220kV马大线架空送电线路设计 毕业论文.doc

摘摘 要要 本设计拟从马坝变电站新建一条 220kv 的送电线路向大良变电站供电。由已 知的气象条件、地理情况、材料参数等对线路进行设计，设计书包括说明书、计 算书、杆塔与金具示意图三部分，主要内容有导线的应力、弧垂计算、杆塔型式 和金具的选择、选线和定位、直线杆塔荷载的计算、基础设计、各种受力的校验、 导线的防震设计等，说明书中简要说明了设计理论和计算公式，列出了详细的设 计内容及要求。 关键词关键词 送电线路，应力弧垂，杆塔定位，基础设计 abstractabstract a new transmission line will be built to transmit electricity from maba substation to daliang ，its voltage is 220kv. we made the design book on the base of the known condition that are meteorological situation the geography condition of line electrical material and its parameter and so on.the design book included three parts , they are the direction book, the counting book , the picture of pole and the fittings of pole. the main context of the transmission line design included these aspects: the counting of stress and sag height of conductor, the selection of support and fittings, selecting electric line and fixed position of pole, the poles load calculation and the foundation design, the vibration design of wires. the synopsis explained the design theories and the calculation formulas in the manual, listing the detailed design contents and requesting, regulation. key words power transmission line， stress camber，position fixing of pole, foundation design 目 录 摘要. i abstract.i 1 绪论.1 1.1 设计课题的意义、目的. .1 1.2 毕业设计内容及要求.1 2 毕业设计说明书.2 2.1 线路工程概况.2 2.2 导线避雷应力弧垂计算.2 2.3 杆塔型式的选择.8 2.4 绝缘子及金具的选择.8 2.5 室内排杆定位.13 2.6 线路的防振设计15 2.7 杆塔头部尺寸校核.16 2.8 杆塔荷载计算.22 2.9 耐张塔内力计算.25 2.10 基础的稳定性设计.27 2.11 本章小结.33 3 毕业设计计算书.33 3.1 导线和避雷线应力和弧垂计算.33 3.2 金具和绝缘子的选择. .36 3.3 室内排杆定位.36 3.4 线路的防振设计.39 3.5 塔头尺寸校验.40 3.6 杆塔荷载计算.45 3.7 铁塔内力计算.48 3.8 铁塔规格及构件计算.51 3.9 铁塔基础校验.53 3.10 本章小结.55 - 4 结论.56 谢辞.57 参考文献.57 附录 1 外文资料翻 译.58 a1.1 中压电网中性点接地方式分析与探讨 .58 a1.2 medium-voltage power grid neutral grounding analysis and discussion.60 附录 2 耐张杆组装图.63 a2.1 直线及耐张干金具图.63 附录 3 杆塔型式一览 图.66 a3.1 直线杆塔型图.66 a3.2 耐张杆塔型图.67 附录 4 导地线应力弧垂曲线图.68 a4.1 导线应力弧垂曲线.68 a4.2 地线应力弧垂曲线.69 附录 5 室内定位 图.70 - 1 - 1 绪论 1.1 设计的意义、目的 毕业设计是高等教育人才培养计划中的一个十分重要的综合性教学环节，它 是大学生完成学业的标志性作业，是对学习成果一次综合性总结和检阅，又是一 次锻炼，是大学生从事科学研究的最初尝试，是在教师指导下所取得的科研成果 的文字记录，也是检验学生掌握知识的程度、分析问题和解决问题基本能力的一 份综合答卷。