输电杆塔及基础设计课程设计

1、三峡大学电气与新能源学院杆塔课程设计说明书学期: 秋季专业：输电线路工程课程名称：输电杆塔及基础设计班级学号： 2009148210 姓名：指导老师：文老师 2012 年 12 月 目录一杆塔外形的尺寸1杆塔高度及弧垂132导线比载4-63档距计算64间隙及带电作业的校验785地线支架的高度9-11 二部分1避雷线的比载计算112运行情况1213三配筋计算1配给计算14四强度校验1计算条件142荷载列表153裂缝计算16174单吊点起吊计算175断线情况内力计算.18五基础设计1抗压承载力计算及验算192地盘强度计算20 六总结1课程设计小结21180LGJ150/25275390465045

2、50181LGJ150/3528039547004600设计参数表格 ：第一部分 确定杆塔的尺寸外形（1）杆塔的呼称高度（参考书）公式（31） 施工裕度的确定，根据设计任务书提供的水平档距，查表（37）为了更加安全取0.7m 为导线到地面及被跨越物的安全距离，假定此杆塔安装处取非居民区，根据（参考书）6.0m 绝缘子串的长度：（参考书目五）（图一）件号名称质量(kg)数量型号(长度mm)1挂板0.561Z-7（60）2球头挂环0.271QP-7（50）3绝缘子5.04X-4.5（146）4悬垂线夹5.71CGU-3A（157）5预绞丝1.441FYH-240/40绝缘子串长度1289

3、mm绝缘子串重量42.97kg适用导线LGJ-150/20（表一）覆冰时导线的自重：G=n（）绝缘子串，金具的重量：绝缘子的最大使用载荷：，K取2.7由以上结果可以看出，绝缘子的强度时肯定足够的 杆塔的最大弧垂可能成为控制气象条件的最低温，最大风，覆冰有风和年均温，（参考书二）整理该典型气象四区的相关参数如下表二最低温最大风覆冰有风年均温气温（°C）205510风速（m/s）025100冰厚（mm）00502 根据任务书提供导线LGJ-150/20的参数，（参考书二）整理后列下表三截面积A(mm2)导线直径d(mm)弹性系数E(MPa)温度膨胀系数(1/°C)计算拉断力(N

4、)计算质量(Kg/km)抗拉强度MPa安全系数K许用应力Mpa年均应力上限MPa164.516.677300019.6×10-646630549.4269.292.5107.7267.32（2） 计算导线的比载 A导线的自重比载： B冰重比载：C垂直总比载D 无冰风压比载,假设风向垂直于线路方向，可以得出下式：1） 外过电压，安装有风：v=10m/s,=1.0,=1.22） 内过电压 v=25m/s,=0.85,=1.23) 最大风速 v=25m/s,设计强度时，=0.61,=1.24）最大风速 v=30m/s,计算风偏时，=0.61,=1.2E覆冰风压比载计算： v=10m/s,计

5、算强度和强度时，=1.0,=1.2F无冰综合比载1) 外过电压，安装有风： 2) 内过电压 ：3) 最大风速,设计强度时：4）最大风速 v=30m/s,计算风偏时， G 覆冰综合比载将计算的结果汇成下表四（单位：）32.7551.0133.6235.17=0.75,=1.151.99=1.0,=1.243.7552.443 计算比值，将计算的结果列入下表五：（单位1/m）气象条件最大风覆冰有风最低温年均温许用用力(Mpa)107.72107.72107.7267.32比载()51.9952.4432.7532.75温度°C-552010比值0.48260.48690.30410.48

6、65编号bdaC4 计算临界档距，利用列表法（表六）气象条件abcd临界档距Lab=224.092mLac=75.9454mLad=220.9mLbc=不存在lbd不存在Lcd=4096.836由此得出年均温为控制气象条件5由任务书给出最大弧垂发生在最高温气象条件下，需要求出此状态的应力已知条件：，t=10°C ,无高差，档距为L=265m，t=40°C通过状态方程求解：参考书目二解法：系数A26.155系数B229100通过迭代法得出：参考书目三：所以得出杆塔的呼称高度：1.289+5.365+6+0.7=13.354m（3）单回路两相导线水平列表间距的确定根据参考书目一

