) 書茲發(fā)給 07電氣工程與其自動化（2）班學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書，容如下： 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 110kV輸電線路設(shè)計(jì) 2.應(yīng)完成的項(xiàng)目： （1）輸電線路路徑的選擇，導(dǎo)線、避雷線的選擇。 （2）桿塔的定位、桿塔的選型。 （3）導(dǎo)線、避雷線的防震設(shè)計(jì)。 （

3、4）導(dǎo)線機(jī)械特性曲線以與各種的校驗(yàn)。 （5）電氣計(jì)算、電氣設(shè)備的選擇以與校驗(yàn)。 （6）安裝曲線的繪制，繪制平、斷面圖等等。 3.參考資料以與說明： 1許建安. 35-110kV輸電線路設(shè)計(jì)M. ：中國水利水電.2003 2國電公司. 電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊M. 第二版.東北電力.2001 3國電公司.電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊M. 第二版.：中國電力.2002 4輸電桿塔結(jié)構(gòu)與其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)M. ：中國水利電力.2005 5輸電線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M. ：水利電力.2007 6孟遂民. 架空輸電線路設(shè)計(jì)M. ：中國三峽.2001 7祥和，田啟華. 輸電桿塔設(shè)計(jì)M. ： 中國三峽.2001 8董吉諤

4、. 電力金具手冊M.第二版：中國電力，2003 4.本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書于2011年1月10日發(fā)出，應(yīng)于2011年5月30日前完成，然后提交畢業(yè)考試委員會進(jìn)行答辯。 專業(yè)教研組（系）負(fù)責(zé)人審核年月日 指導(dǎo)教師（導(dǎo)師組負(fù)責(zé)人）簽發(fā) 年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評語： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）總評成績： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯小組負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日摘 要縣一條單回架設(shè)的110kV輸電線路,由負(fù)荷需求,負(fù)荷發(fā)展情況,計(jì)算導(dǎo)線的截面,再有當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件,地理?xiàng)l件等等因素計(jì)算出經(jīng)濟(jì)檔距,由電氣與機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算桿塔的高度等等一系列參數(shù),最終列出需要的材料清單,得出本次設(shè)計(jì)的110kV輸電線路. 輸電線路是電力系統(tǒng)

5、的重要組成部分,它擔(dān)任著輸送和分配電能的任務(wù),電力網(wǎng)中,從發(fā)電廠將電能輸送到變電所的高壓架空電力線叫輸電線，電壓等級一般為35kV與以上，在我國，通常稱35-220kV的線路為高壓輸電線路，330-500kV的線路為超高壓輸電線路。通過架空線路，可實(shí)施遠(yuǎn)距離輸電，有效節(jié)約資金，同時(shí)，還可以進(jìn)行系統(tǒng)間的聯(lián)網(wǎng)。架空輸電線路得組成主要有導(dǎo)線、避雷線、金具、絕緣子、桿塔、拉線和基礎(chǔ)等等。 對110kV輸電線路的設(shè)計(jì)過程作一個(gè)簡單的介紹,當(dāng)然每一條輸電線路都有其自己獨(dú)特之處,氣候條件,地理?xiàng)l件等等制約因素,在實(shí)際生產(chǎn)過程中還要考慮到線路走廊,征地,交通,民居等等問題,由于這次設(shè)計(jì)是一個(gè)理想情況,線路全長

6、也比較短,預(yù)計(jì)1.5kM的輸電線路能在2-5耐段。關(guān)鍵詞：輸電線路，設(shè)計(jì)，桿塔，導(dǎo)線AbstractLongchuan county erected a single circuit 110kV transmission line, the load demand, load development, calculation of conductor cross-section, and then there are local climatic conditions, geographical conditions, the economic block, among other facto

7、rs to calculate the distance calculated by the electrical and mechanical strength tower height, and so a series of parameters, the final list of materials needed are listed, come to this design 110kV transmission lines. Transmission lines is an important part of power system, which served as the tas

8、k of power transmission and distribution, power grid, power from the power plant will be transported to the high voltage overhead power line substation called the transmission line, voltage 35kV and above generally in China, usually called the line for the 35-220kV high voltage transmission line ,33

9、0-500kV line for the EHV transmission lines. By overhead lines, long-distance transmission can be implemented effectively save money, but can also be used networking systems. Overhead transmission line was composed of mainly wire, shielding wire, fittings, insulators, towers, cable and infrastructur

10、e and so on. 110kV transmission line of the design process to make a brief introduction, of course, each transmission line has its own unique climate conditions, geographical conditions, constraints, etc., in the actual production process also take into account line corridors, land acquisition, tran

11、sportation, residential areas and so on, because this design is an ideal situation, the line length is relatively short, the transmission line is expected to 1.5kM strain in paragraph 2-5 .keyword: Transmission line, design, tower, wire目 錄摘要IAbstractII第一章緒論11.1概況和電力建設(shè)11.2平斷面圖11.3縣氣候條件分析21.4本章小結(jié)3第二章導(dǎo)

