優(yōu)秀畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）：輸電線路設(shè)計(jì)

1、摘要本畢業(yè)設(shè)計(jì)以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，保證供電可靠，調(diào)度靈活，滿足各項(xiàng)技術(shù)要求。本次設(shè)計(jì)線路為220kV輸電線路，其安全運(yùn)行直接關(guān)系到供電的可靠性。本次輸電線路設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容在對(duì)應(yīng)于一定的導(dǎo)線截面、地形條件、和氣象條件的組合，計(jì)算各氣象條件和檔距下導(dǎo)地線的應(yīng)力及弧垂；根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制應(yīng)力弧垂曲線及安裝曲線指導(dǎo)工程施工；制作弧垂曲線模板，用弧垂曲線模板在平斷面圖上排定桿塔位置；對(duì)線路的使用條件全面檢查和校驗(yàn)，保證各使用條件在規(guī)定的允許范圍內(nèi)；根據(jù)所處地區(qū)的土壤電阻率，合理鋪設(shè)桿塔接地體，計(jì)算出線路耐雷水平及雷擊跳閘率。本文主要根據(jù)現(xiàn)的技術(shù)規(guī)

2、程及資料對(duì)架空線路的防雷、金具及桿塔的原理、技術(shù)方面進(jìn)行論述，其主要內(nèi)容為導(dǎo)線地線設(shè)計(jì)、金具設(shè)計(jì)、桿塔設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、防雷設(shè)計(jì)、編制鐵塔施工技術(shù)手冊(cè)。關(guān)鍵詞：220kV；線路設(shè)計(jì)；桿塔；接地目 錄摘要I目錄II第一章導(dǎo)地線設(shè)計(jì)- 1 -1.1導(dǎo)線的設(shè)計(jì)- 1 -1.2 導(dǎo)線選擇- 1 -1.3 導(dǎo)線的比載- 2 -1.4 計(jì)算臨界檔距、判斷控制氣象- 4 -1.5 地線選擇- 9 -1.6 地線的比載- 10 -1.7 計(jì)算臨界檔距、判斷控制氣象- 12 -第二章金具設(shè)計(jì)- 15 -2.1 絕緣子的種類及選擇- 15 -2.2 懸式絕緣子片數(shù)確定- 15 -2.3 按內(nèi)過電壓的要求進(jìn)行校驗(yàn)-

3、16 -2.4 懸垂串的串的設(shè)計(jì)- 16 -2.5 防振錘的設(shè)計(jì)- 18 -2.6 間隔棒的選擇- 21 -第三章桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 23 -3.1 桿塔定位- 23 -3.2 桿塔定位后的校驗(yàn)- 24 -3.3 導(dǎo)地線參數(shù)，及線路技術(shù)數(shù)據(jù)：- 28 -3.4 各種荷載組合氣象條件- 28 -3.5 桿塔荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算- 29 -第四章基礎(chǔ)設(shè)計(jì)- 39 -4.1 基本要求- 39 -4.2 自力式鐵塔基礎(chǔ)上拔校驗(yàn)：- 39 -4.3 地基壓力計(jì)算- 42 -第五章防雷設(shè)計(jì)- 45 -5.1 工頻接地電阻- 45 -5.2 耐雷水平- 46 -5.3 雷擊跳閘率- 48 -第六章編制鐵塔施工技術(shù)手冊(cè)

4、- 49 -6.1 說明鐵塔施工技術(shù)手冊(cè)- 49 -結(jié)論- 54 -致謝- 55 -參考文獻(xiàn)- 56 -第一章 導(dǎo)地線設(shè)計(jì)1.1導(dǎo)線的設(shè)計(jì)第氣象區(qū)氣象條件列表：表1-1 第氣象區(qū)氣象條件氣象條件組合項(xiàng)目氣溫（0C）風(fēng)速（m/s）冰厚 （mm）最高氣溫+4000最低氣溫-1000年平均氣溫+1505覆冰-5105最大風(fēng)速-523.50安裝-5100外過有風(fēng)+15100外過無風(fēng)+1500內(nèi)過電壓+15150冰重比091.2 導(dǎo)線選擇如何選擇線路導(dǎo)線截面是電力網(wǎng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題。線路的能量損耗同電阻成正比增大導(dǎo)線截面可以減少能量損耗。但是線路的建設(shè)投資卻導(dǎo)線截面積的增大而增加。綜合考慮這兩個(gè)相互

5、矛盾的因素，采用按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，這樣可使線路運(yùn)行有最好得經(jīng)濟(jì)效果。導(dǎo)線的型號(hào)選擇LGJ-300/25雙分裂型 .表1-2 LGJ-300/25導(dǎo)線參數(shù)名稱符號(hào)數(shù)據(jù)單位導(dǎo)線綜合截面積A333.31導(dǎo)線外經(jīng)d23.76導(dǎo)線單位重量G。1058綜合彈性系數(shù)E65000計(jì)算拉斷力Tp83410抗拉強(qiáng)度p250.25綜合膨脹系數(shù)20.5*10-6安全系數(shù)K2.5許用應(yīng)力100.10年均應(yīng)力上限cp62.561.3 導(dǎo)線的比載 自重比載： （1-1） 冰重比載： （1-2） 垂直總比載: 風(fēng)壓比載 （1-3） （1-4） （1-5）表1-3 各種風(fēng)速下的風(fēng)速不均勻系數(shù)a設(shè)計(jì)風(fēng)速（m/s）20以

