毕业设计（论文）-输电线路毕业设计.doc

*毕业设计（论文）*毕业设计(论文)课 题 名 称 学 生 姓 名 学 号 系、年级专业 指 导 教 师 职 称 2014年 4 月 21 日I 摘 要 初步设计是工程设计的重要阶段，主要的设计原则都在初步设计中加以明确。本设计包括导线和地线的比载计算、临界档距判定、应力曲线和安装曲线绘制、导线防振设计、杆塔选型、杆塔基础设计、代表档距的计算，杆塔荷载的计算，接地装置的设计，金具的选取。在本次设计中，重点是线路设计，杆塔选型和基础设计，对杆塔的组立进行了简要的设计。 关键词： 导线；避雷线；比载；应力；弧垂；杆塔定位 Abstract The preliminary design is an important stage of engineering design, the main design principles are addressed in the preliminary design. This design includes wire and ground wire than load calculation, judgement of critical span, stress curve and curve drawing, installation wire vibration control design, selection of tower, tower foundation design, on behalf of the calculation of span, tower load calculation of grounding device design, selection of hardware. In this design, with a focus on the circuit design, selection of the tower and foundation design, the design of tower group made a brief.Key words: conductor; Ground wire; Than the load; Stress; HuChui; Tower positioning目 录摘要Abstract1 原始资料介绍11.1设计情况11.2工程地质及地形情况11.3设计气象21.4导线与地线22 导地线的力学计算及曲线绘制52.1导线力学计算及曲线绘制 52.2 地线力学计算及曲线绘制113导线的防振设计183.1 微风振动的形成183.2 导线的振动方程183.3 影响导线振动的因素183.4 防振措施203.5 防振锤选取与安装204 杆塔型式的选择234.1 杆塔塔型选择的要求234.2 杆塔在线路中的分类和用途234.3 钢筋混凝土电杆244.4 杆塔荷载的计算255 杆塔基础的设计285.1 杆塔基础基本要求285.2 杆塔基础的材料295.3 杆塔基础型式305.4 基础的上拔计算306 绝缘子串和金具326.1 绝缘子串的选取326.2 挂线金具336.3 空气间隙337 防雷与接地347.1 防雷设计347.2 接地设计347.3 避雷线绝缘设计358 导线对地和交叉跨越距离36参考文献38附图一 路径走向图附图二 平断面图附图三 导线应力弧垂曲线图附图四 导线安装曲线附图五 地线应力弧垂曲线附图六 地线安装曲线致 谢391原始资料介绍1.1设计情况（1）本工程为新建CBNS-CB110kV线路工程，起自220KVCB(城北)变电站，止于110KVCBNS风电站升压站。（2）本工程在 20mm 冰区下导线采用 JL/G1A300/50 型钢芯铝绞线，地线对应以上冰区采用 GJ100 镀锌钢绞线。（3）本工程为单回路新架线路。1.2工程地质及地形情况（1）CB至CBNS牧场的地貌以高山台地丘陵为主，大地构造属新华夏构造体系第三隆起地带的南端，系湘桂径向构造体系，地貌类型多样，平均海拔1760m，最高海拔1941m；地层结构较复杂，无严重的冲刷和崩滑等不良地质现象，无影响杆塔基稳定的断裂构造。（2）沿线所经区域为构造相对稳定地块，根据1990版中国地震烈度区划图，沿线地震基本烈度为小于6度区；根据国家质量技术监督局2001版中国地震动参数区划图及中国地震动反应谱特征周期区划图，线路所经地区地震动峰值加速度第一段为小于0.05g，第二段为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。根据GB50260-96电力设施抗震设计规范中有关规定，线路不按抗震进行设计。（3）本线路91.9%都处于丘陵或山地，8.1%处于农田中，人力运距平均约0.8km，汽车工地平均运距约30km。1.3气象条件本工程根据气象论证专题报告以及该地区的气象资料，线路按以下气象条件进行设计，各项设计气象条件组合如下表1.3-1。表1.3-1 设计气象条件一览表 气 象设计工况气 温()风 速(m/s)覆冰厚度(mm)最高气温4000最低气温-1000年平均气温1500基本风速-523.527300设计覆冰-510151520304050验算覆冰-510152530456080安装情况-5100事故情况-501520304050大气过电压15100内部过电压15150雷电日(日/年)6040mm,50mm冰区风速取30m/s, 30mm冰区风速取27m/s, 其它取23.5m/s,1.4 导线及地线部分1.4.1导线、地线型号和特性根据省院导地线选型报告，本工程导线按冰区采用JL/G1A-300/50型钢芯铝绞线，地线采用GJ-100型镀锌钢绞线。