理论应该与实践相结合。通过撰写毕业论文，我可以了解科学研究 的过程，掌握如何收集、整理和利用材料；如何观察、如何调查、作样本分析； 如何利用图书馆，检索文献资料；如何操作仪器仪表等方法以及理论联系实际和 严谨求实的工作作风。总的来说，毕业设计既可使我们对本专业在国内外的发展 现状、技术水平有所了解，又可以使我们具有了一定的工程实践意识，为今后的 工作奠定了基础。 1.2 本设计的主要内容 编写计算导线的应力和弧垂通用程序，绘出导线的机械特性曲线和安装曲线。 避雷线的安全系数取 3.5，编写计算避雷线的应力和弧垂通用程序，绘出避 雷线的机械特性曲线和安装曲线。 确定直线杆杆型，选择绝缘子串型号规格及其金具，选择避雷线的规格及其 金具，确定杆塔呼称高，头部尺寸和电杆埋深。 确定耐张杆杆型，选择绝缘子串型号规格及其金具，选择避雷线的规格及其 金具，确定杆塔呼称高，头部尺寸和电杆埋深。 制作弧垂曲线模板，进行杆塔室内定位并对杆塔进行编号。校验线间距离， 线到接地体的安全距离，耐张绝缘子串倒挂，悬垂角等。 耐张杆杆头尺寸校验，耐张杆强度及其基础稳定性设计。 导线，避雷线防震设计。确定防震措施，绘制防震锤安装图。 南京工程学院电力工程学院毕业设计（论文） - 2 - 2 说明书 2.1 线路工程概况 本设计是根据电力系统规划设计，拟马坝变电站建一条 220kv 向大良变电 站的送电线路，导线采用 lgj-400/65。线路路径：沿线路路径情况见提供的平断 面图，沿线路土质为粘土，孔隙比 0.6，液性指数 0.75，地下水在表面下 3 米， 地区污秽等级 4 级。气象条件：相当于我国典型气象区的第区。 2.2 导线、避雷线的应力、弧垂计算 2.2.1 导线应力、弧垂计算 (1) 确定所采用的计算气象条件（级气象区） 表 2.1 气象区参数 代表情况温度()风速(m/s)冰厚(mm) 最高气温4000 最低气温-2000 最大风速-5250 覆冰-5105 安装-10100 年平均气温1000 外过电压（有风）15100 内过电压10150 (2) 确定导线的计算参数（lgj-400/65） 表 2.2 导线的计算参数 - 3 - 名称数据 导线总面积 a(mm2)464 续表 2.2 名称数据 导线外径 d (mm)28 导线温度膨胀系数 (1/) 18.910-6 最终弹性系数 e (n/mm2) 76000 导线单位长度质量 q(kg/km) 1611 导线瞬时破坏应力 p(n/mm2)135.2 导线安全系数 2.5 (3) 比载计算 表 2.3 导线的各种比载 名称符号公式(10-3mpa/m)结果(10- 3mpa/m) 自重比载1(0,0)q.g/a34.05 冰重比载2(5,0)27.728b(d+b)/a22.71 垂直比载3(5,0)1(0,0)+ 2(5,0)56.76 4(0,25)cfsc dv2 sin2/(1.6a)22.04 4(0,10)cfsc dv2 sin2/(1.6a) 4.15无冰风压比载 4(0,15)cfsc dv2 sin2/(1.6a)9.33 覆冰风压比载5(5,10)cfsc (d+2b) v2 sin2/(1.6a)7.76 6(0,25)12(0,0)+42(0,30)1/240.56 6(0,10)12(0,0)+42(0,10) 1/234.3 无冰有风 综合比载 6(0,15)12(0,0)+42(0,15) 1/235.31 覆冰有风综合比载7(5,10)32(10,0)+ 52(10,10) 1/257.23 上表中 sc为风载体型系数：线径 2 （2.17） max t 则满足要求。 式中 p 绝缘子一小时机电荷载； 绝缘子片最大使用荷载。 max t (3) 事故情况时绝缘子的安全系数 如果 k= p / 1.3 （2.18） max t 则满足要求。 式中 p 绝缘子一小时机电荷载； 绝缘子片受到的最大使用荷载。 