6、下20-3030-3535及以上1.00.850.750.70 覆冰時(shí)風(fēng)壓比載 （1-6） 無冰有風(fēng)時(shí)得綜合比載 （1-7） 有冰有風(fēng)時(shí)的綜合比載，按下式計(jì)算 （1-8）表1-4 各氣象條件下導(dǎo)線比載的計(jì)算值比載項(xiàng) 目自重比載覆冰無風(fēng)無冰綜合無冰綜合無冰綜合覆冰綜合數(shù) 據(jù)31.13043.09331.49932.95538.44743.732備 注C1=1.1C1=1.1C1=1.1C1=1.11.4 計(jì)算臨界檔距、判斷控制氣象 導(dǎo)線的允許控制應(yīng)力: 可能成為控制氣象列表：表1-5 氣象列表?xiàng)l件氣象條件最大應(yīng)力(N/mm2)比載（MPa/m） 溫度（C）g/比值（1/m）編號(hào)最低氣溫100.1

7、0-10A最大風(fēng)100.10-5B覆冰100.10-5C年均氣溫62.56+15D 計(jì)算臨界檔距并判斷控制氣象 計(jì)算式: （1-9）表1-6 有效臨界檔距判斷表：ABC圖1-1 判定結(jié)果圖 求各種狀態(tài)下的應(yīng)力弧垂 為保證導(dǎo)線在施工與運(yùn)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. （1-10）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.表1-7 LGJ第IV氣象區(qū)導(dǎo)線應(yīng)力弧垂計(jì)算表氣象條件最高氣溫最低氣溫年均氣溫最大覆冰檔 距應(yīng)力弧垂應(yīng)力弧垂應(yīng)力應(yīng)力弧垂mMPamMPam

8、MPaMPam5033.4390.29194.9240.10262.5688.8030.15410039.4260.98792.2510.42262.5687.7080.62315044.2791.97788.3490.99162.5686.2341.42620047.9963.24383.9461.85462.5684.7052.58125050.8284.78579.7513.05062.5683.3304.10030052.9966.60876.2004.59662.5682.1915.98635054.6708.71973.4006.49462.5681.2858.23840055.9

9、7511.12371.2648.73762.5680.57510.85545057.00513.82369.64511.31462.5680.02013.83450057.82516.82368.41314.22062.5679.58317.172表1-8 LGJ第IV氣象區(qū)導(dǎo)線應(yīng)力弧垂計(jì)算表氣象條件安裝事故斷線外過電壓無風(fēng)外過電壓有風(fēng)內(nèi)過電壓最大風(fēng)檔 距應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)力mMPaMPaMPaMPaMPaMPam5094.94194.92462.56062.59862.75163.37510092.31992.25162.56062.69163.21565.25515088.50388.

10、34962.56062.80163.75467.33720084.20783.94662.56062.90264.24369.18825080.12279.75162.56062.98464.64270.70230076.66576.20062.56063.04764.95371.90135073.93873.40062.56063.09665.19272.84140071.85371.26462.56063.13365.37573.57945070.27169.64562.56063.16265.51874.16250069.06468.41362.56063.18465.63074.626

11、 計(jì)算安裝曲線的應(yīng)力和弧垂 架空線的安裝是在不同的氣溫下進(jìn)行的，緊線時(shí)按照安裝曲線上相應(yīng)與這一溫度弧垂進(jìn)行（1）已知條件同前邊的參數(shù)，控制氣象為年平均氣溫，溫度+15，比載為（2）應(yīng)用狀態(tài)方程式求解各施工氣象（無風(fēng),無冰，不同氣溫）下的安裝應(yīng)力，進(jìn)而求得相應(yīng)的弧垂表1-9 不同溫度下安裝曲線的應(yīng)力檔距溫度50100150200250300350400450500-1094.94192.31988.50384.20780.12276.66573.93871.85370.27169.064-588.39386.12782.91679.42576.21273.55671.48369.90168.70

12、267.781081.87380.03677.52074.88972.54670.64869.18068.06267.21266.555575.39074.07672.24870.61669.12367.93467.02066.32565.79365.3831068.95968.28067.43166.61865.93865.40464.99664.68464.44564.2601562.59862.69162.80162.90262.98463.04763.09663.13363.16263.1842056.33857.35958.48559.46860.25060.85361.31361.

