毕业设计(220kV输电线路工程设计).doc

精品文档220kV双分裂双回路输电线路设计学 生：阳文闯指导教师：孟遂民（三峡大学科技学院）摘要：本设计讲述了某平丘区段架空输电线路设计的全部内容，主要设计步骤是按架空输电线路设计书中的设计步骤，和现实中的设计步骤是不一样的。本设计包括导线、地线的比载计算、临界档距、最大弧垂的判断，力学特性的计算，金具的选取，定位排杆，代表档距的计算，各种校验，杆塔荷载的计算，接地装置的设计以及基础设计等。在本次设计中，重点是线路设计，杆塔定位和基础设计。关键词： 导线 避雷线 比载 应力 弧垂 杆塔定位Abstract：In this text, it includes all the steps in of overhead power transmission line design, which is Accordance withthe design of overhead power transmission line , but it is not the same with the reality .this article discussed the conductor and the ground wires coMParing load critical span .the maximum arc-perpendiculer judgement .mechanics propertys fixed position of shaft-tower. various checking .representative spans calculating. load ppplied on iron tower calculating. equipment used in the ground connection design. metal appliance choose .In this paper, it is the focal point of line design. iron tower design and fundament design ,at last ,it is simply introduced the iron tower erectings design and fundament design followed with fundament construction.Key words：conductor overhead ground wire coMParing load stress arc-perpendiculer fixed position of shaft-tower 前言电力作为一个国家的经济命脉不论是对于国家的各种经济建设还是对于普通老百姓的生活都起着至关重要的作用，而输电线路则是电力不可缺少的一个组成部分。目前我国大部分地区都面临着缺电这一问题，国家正在加紧电网建设，许多地方新建和改建了一批输电线路，输电线路的规划设计也就相当重要了，输电线路工程设计是电力建设的重要组成部分，同时也对输电线路正常运行起着决定性作用。本文针对一条具体的输电线路220kV输电线路进行了设计，其中包括比载、临界档距、应力弧垂、安装弧垂的计算，排定杆塔位置，进行各种杆塔定位校验，进行防振设计，选择接地装置，完成绝缘子串的组装图、杆塔地基基础设计等。1. 课题研究目的输电线路工程设计是电力建设的重要组成部分，同时也对输电线路正常运行起着决定性作用。本课题与输电线路工程专业联系比较紧密，通过这个输电线路工程的设计能够巩固和加深对本专业知识的理解，使我们的实际工程设计能力得到锻炼，培养及提高独立思考、分析和解决实际问题的能力。为今后更好的从事线路相关工作提供了理论依据和专业基础，达到了培养工程实际运用能力的目的。1. 