重庆张家坝至秀山220kV线路工程设计

1、61 61 重庆张家坝至秀山220kV线路工程设计（J1-J40-2）学 生：指导老师：（ 电气与新能源学院）摘 要：本文综述了重庆张家坝至秀山地区的气象条件，根据重庆张家坝至秀山220kv输电线路（J1-J40-2标段）平断面图，指定塔型（耐张塔采用干字型塔，直线塔采用酒杯型塔），属于设计型课题，主要是参考架空输电线路书中的设计步骤进行的，包括导地线的选型，导地线的比载计算，杆塔排杆定位，各种校核，金具的选取，基础设计，防雷设计，防震设计等内容。关键词：输电线路；排杆定位；线路特性计算；线路设计Abstract:：This article reviews the region the Cho

2、ngqing zhangjiaba Xiushan the weather conditions, of Chongqing zhangjiaba to Xiushan 220kv transmission line (J1-J40-2tenders) flat cross-section diagram, specify the tower type (tension tower dry fontstowerstraight line

3、 tower glass-type tower), are design issues, the main reference book ofthe overhead transmission line design steps, including the selection of GroundedGrounded Load Calculation tower row lever po

4、sitioning.a variety of checking, theselection of fittings, basic design, mine design, shock-proof design and so on.Keywords: Transmission line, Location row bar, Calculation of line characteristics, Circuit design绪 论本设计为新建张家坝变至秀山变的220kv线路设计，参考由重庆电力设计院设计的张

5、家坝至秀山220kv线路工程初步设计的内容。本次设计主要包括比载、临界档距、应力弧垂的计算，杆塔排杆定位，杆塔和基础选型及改型设计论证与制图，防覆冰、防雷等设计。是一个常规设计，线路设计过程中涉及到本专业所学的基础课程和专业课程,是对四年所学知识的一次综合利用。1设计总体说明1.1 设计依据（1） 重庆张家坝至秀山220kV线路工程（J1-J40-2）平断面图（2） 地质勘测报告书；（3） 当地气象条件；（4） 根据国家经贸委颁发的110kV-500kV 架空送电线路设计技术规程(DL/T5092-1999)；（5） 根据架空输电线路设计；（6） 根据输电杆塔及基础设计；（7） 根据电力金具手

6、册（第二版）（8） 东北电力设计院主编的(第二版)电力工程高压送电线路设计手册1.2 技术要求（1）国家电力公司.110500kV输电线路设计技术规程.2008（2）国家电力公司.110500kV输电杆塔设计技术规程.20081.3 标段线路概况本线路为张家坝至秀山220kV桩J1到桩J40-2标段部分，标段总长约为13.07km，实际设计长度为4.58km，拟为双回线路，线路走廊为丘陵地区。根据所在区域的覆冰情况（15mm）据可研查记录，推荐导线LGJ-400/50，安全系数取2.5，地线JLB20A-120,安全系数取3.5。该地区环境污染较轻，按级污区处理。本次线路所在区域为非典型气象区

7、域，最大设计风速为25m/s,覆冰厚度为15mm，最高气温为40，最低气温为-10。2 导、地线应力弧垂曲线的绘制2.1导地线选用根据论证张秀线仅考虑秀山站最终规模2×180MVA加上转供180MVA，共计540MVA的送出需求，所在区域的覆冰情况（15mm）。推荐导线LGJ-400/50，安全系数取2.5。地线型号选择的依据：接合本工程系统通信需架设一根OPGW光纤复合地线要求的线路，另一根地线除应满足常规的电气和机械强度要求外，还需具有分流能力，以保证OPGW上通过的短路电流不超过其短路热容量的要求。故推荐地线为JLB20A-120,安全系数取3.5（地线安全系数应大于导线）.本

8、次线路所在区域为非典型气象区域，最大设计风速为25m/s,覆冰厚度为15mm，最高气温为40，最低气温为-10.2.2 导地线应力弧垂计算及曲线绘制表1 设计区域气象条件气象条件温度风速冰厚最高气温4000最低气温-1000最大风速10250最厚覆冰-51015外过15100内过15150安装-5100年均气温1500雷暴日（日/年）502.2.1 导线LGJ-400/50的基本参数表2 LGJ-400/50的有关参数截面积A（）导线直径d（）弹性系数E（MPa）温膨系数计算拉断力（N）计算质量q（kg/km）抗拉强度（MPa）安全系数k许用应力（MPa）年均应力上限（MPa）451.5527