13、66661.93962.1532550.22252.33954.50156.31057.72558.80959.63860.27660.77361.1633044.31747.68450.85953.41855.39456.90558.06358.95959.65960.213表1-10 不同溫度下安裝曲線的弧垂檔距溫度50100150200250300350400450500-100.1040.4261.0011.8703.0714.6226.5238.76811.34614.253-50.1110.4571.0681.9833.2294.8186.7479.01211.60514.5220

14、0.1200.4921.1432.1033.3925.0166.9729.25611.86314.79050.1310.5321.2262.2303.5605.2167.1979.49812.11915.055100.1430.5771.3142.3643.7325.4187.4219.73912.37215.318150.1570.6281.4112.5043.9075.6217.6449.97912.62315.579200.1750.6861.5152.6484.0845.8237.86710.21612.87315.837250.1960.7521.6252.7974.2636.026

15、8.08810.45213.12016.094300.2220.8261.7422.9484.4426.2278.30710.68513.36516.3481.5 地線選擇根據(jù)導(dǎo)線型號(hào)LGJ-300/25，選取地線型號(hào)為GJ-50表1-11 GJ-50地線參數(shù)名稱符號(hào)數(shù)據(jù)單位導(dǎo)線綜合截面積A49.46導(dǎo)線外經(jīng)d9.0導(dǎo)線單位重量G。423.7綜合彈性系數(shù)E181423計(jì)算拉斷力Tp60564綜合膨脹系數(shù)安全系數(shù)K4許用應(yīng)力408.168年均應(yīng)力上限cp306.1261.6 地線的比載 自重比載：地線本身重量造成的比載稱為自重比載。 冰重比載：地線覆冰時(shí)，由于冰重產(chǎn)生的比載成為覆冰比載。 垂直總

16、比載： 風(fēng)壓比載：無冰風(fēng)壓比載應(yīng)計(jì)算最大風(fēng)速和安裝有風(fēng)兩種情況。無冰時(shí)作用在導(dǎo)線上每米長(zhǎng)每平方毫米的風(fēng)壓荷載稱為無冰時(shí)風(fēng)壓比載。表1-12 各種風(fēng)速下的風(fēng)速不均勻系數(shù)a設(shè)計(jì)風(fēng)速（m/s）20以下20-3030-3535及以上1.00.850.750.70 覆冰時(shí)風(fēng)壓比載： 無冰有風(fēng)時(shí)得綜合比載： 有冰有風(fēng)時(shí)的綜合比載，按下式計(jì)算：。表1-13 各氣象條件下導(dǎo)線比載的計(jì)算值比 載項(xiàng) 目自重比載覆冰無風(fēng)無冰綜合無冰綜合無冰綜合覆冰綜合84.012123.25585.07289.247104.909126.453備 注C1=1.2C1=1.2C1=1.2C1=1.21.7 計(jì)算臨界檔距、判斷控制氣象

17、 地線的允許控制應(yīng)力：規(guī)程規(guī)定，導(dǎo)線最低點(diǎn)的最大使用應(yīng)力按下式計(jì)算： 可能成為控制氣象列表：表1-14 氣象列表最大應(yīng)力(N/mm2)比載×10-3 （MPa/m）溫度（C）g/比值×10-4（1/m）編號(hào)最低氣溫408.16884.012-102.058A最大風(fēng)速408.168104.909-52.570B年平均氣溫306.12684.012+152.744C覆冰408.168126.453-53.089D計(jì)算臨界檔距并判斷控制氣象 計(jì)算式：表1-15 有效臨界檔距判斷表ABCLab=241.328Lbc=虛數(shù)Lcd=629.718Lac=虛數(shù)Lbd=0Lad=277.8

18、61由列表有，可知Lcd =629.718為臨界檔距 。由坐標(biāo)圖表示有：L0/m年平均氣溫覆冰圖1-2 判定結(jié)果圖第二章 金具設(shè)計(jì)2.1 絕緣子的種類及選擇 絕緣子是用來支撐和懸掛導(dǎo)線，并使導(dǎo)線與桿塔絕緣。它應(yīng)具有足夠的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)化學(xué)物質(zhì)的侵蝕具有足夠的抵抗能力，并能適應(yīng)周圍大氣條件的變化，如溫度和濕度變化對(duì)它本身的影響等。架空線常用的絕緣子有針式絕緣子、懸式絕緣子、瓷橫擔(dān)式絕緣子等。根據(jù)規(guī)程相關(guān)規(guī)定，考慮經(jīng)濟(jì)性和線路電壓等級(jí)選擇懸式絕緣子。2.2 懸式絕緣子片數(shù)確定根據(jù)長(zhǎng)期的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在一般的污穢地區(qū)，片數(shù)按下式選定時(shí)，可滿足工作電壓要求。 （2-1）；。在此取XP-70型號(hào)

19、的絕緣子，泄漏距離為29.5cm。所以n取15片。2.3 按內(nèi)過電壓的要求進(jìn)行校驗(yàn)工頻濕閃電壓公式如下： （2-2）Uss：絕緣子的操作沖擊50%濕閃絡(luò)電壓峰值kV；k0：操作過電壓倍數(shù)，220kV時(shí)，k0=3；Uph：長(zhǎng)期最高運(yùn)行相電壓。n:標(biāo)偏系數(shù)的倍數(shù)，其取值與線路絕緣子中數(shù)量及線路允許跳閘率有關(guān)，其值取n=3.75；%:標(biāo)偏系數(shù)，一般取8%；kd：空氣密度校正系數(shù)，取1.0 。濕閃電壓:應(yīng)選15片。2.4 懸垂串的串的設(shè)計(jì) 絕緣子選擇（xp-70）為保證高壓架空線路的導(dǎo)線絕緣懸掛體系在事故狀態(tài)下能照常工作，采用雙聯(lián)絕緣子串。荷載校驗(yàn) （2-3） （2-4）用1串雙聯(lián)絕緣子串即可符合要求