12、線選取42.1導(dǎo)線截面的選擇42.2導(dǎo)線截面的校驗(yàn)52.2.1電暈驗(yàn)算52.2.2機(jī)械強(qiáng)度驗(yàn)算52.3避雷線的選擇52.4本章小結(jié)6第三章導(dǎo)線、避雷線的機(jī)械計(jì)算73.1架空線路的比載計(jì)算73.1.1自重比載g173.1.2冰重比載g273.1.3垂直總比載g373.1.4風(fēng)壓比載g4、g573.1.5綜合總比載g6、g783.2導(dǎo)線許用應(yīng)力計(jì)算103.3導(dǎo)線最大弧垂計(jì)算113.3.1確定臨界檔距123.3.2導(dǎo)線應(yīng)力和最大弧垂153.4本章小結(jié)18第四章金具和絕緣子的選擇194.1絕緣子的選擇和計(jì)算194.1.1絕緣子片數(shù)計(jì)算194.1.2絕緣子串?dāng)?shù)計(jì)算194.2絕緣子串的組裝204.2.1懸

13、式絕緣子串組裝204.2.2耐絕緣子串組裝214.3本章小結(jié)23第五章桿塔外形的確定245.1鐵塔的結(jié)構(gòu)形式245.2桿塔外形尺寸的確定255.2.1桿塔呼稱高的確定255.2.2線間距離的確定265.2.3導(dǎo)線與桿塔之間的空氣間隙校驗(yàn)275.2.4帶電作業(yè)條件的空氣間隙校驗(yàn)295.2.5地線支架高度與地線水平線間距離的確定295.3本章小結(jié)33第六章桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)346.1 “大開挖”基礎(chǔ)346.2掏挖擴(kuò)地基礎(chǔ)346.3爆擴(kuò)樁基礎(chǔ)346.4巖石錨樁基礎(chǔ)346.5鉆孔灌注樁基礎(chǔ)346.6傾覆基礎(chǔ)356.7本章小結(jié)35結(jié)束語36參考文獻(xiàn)37致38第一章 緒論1.1概況和電力建設(shè)市縣位于省東北部，東

14、江和江上游，東連、西靠，北接，南近珠江三角洲，面積3089平方公里，轄25個(gè)鎮(zhèn)，人口90萬，海外華僑和港、澳、臺同胞33萬人。縣轄25個(gè)鎮(zhèn)，縣電網(wǎng)與全省電網(wǎng)相聯(lián)，建有6個(gè)11萬伏安的變電站和1個(gè)22萬伏安的輸變電站，電力充足，供給正常。2008年，縣繼續(xù)加強(qiáng)水利工程建設(shè)。加大力度對小型水庫的除險(xiǎn)加固工程建設(shè)，完成除險(xiǎn)加固工程18宗，機(jī)電排灌改造12宗，新建小水電站4宗。進(jìn)一步完善新城和工業(yè)園區(qū)供水配套設(shè)施，縣城東江兩岸防洪首期工程全面完成。積極推進(jìn)東江梯級水利開發(fā)進(jìn)程，稔坑水電站工程順利進(jìn)展，龍?zhí)端娬疽淹度脒\(yùn)營。電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)一步完善，全縣用電實(shí)現(xiàn)與全省“同網(wǎng)同價(jià)”。完善佗城變電站自動化設(shè)施建設(shè)

15、，對老隆、群輝、通衢等變電站進(jìn)行改造建設(shè)。繼續(xù)加強(qiáng)農(nóng)網(wǎng)改造，全年改造線路580公里。1.2平斷面圖9輸電線路經(jīng)室選線和現(xiàn)場踏勘后，就要進(jìn)行選定線測量。先在地形圖上確定好線路路徑方案，通過測角、測距等方法把線路中心線在地形圖上用一系列的木樁標(biāo)志出來，以確定線路在地面上實(shí)際的方向。選定線后，現(xiàn)場地面有大量的直線樁Z、轉(zhuǎn)角樁J（或Y）、測站樁C，此時(shí)要測出個(gè)樁互間的距離和高差，為后面的平斷面圖測量做準(zhǔn)備。視距的長度在平地時(shí)，應(yīng)不超過400m；丘陵地區(qū)應(yīng)不超過600m；山區(qū)應(yīng)不超過800m。當(dāng)透視條件不好時(shí)，還應(yīng)適當(dāng)減少視距長度或停止觀察。樁位定位見表1-1表1-1 樁位定位表測點(diǎn)1234567891