本课题的工作任务本课题是在给定某平丘区段220kV输电线路工程设计的基本气象条件，污秽等级和平断面图的情况下，完成导、地线应力及弧垂计算，线路分段、杆塔定位和杆塔型式的确定，杆塔塔头荷载计算，防振，接地设计计算，铁塔的基础设计，以及后期数据整理和一些杆塔定位图，绝缘子串组装图，基础施工图等的绘制。2 设计参数及已知条件本线路是某平丘区段220kV双分裂双回路线路，导线采用2LGJ-300/40钢芯铝绞线，选配地线采用镀锌钢绞线GJ-50，线路经过地区污秽等级为级。根据，本工程所处区域的泄漏比距要求不小于2.8cm/kV。设计气象条件为典型气象VI区，最大设计风速为25m/s，覆冰厚度为10mm，最高气温为40，最低气温为-20。金具、绝缘子型号选择及绝缘配合，导线换位，房屋拆迁，对弱电流线路的影响，均按220kV电压等级考虑，今后升压改造时，可根据当时情况进行处理；导线对地距离，交叉跨越以及防雷接地，均按相关规程确定。3 导线应力弧垂计算及曲线绘制3.1导线应力弧垂曲线的绘制步骤 3.1.1应力弧垂曲线的计算项目应力弧垂曲线的计算项目见下表31。表31 应力弧垂曲线的计算项目计算项目最大风速最厚覆冰安装有风最低气温最高气温外过有风外过无风内过电压年均气温应力曲线导线地线弧垂曲线导线地线注 带者为需要绘制的曲线，无者为不需要绘制的曲线3.1.2应力弧垂曲线的计算步骤（1）确定工程所采用的气象条件；（2）依据选用的架空线规格，查取有关参数和机械物理性能；（3）计算各种气象条件下的比载；（4）选定架空线各种气象条件下的许用应力（包括年均运行应力的许用值）；（5）计算临界档距值，并判定有效临界档距和控制气象条件；（6）判定最大弧垂出现的气象条件；（7）以控制条件为已知状态，利用状态方程式计算不同档距、各种气象条件下架空线的应力和弧垂值；（8）按一定比例绘制出应力弧垂曲线。3.2导线应力弧垂曲线计算3.2.1整理计算用气象条件见表32表3-2 II象区计算气象条件表 气象项目最高气温最低气温最厚覆冰最大风安装有风外过有风外过无风内过电压年均温气温（）+40-20-5-5-10+15+15+10+10风速（m/s）00252510100150冰厚（mm）00100000003.2.2导线2-LGJ300/40有关参数见表33表3-3 LGJ300/40导线参数表截面积(mm2)导线直径(mm)弹 性系 数(MPa)温度膨胀系数（1/）抗拉强度(MPa)安全系数计算拉断力（N）许用应力（MPa）年均运行应力（MPa）单位长度质量（Kg/km）338.9923.947300019.610-6258.442.809222092.3064.611133上表中的抗拉强度用以下公式计算 (3-2-1)抗拉强度，即架空线的瞬时破坏应力，MPa计算拉断力，N截面积，安全系数：根据设计规程导线的安全系数K2.5。 取K=2.80许用应力由以下公式计算 (3-2-2) 年均运行应力：在采取防震措施的情况下，不应超过的25%。因此平均应力由以下公式计算 (3-2-3) 3.2.3导线LGJ-300/40比载的计算各气象条件下导线比载的计算值可由架空输电线路设计中的公式求得：以下公式的符号如下： 比载，MPa/mb覆冰厚度,mm； v风速,m/s； q架空线单位长度质量，kg/km；g重力加速度，g=9.80665m/s ；风速v时的理论风压，Pa；sc风载体型系数，线径d17mm时sc=1.2,线径d17mm时c=1.1；d架空线外径；风速不均匀系数，35KV的数值见表3-4表3-4 220kV线路用风速不均匀系数设计风速（m/s）10及其以下1525-30以下计算杆塔荷载1.001.000.85校验杆塔电气间隙1.000.750.61（1）自重比载 （2）冰重比载 （3）垂直总比载（4）无冰风压比载1）安装有风，外过有风2）内过电压 计算风偏时： 计算强度时：3）、最大风 计算强度时： 计算风偏时： （5）覆冰风压比载 （6）无冰综合比载1）安装有风，外过有风 2）内过电压 计算强度时： 计算风偏时： 3）最大风速计算强度时：计算风偏时：（7）覆冰综合比载 