220kV输电线路工程设计毕业设计

..参考资料...参考资料.220kV输电线路工程设计毕业设计1.1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。2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。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III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°C，最低气温为-20°C。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。导线应力弧垂计算及曲线绘制导线应力弧垂曲线的绘制步骤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3－1。表3－1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髙气温外过有风外过无风过电压年均气温应力导线AAAAAAAAA曲线地线AAAAAA弧垂曲线导线AAA地线A注带△者为需要绘制的曲线，无A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3－2表3-2II象区计算气象条件表气象项目最髙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过电压年均温气温（°C）+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3－3表3-3LGJ-300/40导线参数表截面积A（mmO导线直径d（mm）弹性系数E（MPa）温度膨胀系数a（1/C）抗拉强度bp（MPa）安全系数K计算拉断力（N）许用应力[b](MPa)年均运行应力[b]cp（MPa）单位长度质量（Kg/km）338.9923.947300019.6X10-6258.442.809222092.3064.611133

上表中的抗拉强度用以下公式计算b=0.95卫=0.95x92220=258.44Mpa(3-2-1)pA338.99b抗拉强度，即架空线的瞬时破坏应力，MPaPT计算拉断力，NjA——截面积，mm2安全系数：根据设计规程导线的安全系数K22.5。取K=2.80许用应力［b］由以下公式计算b258.44LbJ=p==92.30MPa(3-2-2)K2.80年均运行应力：在采取防震措施的情况下，不应超过b的25%。因此平均应力由以下公式P计算［b］二bx25%二258.44x0.25二64.61Mpa(3-2-3)cpp3・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：Y(b,v)比载，MPa/mib覆冰厚度,mm；v风速,m/s；q架空线单位长度质量，kg/kmg重力加速度，g=9.80665m/s；w风速v时的理论风压，Pa；v口sc风载体型系数，线径dV17mm时口sc=1.2,线径d>17mm时c=l.l；d——架空线外径;«——风速不均匀系数，35KV的数值见表3-4/表3-4220kV线路用风速不均匀系数aJ设计风速(m/s)10及其以下15「25-30以下af计算杆塔荷载1.001.000.85校验杆塔电气间隙1.000.750.611)自重比载qg1133x9.80665Y(0,0)=x10-3=x10-3=32.78x10-3(Mpa/m)iA338.99冰重比载Y(10,0)=27.7282b(d+b)A__x10-3=27.728x10x(23.94+10)338.99x10-3=27.76xlO-3(MPa/m)垂直总比载Y(10,0)二丫(0,0)+y(10,0)二32.78x10-3+27.76x10-3二60.54xlO-3(MPa/m)l2无冰风压比载(0,10)=(0,10)=Pa卩scdW10sin29cfA=1.0x1.00x1・1x23・94x曙;〉10-3=4・86x10-3(丽/m)Y4x10-32）过电压计算风偏时Y4(0,15)=Pa卩cd—15sin29x10-3cfscA=1.0x0.75x1.1x23.94x0.625x152x10-=8.19x10-3(Mpa/m)338.99计算强度时：Y(0,15)=Pa卩dW15sin29x10-3cfscA=1.0x1.0x1.1x23.94xx10-3=10.92x10-3(Mpa/m)338.993)、最大风计算强度时：Y(0,25)=Pa卩dW30sin29x10-34cfscA=1^x°85"1x2'94xx10-3=2579x10-3(唤/m)计算风偏时：Y4x10-3(0,25)=Pa卩scd—Y4x10-3cfA=1^x°61x1.1x2'94x0^x10-3=18・51x10-3(“卩。/m)覆冰风压比载wY(10,10)=Pa卩(d+2b)―vsin29x10-3cfscA=1.0x=1.0x1.00x1.2x(23.94+2x10)x0.625x102338.99x10-3=9.72x10-3(Mpa/m)6）无冰综合比载1）安装有风，外过有风Y6Y6(0,10)=$2(0,0)+Y2(0,10)14=1(32.78x10-3)2+(4.86x10-3)2=33.14x10-3(Mpa/m)过电压计算强度时：Y(0,15)=斗'丫2(0,0)+丫2(0,15)14=J(32.78x10-3)2+(10.92x10-3)2=34.55x10-3(Mpa/m)计算风偏时：Y6(0,15)=Jy：(0,0)+Y2(0,15)=f(32.78x10-3)2+(8.19x10-3)2=33.78x10-3(Mpa/m)最大风速计算强度时：2(0,0)+丫2(0,25)14Y6(0,25)冷=J(32.78x10-3)2+(25.79x10-3)2=41.71x102(0,0)+丫2(0,25)14计算风偏时：Y(0,25)=罰2(0,0)+丫2(0,25)614=J(32.78x10-3)2+(18.51x10-3)2=37.64x10-3(Mpa/m)(7)覆冰综合比载Y(10,10)=Jy2(10,0)+y2(10,10)52+(9.72x52+(9.72x10-3)2=59.75x10-3(Mpa/m)=「60.54xlO-3)由以上计算可列表格3-5表3－5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Y(MPa/m)1Y(0,0)=32.78x10-31冰重比载Y(MPa/m)Y2(10,0)=27.76垂直总比载Y3(MPa/m)Y(10,0)=60.54x10-33无冰风压比载Y4(MPa/m)安装有风，外过有风Y(0,10)=4.86x10-34卩sc=l.laf=1.00过电压、(计算强度)过电压(计算风偏)(0,15)=10.92x10-34(0,15)=8.19x10-34卩sc=l.laf=1.00卩sc=l.laf=0.75