20、.K -絕緣子的安全系數(shù)；2.4.2 按最大使用荷載校驗(yàn) （2-5） （2-6） 正常運(yùn)行狀態(tài)常年荷載校驗(yàn) 斷線時(shí)校驗(yàn)n 絕緣子串?dāng)?shù)；R絕緣子的機(jī)電載荷；斷線張力；K絕緣子安全系數(shù)，導(dǎo)線斷線時(shí)的安全系數(shù)為1.3；n均小于1，故符合條件。表2-1 懸垂絕緣子串材料表序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù) 量質(zhì)量（kg）一件小計(jì)合計(jì)1U型螺栓UJ-1880副10.850.9124.12Q型球頭掛環(huán)Q-7個(gè)10.300.33耐污型絕緣子XWP3-70片157.50112.54W型碗頭掛板W-7A個(gè)10.820.85懸垂雙線夾XCS-4副19.309.36鋁扁帶1*10m100.030.3表2-2 耐張絕緣子串材料表序號(hào)

21、名稱規(guī)格單位數(shù)量質(zhì)量（kg）一件小計(jì)合計(jì)1U型掛環(huán)U-10副40.542.2271.12PH型掛環(huán)PH-10個(gè)10.610.63L型連板L-1040塊34.4313.34Z型掛板Z-7副20.641.35QP型球頭掛環(huán)QP-7個(gè)20.270.56耐污型絕緣子XWP3-70片327.50240.07WS型碗頭掛板WS-7個(gè)20.971.98P型掛板P-7副20.601.29DB型調(diào)整板DB-7副21.703.410U型掛環(huán)U-7副20.440.911液壓型耐張線夾NY-300/15A副12.882.912液壓型耐張線夾NY-300/15B副12.882.92.5 防振錘的設(shè)計(jì) 導(dǎo)線的振動(dòng) 導(dǎo)線發(fā)

22、生振動(dòng)和舞動(dòng)的根本原因是由于氣象條件三要素（風(fēng)速、覆冰厚度和氣溫）中風(fēng)的作用，當(dāng)架空輸電線路的導(dǎo)線受到穩(wěn)定的微風(fēng)作用時(shí)，便在導(dǎo)線背后形成以一定頻率上下交替變化的氣流漩渦，從而使導(dǎo)線受到一個(gè)上下交變得脈沖力作用。當(dāng)氣流漩渦的交替變化頻率與導(dǎo)線的固有自振頻率相等時(shí)，導(dǎo)線在垂直平面內(nèi)產(chǎn)生共振及引起導(dǎo)線振動(dòng)。這將危害線路正常安全運(yùn)行。導(dǎo)線的防振措施 （1）設(shè)法從根本上消除引起導(dǎo)線振動(dòng)的條件。（2）設(shè)法利用線路設(shè)備本身對(duì)導(dǎo)線振動(dòng)的阻尼作用，以減小導(dǎo)線的振動(dòng)。（3）在導(dǎo)線上加裝防振裝置以吸收或減弱振動(dòng)能量。目前我國(guó)廣泛采用的防振裝置是防振錘和阻尼線。防振錘的選擇當(dāng)架空線振動(dòng)時(shí)，防振錘的線夾隨之上下振動(dòng)，由

23、于兩端的重錘具有較大的慣性，不能和線夾同步移動(dòng)，則鋼絞線不斷上、下彎曲，重錘的阻尼作用減小了振動(dòng)的強(qiáng)度，鋼絞線的變形及股間的摩擦則消振了振動(dòng)能量。據(jù)架空電力線路設(shè)計(jì)種127頁表選取防振錘型號(hào)F-1型。我國(guó)目前主要生產(chǎn)的防振錘型號(hào)為各種導(dǎo)線不但直徑和單位長(zhǎng)度重力不同，而且在實(shí)際工程中它們的懸掛點(diǎn)高度、應(yīng)力、檔距也不同。因此，在發(fā)生振動(dòng)過程中，它們的振幅、頻率范圍、風(fēng)速范圍等都有差異，也就是說振動(dòng)的能量大小也不相同。所以就不能只采用一中型號(hào)的防振錘來解決所有導(dǎo)線的振動(dòng)問題，必須分別對(duì)待。一般來講：直徑大的和單位重力大的導(dǎo)線，相應(yīng)的防振錘要大些，見表2-3.表2-3導(dǎo)線與防振錘型號(hào)配合表防振錘型號(hào)適