其机械物理特性分别见表1.4-1地线特性参数表、表1.4-2导线型号特性。表1.4-1 地线特性参数表项目钢股截面（mm2）直径（mm）单位重量(kg/km)额定抗拉力(kN)弹性模量（GPa）热膨胀系数（1/）GJ-100 19/2.6100.8813803115.3118511.5表1.4-2 导线型号和特性导线型号结构根数/直径（mm）表面积（mm2）外径（）平均运行应力（MPa）钢线铝线钢线铝线总截面积JL/G1A-300/507/2.9826/3.8348.82299.54348.3724.323.72导线型号单位质量(kg/km)计算拉断力(N)膨胀系数（1/）铝钢比破坏应力（MPa）弹性系数（N/mm2）最大使用应力（MPa）JL/G1A-300/501207.710358018.96.14282.4676000112 1.4.2 导线、地线应力（1）20mm冰区：在此冰区的导地线均按20mm覆冰设计，导线JL/G1A-300/50的破坏应力为282.46MPa，按新标准要求安全系数不小于2.5，即在最大运行荷重条件下，导线取设计使用应力为112.98Mpa；由于地形高差的变化较大，部分地段需放松，安全系数采用2.8，设计使用应力为100.88MPa。（2）地线最大使用应力：按杆塔地线支架高度及导线与地线水平位移距离，在气温为15、无风、无冰条件下，导线与地线在档距中央的距离不小于（0.012L+1）的要求，推算出地线设计使用应力分别为317.51MPa、300.8MPa，安全系数K=3.6、3.8。（3）在跨越110kV线路、等级公路以及通航河流等处的交叉跨越需采用双联绝缘子串，导地线均不得接头；交叉跨越距离及要求符合有关规程的规定；线路避免跨越房屋；线路跨竹林、果树时采用高跨方式，跨成片林木时适当提高杆塔高度，尽量减少砍伐量。1.4.3 导线、地线防振按照设计规程规定，钢芯铝绞线年平均运行应力大于破坏应力的16%，钢绞线年平均运行应力大于破坏应力的12%，即需采取防振措施。据此，本工程拟采用防振锤防振，导线防振锤采用FR-3型，地线防振锤采用FR-2型。导线、地线防振锤安装情况如表1.4-3。表1.4-3 防振锤安装个数表 个数档距(m)型号 1 2 3FR-3（导线用）3503507007001000FR-2（地线用）300300600600900在各档距中，导线、地线防振锤安装个数和安装距离详见杆塔明细表，第一个防振锤安装距离直线杆塔以导、地线与悬垂线夹分离点起算至防振锤夹板中心，耐张杆塔以压接式耐张线夹出口点起算至防振锤夹板中心之间的距离；多个防振锤按等距离安装，要求防振锤垂直地面用螺栓紧固。导线、地线放紧线后应及时安装防振锤，以防止导线、地线因振动受伤断股。1.4.4 导地线施工要求导线、地线应进行外观检查，在放紧线过程中，为了避免导线、地线拖地磨损，在突出山头和岩石地段应派人防护和采取安全措施，导线损伤后应按（GBJ233-90）施工验收规范处理。要求架线严格按照张力力弧垂表紧线，允许误差标准及弧垂观测档的选择均按施工验收规范的规定执行。终端塔至构架导线张力须放松，最大张力为4kN。2 导地线的力学计算及曲线绘制2.1计算导线比载2.1.1导线的最大使用应力及平均应力上限计算导线的破坏应力： 取导线的设计安全系数为k=2.5，则导线的最大使用应力为:。取平均应力上限安全系数k=4，则导线的平均应力上限为：。2.1.2导线的比载计算 （1）自重比载 （2）冰重比载(根据原始资料得：b=20mm） （3）垂直总比载（4）风压比载，其中F为风速不均匀系数，c为风载体型系数。当v=30m/s时，F=0.61，c=1.1，则当v=15m/s时，F=0.75，c=1.1，则当v=10m/s时，F=1.0，c=1.1，则（5）覆冰时的风压比载覆冰时的风速为vb=10m/s，F=1.0，c=1.2，则（6）有冰无风时的综合比载 （7）有冰有风时的综合比载2.1.3计算临界档距，判断控制气象 （1）计算临界档距可能出现最大应力的气象条件有：最低气温、年平均气温、最大覆冰、最大风速，它们对应的比载与应力的比值计算如下：a 最低气温：;b 年平均气温：;c 最大覆冰：;d 最大风速：。（2）判断控制气象把最低气温（a）、年平均气温（b）、最大覆冰（c）和最大风速（d）按比载与应力的比值从小到大排列，制成表1-2，并将以上六个档距填入下表：表2.1-1 导线的临界档距判别表 最低气温最大风速年平均气温最大覆冰 a d b c 因a栏有虚数d栏有一个零值，故淘汰这两栏。因此只有一个代表档距l=84.33. 当实际档距l2.5,年平均运行应力的设计安全系数为5.04.0，即。地线的最大使用应力为: ； 地线的平均运行应力上限为：。3.2.3、计算地线比载（1）自重比载 （2）冰重比载（3）垂直总比载（4）风压比载，其中F为风速不均匀系数，c为风载体型系数。当v=30m/s时，F=0.61，c=1.2（线径17mm时，c取1.2），则 当v=15m/s时，F=0.75，c=1.2，则当v=10m/s时，F=1.0，c=1.2，则（5）覆冰时的风压比载覆冰时的风速为vb=10m/s，F=1.0，c=1.2，则（6）有冰无风时的综合比载（7）有冰有风时的综合比载2.2.4计算临界档距，判断控制气象（1）计算临界档距可能出现最大应力的气象条件有：最低气温、年平均气温、最大