由以上计算可列表格3-5表35 各类比载计算结果汇总表比载类别计算结果备 注自重比载（MPa/m）冰重比载（MPa/m）垂直总比载（MPa/m）无冰风压比载（MPa/m）安装有风，外过有风sc=1.1f=1.00内过电压、（计算强度）内过电压（计算风偏）sc=1.1f=1.00sc=1.1f=0.75最大风（计算强度）最大风（计算风偏）sc=1.1f=0.85sc=1.1f=0.61覆冰风压比载（MPa/m）sc=1.2f=1.00无冰有风时的综合比载（MPa/m）安装有风、外过有风sc=1.1f=1.00内过电压（计算强度）内过电压（计算风偏）sc=1.1f=1.00sc=1.1f=0.75最大风（计算强度）最大风（计算风偏）sc=1.1f=0.85sc=1.1f=0.61覆冰综合比载（MPa/m）sc=1.2f=1.003.2.4计算临界档距，判断控制条件（1）可能控制条件的有关参数见表3-6现实中，某些气象区最大风速和最厚覆冰时的气温并不相同，不能只从比载的大小来确定二者哪个可能是控制条件。此外，架空线还具有足够的耐震能力，这决定于年平均运行应力的大小，该应力是根据年平均气温计算的，因此年平均气温时架空线的应力不能大于平均运行应力规定的上限值。因此最低气温、最大风速、最厚覆冰和年平均气温四种气象条件都有可能成为控制条件，设计必须考虑。表3-6 可能的控制气象条件气象条件项目最低气温最大风速最厚覆冰年均气温温度t（）-20-5-5+10比载(MPa/m)32.7810341.7110359.7510332.78103许用应力（MPa）92.3092.3092.3064.61比值/（1/m）0.355141030.451891030.64731030.5073103/由小至大编号abdc（2）计算各临界档距临界档距由以下公式可求当12= 时， (3-2-4)当1=2= 时， (3-2-5)临界档距；架空线许用应力；j状态的温度；j状态的比载；E导线弹性系数；导线线性温度膨胀系数。（3）判断有效临界档距，确定控制条件 将各临界档距值填入有效临界档距判别表3-7：表37有效临界档距判别表可能的控制条件a（最低气温）b（最大风速）c（年均气温）d（最厚覆冰）临界档距（m）-根据列表法可知有效临界档距为=149.62m ， 由此可知当： 时最低气温为控制条件 时最厚覆冰为控制条件3.2.5判定最大弧垂的气象条件采用临界温度判定法：以覆冰无风为第一状态，临界温度为第二状态，列出状态方程式 (3-2-6)解上式得到临界温度的计算式为： (3-2-7)对于的求解：以架空线最低气温时的状态为已知条件，求，其中-5，比载为档距取则状态方程式为带入数据求得：则可见21.6440，故最大弧垂发生在最高气温气象条件3.2.6计算各气象条件的应力和弧垂架空输电线路的应力弧垂曲线，表示了各种气象条件下应力（弧垂）与档距之间的函数关系。现将已知条件及参数列于表3-8，将待求条件及已知参数列于表3-9。导线LGJ-300/40参数， E=73000MPa, =19.61/表3-8 已知条件及参数已知条件最低气温最厚覆冰控制区间 参数0149.62m149.62mtm()-20-5bm(mm)010vm(m/s)010rm(103MPa/m)32.7859.75m(MPa)92.3092.30表3-9 待求条件及已知参数 待求条件参数最高气温最低气温年均气温外过有风外过无风内过电压安装有风最大风速最厚覆冰t()+40-20+10+15+15+10-10-5-5b(mm)0000000010v(m/s)00010015102510(103MPa/m)32.7832.7832.7833.1432.7833.7933.1441.7159.75应力弧垂的计算公式为： (3-2-8)令 (3-2-9) (3-2-10)应力公式可化简为：用牛顿法解应力方程求出。令 其导数为则牛顿迭代式为给出迭代初值，算出、，利用上式迭代求出，反复进行下去，直至为止。 