110kV金新二回Ⅲ标段输电线路工程设计讲解

1、本科生毕业设计110kV金新二回山标段输电线路工程设计第一章前言目前全国各大电网已初步建成为以 500kV为主网骨架的现代化电网。根据我国能源资 源分布和电力负荷增长的现实情况，大容量、远距离的西电东送和北电南送势在必行。在电 力工业管理体制深化改革的推动下，有关省、区电网的互联将进一步发展，全国规模的电网 互联也将逐步实现。随着电网不断扩大，线路继续向自然环境条件更加复杂的未开发边远地 区以及居民密集和经济高度发达地区两头延伸。我国国民经济的现代化需要巨大的电能， 现在各国各地对电的需要量日趋不平衡状态。 随着西部大开发的顺利进行，西部电量充盈， 但东南部随着经济突飞猛进的发展，用电量越来越

2、大最终导致缺电情况的出现。全国电力 联网实现西电东送，可以保持东部持续高速发展，减轻东部地区的环境污染，实现能源资 源的优化配置，促进西部地区的经济发展。要实现这一目标，线路设计和施工尤其重要。 线路设计、线路施工的优良将直接影响到线路的安全性、可靠性和稳定性问题。设计内容 包括：比载计算、临界档距计算、最大弧垂计算、导地线应力弧垂曲线绘制、导地线安装 曲线绘制、弧垂模板制作、杆塔定位、杆塔荷载计算、杆塔定位校验、防振设计、接地设 计等。1.1课题研究目的及意义架空输电线路设计研究的目的就是：配合电力系统其他部分，保证电力系统运行的安 全性、可靠性和稳定性，实现经济调度，使各种能源得到充分利用

3、，完成电力系统间的电 能交换和调节。通过对架空输电线路设计的研究，使输电线路的设计满足更加经济、安全、 更高效率的输送电能的要求，使塔型向小型化，更加美观。设计出更加安全、可靠、稳定、 经济、环保的输电网络。该课题是一个综合性设计与施工组合课题，设计过程中基本涉及 到本专业所学基础课程和专业课程。标段设计的过程，涉及到本专业所学到的基础课程和 专业课程，例如杆塔设计，线路设计基础设计等这也是对我们四年所学知识的一次综合利 用。通过本次设计，我们可以具体地了解一个工程技术人员在设计方面的基本技能，并且 将理论与实际更好地相结合，增加我们对线路结构的了解，加深巩固了学习过程中掌握的 各种基本理论以

4、及设计中的计算方法，为以后的工作奠定了一定实践基础。该课题研究目的 是向施工与监理单位提供原始的数据资料以及施工图纸。其意义是为当地的电力建设进行 援助，用以提高电网的稳定性，缓解周边城市供电压力，为城市经济发展做好坚强后盾。1.2本设计要完成的主要任务：根据老师提供的平断面图、地质勘测报告书、当地气象条件进行线路设计与施工技术ii本科生毕业设计研究:(一) 线路设计部分(1) .依据经济档距，导地线选型；(2) .导线应力弧垂计算与地线应力弧垂计算;(3) .线路分段、杆塔定位和杆塔选型及改型;(4) .防风偏、防振、接地设计；(5) .铁塔基础设计；(6) .线路相关其它内容设计(二) 线

5、路施工技术研究(1) .线路复勘；(2) .杆塔定位、基础分坑测量；(3) .基础开挖与基础施工；(4) .杆塔组立与检测；(5) .放线技术研究.工地运输。#本科生毕业设计3本科生毕业设计第二章工程概况在该标段设计中，导线型号为单根钢芯铝绞线：LG300/50 ;地线根据规程选取镀锌钢绞线：GJ-50。本段线路位于沿海地区，经济发达，工业区较多，污染比较严重，线路 经过地区污秽等级为I级。设计气象条件为典型气象I区，最大设计风速为35m/s，覆冰厚度为0mm最高气温为40 C，最低气温为-5 C。2.1导线基本参数表1 LGJ 300/40导线参数表截面积A (mm)导线直径d (mm)弹性