24、用導(dǎo)線型號(hào)截面GJLJLGJLGJJLGJQF-1300400300400300500F-2185240185240185240F-3120185120150150150F-470F-57095F-650F-735F-83550 防振錘個(gè)數(shù)選擇當(dāng)導(dǎo)線直徑小檔距大，或者導(dǎo)線直徑大而檔距也大時(shí)，風(fēng)傳給導(dǎo)線的能量就大，往往需采用多個(gè)防振錘才能防止振動(dòng)的危害，一般取13個(gè)，大跨越至要67個(gè)之多。其個(gè)數(shù)的決定，應(yīng)根據(jù)表2-4查出所需防振錘個(gè)數(shù)。此處取1個(gè)防震錘。表2-4防振錘個(gè)數(shù)與檔距、導(dǎo)線直徑大小的關(guān)系導(dǎo)線地線直徑（mm）防振錘個(gè)數(shù)123防振錘安裝距離的選擇 （2-7） （2-8） （2-9）表2-5

25、 引起導(dǎo)線振動(dòng)的風(fēng)速范圍檔距（m）懸掛點(diǎn)高度（m）引起振動(dòng)的風(fēng)速范圍（m/s）150-250300-450500-700700-1000122540700.50.50.50.54.05.06.08.0圖2-1 防振錘安裝示意圖2.6 間隔棒的選擇 間隔棒的用途分類及適用范圍送電線路分裂導(dǎo)線間隔棒的主要用途是限制子導(dǎo)線之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及在正常運(yùn)行的情況下保持分裂導(dǎo)線的幾何形狀。按照送電線路分裂導(dǎo)線的根數(shù)不同，我國(guó)500kv及以下送電線路的間隔棒可分為二、三、四根分裂導(dǎo)線用的三種類型。按間隔棒的工作特性分為兩類，即阻尼型間隔棒及非阻尼型間隔棒。阻尼式間隔棒特點(diǎn)：在間隔棒活動(dòng)關(guān)節(jié)處利用橡膠作材料來消耗

26、導(dǎo)線的振動(dòng)能量，對(duì)導(dǎo)線振動(dòng)起阻尼作用。因此，該類間隔棒可適用于各地區(qū)。重點(diǎn)作用于導(dǎo)線容易產(chǎn)生振動(dòng)地區(qū)的線路（如平原、丘陵及一切開闊地帶）。本次設(shè)計(jì)的地形條件為平原，所以可選擇阻尼式間隔棒。 間隔棒的技術(shù)要求（1）耐短路電流向心壓力的機(jī)械強(qiáng)度：送電線路發(fā)生短路事故時(shí)，分裂導(dǎo)線受電磁作用將產(chǎn)生較大的向心壓力，間隔棒的各部件應(yīng)在經(jīng)受這一壓力時(shí)不發(fā)生破壞或永久變形。間隔棒的向心力按下式計(jì)算： （2-10）式中F短路電流向心力；N;n分裂導(dǎo)線根數(shù)；Isc系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最大短路電流；kA;Ft子導(dǎo)線張力；N；s分裂導(dǎo)線間距；m;d子導(dǎo)線直徑，m.（2）兩夾頭之間的拉、壓強(qiáng)度：分裂導(dǎo)線間隔棒的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)能承

27、受導(dǎo)線覆冰不平衡張力（如僅單根導(dǎo)線覆冰）、次檔距振蕩及單根導(dǎo)線上人時(shí)在子導(dǎo)線之間產(chǎn)生的拉、壓力?？紤]到可能出現(xiàn)的嚴(yán)重情況，一般該強(qiáng)度應(yīng)不低于4000N。（3）夾頭握力：送電線路不僅要求在正常運(yùn)行或?qū)Ь€在微風(fēng)振動(dòng)情況下，間隔棒對(duì)導(dǎo)線有穩(wěn)固的握力，以防住導(dǎo)線，以保證外力消除（如覆冰脫落）后，導(dǎo)線能有自行恢復(fù)到原位置的能力?；謴?fù)力矩有兩個(gè)來源，即M=M1+M2，M1是因夾頭偏離其平衡位置后，由兩側(cè)張力合成的結(jié)果。這個(gè)力矩可近似地表述為：M1=-2×n×r2sin(0) （2-11）式中n分裂導(dǎo)線根數(shù);Ft子導(dǎo)線張力，N;L次檔距長(zhǎng)度（即兩間隔棒之間的長(zhǎng)度），m;r間隔棒分裂半徑，

28、m; 間隔棒的扭轉(zhuǎn)角度。 國(guó)外資料及國(guó)內(nèi)實(shí)測(cè)結(jié)果表明，在長(zhǎng)期運(yùn)行情況下，鋁截面為300mm2的鋼芯鋁絞線，間隔棒夾頭扭握力不應(yīng)低于2530N·m,鋁截面為400mm2的鋼芯鋁絞線，間隔棒夾頭扭握力不應(yīng)低于3540N·m.止磨損導(dǎo)線。而且還要求由于不均勻覆冰等原因使導(dǎo)線發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，間隔棒夾頭應(yīng)能握住導(dǎo)線，以保證外力消除（如覆冰脫落）后，導(dǎo)線能有自行恢復(fù)到原位置的能力。(4)活動(dòng)性：間隔棒應(yīng)具有充分的活動(dòng)性，以避免由于導(dǎo)線的振動(dòng)、振蕩、弛度差及不均勻覆冰時(shí)，夾頭附近的導(dǎo)線出現(xiàn)高應(yīng)力疲勞損壞。(5)電氣性能：間隔棒應(yīng)符合線路金具防電暈及無線電干擾的要求，此外，對(duì)采用橡膠做阻尼元件