16、01112水平距離5015015015015015015015015015015050高差108.937.866.795.714.948.7511.5314.3717.22020.94標(biāo)高1412.9311.8610.799.718.9412.7515.5318.3721.22424.94已知起點(diǎn)標(biāo)高為4m新設(shè)計(jì)的輸電線路跨越原有輸電線路或其他建筑時(shí)，都必須測量新線路與被跨越物交叉點(diǎn)處的標(biāo)高，作為新線路檔距和弧垂設(shè)計(jì)的參考依據(jù)。把線路通道的一切建筑設(shè)施，經(jīng)濟(jì)作物、自然作物，以與與線路平行平行接近的弱電線路，按實(shí)際情況采用儀器或目測，測出其圍和相對的平面分布位置。利用這些技術(shù)資料確定桿塔的地面位

17、置與架空導(dǎo)線的對地安全距離，為線路施工提供切實(shí)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)資料；同時(shí)也為了本線路工程造價(jià)，提供了比較精確的概算方案。利用經(jīng)緯儀以與一系列輔助工具，對線路走向兩邊各50m的地物、地貌進(jìn)行測量，通過測量水平距離和水平角度來確定點(diǎn)位。一般對線路中心線兩側(cè)各30m用儀器實(shí)測，3050m因?qū)€路影響有限，一般目測勾畫出大致輪廓即可。沿線路中線方向測出各點(diǎn)地形變化的測量為中線縱斷面測量，它用以排桿定位時(shí)確定桿塔高度。沿線路中線的垂直方向還要測地形變化情況，稱之為橫斷面測量。縱斷面測量是為了鑒定導(dǎo)線對地、對被跨物的弧垂是否符合規(guī)定的電氣安全距離，橫斷面是為了鑒定邊導(dǎo)線風(fēng)偏后是否符合會頂?shù)碾姎獍踩嚯x。斷面測量

18、主要是指中線縱斷面測量。平斷面圖見圖1-1圖1-1 平斷面圖1.3縣氣候條件分析當(dāng)?shù)貧夂驐l件見表1-2表1-2 氣候參數(shù)表氣象條件項(xiàng)目溫度（C）風(fēng)速（m/s）冰厚（mm）最高氣溫4000最低氣溫-500最大風(fēng)速10250設(shè)計(jì)覆冰-51010大氣過電壓（有風(fēng)）15100大氣過電壓（無風(fēng)）1500部過電壓15150年平均氣溫1500安裝情況-5100事故情況-5105年雷暴日（日/年）76冰的密度（克/立方毫米）0.00050.0009年平均氣溫在15C，年雷暴日為76日，根據(jù)雷電活動的頻度和雷害的嚴(yán)重程度，我國雷區(qū)的分類見表1-3。表1-3 我國雷區(qū)按年雷暴日分類1年雷暴日分類T90強(qiáng)雷區(qū)T40

19、多雷區(qū)15T40中雷區(qū)T15少雷區(qū)即該地區(qū)為多雷區(qū)。事故情況和設(shè)計(jì)覆冰的覆冰厚度為5mm,重冰區(qū)指輸電線路覆冰厚度達(dá)20cm與以上的輸電線路，即該地區(qū)不屬于重冰區(qū)。1.4本章小結(jié)本章對縣的總體，要建設(shè)輸電線路得地形，氣候條件進(jìn)行分析，在下章對已分析的地形和氣候參數(shù)進(jìn)行導(dǎo)線的選取。第二章 導(dǎo)線選取一般對于區(qū)域性架空線路，首先是按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，再校驗(yàn)導(dǎo)線熱穩(wěn)定條件、電壓損耗、電暈條件、機(jī)械強(qiáng)度條件。而對于地方性架空線路，首先按電壓損耗來選擇導(dǎo)線截面，然后再校驗(yàn)其他條件。2.1導(dǎo)線截面的選擇2由于待建的110kV高壓架空線路由110kV變電站線路出線側(cè)構(gòu)架起，到110kV變電站進(jìn)線構(gòu)架止

20、，全線采用鐵塔單回架設(shè)，全長1.5kM，全線沿途地形基本以平原為主，所以導(dǎo)線選擇LGJ型。采用經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，可以使線路運(yùn)行有最好的經(jīng)濟(jì)效果。對于各種電壓等級的電力線路一般都可按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇其導(dǎo)線截面，根據(jù)給定的線路在正常運(yùn)行方式下的最大負(fù)荷電流Ij和最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，即可按經(jīng)濟(jì)電流密度J計(jì)算出導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面Sj。A站當(dāng)前最大負(fù)荷為80MW，待建110kV線路設(shè)計(jì)水平定為5年，年平均負(fù)荷增長率為9.25%即MW即MW根據(jù)軟導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度圖（圖2-1），確定JecTmax=3500H，查表得Jec=1.35圖2-1 軟導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度表mm2另外，一般地區(qū)選用鋁鋼截面比為5.3