最大风（计算强度）最大风（计算风偏）(0,25)=25.79x10-34(0,25)=18.51x10-34卩sc=l.laf=0.85卩sc=l.laf=0.61覆冰风压比载Y（MPa/m）Y(10,10)二9.72x10-3卩sc=1.255af=1.00安装有风、外过有风Y(0,10)二33.14x10-3卩sc=l.l6af=1.00过电压卩sc=l.l无冰有风（计算强度）Y(0,15)二34.55X10-36af=1.00时的综合过电压Y(0,15)二33.79X10-3卩sc=l.l比载Y6(MPa/m)（计算风偏）6af=0.75最大风Y(0,25)=41.71x10-36卩sc=l.l（计算强度）af=0.85最大风Y(0,25)二37.64x10-3卩sc=l.l（计算风偏）6af=0.61覆冰综合比载Y（MPa/m）Y(10,10)二59.75x10-3卩sc=1.277af=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(°C)-20-5-5+10比载Y(MPa/m)32.78K1X41.7X10^359.7X1(-332.7X1043许用应力［。］（MPa）92.3092.3092.3064.61比值Y/［。］(1/m)0.35514X10-30.45189X10-30.6473X10430.5073X10-3Y/［。］由小至大编号abdc2）计算各临界档距临界档距由以下公式可求当[o]H[o]=[o]时,12lij(3-2-4)lij(3-2-4)当[o]=[o]=[o]时,12(24a(t~—当[o]=[o]=[o]时,12(24a(t~—t)l=Q]-」jY2_Y2/i(3-2-5)l=abl——临界档距；ij[c]——架空线许用应力；t.j状态的温度；/——j状态的比载；E—导线弹性系数；a——导线线性温度膨胀系数。f24[c]—[c]+aE(t—t)~|ELbaba」[Y「2:Y]2a73000[92.3073000[92.30—92.30+19.6x10-6x73000(—5+20)]G.451892—0.355142)x10—6：=300.61ml=acl=ac厂Y2/Y[[c]Jc「丿a2兰「[c]—[c]+aE(t-t)]Ecaca：=195.17m；73|00「64.61—92.30+19.6x10-6x73000(10+20)](0.507552—0.3551462)x10-：=195.17mri：24a(t-1)；24xl9.6xlO-6(—5+20)l=丘」d一=92.30x=149.62madY2-y2(59.752-32.782)x10-6dal=bc24「b]-b]+aE(t-1)_|El=bc24「b]-b]+aE(t-1)_|ELcbcb」2cb、也「(64.61-92.30)+19.6x10-6x73000x(10+5)]73000(^―-——)=虚数c'y'

质J

c.507552-0.4518962)x10-6「]-24a(t-1)；24x19.6x10-6(-5+5)l=丘]db=92.30x=0mbdy2-y2(59.752-41.712)x10-61dbIlcd兰「「J丄]+ae(tEldcd'y'-血也「92.30-64.61+19.6x10-6x73000(-5-10)]'73000/、==112.62m(0.647342-0.507552)x10-63）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）1二300.61ab1二虚数bc1二112.62cd—1二195.171=01=149.62ad表3－7有效临界档距判别表根据列表法可知有效临界档距为l=149.62m，ad由此可知当：1<lad时最低气温为控制条件1'1ad时最厚覆冰为控制条件3.2.5判定最大弧垂的气象条件1'1ad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Ey2123-24o2bYEy212(y—1o—1——240；lyi丿解上式得到临界温度的计算式为(y)=t+1—厶y丿3tjbobaE—aE(一t)jb(3-2-6)(3-2-7)对于°b的求解：以架空线最低气温时的状态为已知条件，求°b，其中tb=-5，比载为y3档距取1=100m则状态方程式为°—EY°1=°—EY°1—aE(t—t)带入数据求得：°=83.136MPab24o2124o2b1b则t=t+(则t=t+(1丄「人=—5+(jbIY3丿aE(132.78x10-3'—60.54x10-3丿可见t.=21.64°CVt=40°C，故最大弧垂发生在最高气温气象条件.jmax3.2.6计算各气象条件的应力和弧垂83.136x19.6xlO-6x73OOO—C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,a=19.6x10-61/C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0〜149.62m149.62m〜t(°C)-20-5mb(mm)010mv(m/s)010mr(X10-<MPa/m)32.7859.75o(MPa)92.3092.30m表3-9待求条件及已知参数待求条件参数最髙气温最低气温年均气温外过有风外过无风过电压安装有风最大风速最厚覆冰t(。0+40-20+10+15+15+10-10-5-5b(mm)0000000010v(m/s)00010015102510Y(X10-3MPa/m)32.7832.7832.7833.1432.7833.7933.1441.7159.75Ey2l2+—24G2C1应力弧垂的计算公式为：Ey2/2G—2C224G2Clc2—(XE(T—T)21yl2F-2_28gC2(3-2-8)A=—[G——XE(—T)]C124G221C1(3-2-9)Ey2l2c224(3-2-10)应力公式可化简为：g3+Ag2—B二0C2C2用牛顿法解应力方程求出G。令C2Y二g3+Ag2—B