计算过程： 第一步：以控制气象条件为第一状态，以待求条件的状态为第二状态。由状态方程式及上面的公式求出A、B值。 第二步：由迭代方程，以给出的初值迭代出所求的应力。 第三步：由上方法求出相应档距下的相应的应力迭代求出应力进而求出应力。由得出相应的弧垂。导线应力和弧垂计算表见附表3-1（导线LGJ-300/40应力弧垂曲线数据表）3.3 导线应力弧垂曲线的绘制以档距为横坐标，应力和弧垂作为纵坐标，以附表3-1的数据为依据，绘制应力弧垂曲线见附图3-1所示。3.4 导线安装曲线的绘制为了确保架空线在运行中任何气象条件下的应力都不超过许用应力，又保证对地面、水面和被跨越物的安全距离，架线时应当根据不同的气象控制不同的弧垂。这就需要先将各种施工气温（无冰无风）下的弧垂绘制成相应的曲线，以备施工时查用。安装曲线以档距为横坐标,弧垂为纵坐标。一般从最高施工气温至最低施工气温每隔5（10）绘制一条弧垂曲线，为了使用方便，提高绘图精度，对不同的档距，可用其应力均绘制成百米档距弧垂。即 (3-2-11)观测档距的弧垂可由下式进行换算应力弧垂的计算公式为： 令为考虑导线初伸长后所降温度。这里取应力公式可化简为：用牛顿法解应力方程求出。令其导数为则牛顿迭代式为给出迭代初值，算出、，利用上式迭代求出，反复进行下去，直至为止。 计算过程： 第一步：以控制气象条件为第一状态，以待求条件的状态为第二状态。由状态方程式及上面的公式求出A、B值。 第二步：由迭代方程，以给出的初值迭代出所求的应力。 第三步：由上方法求出相应档距下的相应的应力迭代求出应力进而求出应力。由得出相应的弧垂。导线在各个档距和相应控制条件下的安装应力和弧垂数据见附表3-2（导线LGJ-300/40安装应力弧垂曲线数据表），按照表中数据绘制出安装曲线见附图3-2所示，安装曲线以档距为横坐标，弧垂作为纵坐标，从最高施工气温到最低施工气温每隔5绘制一条弧垂曲线。4 地线应力弧垂计算及曲线绘制4.1地线应力弧垂曲线的绘制步骤 （1）确定工程所采用的气象条件；（2）依据选用的架空线规格，查取有关参数和机械物理性能；（3）计算各种气象条件下的比载；（4）选定架空线各种气象条件下的许用应力（包括年均运行应力的许用值）；（5）计算临界档距值，并判定有效临界档距和控制气象条件；（6）判定最大弧垂出现的气象条件；（7）以控制条件为已知状态，利用状态方程式计算不同档距、各种气象条件下架空线的应力和弧垂值；（8）按一定比例绘制出应力弧垂曲线。4.2地线应力弧垂曲线计算4.2.1整理计算用气象条件见表41表4-1 计算气象条件表 气象项目最高气温最低气温最厚覆冰最大风安装有风外过有风外过无风内过电压年均温气温（）40-20-5-5-1015+151010风速（m/s）00102510100150冰厚（mm）00100000004.2.2避雷线GJ-50有关参数见表42 表4-2 GJ50避雷线参数表避雷线直径(mm)弹 性系 数(MPa)温度膨胀系数（1/）抗拉强度(MPa)安全系数截面面积A（mm2）计算拉断力（N）许用应力（MPa）年均运行应力单位长度质量Kg/km918142311.510-61163.34.049.4660564290.8290.8423.74.2.3避雷线GJ-50比载的计算（1）自重比载（2）冰重比载（3）垂直总比载（4）无冰风压比载1）安装有风、外过有风 2）内过电压计算强度时： 计算风偏时：3）最大风速计算强度时：计算风偏时：（5）覆冰风压比载（6）无冰综合比载1）安装有风、外过有风2）内过电压计算强度时： 计算风偏时：3）最大风速计算强度时： 计算风偏时： （7）覆冰综合比载 比载汇总如下表4-3表4-3 各类比载计算结果汇总表比载类别计算结果备 