21、8.3的鋼芯鋁絞線，重冰區(qū)或大跨越地段可選用鋁鋼截面比小于4.5的鋼芯鋁絞線，以提高機(jī)械強(qiáng)度。該地段不屬于重冰區(qū)或大跨越地段，經(jīng)過計(jì)算得：LGJ-240/40負(fù)荷要求，鋁鋼截面比為6.1導(dǎo)線LGJ-240/40參數(shù)如表2-1所示：表2-1 導(dǎo)線LGJ-240/40參數(shù)S (mm2)D(mm)q(kg/km)( kg/mm2) (1/)E(kg/mm2)(mm2/N)277.7521.66964.32919*10-6800012.755*10-62.2導(dǎo)線截面的校驗(yàn)32.2.1電暈驗(yàn)算電暈校驗(yàn)。電暈現(xiàn)象的發(fā)生和大氣環(huán)境與導(dǎo)線截面有關(guān)，為了降低能量損耗，防止產(chǎn)生電暈干擾，按規(guī)程規(guī)定，海拔不超過10

22、00m的地區(qū)，對于110kV與以上電壓等級的線路，應(yīng)按電暈條件校驗(yàn)導(dǎo)線截面，所選導(dǎo)線的直徑不小于表2-2所示數(shù)值。表2-2不必驗(yàn)算電暈的導(dǎo)線（適用于海拔小于1000m的地區(qū)）額定電壓（kV）110220330500導(dǎo)線外徑9.621.32*21.33*27.44*23.7相應(yīng)導(dǎo)線型號LGJ-50LGJ-240LGJ-240*2LGJQ-400*3300*42.2.2機(jī)械強(qiáng)度驗(yàn)算機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)。為了保證電力運(yùn)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(yùn)河、公路、通訊線路和居民區(qū)的線路，其導(dǎo)線截面應(yīng)不小于35mm2。通過其他地區(qū)的線路最小允許截面：35kV以上

23、線路為25mm2，35kV以下線路為16mm2，任何線路都不許使用單股導(dǎo)線。2.3避雷線的選擇對于各級電壓線路架設(shè)避雷線的要求有如下規(guī)定：1）330kV與500kV線路應(yīng)沿全線架設(shè)雙避雷線。2）220kV線路應(yīng)沿全線架設(shè)避雷線。在山區(qū)，宜架設(shè)雙避雷線，但少雷區(qū)除外。3）110kV線路一般沿全線架設(shè)避雷線。在雷電活動特殊強(qiáng)烈地區(qū)，宜架設(shè)雙避雷線。在少雷區(qū)或運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明雷電活動輕微地區(qū)，可不沿全線架設(shè)避雷線，但應(yīng)裝設(shè)自動重合閘裝置。按規(guī)程規(guī)定，避雷線與導(dǎo)線配合，應(yīng)符合表2-3的要求。表2-3 常用導(dǎo)線和避雷線配合表導(dǎo)線型號LGJ-35LGJ-50LGJ-70LGJ-95LGJ-120LGJ-150

24、LGJ-185LGJQ-150LGJQ-185LGJ-240LGJ-300LGJQ-240LGJQ-300LGJQ-400LGJ-400LGJQ-500與以上避雷線型號GJ-25GJ-35GJ-50GJ-70該輸電線路采用單回LGJ-240/40的導(dǎo)線，即采用GJ-50的避雷線配合。該地區(qū)為多雷區(qū)，規(guī)定表明要全線架設(shè)雙避雷線。避雷線GJ-50參數(shù)如表2-4所示：表2-4 避雷線GJ-50參數(shù)S (mm2)D(mm)q(kg/km)( kg/mm2) (1/)E(kg/mm2)(mm2/N)49.59.0423.712011.5*10-61813005.63*10-72.4本章小結(jié)本章對負(fù)荷要求

25、，計(jì)算、選擇出導(dǎo)線，再有導(dǎo)線和避雷線的配合要求，選出避雷線。在下章中進(jìn)行導(dǎo)線和避雷線的機(jī)械計(jì)算，為下面的桿塔外型計(jì)算做準(zhǔn)備。第三章 導(dǎo)線、避雷線的機(jī)械計(jì)算3.1架空線路的比載計(jì)算5在進(jìn)行架空線路的機(jī)械計(jì)算時(shí)，首先需要進(jìn)行計(jì)算其機(jī)械荷載（簡稱荷載）。具體計(jì)算式，機(jī)械荷載常用“比載”表示，它是指單位長度和單位截面上導(dǎo)線所承受的機(jī)械荷載，用符號g表示，單位為N/（m*mm2）或MPa/m。作用在架空線路上的荷載有架空線的自重、冰重和架空線所承受垂直于線路方向的水平風(fēng)壓。因此架空線路的比載分自重比載、冰重比載和風(fēng)壓比載等。3.1.1自重比載g1架空線路的自重比載為： N/（m*mm2） （3-1）式中