6、系数E (Mpa)温度膨胀系数a (1/C)抗拉强度CT p(Mpa)安全系数K计算拉断力(N)许用应力G(Mpa平均运行应力2cp计算重量Kg/km338.9923.947300019.6"0»258.442.592220103.3864.611133上表中的抗拉强度用以下公式计算二。=0.95二0.95 92220 =258.44MPap AA 338.99-抗拉强度，即架空线的瞬时破坏应力，MPap综合拉断力，NTj 计算拉断力，N截面积，mm2安全系数：根据设计规程导线的安全系数 K> 2.5许用应力匚由以下公式计算258.442.5-103.38MPa平均运

7、行应力：在采取防震措施的情况下，不应超过bP的25%因此平均应力由以下公式计算二 cp 二二 p 25% 二 258.440.25 工 64.61MPa2.2地线基本参数。应购6p AA 49.46= 1200 MPa表2 GJ 50避雷线参数表总截导线单位长度弹性系温度膨胀拉断应抗拉安全许用应年均面积直径重量数系数力 T(N)强度系数力运行A(mrn)d(mm)q(kg/km)E(Mpa)a (1/ C)6K心应力(Mpa)CTcp 49.469.0423.718500011.5汉10卫6247612003.5343300上表中的抗拉强度用以下公式计算一一抗拉强度，即架空线的瞬时破坏应力，M

8、Pa-p 综合拉断力，NTj 计算拉断力，N截面积，mm2安全系数：地线多采用钢绞线，易腐蚀，其设计安全系数应大于导线的设计安全系数，即K>2.5，在本设计中取k=3.5。许用应力匚由以下公式计算1200p343 MPaK 3.5a平均运行应力：在采取防震措施的情况下，不应超过p的25%因此平均应力由以下公式计算二 cp 二二 p 25% 二 12000.25 二 300 MPa综上可得：地线在最低气温、最大风速时的许用应力为343MPa，年均气温的许用应力为300MPa 。2.3典型气象I区的基本参数表3设计气象条件参数表、丁象最高最低最大安装外过外过内过年均事故项目气温气温风有风有风

9、无风电压温气象气温C）+ 40-5+100+ 15+15+ 20+ 20-5风速（m/s）00351015017.500冰厚（mm）0000000007本科生毕业设计第三章导线与地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导线比载计算比载是指单位长度上的荷载折算到单位面积上的数值，根据架空线上作用荷载的不同,相应的比载有自重比载、冰重比载、风压比载等。根据作用方向的不同，比载可分为垂直 比载、水平比载、综合比载。由架空输电线路设计中的公式可计算比载。以下公式的符号如下：i(b,v)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

10、 ；g重力加速度，g = 9.80665m/s ；Wv风速V时的理论风压，Pa ；Use风载体型系数，线径 d乞17mm时usc=1.2,线径d_17mm时usc =1.1 ；d架空线外径；对于低于500KV的线路取-e =1.0:f 风速不均匀系数，330KV及以下的数值见表4表4 330KV及以下线路用风速不均匀系数 ：f1D(0,0)=坐 10“A1133 9.80665338.9910"= 32.7765 10'(Mpa/m)设计风速(m/s)10及其以下1520-30以下30-35以下35及以上«f计算杆塔荷载1.001.000.850.750.7校验杆塔

11、电气间隙1.000.750.610.610.61(1)自重比载(2)冰重比载由于该地区无覆冰，所以不存在冰重比载3)垂直总比载由于该地区无覆冰，垂直总比载就是自重比载(4) 风压比载、安装有风9本科生毕业设计4D(0,10)二afUscdsin=10A=1.0 1.1 23.9420.625 10338.9910= 4.8552 10；(Mpa/m)2）外过电压4D(0,15afuscd W10sin = 10；A=1.0 1.1 23.940.625 152338.9910”= 10.9243 10，(Mpa/m)3）、内过电压4D(0,17.5afuscd W15sin210”A= 1.0