max t 2.7.2 绝缘子串的串数选择 (1) 悬垂绝缘子串的串数选择 按导线最大垂直荷载计算 1 n k1(+ ) / t （2.19） n g i g 南京工程学院电力工程学院毕业设计（论文） - 20 - 式中 n 悬式绝缘子串数； k1 悬式绝缘子在运行情况下的机械强度的安全系数，k1 = 2.0； 导线覆冰时的综合比载，n/m； n g 绝缘子串覆冰时的综合比载，n/m； i g t 绝缘子一小时机电荷载，n。 按导线断线条件计算 2 n k2/ t （2.20） d t 式中 k2 悬式绝缘子在断线情况下的机械强度的安全系数，k2 = 1.3； td 导线断线张力，n； t 绝缘子一小时机电荷载，n。 (2) 耐张绝缘子串的串数选择 n k1/ t （2.21） m t 式中 k1 悬式绝缘子在运行情况下的机械强度的安全系数，k1 = 2.0； 导线的最大使用张力，n； m t t 绝缘子一小时机电荷载，n。 2.7.3 直线塔塔头尺寸校验 (1) 绝缘子串的风偏角 计算风偏角 1 = arctg （2.22） vj hj lagg lagp 1 4 2/ 2/ 表 2.17 风偏角计算结果 情况g410 -3（mpa / m）g110 -3（mpa / m） () - 21 - 运行电压28.0935.0339.98 内过电压11.9035.0319.29 外过电压5.2935.038.94 带电作业5.2935.038.94 做间隙圆对风偏角进行校验 2 杆塔的经校验，满足安全要求。 (2) 非直线跳线风偏角 = arctg (/) （2.23） 4 g 1 g 表 2.18 跳线风偏角 计算结果 情况运行电压内过电压外过电压带电作业 （）38.7318.768.598.59 (3) 档距中导线的水平线间距离的校验 当 5 （2.26） 避雷线与导线在档距中央的距离配合。 3 s 0.012 l + 1 （2.27） 避雷线的最大使用应力（外过电压，15，无风） 。 4 = / k b 4 d 2.88 10 b d g g h max p （2.28） (5) 杆塔呼称高的调整。 已知选定的典型杆塔的呼称高为 h，实际条件确定的呼称高为，则应 h 1 h ，其中 1 h = 1 h maxx fh （2.29） 2.8 铁塔荷载计算 2.8.1 直线塔荷载计算 (1) 各类荷载的组合系数 - 23 - 运行情况 1.0 断线情况（包括耐张杆及 220kv 以上直线杆） 0.9 110kv 及以上直线杆 0.75 安装情况 0.9 (2) 荷载的具体计算情况 直线塔正常情况（最大风、无风、未断线） 。 1 垂直荷载 g =a+ （2.30） 1 g v l j g 水平荷载 =a+pj （2.31） d p 3 g h l 纵向荷载一般不考虑。 直线塔正常情况（覆冰、相应风速及温度、未断线） 。 2 垂直荷载 g =a+ 3 g v l j g （2.32） 水平荷载 （2.33） d5hj pgal +p 纵向荷载一般不考虑。 直线塔断导线(断一根导线，避雷线未断，无风，无冰)。 3 垂直荷载未短线相 南京工程学院电力工程学院毕业设计（论文） - 24 - g =a+ （2.34） 1 g v l j g 垂直荷载短线相 （2.35） 1 /2 vj gga lg 水平荷载 =0 （2.36） d p 纵向荷载 （2.37）50% 2.5 p d t t 2.8.2 耐张塔荷载计算 (1) 耐张转角杆塔正常情况(最大风、无风、未断线) 垂直荷载计算。 1 g =a+2 （2.38） 1 g v l j g 水平荷载计算。 2 =a+ 2tsin(/2)+2pj （2.39） d p 4 g h l 纵向荷载一般不考虑。 3 (2) 耐张转角杆塔正常情况(最低气温，无风，无冰，未断线) 垂直荷载计算。 1 g=a+2 （2.40） 1 g v l j g - 25 - 水平荷载计算。 2 p=2t sin(/2) （2.41） 纵向荷载一般不考虑。 3 (3) 耐张转角杆塔断导线 未断导线、避雷线垂直荷载。 1 g=a+2 （2.42） 1 g v l j g 断线相导线垂直荷载。 2 =a/2+2+ （2.43） d g 1 g v l jd g fd g 未断导线、避雷线水平荷载。 3 =20.7 sin(/2) （2.44） d p =20.8 sin(/2) （2.45） b p max t 断导线相水平荷载。 4 =0.7 sin(/2) （2.46） d p max t 断线相纵向荷载。 5 =0.7 cos(/2) （2.47） b t 2.9 耐张塔内力计算 铁塔内力计算主要是对塔材内力进行计算，并进行铁塔的选材和螺栓数目 南京工程学院电力工程学院毕业设计（论文） - 26 - 的确定，下面将详细介绍。 