7、公式33（4） 间隙圆校验.1) 规程给出的最小空气间隙为 2) 三种气象情况下绝缘子串风偏角基本风压 绝缘子串所受风压 导线风荷载计算导线自重比载计算绝缘子串风偏角，即计算，即 根据值，制作好间隙圆校验图，三种气象条件下间隙校验合格。（5）带电作业校验。带电作业气象条件刚好和外过电压气象条件相同，绝缘字串风偏角，人体活动范围0.5m,带电作业安全距离。校验结果：地电位作业风偏人员对导线作业时，作业人员只能在杆塔顺线方向前后作业，不得在杆塔横线路方向作业。否则带电作业安全距离不够。（5）杆塔横担和地线水平距离的确定杆塔塔头示意图（图二）（参考书目一）公式39上图中2）横担长度：（6）地线支架的

8、高度 (1)防雷保护角，根据参考书目四，线路在避雷保护角取25°其中取a=300mm,c=1289mm,b=2045mm根据示意图一：(2)避雷保护角的验算：参考书目六，公式824(3)避雷线的相关参数，根据参考书目三和四，任务书的要求，选地线：结构形式：1×7，截面积为37.15mm,公称直径7.8mm 公称抗拉强度为1470Mpa,A级渡锌层的钢绞线。标记为：1×7-7.8-1470-A-CB 12000-88地线的相关的金具表格：（图三）件号名称质量(kg)数量型号(长度mm)1挂板0.561Z-7(60)2球头挂环0.271QP-7(50)3绝缘子3.31

9、XDP1-7(182)4悬垂线夹5.71CGU-2(70)绝缘子串长度362mm绝缘子串重量9.83kg适用避雷线1×7-7.8-1470-A（表七）所以图二中地线支架的高度H1=h+d-c=3742+362-1289=2815mm由参考书表一3-10.d取3.50m。至此杆塔的结构尺寸基本确定杆塔总高度H=13354+2815+3500+3000=22670mm至此杆塔的结构尺寸基本确定第二部分，杆塔的荷载计算（1） 避雷线的比载计算已知参数钢绞线1×7-7.8-1470-A的弹性系数E=181400N/mm2,温度膨胀系数a=11.5×10-6(1/°

10、;C)，截面积为56.30mm,公称直径9.6mm，计算拉断力71.50KN,还要乘一个换算系数0.92，导线的比载已经在上一部分计算过了，不用重复，避雷线的计算方法和导线的计算方法是一样的。下面图示四为自己所编的小计算程序，这里只给出了计算的结果：（表八）截面积A(mm2)导线直径d(mm)弹性系数E(MPa)温度膨胀系数(1/°C)计算拉断力(N)计算质量(Kg/km)抗拉强度Mpa安全系数K许用应力Mpa年均应力上限MPa37.157.818140011.5×10-65020030.931596.512.5638.6399.133（图四）外过电压 内过电压 设计强度

11、计算风偏外过电压 内过电压 设计强度 计算风偏85.6548.68134.3383.6615.7435.94119.73139.05（二） 运行情况一气象条件：最大设计风速，无冰，未断线，其中，v=25m/s,t= 5,b=0地线重量GB: GB=地线风压PB：导线重量GD:导线风压PD:气象条件：覆冰，相应风速，v=10m/s,b=5mm,t=5°地线重量GB ：（四）断导线情况，断一根导线的荷载组合情况为：无冰，无风（5）断地线情况：断地线的荷载组合情况：无冰，无风，导线未断至此：杆塔的外力荷载安要求计算得出第三部分 配筋计算1）初步选用配筋为，C40混泥土断面外半径：钢筋的面积