12、 1.1 23.9420.625 17.5338.9910”= 14.8691 10"(Mpa/m)4）最大风计算强度时:4D(0,35) =afUscdW25si 10"= 0.70 1.1 23.9420.625 35338.9910= 41.6336 10，(Mpa/m)计算风偏（校验电气间隙）时:4d(0,35) =afuscd W25sin2 二 10”A= 0.61 1.1 23.940.625 352338.9910”= 36.2807 10(Mpa/m)10本科生毕业设计#本科生毕业设计（5）覆冰风压比载由于该地区无覆冰，所以不存在覆冰风压比载（6）无冰综合

13、比载1) 、安装有风6D(0,10)- 12(0,0)2(0,10)-(32.7765 10冷2(4.8552 10)33.1342 1O(Mpa/m)2) 、外过电压6D(0,15)f、12(0,0)：(0,15)=(32.7765 10冷2 (10.9243 10冷2 =34.5491 10“(Mpa/m)3 ）、内过电压6D (0,仃.5) =：(0,0)2(0,17.5)(32.7765 10冷2 (14.8691 10；)2 =35.9915 10；(Mpa/m)4) )最大风速计算风偏时：6d(0,35)2(0,0)2(0,35)=,(32.7765 10)2 (36.2807 1

14、0) 48.8936 1O(Mpa/m) 计算强度时：6d(0,35” 2(0,0)2(0,35)(32.7765 10)2 (41.6336 10)2 =52.9873 10(Mpa/m)综合比载由于该地区无覆冰，所以不存在覆冰综合比载由以上计算可列表格5表5比载汇总表项目自重 £ (0,0)无冰综合?6D (0,10)无冰综合?6D (0,15)无冰综合%d(0,17.5)无冰综合（用于强度）瓷（0,35）无冰综合（用于风偏）和（0,35）数据p<10)32.766533.134234.549135.991552.987348.8936备注otf =1.0Of =1.0Gf

15、 =1.0Of =0.7Off =0.61Usc 1.1Usc 二1"1Usc = 1.1Usc = 1.1Usc = 1.13.1.2 计算导线的临界档距及判定控制条件架空线的状态方程式给出了各种气象条件下架空线应力之间的关系。气象条件变化，架空线的应力也随之变化。必存在一种气象条件，在该气象条件下架空线的应力最大，这 一气象条件称为控制气象条件，简称控制条件。两个及以上气象条件同时成为控制条件的 档距称为临界档距，用lj表示，当实际档距丨门j时，i气象为控制条件；当实际档距丨Jj 时，j气象为控制条件。一般情况下，可能成为控制条件的是最低气温、最大风速、最厚 覆冰和年均气温，但本

16、气象区没有覆冰气象，所以不考虑最厚覆冰气象。在这里采用列表 法判定有效临界档距。可能成为控制条件的基本参数见表6。表6可能的控制气象条件条件项目、最大风速最低气温年均气温许用应力b（MPa）103.38103.3864.61比载 Y(MPa/m)(汇 10-)52.987332.776532.7765Y/kr(1/m) ( x10-)0.5130.3170.507温度（°C ）10-520?/ b由小至大编号cab临界档距由以下公式可求当(T 1丰(T 2= (T 时,24： (tj -tj24EHj 十i ：； 7)当(T l= (T 2= (T 时，Ij 二门ij 临界档距;二架

17、空线许用应力；tjj状态的温度；jj状态的比载；E导线弹性系数；:导线线性温度膨胀系数。计算的临界档距列表如下表7表7有效临界档距判别可能控制条件a（最低温）b （年均温）c （最大风速）临界档距（m）lab =虚数lbc =1223.097lac =208.572由以上表格数据可得：Ibc /223.097m为有效临界档距，当档距0 ： I叮223.097m时，b 气象即年均温为控制气象条件，当档距I_1223.097m时，c气象即最大风速为控制气象条 件。3.1.3 最大弧垂的判定架空线的最大弧垂，是指架空线在无风气象条件下垂直平面内弧垂最大值。最大弧垂 通常在最高温或最大垂直比载(无风最