C2C2其导数为y'二3g2+2AgC2C2则牛顿迭代式为G(n+1)=G(n)一竺LC2C2Y'(n)给出迭代初值G(0)，算出y(o)、C2Y'(0)，利用上式迭代求出g(1)，反复进行下去，直至C2G(n+1)—G(n)C2C2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。f=丫22由f28<J得出相应的弧垂。c2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°C(101)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rYX1002f=21008qc2(3-2-11)观测档距l的弧垂可由下式进行换算f=f(—)221001007EYEY2l2O—2=Oc22402clc2—aE(t—t—At)24O221c1100YX1002100280c2A=-[oc1EY2lA=-[oc1EY2l2B=2——2424O221c1At为考虑导线初伸长后所降温度。这里取At二15C应力公式可化简为：G3+Ag2-B二0c2c2用牛顿法解应力方程求出g。令c2y=g3+Ag2—B其导数为y'二3g2+2Agc2c2则牛顿迭代式为G（n+1）=G（n）一竺Lc2c2y'（n）给出迭代初值g（0），算出y（0）、c2y给出迭代初值g（0），算出y（0）、c2c2g(n+1)—g(n)c2c2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。f_丫X1002由1008g得出相应的弧垂。c2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。地线应力弧垂计算及曲线绘制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4－1表4-1计算气象条件表气象项目最髙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过电压年均温气温代)+40-20-5-5-10+15+15+10+10风速(m/s)00102510100150冰厚(mm)00100000004・2・2避雷线GJ-50有关参数见表4－2表4-2GJ-50避雷线参数表避雷线直径d(mm)弹性系数E(MPa)温度膨胀系数a(1/C)抗拉强度p(MPa)安全系数K截面面积A(mm2)计算拉断力(N)许用应力严](MPa)年均运行应力[cp]单位长度质量Kg/km918142311.5X10-61163.34.049.4660564290.8290.8423.74.2.3避雷线GJ-50比载的计算自重比载qg423.7x9.80665.(0,0)=x10-3=x10-3=84.01x10-3(Mpa/m)TOC\o"1-5"\h\zA49.46冰重比载b(d+b)10x(9+10)仆(10,0)=27.728x10-3=27.728xx10-3A49.46=106.52(MPa/m)垂直总比载(10,0)=Y(0,0)+Y(10,0)=84.01x10-3+106.52=190.53x10-3(MPa/m)12无冰风压比载安装有风、外过有风Y(0,10)=4aY(0,10)=4a卩scd^0sin29x10-3=1.00x1.2x9x0.625x10249.46x10-3=13.65x10-3(Mpa/m)过电压计算强度时：(0,15)=a卩(0,15)=a卩scd—i^svn^9x10-3=1.00x1.2x9x0.625x15249.46x10-3==30.71x10-3(Mpa/m)计算风偏时：(0,15)=a卩(0,15)=a卩scd—15sin29x10-3=0.75x1.2x9x0.625x15249.46x10-3=23.03=23.03x10-3(Mpa/m)3）最大风速计算强度时Y4(0,25)=aY4(0,25)=a卩scd^0sin29x10-3=0.85x1.2x9x0.625x25249.46x10-3==72.50x10-3(Mpa/m)计算风偏时：Y4(0,25)=aY4(0,25)=a卩scd^30sin29x10-3=0.61x1.2x9x0.625x25249.46x10-3=52.03x=52.03x10-3(Mpa/m)覆冰风压比载Y(10,10)=a卩sc(d+2b)5fsin29x10-3=1.00x=1.00x1.2x(9+2x10)x0.625x10249.46x10-3=43.97x10-3(Mpa/m)6）无冰综合比载1）安装有风、外过有风Y(0,10)=Jy2(0,0)+Y2(0,10)=\：84.012+13.652x10-3=85.11x10-3(MPa/m)TOC\o"1-5"\h\z6'14过电压计算强度时：(0,15)=\：'Y2(0,0)+Y2(0,15)=£‘84.012+30.712x10-3=89.45x10-3(MPa/m)614计算风偏时：(0,15)=訂2(0,0)+Y2(0,15)=\'84.012+23.032x10-3=87.11x10-3(MPa/m)614最大风速计算强度时：(0,25)=Jy2(0,0)+Y2(0,25)=\‘84.012+72.502x10-36光14=110.97x10-3(Mpa/m)计算风偏时：Y(0,25)^72(0,0)+Y2(0,25)'84.012+52.032x10-36十14