2.9.1 塔身风压计算 塔身风压计算公式： （2.48） 0szszs ww a （2.49） 2 0 1.6 v w 式中 风压高度变化系数； z 构件体型系数； s 风荷载调整系数； z 构件承受风压投影面积计算值。 s a 2.9.2 铁塔自重假定 本铁塔假定总重为 100kn,则铁塔每米高度重量为 g/h=4kn/m。假定铁塔头 部重量为=20kn。 0 g 2.9.3铁塔内力计算 (1) 塔身部分 塔身构件内力，一般按最大风情况和断线情况计算，并取其内力较大者选择 构件。在最大风情况下，塔身主材及斜材的计算，与平面桁架受水平方向荷载作 用相同。在断线情况下，作用在塔身侧面有两个力，即由断线张力产生的轴力 t 和扭力 。详细计算过程见计算书。 a t - 27 - 2.10 基础稳定设计 输电线路的铁塔基础，受上拔力和下压力以及水平力的作用，因此应按不同 的情况进行基础的稳定性设计。 2.10.1 基础的选择原则 应根据基础的受力，杆塔的形式，沿线的地形，工程地质、水文以及施工运 输等条件综合确定，设计基础时应该符合安全、经济、方便的原则。 2. 10.2 计算基础受力 铁塔的每个塔腿基础承受着铁塔上部传下来的压力、上拔力、下压力、水平 力和扭力。 (1) 运行情况下的上拔力 t、下压力 n 计算 （2.65） 24 y mg n b （2.66） 24 y mg t b 式中 所有外力对塔腿 y-y 面的力矩之和； y m 铁塔所有垂直力之和；g b 塔身正面宽度。 南京工程学院电力工程学院毕业设计（论文） - 28 - (2) 断线情况下的上拔力 t、下压力 n 计算 （2.67） 24 x mg n a （2.68） 24 x mg t a （2.69）/4 xd ht cb （2.70）/4 yd ht ca 式中 断线张力对塔脚 x-x 轴的力矩； x m d t c 断线张力至塔中心的距离； a 塔基础侧面的宽度。 2. 10.3 确定计算参数 (1) 确定和 1 k 2 k 表 2.19 上拔和倾覆稳定设计安全系数 上拔稳定倾覆稳定 杆塔类型 1 k 2 k 3 k 直线型1.61.21.5 悬垂转角、耐张型2.01.31.8 转角型、终端型、大 跨越 2.51.52.2 (2) 确定土质及状态 - 29 - 已知知土质为粘土，状态为软塑。附表如下： 表 2.20 泥土状态 表 2.21 泥土土质 (3) 确定上拔角 和土的计算容重 0 v 附表如下: 表 2.22 上拔角 和土的计算容重 0 v 粘土、亚粘土、轻亚粘土 土名 参数 坚硬、硬 塑 可塑软塑 粗砂中砂细纱粉砂 （kn/ 0 v 3 m ） 171615171615 ( ) 262010282622 (4) 确定临界深度 表 2.23 临界深度 c h 土名及状态 圆形底板方形底板 沙类土2.5d3.0b 粘性土（坚硬的、硬塑的）2.0d2.5b 粘性土（可塑的）1.5d2.0b 粘性土（软塑、流塑1.2d1.5b 坚硬0 l i 硬塑01 l i 粘土7 p i 亚粘土10时 t h c h 222 24/3() tccctc vhbbh tgh tgb hh 式中 计算上拔角； b 根开 ，m。 基础上拔稳定按下式计算。 满足公式 0 12 ft qvv v t kk 式中 t 上拔力，n； 基础自重，n； f q 南京工程学院电力工程学院毕业设计（论文） - 32 - 土的计算容量； 0 v 、 与土抗力和基础自重相关的上拔设计安全系数。 1 k 2 k 下稳定计算 2 地基容许承载应力 r 计算。 (3.0)(1.5) bbhb rrm vbm vh 求双向偏心受压基础地面的压应力 max 0 min y x f yx m gm png abww =a/6 x w 2 b =b/6 y w 2 a 式中 n 下压力； 基础混凝土重力； f g 底板正上方土重力。 0 g 地基的容许承载应力核算。 当基础受轴心压力时 max 1.2pr 2.11 本章小结 - 33 - 本章节主要对设计内容及方法进行具体的阐述和说明，并罗列出各项设计结 果。本章由设计的基本条件和相关条件，参考相关书籍，逐步逐项设计。主要分 为导地线的应力弧垂计算，线路室内定位，杆塔荷载、内力计算，基础校验和相 关金具、绝缘子的选配和校验。本章只对设计全过程的理论和方法进行阐述和说 明，具体的计算过程见下章的计算书。 