26、q1表示每公里導(dǎo)線的重量，kg/kmS表示架空線的計(jì)算總截面，即架空線實(shí)際截面，對鋼芯鋁絞線等復(fù)合導(dǎo)線為鋁和鋼截面之和，mm2。3.1.2冰重比載g2架空線路的冰重比載為： N/（m*mm2） （3-2）式中b表示覆冰厚度，mm。d表示架空線路的計(jì)算直徑，mm3.1.3垂直總比載g3垂直總比載為自重比載與冰重比載之和（見圖3-1）即： （3-3）圖3-1 垂直總比載示意圖3.1.4風(fēng)壓比載g4、g5架空線路上的風(fēng)壓是有作用于架空線的空氣動能所引起的。不覆冰的架空線路風(fēng)壓比載為： N/（m*mm2）（3-4）覆冰的架空線路風(fēng)壓比載為： N/（m*mm2） （3-5）式中V表示風(fēng)速，m/s；表示風(fēng)

27、速的不均勻系數(shù)，對桿塔取1，對導(dǎo)線則從表3-1中查取。表3-1 風(fēng)速不均勻系數(shù)設(shè)計(jì)風(fēng)速（m/s）V2020V3030V35V351.00.850.750.7式中C表示體形系數(shù)，采用下列數(shù)值：線徑d17mm，取1.2；線徑d17mm；取1.1，覆冰時(shí)（不論線徑大?。?，取1.2；F表示在線路垂直方向的受風(fēng)面積，表示風(fēng)向與線路軸線的水平夾角，計(jì)算風(fēng)壓比載時(shí)一般取=90；L表示檔距中架空線路的長度，m。3.1.5綜合總比載g6、g7不覆冰的架空線路，綜合總比載為自重比載g1和風(fēng)壓比載g4的幾何和，見圖3-2即： （3-6）圖3-2 無冰綜合比載示意圖覆冰的架空線路，綜合總比載為自重比載g3和風(fēng)壓比載g

28、5的幾何和，見圖3-3即： （3-7）圖3-3 覆冰綜合總比載示意圖分別列出已知條件，氣象、導(dǎo)線和避雷線參數(shù)，見表3-2表3-2氣象、導(dǎo)線和避雷線參數(shù)Vmax(m/s)V冰(m/s)b(mm)t冰()tmax()tmin()tP()251010-540-515S (mm2)D(mm)q(kg/km)( kg/mm2) (1/)E(kg/mm2)(mm2/N)277.7521.66964.32919*10-6800012.755*10-649.59.0423.712011.5*10-61813005.63*10-7LGJ-240/40的比載：GJ-50的比載：3.2導(dǎo)線許用應(yīng)力計(jì)算根據(jù)運(yùn)行的可靠

29、性要求，導(dǎo)線的最大應(yīng)力不應(yīng)超過導(dǎo)線材料的許用應(yīng)力。在工程力學(xué)中，導(dǎo)線的許用應(yīng)力按下式計(jì)算： （3-8）式中：為導(dǎo)線的瞬時(shí)破壞應(yīng)力，N/mm2，對于各類鋼芯鋁絞線，是指綜合瞬時(shí)破壞應(yīng)力，可從架空線路的機(jī)械物理特性表中選用，見表3-3； k為架空線的安全系數(shù)。表3-3 架空線路的機(jī)械物理特性架空線路種類瞬間破壞應(yīng)力（N/mm2）彈性模數(shù)（N/mm2）線膨脹系數(shù)（1/）比重鋼芯鋁絞線LGJ-70與以下LGJ-95400264.6284.27.84*10419*10-6-輕型鋼芯鋁絞線LGJQ-150300LGJQ-400700245235.27.25*10420*10-6加強(qiáng)型鋼芯鋁絞線LGJJ-1

30、50240LGJJ-300400303.8313.68.13*10418*10-6鋁絞線7股股徑3.5mm股徑3.5mm147137.25.88*10423*10-62.719股股徑3.5mm股徑3.5mm147137.25.59*10437股137.25.59*10461股132.35.39*104鍍鋅鋼絞線117618.13*10411.5*10-67.8110500kV架空線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，送電線路導(dǎo)線的設(shè)計(jì)安全系數(shù)不應(yīng)小于2.25，一般k=2.5，架線安裝時(shí)不應(yīng)小于2.0。 避雷線的安全系數(shù)宜大于導(dǎo)線的安全系數(shù)。則導(dǎo)線的許用應(yīng)力為LGJ-240/40的安全系數(shù)k=2.5.則：最大使

31、用應(yīng)力GJ-50安全系數(shù)k=3.0，則：最大使用應(yīng)力3.3導(dǎo)線最大弧垂計(jì)算6為了保證架空線路長期安全運(yùn)行，出應(yīng)使在不超過強(qiáng)度許用應(yīng)力外，還應(yīng)具有足夠的耐振能力，使導(dǎo)線不致因振動引起斷股或短線。前者稱為強(qiáng)度條件，后者稱為耐振條件。架空線路的耐振能力決定于年平均運(yùn)行應(yīng)力的大小，年平均運(yùn)行應(yīng)力即年平均氣溫時(shí)的應(yīng)力，它的最大允許值見表3-3。強(qiáng)度條件要求架空線路在任何氣象條件下的應(yīng)力，不超過強(qiáng)度許用應(yīng)力；耐振條件要求架空線路在年平均氣溫下的應(yīng)力，不超過規(guī)定的平均運(yùn)行應(yīng)力的上限。強(qiáng)度條件和耐振條件同時(shí)考慮時(shí)，最大使用應(yīng)力控制氣象條件的確定須借助于臨界檔距來判別?？紤]耐震條件時(shí)架空線的計(jì)算，最大弧垂只可能