=98.82x10-3(Mpa/m)(10,10)=y2(10,10)=y2(10,0)+y2(10,10)Y7^.■'(190.53x10-3)2+(43.97x10-3)2=195.54x10-3(Mpa/m)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y(MPa/m)1y(0,0)=84.01x10-31冰重比载y（MPa/m）y2(10,0)二106.52垂直总比载y（MPa/m）3y(10,0)二190.53x10-33安装有风、外过有风y(0,10)二13.65x10-3卩sc=1.24af=1.00过电压卩sc=1.2无冰风压（计算强度）y(0,15)=30.71x10-34af=1.00比载y4（MPa/m）过电压y(0,15)二23.03x10-3卩sc=1.2（计算风偏）4af=0.75最大风卩sc=1.2（计算强度）y(0,25)=72.50x10-34af=0.85最大风y(0,25)二52.03x10-3卩sc=1.2（计算风偏）4af=0.61覆冰风压比载y（MPa/m）y(10,10)二43.97x10-3卩sc=1.255af=1.00安装有风、外过有风y(0,10)二85.46x10-3卩sc=1.26af=1.00过电压卩sc=1.2无冰有风（计算强度）y(0,15)二89.45x10-36af=1.00时的综合过电压y(0,15)二87.11x10-3卩sc=1.2比载y6(MPa/m)（计算风偏）6af=0.75最大风卩sc=1.2（计算强度）y(0,25)二110.97x10-36af=最大风y(0,25)二98.82x10-3卩sc=1.2（计算风偏）6af=0.61覆冰综合比载y（MPa/m）y(10,10)二195.54x10-3卩sc=1.277af=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(°C)-20-5-5+10比载r(MPa/n)84.0区103110.9X10^3195.5X1384.0X103..参考资料...参考资料.0.0.参考资料.许用应力[o](MPa)290.8290.8290.8290.8比值Y/[o](l/m)0.2889X10-30.3816X10-30.6724X1(-0.2889X10-3Y/[o]由小至大编号acdb临界档距由以下公式可求]=[o]时,当[o]H[o]=[o]时,1lij当[o]=[o]=[o]时，12J24a(t—t)l=Q]j上ijY2_Y2jil——临界档距；ij[b]——架空线许用应力;tj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。lab24a(t—t/ba—Y2—y2balab24a(t—t/ba—Y2—y2ba=290.8x：24xll.5xlO-6(10+20)\(84.012—84.012)x10-6=虚数24a(t-1)-24xll.5x10-6(—5+20)l=LcJca=290.8x=258.07macy2—y2(ll0.972—84.0l2)xl0-6cari.'24a(t—t),'24xll.5xl0-6(—5+20)l=丘」da=290.8x=l05.97mady2—y2(l95.542—84.0l2)xl0-6TdaIlbclbd24a(t~—t~/c厂=290.8xy2—y2cb24a(t—t)d—=290.8xy2—y2db24xll.5xl0-6(—5—10)=虚数(ll0.972—84.0l2)xl0-6：24xll.5xl0—6(—5-10)_虚数(l95.542—84.0l2)xl0-6_虚lcdrbi=290.8x\24xll.5x10-6(—5+5)(195.542—110.972)x10-63)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4－5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）1=虚数1=虚数1=0cd—1=258.071=虚数厂=105.97ad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Ey212（y——i——一^~24a2IyEy212（y——i——一^~24a2Iy）b1解上式得到临界温度的计算式为（y）二t+1—Iiy丿3Iiayb3tjb)2Ey212=a——3—b24a2babaE—aE(一t)jb(4-1)(4-2)对于ab的求解：以架空线最厚覆冰时的状态为已知条件，求a档距取1=100m则状态方程式为a—Eyi^=a—Ey0^—aE（t—t）带入数据求得：a=287.47MPab24a2124a2b1bb1b，其中tb=_5,比载为为3则t=t+作=—5+[jb1y3JaE(184.01x10-3[—190.53x10-3丿可见t.=72.53°C>t=40°C，故最大弧垂发生在覆冰无风气象条件.jmax4.2.6计算各气象条件的应力和弧垂287.47x11.5xio-6X181423一“"C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,a=11.5xl0-61/C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t(°C)-5inb(mm)10111v(m/s)10mr(X10-別Pa/m)195.540(MPa)290.8■m表4-7待求条件及已知参数待求条件参数最髙最低年均外过外过过电压安装最大风气温气温气温有风无风有风速t(C)+40-20+10+15+15+10-10-5b(mm)00000000v(m/s)000100151025Y(X10-3MPa/)n84.0184.0184.0185.1184.0187.1185.11110.97Ey2l21—24c2cl应力弧垂的计算公式为：Ey212O—2=cc224c2Clc2—exE(t—t)2lyl2f二2_28cc2A=—[c——aE(t—t)]cl24c22lclEy2l2B=2——24应力公式可化简为：c3+Ac2—B二0c2c2用牛顿法解应力方程求出c。令c2y=c3+Ac2—Bc2c2其导数为y'二3c2+2Acc2c2则牛顿迭代式为c(n+1)=c(n)一竺Lc2c2y'(n)给出迭代初值c(0)，算出y(0)、c2y'(0)，利用上式迭代求出c(1)，反复进行下去，直至c2c(n+l)—c(n)c2c2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。f=丫22由f28（5得出相应的弧垂。c2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）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。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fyx1002210085c2观测档距/的弧垂可由下式进行换算)2应力弧垂的计算公式为：5c2100E5c2100Ey2/22=52452c1yx1002:285c2—aE(t-1-At)245221c1A=-[5c1Ey2l2BA=-[5c1Ey2l2B=2——24TOC\o"1-5"\h\z245221c1At为考虑避雷线初伸长后所降温度。这里取At二10C应力公式可化简为：53+A52-B二0。c2c25-4).5-4).参考资料.5-4).5-4).参考资料.(5-1)(5-1).参考资料.用牛顿法解应力方程求出b。令c2y=b3+Ab2—B其导数为y'二3b2+2Abc2c2则牛顿迭代式为b(n+1)=b(n)——c2c2y'(n)给出迭代初值b(0)，算出y(0)、

给出迭代初值b(0)，算出y(0)、

c2c2b(n+1)—b(n)c2c2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。f=YX1002由fwo8b得出相应的弧垂。c2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III级，电压等级220KV。查规程知III级污秽区的爬电比距为a=2.5cm/kV，而本线路选用的XWP-70型绝缘子的爬电距离取h=40.0cm。aUe=aUe=h2.5x22040.0=13.75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/kVoh单个绝缘子的爬电距离，cm。

所以悬垂串每串14片，耐串每串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：n>竺G（5-2）R式中n悬垂串绝缘子串的联数；K——绝缘子串安全系数；R――悬式绝缘子机电破坏荷载，N；EG――作用于绝缘子串上的综合荷载，N；工G=G+GnvG导线覆冰时的综合荷载，N；nG二LAn7=441x61.32xlO-3x338.99x2=18334.02Gv――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）；工G=G+G=18334.02+84.05?9.8=19157.71Nnv取K=2.7,Tj=70000N,则有n>K^G=2.7x19157.71=0.7339二it70000按导线最大使用荷载条件进行验算：取K=1.8kT1.8x9222025x50%700005-3)n>td==0.4742=1700005-3)j式中匚一一断线力，N。d由①②可知悬垂串采用单联方式即可耐绝缘子串的联数：2.7x9222Q22.7x9222Q2525=1.422沁270000KTn>一dmaxTj式中t――导线的最大使用力，N。dmax需要采用单串悬垂绝缘子和双串耐绝缘子才能满足要求。..参考资料.1I.1I.参考资料.5.3金具选择明细表悬垂绝缘子串组装零件和耐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220kV图5-1悬垂绝缘子串组装图表5-2耐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卜JAT74'I卜JAT74'I：图5-2耐绝缘子串组装图

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..参考资料...参考资料.表5-4地线楔型耐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耐线夹1.021NY-50G图5-4地线楔型耐金具串组图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、房子导地线不得接头，导线订货时按耐段长度合理安排，减少导线接头。6杆塔的定位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220kVSJl鼓型耐杆塔和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。跳线两严或严E图跳线两严或严E图5-5使用螺栓型耐张线夬时跳线连接示意图确立杆塔定位高度：对直线型杆塔Hd二HD_5(6-1)对耐型杆塔式中H=H-5-DDH杆塔呼称高度，m；入悬垂绝缘子串长度，m；