12、：2）设计处的剪切力V：剪力由混泥土承受，环形截面的螺旋筋仅按配置构造。第四部分 强度校核、校验(一)计算条件（整理前面的结果）1线路电压110kv2导线型号LGJ-150/20,地线型号1×7-7.8-1470-A3 设计水平档距265m,垂直档距380m4 采用固定线夹和固定横担5 主干采用离心法制造。全长2267mm,按（11335mm+11335mm）分段,壁厚50mm,主杆采用电焊连接，混泥土采用C40,级钢筋.6 杆塔的呼称高度13354m(二)计算荷载列表情况气象，荷载及张力正常安装断线覆冰最大风最低温气象条件气温°C5-520-10-20冰厚mm50000风

13、速m/s10250100水平荷载(N)导线5441847地线354824垂直荷载(N)导线32302786278627862786地线19931299129912991299地线张力(N)断导线残存张力(N)65281 零力矩点位置的确定（计算模型图参考附图电杆外型图）嵌固点的深度为3000/3=1000mm,参考书目一，等径杆适合代带叉梁的门型杆，此处使用等径杆，取直径为400mm2 正常情况主杆弯矩的计算（1）杆身风压（2） 各段风压合力作用点高度：（3）各段弯矩计算可以看出M2，M3 的弯矩比较接近，叉梁的起作用了由计算结果，可以看出主杆时足够安全（4）单吊点起吊计算图示门型杆为对称结构

14、，半个横担重为2000N,计算单杆就行了，叉梁重量小忽略，C点为支撑点。1求支座反力2计算各点的弯矩对比设计强度，在起吊时是安全的。(5)断导线情况下内力计算断边导线荷载系数取0.75,不带拉线电杆，考虑地线支持力由此得出杆根弯矩：横担处主弯矩：由计算结果，可以看出主杆时足够安全第五部分 基础设计此处采用下压基础，基础型号为DP12-2，适合主径为400mm的杆，计算参考图见附图，基础图，下面进行强度验算计算1 抗压承载力计算地盘地面压力：N为垂直下压力计算值，其中应该加上导线地线在覆冰情况下的重力：取（粗沙）（参考书一表112）由于梯形体积计算复杂，土的重量计算采用简化计算的方法进行，2.抗

15、压承载力验算偏心矩计算由于e>0.033a,所以采用下式计算：3地盘强度计算：参考书籍一，公式1154地盘强度是足够的参考书目东北电力设计院，电力工程高压送电线路设计手册第二版DL_T5092-1999(110-500KV架空送电线路设计技术规程)1陈祥和，输电杆塔及基础设计2孟遂民，架空输电线路设计5懂吉锷，电力金具手册2001第二版，中国电力出版社6，周泽存，高电压技术第二版，中国电力出版社六课程设计小结 在没有做课程设计之前只是单纯的零散的课本知识没有形成一定的体系，对各部分之间的联系也不是很了解。这次课程设计的学习使我们对这门课有了更深入的了解。同时上一周关于线路设计的课程设计刚

16、好对应了这周的学习且为施工设计也做了一定的准备。原来对专业各方面的认识也渐渐由模糊变深刻了。理论的学习应该结合实际的生活，我们现在学习的有些内容是不能代替实践经验的。我们应该把课本上的知识和实际生活中的知识相结合，在平时有机会时多出去锻炼锻炼使理论升华。去工作单位后当一个有心人，在这次学习中遇到了一些难题，有的可以问同学解决，有的则要自己查书查资料。在这近似苦闷的生活中学的了工具书的用法及自学的能力。也从学习中看到了自己不足的一面，知识点的漏洞还有没有形成结构性的体系，这些都是问题。问题发现了在以后的日子一定应该注意将其消灭。认真学习。兴趣其实是从汗水中获得的，一份耕耘一份收获。到时能成为一个上塔能干活下塔能学习的输电人。最后要感谢我们