32、在最高氣溫或覆冰無風(fēng)時(shí)出現(xiàn)，氣候條件控制氣象條件屬于第二類氣象區(qū)，這時(shí)的控制氣象條件有四個(gè)，分別是最低氣溫、最大風(fēng)速、覆冰、年平均氣溫。臨界檔距共有六個(gè)，分別為四個(gè)控制氣象條件兩兩之間的臨界檔距。考慮耐振條件后，任兩種氣象情況的臨界檔距可根據(jù)狀態(tài)方程式導(dǎo)出，計(jì)算公式為： （3-9）式中：、表示某兩種氣象情況下的最大使用應(yīng)力（強(qiáng)度許用應(yīng)力或平均運(yùn)行應(yīng)力上限）；、表示某兩種氣象情況下的比載；、表示某兩種氣象情況下氣溫。由輸電線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)可知采用防震錘（阻尼線）或另加護(hù)線條的架空線平均運(yùn)行應(yīng)力的上限為瞬時(shí)破壞應(yīng)力的25%。規(guī)程規(guī)定：導(dǎo)線和避雷線的平均運(yùn)行應(yīng)力的上限和相應(yīng)的防振措施，應(yīng)符合表3-4的要

33、求。表3-34架空線路的平均運(yùn)行應(yīng)力的上限與防振措施情況防振措施平均運(yùn)行應(yīng)力的上限（瞬時(shí)破壞應(yīng)力%）LGJGJ檔距不超過500m的開闊地區(qū)不需要1612檔距不超過500m的非開闊地區(qū)不需要1818檔距不超過120m不需要1818不論檔距大小擴(kuò)線條22-不論檔距大小防震錘（阻尼線）或另加護(hù)線條2525LGJ-240/40的年平均運(yùn)行應(yīng)力上限為：GJ-50的年平均運(yùn)行應(yīng)力上限為：3.3.1確定臨界檔距11列出各控制狀態(tài)的應(yīng)力，按g/由小到大排列出A、B、C、D，分別計(jì)算出計(jì)算臨界檔距LLAB、lLBC、lLCD、lLAC、lLAD、lLBD，列出關(guān)系表，畫出邏輯圖。確定臨界檔距。LGJ-240/4

34、0的各控制狀態(tài)的應(yīng)力，見表3-5表3-5 LGJ-240/40的各控制狀態(tài)的應(yīng)力參數(shù)最低氣溫最大風(fēng)速最大覆冰年平均氣溫最大使用應(yīng)力（N/mm2）113.68113.68113.6871.05比載（）（N/m*mm2）34.023944.02766.5634.0239氣溫（）-510-515g/（）0.2990.3870.5860.479順序編號ABDC計(jì)算臨界檔距LLAB、lLBC、lLCD、lLAC、lLAD、lLBD 有效臨界檔距判別：1、看A欄中有無0或虛數(shù)值，如有，則該欄沒有有效臨界檔距；2、若A欄值均大于0，則三者中的最小值是A欄的有效臨界檔 距，另外兩個(gè)舍去；3、用同樣的方法判別B

35、欄；4、若A欄確定的有效臨界檔距為lLAC，則B欄被隔越，即B欄沒有有效臨界檔距，轉(zhuǎn)至C欄進(jìn)行判斷；5、若A欄確定的有效臨界檔距為lLAD，則B、C欄均被隔越；6、若B欄確定的有效臨界檔距為lLBD，則C欄被隔越。列表得出控制結(jié)果，見表7-3表3-6 控制條件確定A(舍去)B（舍去）C（取值）336.5i0ii179.8由控制條件列出結(jié)果判斷圖，見圖3-4圖3-4 控制條件結(jié)果判斷圖GJ-50的各控制狀態(tài)的應(yīng)力，見表3-7表3-7 GJ-50的各控制狀態(tài)的應(yīng)力參數(shù)最低氣溫最大風(fēng)速最大覆冰年平均氣溫最大使用應(yīng)力（N/mm2）382.82382.82382.82287.1比載（）（N/m*mm2）

36、85.97112.62199.9085.97氣溫（）-510-515g/（）0.2250.2940.5220.299順序編號ABDC計(jì)算臨界檔距LLAB、lLBC、lLCD、lLAC、lLAD、lLBD 列表得出控制結(jié)果，見表3-8表3-8 控制條件確定A(舍去)B（取值）C（舍去）288.5i0ii197.6（取值）由控制條件列出結(jié)果判斷圖，見圖3-5圖3-5控制條件結(jié)果判斷圖3.3.2導(dǎo)線應(yīng)力和最大弧垂10懸掛于兩懸點(diǎn)間的一檔導(dǎo)線，當(dāng)氣象條件發(fā)生變化，即導(dǎo)線上作用的荷載或環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)線線長會隨之發(fā)生變化，進(jìn)而引起導(dǎo)線的應(yīng)力、弧垂發(fā)生相應(yīng)的變化。我們用導(dǎo)線的狀態(tài)方程把這一變化過程計(jì)