D对地安全距离，m；5――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。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：y二o(ch-1)y二o(ch-1)YG02g024o306-2)令K=令，则该式可简化为01y=Kx2+K3x436-3)式中导线最大弧垂时的比载，MPa/m；go导线最大弧垂时的应力，MPa;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x为横坐标，y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Y二32.78x10-3MPaY:.K=—2gY:.K=—2g0==X10-52GG00表5-5弧垂模板K值数据表代表档距(m)50100149.63150200250300350KX10-573.9949.8639.8539.8337.7136.4335.6135.06代表档距(m)400450500550600650700750KX10-534.6734.3934.1934.0333.9033.8133.7333.66K值模板用弧垂曲线模板排定直线杆塔位转角终端等耐型杆塔先定位后，即可使用弧垂曲线模板在平断面图上对各耐段进行直线型杆塔的排位工作，具体步骤是：（1）估计耐段的代表档距，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H,先自左向右排干定位，自耐杆D1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8点（AB为耐杆塔的定位高度），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H，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D2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H，此时E点即为第二基直线杆塔的位置，依次排完整个耐段。用同样的方法，D3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0.0510-4以。如果相符，则模板选的恰当，该耐段杆塔位置即排妥。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）排完一个耐段以后，再排下一个耐段，直至排完全线路的杆塔。..参考资料...参考资料.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0°43’一个转角塔，两个耐段，根据弧垂曲线模版排杆如下：第一档耐段：l=404m1l=413m3第二档耐段：l=272mm1l=410m3l=387m5l=354m7l=441m6・3・2模板k值的校验=302m2l=304m4=392m2l=327m4l=331m6l=427m8取第1耐段为例，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：l=404m1l=304m4计算实际代表档距：=302m2l=413m3高差可从图中测出h=-6m12h=9.5m23h=-16.4m34cosB12h45=-1.9m404J4042+(-6)=0.9998975cosB23302二二0.9995053022+9.52cosB34413二二0.99921274132+(-16.4)2cosB45304==0.99998047p3042+(—1.91cosBY工li=蕾cos卩i0=0.997581y1i0——

cos2B

i=1i0y5l3cosB=191453822.5i0i0i=1£丄=1426.432313cosBi=1i0cosPY工13COSPi0i0=367.247m1-ie-COSPi=1i0即实际代表档距为：1=367.247mr在K值曲线中查出1=367.247m所对应的K=34.90x10-5YY则AK=K-K=34.90x10-5-34.678x10-5=0.222x10-5Y-0.1x10-5<0.222x10-5<0.5x10-5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。第二耐段，估算代表档距为425m左右，初选K=34.52744X10-5,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：1=272m1=392m121=410m1=327m341=387m1=331m561=354m1=427m781=441m9高差可从图中测出h=8.1m12h=3.4m34h=4.9m23h=-10.6m45h二6.1m56h二6.1m56h二8.2m7867h二-5.11m89h二-1.4m90计算出实际代表档距为l=381m丫在K值曲线中查出l二381m所对应的K=34.79x10-5丫Y则AK=K—K=34.79x10-5—34.527x10-5=0.263x10-5Y-0.1x10-5<0.263x10-5<0.5x10-5其误差符合要求，故本次排杆符合要求。水平档距的计算、垂直档距的计算和高差的测量1c1c2cosP2/1(ll=(—h2cosPi其垂直档距的计算公式采用hh—1——2ll127_1/lhh—1——2ll121—(1+2)+0v2cospcospy12v高差可直接从平断面图上量得。结果见表5-6表5-6杆塔位置表项目塔位呼称髙度水平档距垂直档距塔型档距悬挂点髙差JI27202225220KVSJ1-27————404-6GIO21353286220KVSZ1-213029.5Gil30357379220KVSZ1-30413-16.4G1230359361220KVSZ1-30304-1.9G124288369220KVSJ1-242728.1G721332293220KVSZ1-213924.9G827401395220KVSZ1-274103.4G921369310220KVSZ1-21327-10.6G1333357441220KVSZ2-333876.1G1421359323220KVSZ121331-3.1G1530342389220KVSZ1-30354-8.2G1621391340220KVSZ1-21427-5.11G1730434439220KVSZ1-30441-1.4G621221235220KVSJ1-21杆塔塔头荷载计算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：正常运行情况1(最大设计风速、无冰、未断线)正常运行情况11(覆冰、有相应风速)断导线情况I、11：断一根导线、无风、无冰避雷线力差验算: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I：最大风、无冰、未断线(v=25m/s,t=-5°C,b=0mm)导线重量G=nAL+G=2X32.78x10-3x338.99x441+84.05x9.8=10624.55ND1D(0,0)DchJD导线风压：P二nAL+P=25.79x10-3x338.99x2x434+219.73=7808.27ND4D(0,25)DshJD绝缘子串风压：v2P二nnAK二1x15x0.03x1.25x252/1.6二219.73NJD12ZZ1.6地线重量：G=丫AL+G=84.01x10-3x49.46x441=1839.08NB1B(0,0)BchJB地线风压：P=yBAL=72.50x10-3x49.46x434=1556.25N7.1.2正常运行情况if：覆冰、有相应风速(v=10m/s,t=-5°C,b=10mm)导线重量：G=(nYAl+G)+「nAl+(k—1)G_D1D(0,0)DchJD2D(0,0)DchJD=(2x32.78x10-3x338.99x441+84.05x9.8)+-2x27.76x10-3x338.99x441+(1.150—1)x84.05x9.8]=19048.04N导线风压：P=nYAL+P'=2x9.72x10-3x338.99x434+35.16=2895.21ND5D(10,10)DshJD绝缘子串的风荷载：P=nnA巴=1x15x0.03x1.25x102/1.6=35.16NJD12Z1.6地线重量：G=(YAl)+「YAL-B1B(0,0)Bch2B(0,0)Bch=(84.01x10-3x49.46x441)+[106.52x10-3x441x49.46]=4155.81N地线风压：P=YAL=43.97x10-3x49.46x434=943.84NB5B(10,10)Bsh