3 设计计算书 3.1 架空线路的应力、弧垂计算 3.1.1 导线的比载计算在说明书中已经计算出 (1) 确定应力值 南京工程学院电力工程学院毕业设计（论文） - 34 - max 135200/ 464291.38() 291.38/ 2.5116.56() 25% 291.3872.85() p cp mpa mpa mpa (2) 判断临界档距 计算各种临界档距。 （无高差、许用应力相同） 2 1 2 2 12 max 24 tt lij由 （3.1） （无高差、许用应力不同） 2 1 1 2 2 2 1212 24 tte e lij （3.2） 得： 6 4242 24 (116.5572.84) 18.9 1076000( 20 10) 76000 (2.92 10 )(4.67 10 ) ab l 虚数 6 4242 24 (116.55 116.55) 18.9 1076000( 20+5) 76000 208.69 (2.92 10 )(4.92 10 ) ac lm 6 4242 24 (72.84 116.55) 18.9 1076000(105) 76000 550.48 (4.67 10 )(4.92 10 ) bc lm - 35 - (3) 导线应力、弧垂计算结果 表 3.1 导线应力弧垂 气象条件最高气温最低气温年平均气温安装外过有风 档距(m)(mpa)f(m)(mpa)(mpa)(mpa)(mpa) 5035.3590.301116.09475.575100.74266.062 10042.8360.994116.52581.33998.43767.030 15048.8261.961117.10087.35195.12668.142 20053.4563.185117.70492.67291.44869.147 25057.0344.664118.26697.14787.96969.970 30059.8156.404118.754100.84285.00970.618 35061.9948.410119.164103.87882.64471.120 40063.71610.688119.503106.37180.80671.510 45065.09013.241119.781108.42579.39071.815 50066.19616.074120.009110.12678.29472.055 550.4867.10419.219120.198111.55377.43072.249 60067.93122.555120.525112.87376.89272.514 65068.18826.371120.013113.31975.87072.229 70068.39930.490119.589113.69275.05471.997 75068.57534.911119.235114.00774.39471.806 续表 3.1 气象条件外过无风操作过电压覆冰无风最大风 档距(m)(mpa)f(m)(mpa)(mpa)f(m)(mpa) 5069.2460.25672.96495.4550.18693.100 10076.2730.93073.27298.0720.72389.391 15083.2251.91873.645101.2191.57783.751 20089.2283.18073.996104.2512.72277.066 25094.2234.70674.290106.9144.14770.487 30098.3316.49474.524109.1575.84964.938 350101.7028.54574.707111.0147.82960.723 南京工程学院电力工程学院毕业设计（论文） - 36 - 400104.47410.86574.849112.53910.08757.670 450106.76213.45774.960113.79112.62555.475 500108.65916.32375.047114.82215.44753.876 550.48110.25519.49975.118115.68218.58452.677 600111.71222.86375.291116.54521.91551.885 650112.29426.69374.906116.54425.72050.825 700112.78230.82474.593116.54429.82950.003 750113.19435.25674.336116.54434.24249.352 3.1.2 避雷线的应力、弧垂计算 避雷线不同档距不同天气情况应力弧垂计算。 