37、算、表示出來。當(dāng)某一氣象條件（比載、氣溫）下的應(yīng)力為以知，欲求得另一氣象條件（比載為g、氣溫為t）下的應(yīng)力時(shí)，即可用下式： （3-10）導(dǎo)線的狀態(tài)方程是以為未知數(shù)的一元三次非齊次方程，除以外，其他參數(shù)均為已知數(shù)。則可簡寫成下式： （3-11）或 （3-12）式中 （3-13） （3-14）再配合任意弧垂點(diǎn)公式即可求出應(yīng)力和弧垂，弧垂公式如下： （3-15）因?yàn)樵摎夂騾^(qū)屬于第二氣候區(qū)，所以最大弧垂有可能出現(xiàn)在：覆冰、無風(fēng)和最高氣溫，兩種條件下。LGJ-240/40中，當(dāng)L179.8m時(shí)，受年平均氣溫控制，=71.05 N/mm2，t=15； 當(dāng)L179.8m時(shí)，受最大覆冰控制，=113.68 N

38、/mm2，t=-5。因?yàn)椴皇茏罡邷囟群透脖鶡o風(fēng)控制，所以每檔的應(yīng)力弧垂必須通過導(dǎo)線的狀態(tài)方程求出，再用弧垂公式得出最大弧垂。下面以檔距為50m，0為例。代入數(shù)據(jù)化簡得：解得： 即以下以每50m為一個(gè)檔距，一直到檔距為500m，列出導(dǎo)線LGJ-240/40的弧垂，詳細(xì)見表3-9，安裝曲線見圖3-6：圖3-6應(yīng)力弧垂曲線表3-9 導(dǎo)線LGJ-240/40弧垂表L179.8m年平均氣溫控制檔距（m）-50510152025303540500.1058020.1142620.1241330.1357710.1496480.1663890.1868070.2119230.2428970.28078610

39、00.43470.4679870.505910.5491940.5985910.6547840.7182650.7891670.8671280.9512431501.0173131.0887661.1673761.2533951.346831.4473831.5544341.6670731.7841841.904561L179.8m最大覆冰控制檔距（m）-505101520253035402001.4171111.4964771.5825931.6758191.7764041.8844451.9998462.1222942.2512572.3860022502.2242722.3382462.

40、4596622.5885192.724662.8677663.0173523.1727893.3333263.4981343003.2178683.3670743.5234633.6867023.8563344.0317884.2123984.3974384.5861454.7777513504.3997464.5829624.7724284.9676115.1679015.372645.581145.7927076.0066616.2223484005.7710635.9859096.2057276.4299086.6578226.8888337.1223167.3576687.594323

41、7.8317554507.3324027.5759167.8230378.0731768.3257588.5802268.8360539.0927479.3498569.6069695009.083939.3529839.6243569.89753610.1720310.4473910.7231910.9990411.274611.549543.4本章小結(jié)本章計(jì)算了導(dǎo)線和避雷線的比載，應(yīng)力和最大弧垂等等，基本這些都是為了檢驗(yàn)導(dǎo)線的機(jī)械性能，下章選擇金具和絕緣子，目的得出外塔外型尺寸參數(shù)。第四章 金具和絕緣子的選擇輸電線路主要由桿塔、導(dǎo)線、地線、絕緣子、金具等組成。將桿塔、導(dǎo)線、地線和絕緣子連接

42、起來所用的金屬零件，統(tǒng)稱為金具。按其性能、用途大致可分為懸垂線夾、耐線夾、聯(lián)結(jié)金具、接續(xù)金具、保護(hù)金具和拉線金具等六大類。絕緣子按用途可分為懸垂絕緣子串和耐絕緣子串兩大類。金具主要根據(jù)絕緣子串和導(dǎo)線線徑選取。4.1絕緣子的選擇和計(jì)算84.1.1絕緣子片數(shù)計(jì)算直線桿塔上懸垂絕緣子串的絕緣子數(shù)量，應(yīng)按表4-1所列數(shù)量選用。表4-1直線桿塔上懸垂絕緣子串的絕緣子數(shù)量電壓（kV）3560110154220330500絕緣子數(shù)量XP-70357101319-表4-1列出的數(shù)值適用于架設(shè)在一般地區(qū)的線路，因?yàn)樵摰貐^(qū)海拔不在1000m以上，所以不用進(jìn)行片數(shù)的驗(yàn)算。耐絕緣子串的絕緣子數(shù)量應(yīng)比懸垂絕緣子串的同型