7.1.3断导线情况I、II:断一根导线、无风、无冰7.1.3断导线情况I、II:断一根导线、无风、无冰地线重量：导线重量：GD1BAL=84.01x10-3x49.46x441=1839.08N(0,0)BchAL+G=2x32.78x10-3x338.99x441+84.05x9.8=10624.55N1D(0,0)DchJD(导线未断相)=nyAL/2+G=2x32.78x10-3x338.99x441/21D(0,0)DchJDG'D+84.05x9.8=5724.12N断导线相）断线力：—=X%—=50%x9222%5=18444ddmax/ZQ7.1.4断地线情况：无冰、无风(v=0,t=10°C,b=0)、导线未断地线重量G=YALx-=84.01x10-3x49.46x441x-=919.54N地线重里：B1B(0,0)Bch22G=nyAL+G=2x32.78x10-3x338.99x441+84.05x9.8导线重里：D1D(0,0)DchJD=10624.55Nrri伍伍/地线不平衡力：T=TX%=—X%=x50%=10094NBBmaxK37.1.5安装导线情况：无冰、有风(v=10m/s,t=-10oC,b=0)地线重里G=yAL=84.01x10-3x49.46x441=1839.08NB1B(0,0)Bch地线风压P=yAL=13.65x10-3x49.46x434=293.0NB4B(0,10)Bsh导线重里G=nyAL+G=2x32.78x10-3x338.99x441+84.05x9.8D1D(0,0)DchJD=10624.55N(已安装导线)G'=2G二21249.1(待安装导线)ddP=nyAL+P'=2x4.86x10-3x338.99x434+35.16=1465.18N导线风压：D4D(0,10)DshJD

塔头荷载校验上面5种情况的杆塔荷载图如下图6-1至6-5所示7900.277809.277BOB.277808,£710624.55934,34934.842895.212895,2119048,0419045.02B95.21l?04S,(41S39.CSIS39.08Fl勺詔L83S.0S实际荷载值均小于所选铁塔的设计允许荷载值，故该铁塔满足条件不需更换。杆塔定位结果校验在初步排定杆塔的位置后，需对线路各部分的设计条件进行检查和校验，以保证今后线路运行的安全。杆塔使用条件校验杆塔荷载校验（1）水平档距校验根据弧垂曲线模板在平断面图上作出排杆，可以确定本线路中的最大水平档距是：l=434mh而根据《杆塔通用设计型录》可知鼓型直线杆塔和耐杆塔的设计允许值分别是：l=500m和l=450mhh从中可看出实际水平档距小于设计允许值，即杆塔符合要求。（2）垂直档距校验根据弧垂曲线模板在平断面图上作出排杆，可以确定本线路中的最大垂直档距是：l=441m。v而根据《杆塔通用设计型录》可知鼓型直线杆塔和耐杆塔的设计允许值分别是：l=600m和l=650m。vv从中可看出实际垂直档距小于设计允许值，即杆塔符合要求。（3）转角杆塔角度校验从平断面图可以看出由于两耐段转角比较小，即一般的转角杆塔就符合要求。（4）不平衡力校验直线型杆塔在两侧档距相差很大，高差亦较大时风荷载或覆冰不均会产生较大的不平衡力，要效验。根据上面的计算可知最厚覆冰的最大不平衡力为断线力：095T095乂92220断线力：T=TX%=—X%=x50%=15644.46NDDmaxK2.8查最大水平档距和垂直档距的鼓型杆塔的最大使用力为：T=28732（N）>TmaxD耐型杆塔作为不同气象条件或不同安全系数的分界杆塔，或两侧代表档距相差并不悬殊时，也不应验算不平衡力。本线路的代表档距跟别为367m,381m,相差不大，也不用验算不平衡力。因此，鼓型直线杆塔和耐杆塔都符合要求。杆塔最大档距校验在杆塔选定以后，杆塔上的线间距是一定的。为保证最大风速时档距中央导线的相间距离，不同形式的杆塔规定所使用的最大档距应不超过设计值。导线的水平线距D=0.4九+―+0.65二厂110¥max（8—1）式中入垂直绝缘子串的长度，m；U――线路额定电压，kV；f――杆塔线距所允许的最大弧垂，m。max本铁塔上导线的水平线距为6m，入=2.527m,即有：D=0.4九++0.6\.-'厂max=0.4x2.527+D=0.4九++0.6\.-'厂maxmax求得f=21.149m,则铁塔所能使用的最大档距为:maxlmax=589.29m8叮=|8xlmax=589.29m0max—jrY32.78x10-31式中&0――最大风速时的导线应力，MPa。而实际最大档距为441m〈588.89m,故满足要求。直线杆塔悬垂绝缘子串摇摆角（风偏角）校验在风荷载的作用下，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载其允许的围。（1）最大允许摇摆角在过电压、外过电压、标称工作电压下以及带点上人检修时，输电线路的带点部分与杆塔构件之间应保持一定的电气间距，其最小间距要符合规定。校验带电作业空气间隙时，对操作人员需要停留工作的部位，还应考虑人体活动围0.3m-0.5m。根据杆塔头部结构尺寸和外过电压、过电压、标称工作电压及带电检修时的允许空气间隙R〜R，作出电气间隙圆得到相应运行情况下的最大允许摇摆角申〜申。1414在求取最大允许摇摆角时，对宽身铁塔，应考虑导线在塔身边缘（如瓶口、横担）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5，一般可取5—100mm-300mm，对拉线杆塔，应根据拉线与导线之间的空间关系确定裕度5。为安全起见，并考虑计算时联板宽度对风偏角的影响，裕度取最大值5—300mm，绝缘子及金具长度入=2527mm,按照下表（表7-1）绘制出铁塔的最大允许摇摆角。表7－1带电部分与杆塔构件间的最小间隙