9、.636900019.3×10-31234001511259.6172.5103.84764.904注：（考虑到线路区域较为陡峭 取安全系数为2.5）其中 抗拉强度 许用应力 年均应力上限2.2.2 各气象条件下导线比载的计算 （1）自重比载（2）冰重比载（3）垂直总比载（4）风压比载。假设风垂直于线路方向即，对于220kV线路 。因为,所以，利用公式 和 可得 外过电压，安装有风 时，即有 外过电压时，即有 最大风速 计算强度时， 即有计算风偏时， 即有覆冰风压比载，此时一律。根据公式 和有， 计算强度时，有 计算风偏时，有（5）无冰综合比载外过电压，安装有风 内过电压最大风速计算

10、强度时，计算风偏时，（6）覆冰综合比载计算强度时， 计算风偏时，将所有计算所得各种比载列于下表表3 导线比载汇总表项目自重覆冰无风无冰综合（安装有风，外过有风）无冰综合（内过电压）无冰综合（最大风速，用于强度）无冰综合（最大风速，用于风偏）覆冰综合（用于强度）覆冰综合（用于风偏）数据（）32.81672.08233.08433.57539.70336.52572.71564.904备注-2.2.3 计算临界档距，判定控制条件（1）可能控制条件的有关参数见表四现实中，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

11、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4 可能的应力控制气象条件 条 件项 目最大风速最厚覆冰最低气温年均气温许用应力103.8468103.8468103.846864.9042比载39.70372.71532.81632.816（1/m）0.3820.7000.3160.506温度t（）+10-5-10+15由小至大编号bdac（2）按等高悬挂点考虑，计算各临界档距计算临界档距时，把一种控制条件作为第状态，其比载为，

12、温度为，应力达到允许值；另一种控制条件作为第状态，相应参数分别为、。临界状态下，利用状态方程可得临界档距的计算公式：将数值依次带入公式计算得 = 虚数 （3）判定有效临界档距，确定控制条件。将各临界档距值填入有效临界档距判别表五中。表5 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（年均温度）d（最厚覆冰）临界档距-容易看出，为有效临界档距。实际档距，年均气温为控制条件；实际档距，覆冰有风为控制条件。2.2.4 计算各气象条件的应力和弧垂（1）以各档距范围的控制条件为已知条件，相关数据如表六所示。表6 已知条件及参数已知条件最低气温年均气温 控制区域参数0135.070813

13、5.0708+-10+15000032.81632.816103.846864.9042（2）以各气象条件为待求条件，已知参数如表七所示。表7 待求条件及已知参数条项 件目最高气温最低气温年均气温事故外过有风外过无风内过电压+40-1015-5+15+1515000000000001001032.81632.81632.81632.11633.08432.81634.153 条项 件目安装覆冰无风覆冰有风（强度）覆冰有风（风偏）最大风（强度）最大风（风偏）-5-5-5-510100151515001001010252533.08472.08272.714572.71439.70336.525（

14、3）计算各个气象条件下导线的应力和弧垂以控制气象条件年均气温（覆冰有风）为已知条件，以年均气温（覆冰有风）为第一状态，待求应力为第二状态，利用状态方程式，求得各个气象条件下的应力。令可将状态方程式简化为计算出相应的应力后，根据下述公司计算去相应的弧垂：已年均气温（覆冰有风）时的比载、应力、气温为已知条件，求出其他气象条件时的比载、应力和气温。汇入导线应力弧垂计算表。2.2.5 绘制导线应力弧垂曲线图根据附表1的数据，以档距为横坐标，以应力和弧垂为纵坐标，绘出导线应力弧垂曲线图（附图1）。由图可以看出，最大弧垂发生在最高气温。图1 导线应力弧垂曲线图应力状态方程求解各施工气象（无风、无冰、不同气

15、温）下的安装应力，进而求得相应的弧垂，结果如表九所示。表9 安装应力和百米弧垂2.2.6 绘制导线安装曲线图2.2.7 地线比载的计算假设覆冰厚度b，风速为v时的比载用符号表示为i（b，v）。以下比载计算过程中的系数取值查表十可得。地线相关参数表10 地线JLB20A-120参数截面积地线直径（mm）弹性系数温膨系数计算拉断力（KN）计算质量q（kg/km）安全系数k许用应力年均应力上限121.2114.2514720013.0×10-6146.180810.03.5327.3445286.427其中抗拉强度 许用应力 年均应力上限（1）垂直比载1）自重比载2）冰重比载3）垂直总比载