注自重比载（MPa/m）冰重比载（MPa/m）垂直总比载（MPa/m）无冰风压比载（MPa/m）安装有风、外过有风sc=1.2f=1.00内过电压（计算强度）内过电压（计算风偏）sc=1.2f=1.00sc=1.2f=0.75最大风（计算强度）最大风（计算风偏）sc=1.2f=0.85sc=1.2f=0.61覆冰风压比载（MPa/m）sc=1.2f=1.00无冰有风时的综合比载（MPa/m）安装有风、外过有风sc=1.2f=1.00内过电压（计算强度）内过电压（计算风偏）sc=1.2f=1.00sc=1.2f=0.75最大风（计算强度）最大风（计算风偏）sc=1.2f=085sc=1.2f=0.61覆冰综合比载（MPa/m）sc=1.2f=1.004.2.4计算临界档距，判断控制条件（1）可能控制条件的有关参数见表4-4表4-4 可能的控制气象条件气象条件项目最低气温最大风速最厚覆冰年均气温温度t（）-20-5-5+10比载r(MPa/m)84.01103110.97103195.5410384.01103许用应力（MPa）290.8290.8290.8290.8比值/(1/m)0.28891030.38161030.67241030.2889103/由小至大编号acdb临界档距由以下公式可求当12= 时，当1=2= 时，临界档距；架空线许用应力；j状态的温度；j状态的比载；E导线弹性系数；导线线性温度膨胀系数。（3）判断有效临界档距，确定控制条件 将各临界档距值填入有效临界档距判别表4-5：表45 有效临界档距判别表可能的控制条件a（最低气温）b（年均气温）c（最大风速）d（最厚覆冰）临界档距（m）- 由表可判定出:最厚覆冰为控制条件4.2.5判定最大弧垂的气象条件采用临界温度判定法：以覆冰无风为第一状态，临界温度为第二状态，列出状态方程式 (4-1)解上式得到临界温度的计算式为： (4-2)对于的求解：以架空线最厚覆冰时的状态为已知条件，求，其中-5，比载为档距取则状态方程式为带入数据求得：则可见72.5340，故最大弧垂发生在覆冰无风气象条件4.2.6计算各气象条件的应力和弧垂架空输电线路的应力弧垂曲线，表示了各种气象条件下应力（弧垂）与档距之间的函数关系。现将已知条件及参数列于表4-6，将待求条件及已知参数列于表4-7。避雷线GJ-50数据， E=181423MPa/m，=11.51/表4-6 已知条件及参数已知条件最厚覆冰控制区间 参数0无穷tm()-5bm(mm)10vm(m/s)10rm(103MPa/m)195.54m(MPa)290.8表4-7 待求条件及已知参数 待求条件参数最高气温最低气温年均气温外过有风外过无风内过电压安装有风最大风速t()+40-20+10+15+15+10-10-5b(mm)00000000v(m/s)000100151025 (103MPa/m)84.0184.0184.0185.1184.0187.1185.11110.97应力弧垂的计算公式为： 令应力公式可化简为：用牛顿法解应力方程求出。令其导数为则牛顿迭代式为给出迭代初值，算出、，利用上式迭代求出，反复进行下去，直至为止。 计算过程： 第一步：以控制气象条件为第一状态，以待求条件的状态为第二状态。由状态方程式及上面的公式求出A、B值。 第二步：由迭代方程，以给出的初值迭代出所求的应力。 第三步：由上方法求出相应档距下的相应的应力迭代求出应力进而求出应力。由得出相应的弧垂。避雷线应力和弧垂计算结果见附表4-1（避雷线GJ-50应力弧垂曲线数据表）4.3 地线应力弧垂曲线的绘制以档距为横坐标，应力和弧垂作为纵坐标，以附表4-1的数据为依据，绘制应力弧垂曲线见附图4-1所示。4.4 地线安装曲线的绘制为了确保架空线在运行中任何气象条件下的应力都不超过许用应力，又保证对地面、水面和被跨越物的安全距离，架线时应当根据不同的气象控制不同的弧垂。这就需要先将各种施工气温（无冰无风）下的弧垂绘制成相应的曲线，以备施工时查用。安装曲线以档距为横坐标,弧垂为纵坐标。一般从最高施工气温至最低施工气温每隔5（10）绘制一条弧垂曲线，为了使用方便，提高绘图精度，对不同的档距，可用其应力均绘制成百米档距弧垂。