表 3.2 避雷线应力弧垂值 项目最大风速覆冰安装最低气温大气过电压年平均运行 档距(m)(mpa) (mpa)(mpa)(mpa)(mpa) f(m)(mpa) 50314.84317.85324.49345.14272.950.10283.23 100301.87313.71309.07329.13259.250.40269.09 150282.74308.25285.33304.13239.180.98248.12 200261.16302.73256.89273.38217.051.92224.53 250241.14297.90229.00242.06197.443.31203.17 300225.09293.98206.16215.47182.625.15186.78 350213.24290.91189.63195.86172.257.43175.26 400204.74288.53178.23182.32165.0910.12167.32 续表.3.2 项目最大风速覆冰安装最低气温大气过电压年平均运行 档距(m)(mpa)(mpa)(mpa)(mpa)(mpa)f(m)(mpa) 450198.62286.70170.34173.02160.0713.21161.78 500194.13285.26164.76166.49156.4616.69157.80 550190.77284.13160.70161.78153.7920.54154.87 - 37 - 600188.20283.22157.66158.28151.7624.77152.65 650186.19282.49155.33155.61150.1929.38150.93 700184.60281.90153.50153.53148.9534.35149.58 750183.32281.40152.05151.87147.9539.70148.49 3.2 绝缘子及金具的选择 3.2.1 绝缘子的选择 3.2.2 绝缘子串片数的选择 0 3.2 220 15.6 1 45 n u n kl 所以：绝缘子串取 16 片绝缘子。 1516n 3.3 杆塔室内定位 3.3.1 判断导线的最大弧垂出现的气象条件 取代表档距200 d lm 代表档距时，控制气象条件为年平均气温200 d lm t=10,=72.8 mpa，1=34.0510-3 mpa/m 2 2 1 121 2 1 ()66.71 24 c c el ae tt 2 2 2 408035.62 24 el b 则 0 2 2 3 2 ba cc 得 =104.25 mpa 南京工程学院电力工程学院毕业设计（论文） - 38 - 2 max t 所以：满足要求。 南京工程学院电力工程学院毕业设计（论文） - 42 - (4) 事故情况时绝缘子的安全系数 = （3.5） max t ni gg = + a=1262.24+56.76464 425.5=12468.5(n) i g i g 3 v l 3 10 k=p/=5250 9.81/(11314.89+12468.5)= 2.171.3，满足要求。 max t 3.5.2 绝缘子串的串数选择 (1) 悬垂绝缘子串的串数的选择 悬垂绝缘子串的串数是根据最大垂直荷载和断线情况下来选择的 按导线最大综合荷载计算 1 n k1(+) / t= n g i g 2 (11314.89 1262.24) 5250 9.81 0.49 按导线断线条件计算 2 n k2/ t = d t 23783.4 1.350% 2.5 0.13 5250 9.81 综上所述：悬垂绝缘子串只需一串。 (2) 耐张绝缘子串 n k1/ t m t 2.0 23783.4 40% 0.37 5250 9.81 - 43 - 综上所述：耐张绝缘子串需一串。 3.5.3 直线塔塔头尺寸的校验 (1) 直线塔悬垂绝缘子串的风偏角计算及校验 计算风偏角。 1 正常工作电压（运行电压）时 = = 33.24 3 274.4 22.04 10464 435 2 1097.6 3 34.05 10464 425.5 2 arctg 外过电压时 = =7.00 3 43.90 4.15 10464 435 2 1097.6 3 34.05 10464 425.5 2 arctg 内过电压时 = =16.54 3 98.78 9.33 10464 435 2 1097.6 3 34.05 10464 425.5 2 arctg 南京工程学院电力工程学院毕业设计（论文） - 44 - 带电作业时, 与外过电压时一致。