16、 （2）水平比载1）无冰风压比载（假设风向垂直于线路方向）地线直径d=14.25mm<17mm，sc=1.2安装有风、外过电压，v=10m/s，=1.0内过电压，v=15m/s，=0.75最大风速计算强度时：v=25m/s，=0.85计算风偏时：v=25m/s， =0.612）覆冰风压比载规程规定，无论线径大小，覆冰时的风载体型系数一律取为sc=1.2。因为v=10m/s，查得计算强度和风偏时均有=1.00。所以 （3）无冰综合比载外过电压、安装有风时，有v=10m/s内过电压时，有最大风速：计算强度时，有最大风速：计算风偏时，有（4）覆冰综合比载将上述计算结果汇入下表11。表11 导线

17、比载项目自重覆冰无风无冰综合6（0，10）无冰综合6（0，15）无冰综合6（0，25）(用于强度)无冰综合6（0，25）(用于风偏)覆冰综合7（15，10）数据（×10-3）65.5341165.902566.124667.202080.553773.6530168.1467备注=1.00sc=1.2=0.75sc=1.2=0.85sc=1.2=0.61sc=1.2=1.00sc=1.22.2.8判定有效临界档距（1）可能控制条件的有关参数如表12所示表12 项目条件最大风速最低气温覆冰有风年均气温许用用力(Mpa)327.3445327.3445327.3445286.4265比载

18、()80.5565.534168.14765.534/0(1/m)0.24610.20020.51370.2288温度°C10-10-515比值编号cadb（2）按等高悬点计算各临界档距由 （3）判断有效临界档距，确定控制气象条件将各临界档距填入有效临界档距判别表表13。表13 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(覆冰有风)临界档距(m)=303.29ml=552.03ml=83.488ml=788.763l=45.160l=虚数由此可以看出控制气象条件与档距的大小有关：当档距L<83.488时，控制气象条件为最低气温；当档距L>

19、83.488时，控制气象条件为覆冰有风。2.2.9 计算各气象条件的应力和弧垂（1）以各气象条件为待求条件，已知参数如表表3-5表14待求条件及已知参数条件参数最高气温最低气温年均气温事故外过有风外过无风内过电压安装覆冰无风覆冰有风最大风（强度）最大风（风偏）t ()40-1015-5151515-5-5-51515v(m/s)000010015100102525b(mm)00000000151500(×10-3)65.534165.534165.534165.534166.124665.534167.202066.1246165.9025168.146780.553773.6530

20、（2）计算各气象条件的应力和弧垂以控制气象条件最低气温（覆冰有风）为已知条件，以最低气温（覆冰有风）为第一状态，待求气象为第二状态。由状态方程式，求得各个气象条件下的应力。令 可将状态方程式简化为：计算出相应的应力后，根据下述公司计算去相应的弧垂：以最低气温（覆冰有风）时的比载、应力、气温为已知条件，求出其他气象条件下的比载、应力、气温。汇入地线应力弧垂计算表。如附表3.（3）绘制地线应力弧垂曲线图根据附表3的数据，以档距为横坐标，以应力和弧垂为纵坐标，绘出地线应力弧垂曲线图附图3.有附图3可看出，最大弧垂发生在覆冰有风。由表可得最大弧垂发生在覆冰无风气象条件下。图2-3 地线应力弧垂曲线（4

21、） 绘制地线安装曲线图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10绘制一条曲线。为了使用方便，提高精度，对不同档距，可根据其应力绘制成百米档距弧垂观察档弧垂可以由下式换算：已知条件仍为表2-7；应用状态方程式求解各施工气象下的安装应力（初伸长考虑温降t=10），进而求得相应的弧垂，结果如附表8.按附表4的弧垂数据，绘制4010共6条曲线，如下图所示。图2-4 地线安装曲线3 绝缘配合计算及其金具选择3.1 污区划分 本工程绝缘配合根据“新国标”的要求，采用爬电比距进行配置。“新国标”级污秽区规定的绝缘爬电比距为25-32mm/kv（按标称电压计算），“新国标”