18、厚覆冰)下发生，由于该地区无覆冰，因此最大弧 垂肯定发生在最高温条件下。3.1.4 计算各气象条件下导线的应力和弧垂(1) 以各档范围的控制条件为已知条件，有关数据如表8所示表8 已知条件及参数(2) 以各气象条件为待求条件，已知参数如表 9已知条件年均温度最大风速、控制区间参数J0 1223.097 m1223.097 m tm")+20+ 10bm(mm)00vm (m / s)035號(X10 -MPa /m )32.766552.9873CTm (MPa )64.61103.38表9待求条件及已知参数条件最高最低年均外过外过事故内过安装最大风数据 '、温温温无风有风气

19、象电压有风(强度)温度t(oC)+40-5+20+ 15+ 15-5+200+ 10冰厚b(mm)000000000风速v(m/ s)000015017.5035比载了>32)7632.7632.7632.7634.5432.7635.9933.13452.9873656565659165152EV2,ey2i2利用状态方程-一V二- 1-E(t2 -切，求得各条件下的应力，24二 C224二 C1y I2由fvv (m)得出相应的弧垂。8 CT状态方程式的解法：对于待求应力2来说，斜抛物线方程是一个一元三次方程，为了便于求解，将上面的状态方程式整理得:3-二 C1E ；|224鳥E ；

20、|224=0A 二 4-ciE 12l22C1:E(t2 -tj，E |l22415本科生毕业设计#本科生毕业设计运用牛顿法解该方程，令y =；C2 A；C2 - B其导数为y、3三2 2A%2(n)则牛顿迭代式为二21 *C2)-%y给出迭代初值二C0)，算出y(0)、y (0)，利用上式迭代求出二C2)，反复进行下去,直至U21) -忠)卜：为止导线的应力弧垂曲线计算结果见附表 1,以附表1的数据为依据，绘制导线应力弧垂 曲线图见附图1所示。3.1.5导线的安装曲线绘制(1) 已知条件为表8；(2) 应用状态方程式求解各施工气象(无风、无冰、不同气温)下的安装应力，进而 求得相应个弧垂，结

21、果如下附表 2所示计算公式如下:查阅1 Ro3得知，f1001 100#本科生毕业设计.22 .22应用状态方程式c2 - 22C1 - 2丄=-E(t2 - ti)求解各施工条件气象下的246224<Jci安装应力，进而求得相应的百米弧垂，安装弧垂曲线计算数据见附表2。状态方程式的解法：由于要考虑到架线时导线的初伸长，所以采取降低架线气温法加以处理。查阅1 Ri6得知：":y(tj -tm) -；：y J -，：y(tj -tm -；/)-，：y(tj -tm t)，所以，将上面的状态方程式中的-E(t2 -ti)用汀(t2 ti t)来代替，则有:E ；|2二 c2224

22、二 02E i2|224 二 Ci- E(t2 - ti -Lt)其中 Ut = i9°C对于待求应力%2来说，斜抛物线方程是个一元三次方程， 为了便于求解，将上面的#本科生毕业设计#本科生毕业设计状态方程式整理得:十ci -E i2|2- E ( t2 - ti -|_1 t )二 c2E 2l22424 Ji:E (t2 - ti - Lt)#本科生毕业设计#本科生毕业设计E ；|22432-c2A%2 - B =0运用牛顿法解该方程，令y三2 A；汇2-B其导数为y =2A；c2(n)y则牛顿迭代式为吒2° *C2)(n)给出迭代初值二秽，算出y(0)、y (0)，利

23、用上式迭代求出(0)-C2)，反复进行下去，直至|云2岀-云；)IV6为止。利用电子计算机进行编程运算。(3) 以附表2数据位依据，以档距为横坐标，以应力和弧垂作为纵坐标，绘制导线安 装曲线如附图2所示。3.2地线应力弧垂曲线计算321地线比载计算（1）自重比载1B（O,O）=塑 104237 9.80665 10 84.0088 1O（Mpa/m） A49.46（2）冰重比载由于该地区无覆冰，所以不存在冰重比载（3）垂直总比载由于该地区无覆冰，垂直总比载就是自重比载（4）风压比载1）、安装有风4B（0,10afuscd Wvsin2二 10A -1.0 1.2 9.0 0.625 1010A