220kV线路带电部分与杆塔构件间的最小间隙外过电压间隙Rl(m)过电压间隙R2(m)运行电压间隙R3(m)带电作业间隙R4(m)1.91.450.551.8由于杆塔的上导线横担长4250mm,绝缘串长为2527mm,220kV线路带电部分与杆塔构件间的最小间隙距离均满足条件大允许摇摆角如上图所示。2)计算悬垂串的摇摆角时,通常视悬垂串为均布赫在德刚性直棒。设悬垂串的垂向荷载为Gj,横向水平风荷载为Pj,末端作用的导线荷载为Gd、Pd,。对绝缘子上悬挂点列力矩的平衡方程式:8-4)所以不P+P/2YAl+P/2匚、①=arctgdj—arctg4hj（8-5）G+G/2YAl+G/2Dj1Vj式中Y、Y――分别为导线的自重比载和风压比载；14L、l分别为水平档距和垂直档距；hvP——绝缘子串风压，P—n（n+1）卩Kv2/1.6；Jj12ZZG——绝缘子串自重。J由（7-5）式可以看出，四种情况可能出现的最大摇摆角仅与这基杆塔的水平档距和垂直档距有关，分析（7-5）式得出最大摇摆角出现在水平档距与垂直档距比值最大的一档，若这基塔所计算出的摇摆角小于最大允许摇摆角，则每基杆塔的摇摆角均满足要求。查看杆塔定位表得出最大摇摆角出现在G10号杆塔上，其水平档距l=353m,垂直档距lhv=286m.。以下分别G10号杆塔在雷电过电压、操作过电压、运行电压、带电作业四种情况时的摇摆角：雷电过电压v2P'—nnA—1x15x0.03xl.25XIO2/I.6—35.16NjD12Z1.6G—84.05x9.8—823.69j丰P+P/2YAl+P/2①—arctgdj—arctg4hj—G+G/2YAl+G/2Dj1Vj2x4.86x10-3x338.99x353+35-16o=arCtg2x32.78x10-3x338.99x286+—9.896操作过电压：v2P'—nnA一—1x15x0.03x1.25x152/1.6—79.10NjD12Z1.6G—84.05x9.8—823.69jP+P/2YAl+P/2①—arctgdj—arctg4hj—G+G/2YAl+G/2Dj1Vj2x8.19xlO一3x338.99x353+79-102_arCtg2x32.78x10-3x338.99x286+823.682_""运行电压:v2P'=nnA一=1x15x0.03x1.25x252/1.6=219.73NjD12Z1.6G=84.05x9.8=823.69j丰P+P/2yAl+P/2①=arctgdj-arctg4hj-G+G/2yAl+G/2Dj1Vj2x18.51x10-3x338.99x353+219-732=arCtg2x32.78x10-3x338.99x286+823-682_33.85带电作业：v2P'=nnA一=1x15x0.03x1.25x102/1.6=35.16NjD12Z1.6G二84.05x9.8二823.69j丰P+P/2yAl+P/2①=arctgdj=arctg4hj-G+G/2yAl+G/2Dj1Vj2x4.86x10-3x338.99x353+35・162=arCtg2x32.78xl0-3x338.99x286+823.6%=财96根据以上所得，可知四种气象条件下，其实际可能出现的最大摇摆角都小于最大允许摇摆角，故满足要求。（3）悬垂绝缘子串摇摆角临界曲线由作图求得摇摆角允许的最大值，则也就得到校验气象条件下的垂直档距和水平档距工程上为方便起见，常利用杆塔定位图上可以直接得到的垂直档距和水平档距进行校验。这就需要将过电压、外过电压、工作电压、上人检修等校验气象条件下的垂直档距lv，用最大弧垂时的垂直档距lvm表示出来。lvmomlvmom—oYA1(YA4o)—+yA——_yAItg叩]1o1丿m8-5)l--验算条件要求的最大弧垂气象下的垂直档距；vmo、o--分别为代表档距下最大弧垂气象下的导线应力和验算条件下的导线应力mP、G--悬垂串水平风荷载、垂向荷载；JJY、Y--分别为导线的自重比载和风压比载；14A--导线的截面积；[cp]—作图求得的允许摇摆角最大值。代表档距为lr=381m时：运行电压时lvmom—oYA

lvmom—oYA

1pJ—爭叩]+1g2tg[p]Qtg[p]+ya1o\-yA1丿'18.51x10-3x338.99219.73-823.69xtg70〔1tg70。2xtg70。h5192+32.78x10-3x338.99x•-32.78x10-3x338.99V47.05丿m47.0551.92x32.78xl0-3x338.991=0.279861-30.325vmh外过电压时1vmom—1vmom—oYA

1pJ-GJ伽]+12tg[p]hyA,o

—+yA——

Itg[p]1om-yA1

丿47.0551.5x32.78x10-3x338.99'4.86x10-3x338.99血16-823.69x堆29。+1tg29。2xtg29。h51.5+32.78x10-3x338.99x-32.78x10-3x338.99V47.05丿」1=0.33081-31.2548vmh过电压时

lvmom—

呵A1lvmom—

呵A1P-Gtgg]TJ2tg叩]o+YA1o\-yAi丿'8.19x10-3x338.9979.10-823.69xtg45。+1tg45。2xtg45。h53.31“c“ccccc+32.78x10-3x338.99x-32.78x10-3x338.99V47.05丿」m47.0553.31x32.78xl0-3x338.99l=0.33789l-29.5677vmh带电作业时lvmom—lvmom—oyA1Pj-GN]+12tg叩]ho+yA1om\-yAi丿47.0556.51x32.78x10-3x338.99'4.86x10-3x338.9935.16-823.69xtg34。+1tg34。2xtg34。h56.51+32.78x10-3x338.99x-32.78x10-3x338.99V47.05丿」1=0.35041-28.9066vmh图7-1摇摆角临界曲线代表档距不同，临界曲线也不同若定位图上某基杆塔的垂直档距和水平档距落在临界曲线以上，说明摇摆角在允许值围，其他耐段各杆塔的摇摆角校验方法与此相同，可知其他耐段也在安全围。8.1.4直线杆塔的上拔校验最大上拔力发生在最低气温或最大风速气象条件，理论上最大风速时的上拔力有可能大于最低气温时的上拔力，但最大风速延续时间非常短暂，且邻近两档同时出现如此大风的可能性较小，故一般不考虑。工程定位中，通常将最低气温作为校验直线杆塔上拔的气象条件。校验上拔的方法有最小弧垂模板和上拔临界直线两种，这里采用上拔临界直线校验。上拔的临界条件是lv=0，则有:oYlvm8-6)=l(1—丄)