=7.00 。 做间隙圆对风偏角进行校验。 2 经校验，满足要求。 (2) 导线间水平距离的校验 d =0.4+ 0.65max 100 ue f =0.4 =5.6(m) 220 2.560.65 13.4 100 经检验，符合条件。 (3) 避雷线的保护计算 避雷线与导线在档距中央的距离配合应按下式校验。 1 ()5.89(14 12.5)7.39( ) db shffm s 0.012 l+1=6.4(m),满足条件。 避雷线对边导线的保护角校验。 220kv 双避雷线路，一般为 20 左右。 2 =13.4( ) s arctg h 经检验，符合条件。 - 45 - 避雷线对中导线的保护。 3 d/s=11/1.5=7.3 5 经检验，满足要求。 避雷线的最大使用应力。 4 =178.89mpa1200/3.5=342.86mpa max 经检验，满足条件。 杆塔呼称高的调整。 5 =2.56+12.5+6.5+1=22.56 (m) 1 h h=23.7(m) 1 h 所选杆塔的呼称高已满足要求。 (4) 对非直线塔，只对其跳线风偏角校验 运行电压 3 3 22.04 10 ()32.9 34.05 10 arctg 内过电压 3 3 9.33 10 ()16.11 34.05 10 arctg 南京工程学院电力工程学院毕业设计（论文） - 46 - 外过电压 3 3 4.15 10 ()6.95 34.05 10 arctg 带电作业 3 3 4.15 10 ()6.95 34.05 10 arctg 经校验，均满足条件。 3.6 杆塔荷载计算 3.6.1 正常情况（最大风速，v=25m/s） (1) 垂直荷载计算。 =a+ =341+1097.6=6628.9(n) d g 1 g v l j g =+=83.5510-372.19350.1+1.07 9.8=2121.6(n) b g 1b g b a vb l jb g (2) 水平荷载计算。 =a+sin(/2)+4pj d p 4 g h l d t =22.04 10464 350.1+(59+59.5) sin(28/2) 464+4 274.4 3 53 =18444.4(n) =+sin(/2) b p 4b g b a h l b t =60.71 1072.19 380+7578=9243.4(n) 3 3.6.2 正常情况（覆冰有风、v=10m/s） - 47 - (1) 垂直荷载计算。 =a+2 d g 3 g v l j g =56.7610-3464350.1+1.07512468.5=22624.1 (n) =+2 b g 3b g b a vb l jb g =164.2110-372.19350.1+2 1.075 9.8 3.4=4221.8(n) (2) 水平荷载计算。 =a+sin(/2)+4pj d p 5 g h l d t =7.7610-3464380+223 464sin(28/2)+4 43.90 53 =27411.8(n) =+sin(/2) b p 5b g b a h l b t =32.210-372.19380+10106.6=10989.9(n) 3.6.3 正常情况（最低气温、无冰、无风） (1) 垂直荷载计算。 =a+2 d g 1 g v l j g =341+2 1097.6=7726.5(n) =+2 b g 1b g b a vb l jb g =83.5510-372.19350.1+2 1.07 9.8=4306.2(n) (2) 水平荷载计算。 因无风，所以只有角度荷载。 =sin(/2) =(87+86)464 sin(28/2) =20068(n) d p d t 53 =sin(/2) =(185+190)72.19sin(28/2)=6767.8(n) b p b t 53 3.6.4 断线情况（断两相导线、避雷线未断） 南京工程学院电力工程学院毕业设计（论文） - 48 - (1) 垂直荷载计算。 正常相 =7726.5 (n) d g =4306.2n) b g 断线相 fjvd ggslgg22/ 1 =34.0510464350.1/2+21097.6+3000=7960.8(n) 3 (3) 水平荷载计算。 