22、级污秽区规定的绝缘爬电比距为20-25mm/kv（按标称电压计算）考虑到本工程线路沿线煤矿、水泥厂、采石场较多，绝缘配置尽量按照爬电比距的上限取值。3.2 绝缘子型号选择及片数确定目前国内高压送电线路所用绝缘子主要有玻璃。、瓷质及合成绝缘子三种类别。根据以往工程经验，玻璃绝缘子具有零值自爆及较好的抗污自洁能力，运行维护较为方便；瓷质绝缘子采用时间很长、运行经验丰富，因零值检测工作量大，运行维护不方便；合成绝缘子虽具有免清扫、免测零、自恢复能力强、重量轻的特点，特别是具有较强的抗污能力。根据本标段的地形、地貌及气象条件，综合该地区其它220kV及以上线路设计、运行的经验，为防止玻璃绝缘子自爆损伤

23、变电站内的设备，本标段绝缘子采用盘形悬式玻璃绝缘子。根据本标段线路通过的的污秽地区等级（级污区），结合绝缘子的选型，并考虑到零值绝缘子的影响，尽量按照上限配置绝缘子。根据规程规定，瓷绝缘子的安全系数为2.7，断线条件下的安全系数为1.8，选择绝缘子强度联数如下：耐绝缘子串选择型绝缘子，双联成串，每串绝缘子片数为16片；悬垂绝缘子串选择型绝缘子，单联成串，每串绝缘子片数为16片，重要交叉跨越地段跨越直线塔采用双联悬垂串。根据规范，当有全高超过40m有地线铁塔时，高度每增加10m，绝缘子片数增加1片。考虑到标段处于重冰区（20mm）一律选用型绝缘子。根据资料该标段为级污区，查阅规程可知，级污区爬电

24、比距可取为。悬垂串的计算，查询的相关参数表3-1 绝缘子相关参数型号公称结构高度mm瓷件公称盘径mm最小公称爬电距离mm连接形式标记机电破坏负荷Kn冲击闪络电压Kv湿闪络工频电压Kv击穿工频电压Kv1552553052016012545110（每片绝缘子的为6.3KG）式中 -每联绝缘子的片数 -线路额定电压 -爬电比距结合标段线路所处的具体环境，固悬垂串每串绝缘子选用16片绝缘子3.3 绝缘子串联数的确定导线悬挂在直线杆塔上，其绝缘子串联数由以下两个条件决定：（1）按导线最大综合荷载进行验算：式中 n悬垂串绝缘子串的联数； K绝缘子串安全系数； R悬式绝缘子的机电破坏荷载，N；G作用于绝缘子

25、串上的综合荷载，N； 导线覆冰时的综合荷载，N； S导线总截面；L垂直档距（最大值）；绝缘子串重量，N； K取2.0（运行情况）, R=70000N,则有（2） 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1.3式中 导线计算拉断力，N;由（1），（2）可知悬垂串采用双联方式。根据重庆市电力公司反事故措施的要求，本工程45度及以上转角塔的外角侧使用双串跳线绝缘子，15度以内的转角内外角侧均采用条件绝缘子串。根据“新国标”的规定，本工程全高超过40m有地线的杆塔，高度每增加10m绝缘子增加1片相当于146mm的绝缘子。重要交叉跨越地段跨越直线塔均采用双联悬垂串。3.4 导线金具选型

26、和组装（1）根据电力金具手册选型，主要金具如表3-2表3-2 导线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-10 2球头挂环0.271QP-7 3绝缘子7.315160KN型 4悬垂线夹4.21XGF-6X 5预绞丝2.81FYH-400 绝缘子串长度L(mm) 2350 绝缘子串的质量 117.64适用导线型号LGJ400/50 适用电压（kv） 220（2）导线耐张绝缘子串组装由电力金具可知，单串耐张绝缘子串是用来悬挂中小截面导线（185mm2及以下）而且考虑线路的特殊性，覆冰厚度为15mm，耐张绝缘子选用双联。材料表如下：表3-3 导线耐张绝缘子串组装