hlvm8-6)m式中l——水平档距；h。、。一一分别为最大弧垂时和最低气温时的架空线应力;mY、Y――分别为最大弧垂时和最低气温时的架空线比载m代表档距为lr=381m时：导线：1=1(1vmh地线：1=1(1导线：1=1(1vmh地线：1=1(1vmhoyoymoy^moym)=11()=11—47.05x32.78x10-3、58.35x32.78x10-3丿=0.1936591285.04x84.01x10-3、153.9x190.53x10-3‘=0.18335l代表档距为lr=367m时:导线地线oy(1=1(1导线地线oy(1=1(1—))=11—vmhoyhImoy(-^)=11—oyhIm1=1(1—vmh46.95x32.78x10-3)59.42x32.78x10-3丿285.19x84.01x10-3)=0.209861h157.6x190.53x10—3丿=0.20211lh700600(J1CI04CISOOmclolclcl基更：EEw700600(J1CI04CISOOmclolclcl基更：EEw汕档刨-I图7-2上拔临界直线绘制出直线杆塔的上拔临界曲线如图7-2所示，从图中可以看出该段直线杆塔实际垂直档距和水平档距的交点落在临界曲线上方，所以此段杆塔安全。其他耐段各直线杆塔的上拔校验方法与此相同。8.2架空线运行条件校验架空线悬挂点应力校验高悬挂点处的架空线应力最大，必须控制该应力在规程允许围。由高悬点应力决定的允许高差h为h=迥sh丄sh(arcchE—-丄)Y2Q]2Q]魏―？)式中Q]控制气象条件下架空线最低点的许用应力；Y——控制气象条件下的架空线比载；e——架空线的悬点许用应力kB]与Q]之比值，£二1.1。匸]=92.30MPay=61.32x10-3MPa/m代表档距lr=381m

61.32x10-3xl61.32x10-3xl]2x92.30‘2x92.30761.32xlO-3xl畀…shsharcchl.l61.32x10-32x92.30〔=3010.437Xsh0.000332181xsh(0.443568254-0.00033217l)绘制出悬挂点应力临界曲线如图7-3所示，从图中可以看出该段杆塔实际定位档距和悬挂点高差均落在临界曲线下方，悬挂点应力未超过许用值。其他耐段各悬挂点应力校验方法与此相同。卅获耐胸Elb卅获耐胸Elb加图7-3悬挂点应力临界曲线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。对于一般船体能自由转动的悬垂线夹，其临界条件为2[e]=ei+e2，故有：Q1V1二ftg[2[6]-tg-1J]

1vVG0(8-8)该式可进一步简化为：式中[0]◎,Y0l,l1v2v—0tg2[0]—/Y2v/—Y1v1+Yl2vtg2[0]◎0-悬垂线夹的允许悬垂角，取[0]=25；分别为架空线最大弧垂时的应力和比载;分别为被验杆塔两侧的单侧垂直档距，即悬挂点距两侧弧垂最低点间的水平距离当代表档距lr=381m时：◎0tg2[0]-/Y2v导线l1v47.05xtg(2x25)—l32.78x10-3"'2v32.78x10-3xl(2)1+svxtg(2x25)47.05地线l1v―0tg2[0]—/Y2v285.04f(22_)]xtg(2x25)—l84.01x10—3补2v184.01x10-3xl1+2v285.04械盖花邯渤更烈l91itl■朋事解换其Uli扯下肉槪津矩齐法矽:“1710.555416-/2v—1+0.00083030144/2v_4043.535818—/—2v1+0.00029473/xtg(2x25)2vbH■11■■|FI*■».■厂阳图7-4悬垂角临界曲线绘制出悬垂角临界曲线如图7-4所示，从图中可以看出该段铁塔两侧的垂直档距的交点都位于悬垂角临界曲线下方，故安全。其他耐段各悬垂角校验方法与此相同。绝缘子串强度和倒挂检查绝缘子串强度检查在平地线路中，垂直档距与水平档距相差较小，由于设计杆塔时已考虑到绝缘子串的机械强度，因此杆塔定位不会发生因垂直荷载过大造成绝缘子串强度不足的问题，但是山区线路中，由于地势起伏高差大，垂直档距往往大于水平档距较多，甚至两倍以上，这时就会出现垂直荷载超过绝缘子串允许荷载的情况，仍可用制作临界曲线校验。由前部分计算知：本线路的最大弧垂发生在最高温气象条件下。本线路为平丘线路，垂直档距和水平档距相差较小，在设计杆塔和选型时就考虑到绝缘子串的机械强度（选择绝缘子串联数时，垂直档距按441m计算，而设计垂直档距均小于441m），因此杆塔定位不会发生因垂直荷载过大而造成绝缘子串强度不足的问题，因此，这里无需验算绝缘子的强度。耐绝缘子串倒挂检查山区线路因地形起伏较大，某些杆塔的耐绝缘子串可能经常上仰，因此宜将上仰耐绝缘子串倒挂。8-9)式中h--需要倒挂时的临界高差；b--年均气温、无风无冰时的导线应力；0A--导线的截面积；Y—导线的自重比载；1GJ--耐串的重量；l--定位档距；代表档距为lr=381m时：h=-(G+YAl)=-《9.55x9.8+32.78x10-3x338.99xl