24、49.46= 13.6474 10J3（Mpa /m）2）、外过电压（有风）2理wv2 a-30.625 汉 15 A4B（0,15） =afUsed vsin 二 10-1.0 1.2 9.010A49.46= 30.7066 10（Mpa/m）3）、内过电压（有风）24B（0,17.5） =afUsed Wvsin 10” =0.85 1.2 9.0 0.625 17.510A49.46-35.5259 10°（Mpa/m）4）、最大风（强度）2vw302 0.625 x 35_34B（0,35） =af usedin = 10 -0.7 1.2 9.010A49.46= 117

25、.0264 10“（Mpa/m）计算风偏(校验电气间隙)时：2W30 . 2 .30.625 35 .34B (0,35) = a f uscdsin 100.61 1.2 9.010A49.46= 101.9801 10(Mpa /m)(5) 覆冰风压比载由于该地区无覆冰，所以不存在覆冰风压比载(6) 无冰综合比载1) 、安装有风6B(0,10) = . 12(0,0)：(0,10) = 84.0088213.64742 10=85.1101 10MPa2) 、外过电压(有风)6b(0,15) = J 12(0,0) (0,15) = .84.00882 30.70662 10 = 89.4

26、448 10”MPa3) 、内过电压(有风)6B(0,17.5)=：可(0,0)：(0,17.5) hf84.00882 35.52592 10-91.2117 10MPa4) 、最大风(强度)6B(0,35) = .：2(0,0)：(0,35) = 84.0088_117.02642 10=144.0578 103(Mpa/m)计算风偏(校验电气间隙)时：6B(0,35) f；打(0,0)：(0,35) *84.0088 101.98012 10=132.1265 10*(Mpa/m)(7) 覆冰综合比载由于该地区无覆冰，所以不存在覆冰综合比载 比载汇总如表10表10 比载汇总项目自重Yb(

27、0,0)无冰综合'4b (0,10)无冰综合Xb (0,15)无冰综合%b(0,17.5)无冰综合(用于强度)瓷(0,35)无冰综合(用于风偏)7 b (0,35)数据(X10 丄)84.008885.110189.444891.2117144.0578132.1265备注O(f =1.0Of =1.05 =0.85筑=0.7Off =0.61Use =1.2Use =1.2Use =1.2Use =1.2Use =1.2322判定地线的有效临界档距表11可能的控制气象条件象条件项目'最低温最大风平均温tmCC)-510203比载 Y(MPa/m)(疋10一)84.008814

28、4.057884.0088许用应力&（MPa）343343300Y/fej(1/m)G<10-)0.2450.4200.280b由小至大编号acb同导线一样计算地线的临界档距，计算结果如表12表12有效临界档距判别可能控制条件a（最低温）b （年均温）c （最大风）临界档距（m）lab =268.19lbc =169.58lac =188.61据列表法可知有效临界档距为 © = 188.61m由此可知当：0：1 < 188.61m时最低温为控制条件188.61m ：l时最大风为控制条件3.2.3判定地线的最大弧垂架空线的最大弧垂，是指架空线在无风气象条件下垂直平面

29、内弧垂最大值。最大弧垂 通常在最高温或最大垂直比载（无风最厚覆冰）下发生，由于该地区无覆冰，因此最大弧 垂肯定发生在最高温条件下3.2.4 计算各气象条件下地线的应力及弧垂（1）以各档范围的控制条件为已知条件，有关数据如表13所示。表13 已知条件已知条件最低温最大风参数7.控制区间0 188.61 m188.61 m 旳tm (OC )-5+10b(mm)00Vm (m / s)035人(ToSPa/m)84.0088144.0578CTm(MPa )343343（2）以各气象条件为待求条件，已知参数如表14表14 求出条件条件数据最高温最低温年均温外过无风外过有风事故气象内过电压安装有风最