27、零件表件号名称重量数量型号1U型挂环0.953U-122挂环0.731PH-123联板4.662L-12404挂板0.562Z-75球头挂环0.272QP-76绝缘子7.32X15160KN型7碗头挂板0.972WS78耐张线夹4.11NY-400绝缘子串的长度L (mm)3079绝缘子串质量（kg）239.6适用导线2×LGJ-400/50适用电压(KV)2203.5 地线金具选型和组装 （1）地线型号为JLB20A-120-19（JLB20A-120）。根据电力金具手册中地线金具组装图，选用地线金具零件见表3-4，3-5表3-4地线用悬垂金具的组装零件表编号名称型号数量质量1U型

28、螺丝UB-710.752直角环ZH-710.853悬垂线夹XGU-312.00表3-5 地线用耐张或转角金具的组装零件表编号名称型号数量质量1直角挂板ZS-1010.902耐张线夹NY-150BG12.763钢线卡子JK-210.34 杆塔定位杆塔定位就是根据选定的线路路径，在平断面图上合理安排杆塔位置的工作。杆塔定位是线路设计的重要组成部分，杆塔位置安排得是否合理，直接关系到输电线路的造价和施工、运行的方便与安全。4.1杆塔定位原则（1）杆塔的位置1)应贯彻以农业为基础的方针，尽量少占耕地和好地，减少对耕地的影响，减少对林木的砍伐和房屋的拆迁，减少土石方量，在市区原则上满足规划的要求。2)要

29、充分注意塔位的地形条件，应尽量避开水文地质条件不良的处所，如洼地、泥塘、水库、陡坡、冲沟、熔岩、断层、岩脉、滑坡、塔脚地质差异悬殊以及对杆塔具有威胁性的滚石、危石等地段。3）当在陡坡布置杆塔时，应注意基础可能受到的冲刷，要采取适当的防护措施，如挖排水沟、砌护坡等。4)非直线杆塔应立于地势较平坦的地方，比便于施工紧线、机具运输和运行检修。5)杆塔位处应具有较好的组杆、立塔条件。6）在使用拉线杆塔时，应特别注意拉线位置。在山区，应避免因斜坡而使拉线过长，拉线落地点之间高差不应该超过15m,与主柱基础之间高差不超过10m;在平地及丘陵区，应避免拉线打在公路、河流及泥塘洼地、坟地、稻场等地方。（2）档

30、距的配置1)排杆塔位时应最大限度地利用杆塔的高度。2）尽量不要使相邻杆塔之间的档距相差台悬殊，以免在运行中杆塔承受过大的纵向不平衡张力。3）应尽量避免出现孤立档，尤其是档距较小的孤立档，因其易使杆塔的受力情况变坏，施工较困难，检修不便。4）避免出现特大和过小的档距，避免使用特高杆塔。5）当不同杆塔或不同导线排列方式的杆塔相邻时，应注意档距中央导线的接近情况。（3）杆塔的选用1）尽可能使用经济的杆塔型式和杆塔高度，充分发挥杆塔的使用条件，注意尽可能避免使用特殊杆塔和特殊设计的杆塔。2）耐张杆塔应尽可能地使用呼称高度低的，但在山区要特别注意跳线对地的距离，尤其是边线的跳线。3）导线布置方式不同的杆

31、塔、不同结构的杆塔应结合运输塔位条件使用。在人口密集区和重要交叉跨越处不采用拉线塔。220kv及以上电压等级的线路，拉V塔或拉猫塔的连续基数不宜超过3基，拉线塔的连续基数不宜超过5基。4.2杆塔的选择及跨越距离的选取根据任务书的要求本线路的耐张型塔采用干字型塔，直线型塔采用酒杯型塔。对直线型杆塔 对耐张型杆塔 式中 杆塔呼称高度，m； 悬垂绝缘子串长度，m； 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。根据输电杆塔及基础设计得：（1）经过交通困难、行人很少的地区

32、的220KV线路，导线对地面最小垂直距离为5.5m；（2）经过居民区的220KV线路，导线对地面最小垂直距离为7.5m；对于非居民区的最小垂直距离为6.5m；（3）对于220KV线路，导线与建筑物之间的最小垂直距离为6.0m；与树木之间的最小垂直距离为4.5；（4）对于220kv线路，导线与山坡、峭壁、岩石的最小净空距离，在不行不可达到的山坡时最小距离为5.5m。在步行不可到达的山坡、峭壁和岩石时，最小距离为4.0m。表4-1 导线对地及交叉跨越距离序号被交叉跨越物名称最小垂直距离(m)备注1非居民区6.52居民区7.53等级公路8.04高速公路8.05标准轨铁路至轨顶8.56标准轨铁路至承力