43、絕緣子多一個(gè)，既為8個(gè)4.1.2絕緣子串?dāng)?shù)計(jì)算根據(jù)DL/T 5092-1999110500kV架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，絕緣子機(jī)械強(qiáng)度的安全系數(shù)，不應(yīng)小于表4-2的數(shù)值。表4-2 絕緣子機(jī)械強(qiáng)度的安全系數(shù)絕緣子種類運(yùn)行程況短線程況瓷橫擔(dān)3.02.0懸式絕緣子2.01.3懸式絕緣子的串?dāng)?shù)：因此，懸式絕緣子的串?dāng)?shù)取一串；各絕緣子的參數(shù)見表4-3：表4-3 絕緣子參數(shù)產(chǎn)品型號XP-70CXP-70TXP-100XWP2-70XWP2-70CXHP-70主要尺寸公稱結(jié)構(gòu)高度H146146146146146146瓷件公稱盤徑D255255255255255255連接形式標(biāo)記1616161616C1

44、6最小公稱爬電距離295295295400400432機(jī)電破壞負(fù)荷7070707070100打擊破壞負(fù)荷565565678-雷電沖擊耐受電壓10010010050%-1250%-12050%-12工頻一分鐘耐濕電壓404040454545工頻擊穿電壓110110110120120120參考重量5.35.45.387.28耐絕緣子串?dāng)?shù)的選擇：因此，耐串絕緣子的串?dāng)?shù)取兩串。4.2絕緣子串的組裝4.2.1懸式絕緣子串組裝1235220kV的輸電線路的懸式絕緣子串，一般選用型號為XP-70、LXP-70以與XW1-70的懸式絕緣子組裝。根據(jù)絕緣子的允許荷重，單串絕緣子已能滿足所選用導(dǎo)線要求的垂直檔距，

45、對大導(dǎo)線特大垂直檔距，單串絕緣子串不能滿足要求時(shí)，可采用雙串或強(qiáng)度較高的單串絕緣子串。本設(shè)計(jì)的導(dǎo)線懸式絕緣子串?dāng)?shù)為1串，片數(shù)為7片，導(dǎo)線懸式絕緣子串組裝零件表見表4-4，導(dǎo)線懸式絕緣子串組裝圖見圖4-1。表4-4導(dǎo)線懸式絕緣子串組裝零件表名稱質(zhì)量（kg）數(shù)量型號U型螺絲0.721U-1880球頭掛環(huán)0.31Q-7絕緣子5.37XP-70懸垂線夾5.71CGU-5A絕緣子串長度L（cm）1286絕緣子串質(zhì)量（kg）43.16圖4-1 懸式絕緣子串組裝圖避雷線懸式金具串組裝零件表見表4-5，避雷線懸式金具串組裝圖見圖4-2。表4-5避雷線懸式金具串組裝零件表名稱型號數(shù)量重量（kg）長度（mm）U型

46、掛環(huán)U-188010.8345掛環(huán)ZH-710.55100懸垂線夾XGU-111.4082.5總重：2.78kg總長：227.5圖4-2 避雷線懸式金具串組裝圖4.2.2耐絕緣子串組裝雙串耐絕緣子串用于負(fù)荷超出單串耐絕緣子串承受荷載或交叉跨越地段。常用的耐絕緣子串與桿塔的固定方式分為一點(diǎn)固定和兩點(diǎn)固定。一點(diǎn)固定可用于耐桿塔，也可用于轉(zhuǎn)角桿塔。當(dāng)用于轉(zhuǎn)角桿塔時(shí)，它能隨線路轉(zhuǎn)角而轉(zhuǎn)換懸垂角度，施工方便，但金具用量較多。兩點(diǎn)固定金具用量少，當(dāng)斷一串絕緣子串時(shí)，仍可繼續(xù)運(yùn)行。但當(dāng)它用于轉(zhuǎn)角桿塔時(shí)，轉(zhuǎn)角外側(cè)的絕緣子串須加延長的金具，架線牽引時(shí)比較麻煩。采用這種組裝形式，桿塔橫擔(dān)固定點(diǎn)之間距離應(yīng)隨轉(zhuǎn)角度數(shù)不同進(jìn)行布置，從而使桿塔橫擔(dān)懸掛點(diǎn)復(fù)雜化，不能通用。本設(shè)計(jì)的導(dǎo)線耐絕緣子串?dāng)?shù)為2串，片數(shù)為8片，導(dǎo)線耐絕緣子串組裝零件表見表4-6，組裝圖見圖4-3。表4-6 導(dǎo)線耐絕緣子串組裝零件表名稱質(zhì)量（kg）數(shù)量型號U形掛環(huán)0.543U-10掛環(huán)0.491PH-10聯(lián)板4.432L-1040掛板0.562Z-7球頭掛環(huán)0.272QP-7絕緣子5.32*8XP-70碗頭掛板0.972WS-7耐線夾2.21NY-240/40絕緣子串長度