正常相 =1.4sin(/2) =28095.2(n) d p d t =1.6sin(/2) = 10808.5(n) b p b t 断线相 pd =9464(n) ) 2 sin( 5 . 2 %70 p t (4) 纵向荷载计算。 =36653.9(n) d t) 2 cos( 5 . 2 %70 p t - 49 - 图 3.1 最大风荷载图 图 3.3 最低温荷载图 图 3.2 覆冰荷载图 图 3.4 断线荷载图 3.7 铁塔内力计算 3.7.1 最大风情况下内力计算 (1) 塔身内力计算 塔材内力一般受大风情况和断线情况控制。 主材内力计算 1 南京工程学院电力工程学院毕业设计（论文） - 50 - （3.6） sin g b m n c u 42 表 3.5 主材内力 情况主材内力力矩（n.m）轴向力（n） 大风 1u n 9243.4214=158815.2 18444.424.5=166000 18444.49.5=175221.8 34049.52=32406.1 2536.51.520.5=2853.6 =535296.4 535296.4/(21.65)=162211 6628.93/4=4971.7 2121.62/4=1060.8 7110.59.8/4=17420.7 =185664.2 斜材内力计算 2 1 0 4r m ns （3.7） 表 3.6 斜材内力 情况情况斜材内力斜材内力力矩（力矩（n.m）内力内力(n) 1s n 1021816.9 16312.5 4 15.66 2s n 1021816.9 14783.2 4 17.28 大风大风 3s n 9243.427.5=138645 18444.4217=221332.8 18444.412=627109.6 1361.5911.2=15249.8 1013.519.22=19479.7 =1021816.9 1021816.9 13530.4 4 18.88 3.7.2 耐张塔在断两根导线的情况下内力计算 - 51 - (1) 塔身内力计算 主材内力计算。 1 断线时，对正方形双斜材铁塔主材内力无影响，故不加累赘。 d t 斜材内力计算。 2 （3.8） 1 0 4r m ns 正面斜材内力 表 3.7 正面斜材内力 情况情况斜材内力斜材内力力矩（力矩（n.m）内力内力(n) 1s n 914201.9 14594.5 4 15.66 2s n 914201.9 13226.3 4 17.28 断线断线 3s n 10808.527.5=162127.5 946417=160888 946412=113568 28095.2117=477618.4 =914201.9 914201.9 12105.4 4 18.88 右侧斜材内力 表 3.8 右侧斜材内力 情况情况斜材内力斜材内力力矩（力矩（n.m）内力内力(n) 1s n 1062963.1 16969.4 4 15.66 2s n 1062963.1 15378.5 4 17.28 断线断线 3s n 36653.917=623116.3 36653.912=439846.8 =1062963.1 1062963.1 14075.3 4 18.88 南京工程学院电力工程学院毕业设计（论文） - 52 - 3.8 铁塔规格及构件计算 3.8.1 主材选型及螺栓的选择 主材应满足以下强度条件 () n f m andt 225.71 215() 1 () n m andt (1) 主材 1 u 若选取型角钢，则 a=19.26 ，t=10。100 10 2 cm 选普通螺栓。 20 m 22 3.1420 113040820() 44 bb vvv d nnfn 102030561000() bb cc ndftn 螺栓数量 。 185664.2 4.5 40820 n 6n取个 强度校验 符合要求。 185664.2 121.67215 1 (19262 20 10) mpa - 53 - 稳定性校验 f ma n k 其中 8296 . 1 /160 0 0 y r l 821k k 查表得：675 . 0 )( kk 符合要求。 185664.2 142.8215 1 1926 0.675 c k n f ma 3.8.2 斜材选型及螺栓的选择 斜材用同样的方法选取型角钢，选普通螺栓 2 个。404 12 m 22 3.14 12 113014695.2() 44 bb vvv d nnfn 12430514640() b c nn 。 16969.4 1.2 14640 n 取2个