33、索4.07电力线4.08通信线4.09对树木自然生长高度4.010对果树、经济作物、城市灌木及街道行道树3.511导线对山坡、岩石的距离5.512特殊管道5.0为保护环境，本工程线路在通过林区时，对林木除塔位占用地及附近、以及施工放线通道，危及线路安全运行必须砍伐的林木外，对档中主要采取高塔跨越设计方案。对于同一条线路，若使用的铁塔越高，每基铁塔的成本越高，但是塔的数量相对减少；若使用的铁塔越矮，每基塔的成本越低，但是塔的相对增加。那么必定有一个最优的呼称高度，即经济呼称高度，使线路的成本最低。查输电杆塔及基础设计，可知220kV输电线路铁塔的经济呼称高度（标准呼称高度）为23m。根据实际塔形

34、选取21-27m的铁塔。4.3 定位弧垂模板的制作杆塔定位要保证导线对地和交叉跨越的电气距离，为此须依据最大弧垂气象条件下导线的悬链线形状，比量档内导线个点对地及跨越物的垂直距离，来配置杆塔位或者杆塔高度。为了方便起见，导线最大弧垂时的形状常制成模板。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，架空线的弧垂公式为,则该式可简化为 式中导线最大弧垂时的比载，；导线最大弧垂时的应力，； 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。最

35、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。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 则弧垂计算公式可简化为4-2 导线弧垂模板值数据表代表档距(m)50100135.072002503003504004.5823.9163.3703.4203.4433.4583.4683.475代表档距(

36、m)4505005506006507007508003.4803.4843.4873.4893.4913.4923.4933.494将所得K值数据绘制成曲线可得，弧垂模板K值曲线，如图所示。图4-1 弧垂模板K值曲线4.4转角、终端等耐张塔的定位分析本标段具体线路，本标段实际长度为3.625km，共4个转角，分别为转角：左18o1100、右4o3600、左21o4800、左20o4200.考虑到实际的线路路径，本标段共需4基基耐张塔(转角塔)，其他根据档距、具体地形架设直线塔。本标段预分为留四个耐张段。 根据所排的杆塔位置，算得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

37、是否与所选用模板K值相符（误差在以内），如果相符，则表明模板选得恰当，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。 表4-3 档距明细表第一耐张段第二耐张段第三耐张段第四耐张段4.5 模板K值校验对于第一耐张段，估计代表档距为，初选，作出模板曲线并进行排杆定位，得出档距为、；高差为、；得 根据K值模板曲线查得时，其误差符合要求，故本次排杆符合要求对于第二耐张段，估计代表档距为，初选，作出模板曲线并进行排杆定位，得出档距为、；高差为、； 根据K值模板曲线查得时，其误差符合要求，故本次排杆符合要求。照此依次对第二、第三耐张段进行校

38、核，所得代表档距和代表高差角为，；，均可选用模板进行排杆定位。4.6 杆塔明细表其水平档距的计算公式采用 其垂直档距的计算公式采用4-4 杆塔位置表项目塔名称呼称高水平档距垂直档距档距高差14.5m210.7m4.79m17.7m228.69m349.59m246.5m-7.71m17.7m282.33m125.54m317.8m12.32m17.7m312.51m284.43m304.2m0.26m14.5m287.71m357.58m271.1m-8.23m23.7m254.01m179.91m184.8m8.97m17.7m218.41m436.44m251.8m-12.29m17.7m

39、289.36m118.67m326.8m8.95m14.5m382.45m218.54m349.3m14m14.5m291.50m402.31m233.4m-2.2m14.5m直线型猫头塔和酒杯型耐张塔的水平档距最大是，垂直档距最大是，所以上述的杆塔选型符合要求。5 杆塔校核5.1 杆塔塔头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（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

40、况、：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：在本段线路中垂直档距最大为506.63m,水平档距取371.13m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。1、正常运行情况：最大风、无冰、未断线（v=25m/s,t=,b=0mm）导线重量：导线风压：绝缘子串的风荷载：地线重量：地线风压：2、正常运行情况：覆冰、有相应风速（v=10m/s,t=,b=15mm）导线重量：导线风压：绝缘子串的风荷载：地线重量：地线风压： 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）安装附加荷载：断线张力：4、地线张力差