30、大风（强度）t(oc)+40-5+20+15+15-5+200+ 10b ( mm )000000000v(m/s)000015017.51035(MOMPa/m)84.0084.00884.00884.00889.4484.091.285.1144.05788888480881171018（3）利用状态方程式，求得各待求条件下的应力和弧垂，状态用 VB1序求解。地线的应力弧垂曲线计算结果见附表3。（4）依据附表3数据为依据，绘制地线应力弧垂曲线图见附图 3。325 地线安装曲线的绘制（1）已知条件认见表13；（2）应用状态方程式求解各施工气象（无风、无冰、不同气温）下的安装应力，进而求得相应

31、个弧垂，结果见附表 4所示；（3）以附表4数据位依据，绘制地线安装曲线见附图 4所示。22本科生毕业设计第四章杆塔的定位定位即在已经选好的线路路径上，测绘出平断面并配置杆塔的位置。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。4.1绝缘子及金具选择4.1.1导线绝缘子(1)绝缘子片数的确定本段线路位于沿海地区，经济发达，工业区较多，线路经过地区污秽等级为I级。查 规程知I级污秽区

32、的爬电比距为 a二2.0cm/kV ,而本线路选用的XP-70型绝缘子的爬电距离为 h=29.5cm。一业= 310 “45829.5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。故悬垂串每串选用8片XP-70型绝缘子；按规程耐张串每串选用9片XP-70型绝缘子 (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：按导线最大综合荷载进行验算：n 口R式中n悬垂串绝缘子串的联数；K绝缘子串安全系数；R悬式绝缘子的机电荷载，N；刀G作用于绝缘子串上的综合荷载，N;二 G= Gn +G vGn - r7SLG

33、n 直线档距导线导线垂直载荷(包括自重，覆冰，风载等综合荷载)NGn = 7SL=31.7765 10” 338.99 300=3232 N导线总截面I 直线档距(最大值)Gv绝缘子串重量，N;' G 二Gn Gv =3232 400 =3632NK取 2.0 （运行情况），R=70000N,则有 n _ K G = 2 3632 =0.103 ： 1R 70000KTn1.3 75620 40%70000= 0.5617 ： 11.3 o按导线断线条件进行验算：导线断线时绝缘子的安全系数可以降到式中 Tn断线张力，No由可知悬垂串采用单联方式即可。耐张绝缘子串的联数：nKTmR式中

34、Tm 导线的最大使用张力，No查电力金具手册在K=2.5时，标称截面A=300mm寸，导线允许拉力Tm=44.48kN;则n _ KTm = 2.5 44480 =1.59，即需要采用双联形式可满足要求。R 700004.1.2导线金具选择明细表金具根据电力工业部一九九七年修订版电力金具产品样本选型，主要金具如下表: 表15悬垂绝缘子串组装零件表件号名称重量(kg)数量型号1挂板0.871Z-102球头挂环0.271QP-73绝缘子5.09XP-704预绞丝2.341FYH-300/405悬垂线夹6.11CGU-6A绝缘子长度L(mm)1597绝缘了串重量(Kg)54.58适用导线LGJ-30

35、0/40适用电压110kv导线单联悬垂串组装图见附图5o表16耐张绝缘子串组装零件表件号名称重量数量型号1U型挂环0.543U-102挂环0.491PH103联板4.432L-10404挂板0.562Z-75球头挂环0.272QP-76绝缘子5.02X10XP-707碗头挂板0.972WS-78耐张线夹2.661NY-300/40绝缘子长度L(mm)1626绝缘了串重里(Kg)117.23适用导线LGJ-300/40适用电压110kv导线双联耐张串组装图见附图 64.1.3地线金具选型与组装表17地线悬垂串组装零件表件号名称重量数量型号1U型螺丝0.851UJ-18802挂环0.551ZH 7