29、或做夾頭防松件的間隔棒而言，橡膠應(yīng)具有一定的導(dǎo)電性能，以防止在子導(dǎo)線之間的不平衡電壓作用下橡膠元件發(fā)熱損壞。間隔棒的安裝如何合理地選擇間隔棒的安裝位置，仍然是一個(gè)正在探索中的問題。但是，目前國(guó)內(nèi)外已廣泛采用按不等距離安裝的方式。參考國(guó)外廠家所推薦的安裝距離，初步擬定下述幾項(xiàng)原則：（1）第一次檔距對(duì)第二次檔距（或倒第一對(duì)倒第二次檔距）的比值宜選在0.550.65左右。此外，間隔棒不宜布置成對(duì)于檔距中央呈對(duì)稱分布。（2）端次檔距長(zhǎng)度，對(duì)阻尼性能良好的間隔棒可選在3045m范圍內(nèi)，對(duì)阻尼性能一般或非阻尼型間隔棒可選在2535m范圍內(nèi)。（3）最大次檔距長(zhǎng)度，對(duì)阻尼性能良好的間隔棒，一般不宜超過8090

30、m, 對(duì)阻尼性能一般或非阻尼型間隔棒一般不宜超過6065m。第三章 桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 桿塔定位桿塔定位是在線路初勘測(cè)量，終勘測(cè)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。 桿塔的呼稱高架空導(dǎo)線對(duì)地面、對(duì)被跨越物必須保證有足夠的安全距離。為此，要求線路的桿塔具必要的適當(dāng)高度。同時(shí)還要求線路有與桿高相配合的適當(dāng)?shù)臋n距。從地面到最低層橫擔(dān)絕緣子串掛點(diǎn)的高度，叫做桿塔的呼稱高。用H表示。用下式計(jì)算： （3-1）式中:-絕緣子串長(zhǎng)度,m;f-導(dǎo)線最大弧垂,m;h-導(dǎo)線對(duì)地最小允許距離,也叫限距,m;h-考慮施工誤差預(yù)留的裕度,m,一般取0.5-1m,視檔距大小而定.(參考表3-1)表3-1 定位裕度檔距(m)200200-35

31、0350-600600-800800-1000定位裕度(m)0.5 計(jì)算最大弧垂由公式(1-11)計(jì)算得: 計(jì)算耐張段的代表檔距查應(yīng)力弧垂曲線中的fmax=13.540 m，得耐張檔距L定=394.749 m則估算代表檔距 （平地） 查應(yīng)力弧垂曲線中得應(yīng)力 制作定位摸板 （3-1）做出模板如下圖示： 圖3-1 模板圖 繪制出桿塔定位（如圖TH018） （3-2）3.2 桿塔定位后的校驗(yàn) 計(jì)算水平檔距和垂直檔距水平檔距 : （3-3）計(jì)算垂直檔距在桿塔圖上量取表3-2 水平檔距和垂直檔距/m443.9453.8454.9441.5439.4447.4455.8454.33446.4459.2/m

32、481.3433.5442.4453.4456.6448.2436.8445.2453.9468.8計(jì)算桿塔的最大允許檔距實(shí)際檔距均小于最大允許檔距，滿足要求。 間隙圓校驗(yàn)（1）規(guī)程繪出的最小空間隙為:（2) 三種氣象情況下絕緣子串偏角基本風(fēng)壓： （3-4）絕緣子串所受風(fēng)壓： （3-5）根據(jù)規(guī)程本線路采用雙聯(lián)15片絕緣子，導(dǎo)線風(fēng)荷載計(jì)算 （3-6）導(dǎo)線重力荷載 （3-7）絕緣子風(fēng)偏角 （3-8） 間隙圓校驗(yàn)圖如（TH04）圖3-2 間隙圓校驗(yàn)圖 導(dǎo)線懸垂角圖3-3 導(dǎo)線懸垂角示意圖3.3 導(dǎo)地線參數(shù)，及線路技術(shù)數(shù)據(jù)：導(dǎo)線LGJ-300/25 ，外徑23.76mm ，截面積A=333.31 mm

33、2,導(dǎo)線單位重量1058kg/km 計(jì)算拉斷力 83410 N ；地線：GJ-50，外徑，d=9mm，截面積A=49.46mm2，計(jì)算重量423.7kg/km，計(jì)算拉斷力60564N。 3.4 各種荷載組合氣象條件表3-3 各種荷載組合氣象條件組合氣象條件風(fēng)速（m/s）冰厚（m）氣溫（）正常運(yùn)行情況最大風(fēng)23.50-5最大覆冰105-5事故情況斷導(dǎo)線000斷地線000安裝吊線錨線牽引1000正常運(yùn)行情況最大風(fēng)速氣象條件（v=23.5m/s, b=0mm, t=-5）（1）導(dǎo)線風(fēng)荷載 （3-9）電線風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)：風(fēng)壓不均勻系數(shù)：導(dǎo)線體型系數(shù)：（因?yàn)?3.76mm大于17mm）（2）風(fēng)壓高度變化