即观测档距的弧垂可由下式进行换算应力弧垂的计算公式为： 令为考虑避雷线初伸长后所降温度。这里取应力公式可化简为：用牛顿法解应力方程求出。令其导数为则牛顿迭代式为给出迭代初值，算出、，利用上式迭代求出，反复进行下去，直至为止。 计算过程： 第一步：以控制气象条件为第一状态，以待求条件的状态为第二状态。由状态方程式及上面的公式求出A、B值。 第二步：由迭代方程，以给出的初值迭代出所求的应力。 第三步：由上方法求出相应档距下的相应的应力迭代求出应力进而求出应力。由得出相应的弧垂。避雷线在各个档距和相应控制条件下的安装应力和弧垂数据见附表4-2（避雷线GJX-35安装应力弧垂曲线数据表），按照表中数据绘制出安装曲线见附图4-2所示，安装曲线以档距为横坐标，弧垂作为纵坐标，从最高施工气温到最低施工气温每隔5绘制一条弧垂曲线。5绝缘子及金具选择5.1 绝缘子的型号和片数的初选本段线路所经过地区污秽等级为级，电压等级220KV。查规程知级污秽区的爬电比距为,而本线路选用的XWP-70型绝缘子的爬电距离取h=40.0cm。 (5-1）式中 n每联绝缘子的片数；Ue线路额定电压，kV；a爬电比距，cm/kV。h单个绝缘子的爬电距离，cm。所以悬垂串每串14片，耐张串每串15片5.2绝缘子串联数的确定导线悬挂在直线杆塔上，其悬垂绝缘子串联数由以下两个条件决定： 按断单导线线荷载进行验算： （5-2） 式中 n悬垂串绝缘子串的联数； K绝缘子串安全系数； R悬式绝缘子机电破坏荷载，N；G作用于绝缘子串上的综合荷载，N；导线覆冰时的综合荷载，N； Gv绝缘子串重量，N；L直线档距，m（由后面排塔定位后计算可知）； 取K=2.7 , Tj=70000N,则有 按导线最大使用荷载条件进行验算： 取K=1.8 （5-3）式中 断线张力，N。由可知悬垂串采用单联方式即可。耐张绝缘子串的联数：取K=2.7 （5-4）式中 导线的最大使用张力，N。需要采用单串悬垂绝缘子和双串耐张绝缘子才能满足要求。5.3金具选择明细表悬垂绝缘子串组装零件和耐张绝缘子串组装零件分别见表5-1和表5-2。地线悬垂金具串组装零件和地线楔型耐张金具串组装零件分别见表5-3和表5-4。组装图分别见图5-1到图5-4。使用螺栓型耐张线夹时跳线连接示意图见图5-5。表5-1 悬垂绝缘子串组装零件表序号名称每个重量（kg）每组数量（个）型号1挂板1.081UB-102球头挂环0.321QP-103悬式绝缘子6.0014XWP-704碗头挂板1.21WS-105联板4.431LJ-10406悬垂线夹5.42CGU-6B7预绞丝2.342FYH-300/40绝缘子长度 L(mm)2527绝缘子串重量 （Kg）84.05适用导线LGJ-300/40适用电压220 kV 图5-1 悬垂绝缘子串组装图表5-2 耐张绝缘子串组装零件表序号名称每个重量（kg）每组数量（个）型号1挂板0.563Z-72挂环0.491PH-103连板4.433L-10404 球头挂环0.272QP-75绝缘子6.0215XWP-706碗头挂板0.972WS-77U型挂环0.548U-108延长环1.32YL-12439挂板0.852P-1010调整版2.72DB-1011耐张线夹2.662NY-300/40绝缘子长度 L(mm)2687绝缘子串重量 （Kg）89.55适用导线LGJ-300/40适用电压220kv图5-2 耐张绝缘子串组装图 表5-3 地线悬垂金具串组装零件表序号名称每个重量（kg）每组数量（个）型号1U型挂板0.751UB-72 直角环0.851ZH-73悬垂线夹1.81CGU-2图5-3 地线悬垂金具串组装图表5-4 地线楔型耐张金具串组装零件表序号名称每个重量（kg）每组数量（个）型号1U型挂环0.541U-72挂环0.551ZH-73耐张线夹1.021NY-50G 图5-4地线楔型耐张金具串组图5.4导地线接续管选用LGJ-300/40 选用 JYD-300/40GJX-35 选用 JY-50G跨越公路、房子内导地线不得接头，导线订货时按耐张段长度合理安排，减少导线接头。