36、3悬垂线夹1.81CGU-2地线悬垂金具组合图见附图7表18地线悬垂串组装零件表件号名称重量数量型号1U型挂环0.651UL-72耐张线夹0.631NY-50G地线耐张金具组合图见附图84.2杆塔定位421杆塔的选用本段线路地处平原，高差很小，所在地区污染较轻，线路上存在3个转角，需采用转角杆塔，另外该设计段有3个耐张段，还需采用耐张杆塔，其余则为直线塔。由规程可取导线的对地安全距离为 6.0 m,对跨越线路安全距离取3m确立杆塔定位高度：对直线型杆塔HD=H - D-：对耐张杆塔H D = H 一，一 D式中 H杆塔呼称高度，m入悬垂绝缘子串长度，md对地安全距离，mS预留限距裕度，m对于一

37、定电压等级的输电线路，若采用较高的呼称高，则可以施放较大的档距，使每 公里的杆塔基数减少，但是杆塔高度增加使每基杆塔的造价提高。反之，若采用较低的呼 称高，每基杆塔的造价低但每公里的基数多。因此，必然存在一个呼称高和相应的档距， 使线路的总投资最低，这个呼称高即为经济呼称高。在本设计中将按实际情况选用呼称高 度为20m的铁塔。因为设计线路为双回路，所以杆塔型式直线塔为鼓型铁塔，耐张塔为鼓 型铁塔。该路段设计中选择数据为：h杆塔呼称高度，18m入悬垂绝缘子串长度，1.597m；D对地安全距离，居民区为 7.0m，非居民区为6.0m；S预留限距裕度，200m以下取0.5m，700m以下取1m直线塔

38、：对地的定位高度：Hd 二 H - -D=18 -1.597 -6 -1 = 9.403m对跨越线路的定位高度：HD = H -咒-D=18 -1.597 - 3-1 = 12.403m耐张塔：对地的定位高度：HD =H - DT8-6-1=11m对跨越线路的定位高度：Hd二H -D=18-3-1 =14m4.2.2弧垂曲线模板及其选用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。(1)弧垂曲线模板悬挂的导线呈悬链线状，坐标原点选取在弧垂最低点时，架空线的悬链线公式为23 4rx r x&

39、;十:-224；一 30 0 0令K二.'2-0 ,则该式可简化为2134y = kx k x3式中：导线最大弧垂时的比载，MPa/m ；导线最大弧垂时的应力，MPa ;K 弧垂模板的值。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x为横坐标，y为纵坐标，采用与断面图相同的纵横比例作出弧垂曲线，并制成 弧垂模板来进行排杆。(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

40、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Kfi,具体计算数值如表19所示，K值曲线见图1弧垂模版Kfi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= 32.7765 10MPaY 32.7765 "0K 二2j2J表19导线弧垂模板 K值数据表代表档距(m)50100150200250300350400KX 10-548.2640.2535.6332.8230.9829.7228.8328.18代表档距(m)450500550600650700750800KX 10

41、-527.6927.3127.0226.7826.5926.4426.3126.2029本科生毕业设计导线弧垂模板K直曲线50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800代表档距o o o o o o o6 5 4 3 2 1板模图1导线弧垂模板K值曲线4.2.3采用弧垂曲线模板排定杆塔本线路设计中有43° 37' 19、21° 29' 57、60° 0'的转角，故有3个转角塔，其 它全为直线塔，其中本段线路的起点和终点都是耐张塔，所以本线路由3个完整的耐张段组 成

42、。第一个耐张段：由断面图可以看出本段线路地处平地，能用档距较小，估算代表档距 为150m左右，初选K=35.63 X10-5,由此做出弧垂模板，用此模板进行排杆定位，具体排出 的杆位杆距为：=130本科生毕业设计=1#本科生毕业设计105%l2 = 180m ;=1#本科生毕业设计=1#本科生毕业设计计算实际代表档距：高差可从图中测出：h2 = 0.5mh = 0.48m=1#本科生毕业设计=1#本科生毕业设计105、10520.482cos ：218018020.5)2=1#本科生毕业设计=1#本科生毕业设计2-1送li0cos ：二 2 | 弓7 hoid COS2 i0=131本科生毕业