34、系數(shù)uz絕緣子串長(zhǎng)3.160m；導(dǎo)線弧垂取13.540m導(dǎo)線平均高度： （3）絕緣子串風(fēng)荷載計(jì)算 （3-10） 絕緣子串體型系數(shù)：風(fēng)壓高度變化系數(shù)： 將取值代入上式得:（4）地線風(fēng)荷載地線弧垂11.934m地線平均高度：風(fēng)壓高度變化系數(shù)： （5）鐵塔風(fēng)荷載風(fēng)向作用在與風(fēng)向垂直的結(jié)構(gòu)表面的風(fēng)荷載計(jì)算式為：塔頭處：塔身處：塔身處：塔頭處的輪廓面積：塔頭的填充系數(shù)：塔頭處沿風(fēng)向的投影面積：塔身處的輪廓面積：塔身的填充系數(shù)：塔身處沿風(fēng)向的投影面積：塔頭處的風(fēng)荷載：塔身處的風(fēng)荷載：（6）橫擔(dān)風(fēng)荷載風(fēng)壓調(diào)整系數(shù)：結(jié)構(gòu)體型系數(shù)：風(fēng)壓高度變化系數(shù)：輪廓面積：填充系數(shù)：橫擔(dān)沿風(fēng)向投影面積：橫擔(dān)的風(fēng)荷載：（7）導(dǎo)

35、線重力荷載雙分裂導(dǎo)線n=2垂直檔距481.3m導(dǎo)線單位長(zhǎng)重量10.58N/m導(dǎo)線重力荷載：（8）地線重力荷載地線單位長(zhǎng)重量4.23N/m地線重力荷載： （9）絕緣子串、防振錘荷載（10）主塔重?fù)?jù)如下：呼稱高24m的SZ1雙回路鼓型直線塔重為11314，合113.14kN。正常運(yùn)行情況最大覆冰 氣象情況 （v=10m/s, b=5mm, t=-5）（1）導(dǎo)線風(fēng)荷載電線風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)：風(fēng)壓不均勻系數(shù)：導(dǎo)線體型系數(shù)：（因?yàn)?3.76mm大于17mm）覆冰時(shí)導(dǎo)線外徑：其余數(shù)值與大風(fēng)情況取值相同。則（2）絕緣子串風(fēng)荷載絕緣子串長(zhǎng)3.160m；導(dǎo)線弧垂取13.540m導(dǎo)線平均高度： 風(fēng)壓高度變化系數(shù)：（3

36、）絕緣子串風(fēng)荷載計(jì)算 絕緣子串體型系數(shù)：風(fēng)壓高度變化系數(shù)： 將取值代入上式得:（4）地線風(fēng)荷載地線弧垂11.934m地線平均高度：風(fēng)壓高度變化系數(shù)： （5）鐵塔風(fēng)荷載風(fēng)向作用在與風(fēng)向垂直的結(jié)構(gòu)表面的風(fēng)荷載計(jì)算式為塔頭處：塔身處：塔身處：塔頭處的輪廓面積：塔頭的填充系數(shù)：塔頭處沿風(fēng)向的投影面積：塔身處的輪廓面積：塔身的填充系數(shù)：塔身處沿風(fēng)向的投影面積：塔頭處的風(fēng)荷載：塔身處的風(fēng)荷載：（6）橫擔(dān)風(fēng)荷載風(fēng)壓調(diào)整系數(shù)：結(jié)構(gòu)體型系數(shù)：風(fēng)壓高度變化系數(shù)：輪廓面積：填充系數(shù)：橫擔(dān)沿風(fēng)向投影面積：橫擔(dān)的風(fēng)荷載：（7）導(dǎo)線重力荷載雙分裂導(dǎo)線n=2垂直檔距481.3m導(dǎo)線單位長(zhǎng)重量10.58N/m導(dǎo)線重力荷載：（

37、8）地線重力荷載地線單位長(zhǎng)重量4.23N/m地線重力荷載： （9）絕緣子串、防振錘荷載（10）主塔重?fù)?jù)如下：呼稱高24m的SZ1雙回路鼓型直線塔重為11314，合113.14kN。 事故斷導(dǎo)線情況 氣象情況 （V=10m/s b=0mm t=0 地線未斷）（1）導(dǎo)線斷線張力最大使用張力:（2）導(dǎo)線重力荷載未斷相導(dǎo)線重力荷載:已斷相導(dǎo)線重力荷載:（3）地線重力荷載 地線重力荷載: （4）絕緣子串、防震錘荷載（5）主塔重?fù)?jù)如下：呼稱高24m的SZ1雙回路鼓型直線塔重為11314，合113.14kN。 事故斷地線情況 氣象情況（V=10m/s b=0mm t=0 導(dǎo)線未斷）（1）地線斷線張力：（2）