41、验算：无风、无冰地线重量： 导线重量： 地线不平衡张力：5、安装情况：放线方法不知，这时可认为导线采用张力放线，杆塔只受顺线路方向的拉线张力，既不超过导线的许用拉断力（v=10m/s,t=-,b=0mm）避雷线重量： 避雷线风压：导线重量: 导线风压：导线拉力：6、塔头荷载图所选杆塔的标准荷载如下图所示： 所选杆塔的标准荷载如下图所示：所以以上计算的荷载均在允许范围内，符合要求。7、塔头荷载效验杆塔设计除了要保证合理的结构外，还要保证结构的强度，其计算内容有：（1） 结构承载能力极限状态计算。该计算是用来核算结构或构件在各种不同荷载作用下会不会破坏。它包括强度、稳定与承载重复荷载时的疲劳计算。

42、显然此项计算是非常重要的。（2） 结构正常使用极限状态计算。该计算是用来核算结构或者构件是否满足正常使用情况下的各项规定的限值，如变形、裂缝等。5.2杆塔定位校验1、杆塔荷载校验(1) 水平档距校核根据弧垂曲线模版在平断面图上作出的排杆，可以确定本线路中的最大水平档距是： 而根据输电线路塔型手册可知型直线猫头塔和酒杯型耐张塔的设计值分别是： 和 从中可看出实际水平档距小于设计规程，即设计杆塔符合要求。(2) 垂直档距校核从平断面图中算出最大垂直档距为：。而根据输电线路塔型手册可知型直线猫头塔和酒杯型耐张塔的设计值分别是和。从中可看出实际设计垂直档距小于设计规程，即设计杆塔符合要求。(3) 转角

43、杆塔角度校核根据平断面图可知线路中唯一转角度数为，根据规程选择的酒杯塔的转角，转角小于酒杯型耐张塔的转角度数，因此符合要求。本段线路各铁塔两侧档距相差不大，其相应高差也不大，相对高差角较小，其风荷载不会产生较大不平衡张力，故不予校验。2、杆塔最大档距校验在杆塔选定后，杆塔上的线间距离是一定的。为保证最大风速时档距中央导线的相间距离，不同型式的杆塔规定有所能使用的最大档距： （式5-1）式中最大风速时的导线应力； 导线自重比载；杆塔线距所允许的最大弧垂导线三角排列的等效水平限距，可按下式计算式中导线三角形排列的等效水平限距导线之间的水平投影距离导线之间的垂直投影距离根据选择塔型数据水平投影7m，

44、垂直投影5m计算得出D=9.67m按水平线距考虑时，由下式决定（式5-2）式中水平线距； 垂直绝缘子串长度；线路额定电压得出实际最大档距，故满足要求。3、直线杆塔绝缘子串摇摆角（风偏角）确定在风荷载的作用下，悬垂串产生摇摆，是带电部分与杆塔结构件间的空气间隙减小，因此需要限制其摇摆角在其允许的范围内。根据杆塔头部结构尺寸和外过电压、内过电压、标称工作电压及带电检修时的允许空气间隙，作出电气间隙圆得到相应运行情况下的最大允许摇摆角。对宽身塔，在绘制最大允许摇摆角时，应考虑导线在塔身边缘附近，由于上扬和下垂在风偏时对构件接近的影响而预留一定的裕度，一般可取，为安全起见，取，=2510mm，图中单位

45、：最大允许摇摆角见上图，从图中可知允许最大摇摆角为: ，其他角度为：， 220kV线路带电部分与杆塔构件间的最小间隙：雷电过电压间隙： 1.90m,最大风偏角是操作过电压间隙：1.45m，最大风偏角是运行电压间隙：0.55m，最大风偏角是带电作业间隙：1.8m，最大风偏角是因此可作出绝缘子串的最大风偏角。 (2) 悬垂串实际摇摆角的计算计算悬垂锤的摇摆角时，通常视悬垂串为均布荷载的刚性直棒。设悬垂串的垂向荷载为，横向风荷载为，末端作用的导线荷载为,有上面计算可知.对A点求矩可列平衡方程有 ，V=15m/s (校验条件下风速)所以（式5-3）选取垂直档距最大为代表塔型，Lh=37.13m，Lv=