6 杆塔的定位6.1 塔型选择 本段定位即在已经选好的线路路径上，测绘出平断面图并配置杆塔的位置。杆塔定位时要尽量少占耕地良田，避开水文、地质条件不良的地段，需考虑施工的方便性。档距配置时要最大限度地利用杆塔强度，相邻档档距大小不宜相差太大，以免增加不平衡张力，另外应尽量避免出现孤立档。杆塔选用尽可能地选用最经济的杆塔型式和高度，尽量避免特殊设计杆塔。同时线路属平丘区，考虑到防雷要求，电压等级，经济性，因此选用220kVSJ1鼓型耐张杆塔和220kVSZ1直线杆塔。根据规程应架设地线，此段线路沿全线架设2根地线。由规程取居民区的导线对地安全距离为7.0m。 确立杆塔定位高度：对直线型杆塔 (6-1)对耐张型杆塔 式中 H杆塔呼称高度，m； 悬垂绝缘子串长度，m； D对地安全距离，m； 考虑勘测、设计和施工误差，在定位时预留的限距裕度。一般档距200m以下取0.5m，700m以下取1.0m，大于700m以及孤立档取1.5m，大跨越取2-3m。6.2 定位弧垂模板的制作 为便于按导线对地距离及对障碍物的距离要求配置塔位，可事先按导线安装后的实际最大弧垂形状，制成弧垂模板以比量档内导线各点对地及对障碍物的垂直距离。6.2.1弧垂曲线模板坐标原点选取在弧垂最低点时，架空线的悬链线方程架空输电线路设计为： （6-2）令,则该式可简化为 （6-3）式中 导线最大弧垂时的比载，；导线最大弧垂时的应力，；k 弧垂模板K值。 从式中可以看出，不论何种导线，只要K值相同其弧垂形状完全相同，则可以按照一定的K 值，以为横坐标，为纵坐标，采用与平断面图相同的纵横比例作出一组弧垂曲线，并制成弧垂曲线模板来进行排杆。6.2.2最大弧垂模板的选用由于各耐张段的代表档距不同，导线最大弧垂时的应力和控制气象条件不同，对应的K值也不同。为了方便定位时选择模板，根据不同的代表档距，算出相应的K值，绘制成一条K值曲线。在本段线路最大弧垂是发生在最高温气象条件下，则可以选取一系列不同的代表档距，然后在应力弧垂特性曲线中找到最高温下相应档距的应力值，计算出对应档距的模板K值，具体计算数值如表5-5所示，K值曲线见图5-6弧垂模版K值曲线。对于本段线路：导线发生最大弧垂情况为最高温下，即最高温气象条件下，其 表5-5 弧垂模板K值数据表代表档距(m)50100149.63150200250300350K10-573.9949.8639.8539.8337.7136.4335.6135.06代表档距(m)400450500550600650700750K10-534.6734.3934.1934.0333.9033.8133.7333.66 K值模板6.2.3 用弧垂曲线模板排定直线杆塔位转角 终端等耐张型杆塔先定位后，即可使用弧垂曲线模板在平断面图上对各耐张段进行直线型杆塔的排位工作，具体步骤是：（1） 估计耐张段的代表档距，得到相应的模板K值，选好弧垂曲线模板。（2） 用选好的最大弧垂模板和已知的定位高度,先自左向右排干定位，自耐张杆塔进行排位，如图所示。左右平移模板，使所选的模板曲线经过B点（AB为耐张杆塔的定位高度），并和地面相切，然后在模板曲线的右侧找出C点，使CD等于所用直线杆塔的定位高度,则C点（在地形适宜时）即为所排第一基直线杆塔的位置。再向右平移模板，使模板曲线经过D点，并和地面相切，再在模板曲线上找出E点，使EF等于E点所用杆塔的定位高度,此时E点即为第二基直线杆塔的位置，依次排完整个耐张段。用同样的方法，再自右向左排干定位。根据左右向排位情况，综合确定杆塔位置。（3） 根据所排的杆塔位置，算的该耐张段的代表档距，查取或计算出导线应力，再求出模板K值，检查该值是否与所选用模板K值相符，误差应在以内。如果相符，则模板选的恰当，该耐张段杆塔位置即排妥。否则，应按计算出的K值再选模板，按步骤 （2）重新排位，直到前后两次的模板K值相符时为止。