43、设计2、li03 *cos 卞=6989625i J32本科生毕业设计#本科生毕业设计li0= 285 0#本科生毕业设计#本科生毕业设计21l %os'：V liocos :w4 =157m；li0i 4 COS : i0即实际代表档距为：lr =157m，二0=46.61Mpa在K值曲线中查出l =157m，所对应的K =35.16 10$，则有下面的K 二K -K =35.16 10 35.63 10-0.47 10$-0.1 10 _ -0.47 10 <0.5 10，其误差符合要求，故本次排杆符合要求。#本科生毕业设计#本科生毕业设计第二个耐张段：具体排出的杆位杆距为：

44、li =167m ；l2=350m ;#本科生毕业设计#本科生毕业设计I3 =378m用此模板进行排杆估计代表档距为300m左右，初选K=29.72X1O5 * 7,由此做出弧垂模板,定位，具体排出的杆位杆距为l167m ；l2 二 350m#本科生毕业设计#本科生毕业设计l3 =378m高差可从图中测出:h =0.3mh2 二 0.4m#本科生毕业设计#本科生毕业设计h3 =1.9m167COS ' :.1672 (0.3)2cos ：2350丿 =1.35020.42cos 33781.3782 (1.9)2#本科生毕业设计=133本科生毕业设计3 l、=895i 丄 cos :i

45、0I亠COS -3、Ti3°cos -i0昱-337m、bi4 cos :i0计算出实际代表档距为I =337m在K值曲线中查出I =337m所对应的K =29.34 10贝UK =K -K =29.34 10' -29.72 10= -0.68 10“-0.1 10 占辽-0.48 10 5 <0.5 10 占其误差符合要求，故本次排杆符合要求。第三个耐张段：，估算代表档距为300m左右, 用此模板进行排杆定位，具体排出的杆位杆距为：初选 K=29.72 X10-5,由此做出弧垂模板,h =254m ;l2 = 314ml4 = 313m ;l5 =242m计算实际代

46、表档距：咼差可从图中测出h1 二 2.5mh2 =0mh4 二 0mh5 = 1mr254cos=1cos : 22.57713 二 220m ；314= 13142-0)2cos 3220、2202(0)2=1313 *12.3132 0cos ：5242 2422-12 =1=134本科生毕业设计=1#本科生毕业设计5瓦Ii0cos ：二 5 心i 1 COS : i0=1#本科生毕业设计35本科生毕业设计5、li03cos 0 =102830993i J5 l'、一=1343i J cos :i05Z lio coio=280mi 45 l實 li0V cos :i0即实际代表档

47、距为：1=280m，二0=54.14Mpa在K值曲线中查出I =280m，所对应的K =30.17 10，则有下面的K 二 K -K =30.17 10-29.72 100.45 10-0.1 10_ -0.45 10 5 <0.5 10占，其误差符合要求，故本次排杆符合要求。4.2.4水平档距和垂直档距的计算及高差的测量1由于本段线路所经路段主要为平地地形，其水平档距的计算公式采用：l-(l1 I2)2其垂直档距的计算公式采用：lv =lh十铝 4 -理，高差可直接从平断面图上量得。结果V1 l2 _见表20表20杆塔位置表项目塔位呼称高水平档距垂直档距代表档距塔型档距咼差Z0118一

48、一157110ZGUM8一一105-0.48Z0218147.5137.05110ZGUM81800.5J0318173.5180110JGU-18167-0.3Z0418258.5257.4337110ZGUM8350-0.4Z0518364353.4110ZGUM83781.9J0618316341.6110JGU-18254-2.5Z0718284267.7280110ZGUM83140Z0818267267110ZGUM82200Z0918266.5266.5110ZGUM83130Z1018277.5270.7110ZGUM82421.0J1118一一110JGU-18一一37本科生毕业设计第五章杆塔塔头荷载计算5.1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重组合：1 正常运行情况1（最大设计风速、无冰、未断线）2 正常运行情况U （覆冰、有相应风速）3 断导线情况I、U:断一根导线、无风、无冰4 避雷线张力差验算：无风、无冰5 安装情况I:在本段线路中第五基塔对应的垂直档距最大，为35