46、506.63m，自重比载=31.1110e-3MPa，导线面积A=425.24，绝缘子重量=834.96N 1、外过电压情况下：风压比载=风压荷载带入到计算程序得：2，内过电压情况下：风压比载=风压荷载带入计算程序得：3，运行电压情况下：风压比载=风压荷载带入计算程序得：4，带电作业情况下：风速10m/s，因此风压比载=风压荷载带入数据得：实际值与最大允许摇摆角比较可知，都在设计要求允许范围内。4、直线杆塔的上拔校验杆塔产生上拔的临界条件是垂直档距为0，通常将最低气温作为校验直线杆塔上拔的气象条件。校验上拔的常用方法有最小弧垂曲线（冷线模板）和上拔临界直线两种。此次校核由于用到计算机绘图，所以

47、采用最小弧垂曲线法直接在图上进行校核。利用定位是最大弧垂模板采用的代表档距，在应力弧垂曲线上查得最低气温时的架空线应力，计算出模板K值，选出相应的模板。因该模板时根据最低气温时的架空线应力选出的，即称之为冷线模板或最小弧垂模板。用最小弧垂模板在定位图上进行上拔校核时，平移该模板，使曲线通过被校验杆塔的两基相邻杆塔的架空线悬挂点，如被检验的杆塔的悬挂点在最小弧垂模板曲线以下，即表示有上拔力存在，否则不会产生上拔。校核后在最大垂直档距处没有产生上拔，故不会产生上拔。5、架空运行条件校验(1) 架空线悬挂点应力校验根据如下公式可知导线的极大档距与其两端挂点高差的关系式为 ：式中 -控制条件下架空线最

48、低点的许用应力 -控制气象条件下的架空线比载-架空线的悬挂点许用应力与之比值，通常=/2.25,而本设计=/2.5。由以上公式作出悬挂点应力临界曲线。每一个极大档距都对应着一个最大的导线挂点高差，对于任意档距，只要实际中导线挂点高差不超过上式计算出来的高差值，则导线是满足设计规程中悬挂点应力要求的，反之则导线需要放松。经过校验，该段线路架空线悬挂点应力均在安全区内。悬挂点应力临界曲线与校验见附图。 (2) 架空线悬垂角校验在垂直档距较大的地方，架空线在悬垂线夹出口处的悬垂角（倾斜角）可能会超过线夹的允许值，致使附加弯曲应力增大，架空线在线夹处受到损坏。因而需要对架空线的悬垂角进行校验。列出悬垂

49、角临界方程为式中 悬垂线夹的允许悬垂角，可取； 为架空线最大弧垂时应力和比载, 其中取最高气温下L=276.99时的值，为53.29Mpa；.分别为被验杆塔两侧的单侧垂直档距，即挂点距两侧弧垂最低点间的水平距离。(3) 悬垂绝缘子串强度检查正常运行情况下，检查悬垂绝缘子串强度的气象条件是最大比载和年均气温。由于靠近杆塔横担的第一片绝缘子所受荷载最大。悬垂绝缘子串强度的临界状态是其所受中和荷载等于允许机电荷载，即TJ=TJ,也就是根据式作出悬垂绝缘子串强度临界曲线，见附图。定位时，若lvm与lh交与临界曲线的下方，表示满足单联绝缘子串机电强度的要求，否则需要采取措施。经过校验，均满足强度要求。（

50、4） 耐张绝缘子串倒挂检查山区线路因地形起伏较大，某些杆塔的耐张绝缘子串可能经常上仰，因此宜将上仰耐张绝缘子串倒挂。检查耐张绝缘子串是否需要倒挂的气象条件是年均温、无冰无风。倒挂的临界条件是架空线产生的上拔力等于耐张绝缘子串重量的一半，有式中 需要倒挂时的临界高差；年均气温时的导线应力；导线的截面积,A=210.93；导线的自重比载, ；耐张串的重量, ；档距=12.37m=23.41m计算得到两基耐张杆塔的倒挂临界高差见下表。由表中数据可知，所有耐张塔的实际高差均比临界高差值要小，故所有的耐张塔绝缘子串均不需要考虑倒挂。 (5) 对地及跨越物安全距离检查 交叉跨越物距离的检验当线路跨越铁路、公路、通航河流、通讯线以及电力线路等时，按照规程规定及有关协议，要保证导线在最大弧垂时对其有足够的电气安全距离D，如下图：图5-3 交叉跨越示意图 正常情况下的