（4） 排完一个耐张段以后，再排下一个耐张段，直至排完全线路的杆塔。6.3 排杆6.3.1 排定杆塔根据上面的弧垂曲线模版在CAD图上作图确定杆塔位置，并确定杆塔的定位高度，绝缘子串长度，对地安全距离和考虑勘测、设计和施工误差都可从输电线路设计手册中查出，这样杆塔的呼称高度就确定了，即杆塔的高度确定。杆塔的位置也从图中可以确定。 本设计线路中有043一个转角塔，两个耐张段，根据弧垂曲线模版排杆如下：第一档耐张段： 第二档耐张段： 6.3.2 模板k值的校验取第1耐张段为例，估算代表档距为400m左右，初选K=34.678X10-5, 由此做出弧垂模板，用此模板进行排杆定位，由于本段线路无转角，具体排出的杆位杆距为： 计算实际代表档距： 高差可从图中测出 即实际代表档距为：在K值曲线中查出所对应的则 其误差符合要求，故本次排杆符合要求。本设计线路其它档的校验方法与此相同。第二耐张段，估算代表档距为425m左右，初选K=34.52744 X10-5, 由此做出弧垂模板，用此模板进行排杆定位，由于本段线路无转角，具体排出的杆位杆距为： 高差可从图中测出 计算出实际代表档距为在K值曲线中查出所对应的则 其误差符合要求，故本次排杆符合要求。6.3.3 水平档距的计算、垂直档距的计算和高差的测量由于本段线路所经路段主要为山地地形。其水平档距的计算公式采用 其垂直档距的计算公式采用 高差可直接从平断面图上量得。结果见表5-6表5-6 杆塔位置表项目呼称高度水平垂直塔型档距悬挂点塔位档距档距高差J127202225220KVSJ1-27404-6G1021353286220KVSZ1-213029.5G1130357379220KVSZ1-30413-16.4G1230359361220KVSZ1-30304-1.9G124288369220KVSJ1-242728.1G721332293220KVSZ1-213924.9G827401395220KVSZ1-274103.4G921369310220KVSZ1-21327-10.6G1333357441220KVSZ2-333876.1G1421359323220KVSZ1-21331-3.1G1530342389220KVSZ1-30354-8.2G1621391340220KVSZ1-21427-5.11G1730434439220KVSZ1-30441-1.4G621221235220KVSJ1-217 杆塔塔头荷载计算 7.1 荷载计算 为保证所选铁塔能够在各种荷载情况下正常运行必须对铁塔所受的荷载进行校验，即先求出各种荷载组合情况下塔头所受荷载，再与铁塔本身最大承受荷载值相比，如超过则需要更换更高强度的铁塔。现选取五种对铁塔较为关键的荷载组合：1正常运行情况（最大设计风速、无冰、未断线）2正常运行情况（覆冰、有相应风速）3 断导线情况、：断一根导线、无风、无冰 4 避雷线张力差验算:无风、无冰在本段线路中第九基塔对应的垂直档距最大，为441m,水平档距取434m验算，先验算其受荷重，如能承受其荷载，其他杆塔也能相应满足承载能力。7.1.1正常运行情况：最大风、无冰、未断线（v=25m/s,t=-5oC,b=0mm） 导线重量 导线风压： 绝缘子串风压： 地线重量： 地线风压：7.1.2正常运行情况：覆冰、有相应风速（v=10m/s,t=-5oC,b=10mm）导线重量： 导线风压：绝缘子串的风荷载：地线重量：地线风压： 7.1.3断导线情况、：断一根导线、无风、无冰地线重量：导线重量： （导线未断相） （断导线相）断线张力： 7.1.4断地线情况：无冰、无风（v=0,t=10oC,b=0）、导线未断 地线重量：导线重量：地线不平衡张力：7.1.5安装导线情况：无冰、有风（v=10m/s,t=-10 oC,b=0） 地线重量 地线风压 导线重量 （已安装导线）=21249.1 （待安装导线）导线风压： 7.2塔头荷载校验上面5种情况的杆塔荷载图如下图6-1至6