38、導(dǎo)線重力荷載未斷相導(dǎo)線重力荷載:已斷相導(dǎo)線重力荷載:（3）地線重力荷載 地線重力荷載: （4）絕緣子串、防震錘荷載（5）主塔重?fù)?jù)如下：呼稱高24m的SZ1雙回路鼓型直線塔重為11314，合113.14kN。 安裝情況的錨線荷載氣象情況（V=10m/s b=0mm t=-5）（1）錨線荷載 分配系數(shù)n=0.5 導(dǎo)線張力取T= 20kN 動(dòng)力系數(shù)k=1.1錨鋼繩對(duì)地面夾角45° 直線塔GF=3.5 kN耐張塔GF=4.5 kN（2）地線風(fēng)荷載（3）鐵塔風(fēng)荷載:（4）橫擔(dān)風(fēng)荷載：（5）絕緣子串、防震錘荷載直線絕緣子串重139.1kg，防震錘28.8kg，間隔棒4.8kg（6）主塔重?fù)?jù)如下：

39、呼稱高24m的SZ1雙回路鼓型直線塔重為11314，合113.14kN。圖3-4最大風(fēng)速及最大覆冰荷載圖圖3-5事故斷地線及事故斷導(dǎo)線荷載圖第四章 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是指根據(jù)線路所經(jīng)過的地區(qū)的地質(zhì)、水、土壤施工運(yùn)輸條件等情況和所選的各類桿塔形式，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定出各類基礎(chǔ)的形式，然后對(duì)各類桿塔進(jìn)行計(jì)算，使所設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)在桿塔受各種禮時(shí)能滿足桿塔的穩(wěn)定條件的要求，從而保證線路長(zhǎng)期安全地運(yùn)行。 所謂桿塔基礎(chǔ)是指筑在土壤里的桿塔地下部分的總體。桿塔必須有穩(wěn)定的基礎(chǔ)，一防止桿塔上拔、下沉和傾倒，確保架空線路安全、可靠運(yùn)行。4.1 基本要求桿塔基礎(chǔ)承受著桿塔荷載和基礎(chǔ)頂面的外力作用。隨著桿塔所受到

40、荷載化，桿塔基礎(chǔ)。受到荷載的作用力隨之變化。故此，桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足桿塔在各種受力情況下，桿塔不上拔，不下壓，使線路能長(zhǎng)期安全穩(wěn)定的運(yùn)行基礎(chǔ)。按施工特點(diǎn)和承載分開控基礎(chǔ)，掏空擴(kuò)底基礎(chǔ)，巖石錨樁，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)等。此設(shè)計(jì)所選為大開挖混凝土基礎(chǔ)，并用土重法計(jì)算。4.2 自力式鐵塔基礎(chǔ)上拔校驗(yàn)： 土重法計(jì)算基礎(chǔ)上拔 （4-1）式中： V0基礎(chǔ)上拔深度ht內(nèi)的體積；土的計(jì)算容重，按表4-1取用；0基礎(chǔ)上拔穩(wěn)定安全系數(shù)；t相鄰上拔基影響系數(shù)；m水平荷載影響系數(shù)；V相鄰基礎(chǔ)影響的相交體積;Vht深度內(nèi)的總體積，按下面公式計(jì)算；T作用于基礎(chǔ)頂面的上拔力；表4-1 基礎(chǔ)上拔穩(wěn)定系數(shù)基礎(chǔ)類型桿塔類型重力式基

41、礎(chǔ)其他基礎(chǔ)直線桿塔0.91.1耐張、懸垂轉(zhuǎn)角0.951.3轉(zhuǎn)角、終端、大跨越1.101.6 圖4-1 基礎(chǔ)圖表4-2回填土體臨界深度土類土的狀態(tài)臨界深度（m）圓形底版方形底板砂土類稍密、密實(shí)2.5D3.0D粘性土堅(jiān)硬、硬塑2.0D2.5D可塑1.5D2.0D軟塑1.2D1.5D由表可知： （4-2）表4-3 基礎(chǔ)上拔土計(jì)算容重和上拔角土名參數(shù)粘土及粉質(zhì)粘土砂土堅(jiān)硬硬塑可塑軟塑櫟砂粗砂中砂細(xì)砂粉砂171716151917171615252520103028282622353530153535353030這里取粗沙，角度取28度V相鄰基礎(chǔ)影響相交體積，由于基礎(chǔ)沒有相交情況，故也不做考慮；m水平荷載影響系數(shù)；水平荷載為:H=1/42(8.826+7.994+7.012+0.276+0.258+0.239+2.114)+17.393+14.973+1.046+1.824+1.168 =22.4605kNT設(shè)計(jì)上拔力，T=130kN，則有：H/T=0.173根據(jù)表有： 表4-4 HT比值表H/T由上可知m=0.9基礎(chǔ)自重Qf則有：由于57.05>1.1即滿足要求。4.3 地基壓力計(jì)算地基壓力是指基礎(chǔ)傳遞給地基持力層頂面處的壓力，地基壓力是分布力，它取決于地基與底板的相對(duì)剛