kV架空线路设计

kV架空线路设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII**大学成 人高等教育目 220V*架空送电线路姓名与学号指导教师年级与专所在学院要*0V*导地型号、气象件、地形情况完成如下内容:算导地应力弧垂绘制成图；选择直塔和转角塔确定杆塔呼称高、金具和绝缘子型号数导、地成、算,算、理、内容、等并关图纸.关键词 220kV应弧垂算排杆定位Abstractgtothesstemlaoutof***ElectricPowerCompaneisa22Vdpowertransmissionlinetoebuiltm**Substationto＊***SubstationBesidesengineeringdesignrequestandthestandarddesignprocessthispapermainlyincludefollowingtaskintermofthevoltagerankthetpeofconductordd,econditionofrd.Firstleethestressofthewires,anddrawoutitschartSecondlwechoosethetpeofstraightlinerderymsteeandamountofinsulatorsandfittingThirdlwerepetitiouslyarrangethetowerpositionontheplanecrosssectionbythetemplateofarcsagwechecktheloadoftowersandthestabilityoftowerfoundationwedesigntheshockproofofconductorandgroundPAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIIITheachievementsinthispaperincludestheinstructionthebookandtheaccountbookinwhichtheformulasanditsapplicationaredetailedlyrecordedinwhichthedesigncontentandpointsforattentionareconcretelylistedalsothedrawingsintheappendixbelongtothepartoftheachievementsinthispaper。KeyWords overheadtransmissionline,thecalculationofstressandtheheight，arrangethetowerposition录1………1。 1………………….…….11.2 意…………….….… 2第2 章 内 容 说书…………………… 31 线路路径选择和杆塔定位 322 导线、避雷线的应力弧垂算……….………….…623 杆塔型式的选择...142.4 送电线路绝缘配合 1725 塔头尺寸校核………………….………2126 杆塔荷载……………25.7 铁塔内力算 302.8 杆塔基础…………… 312.9 防振 343算………………361 导 线 、 避 雷 线 的 应 力 、 弧 垂 算…………………3 63 。2 杆 塔 型 式 的 择……… …………483 。 3 绝 缘 子 择…………….…………4834择…… …。4 935503.6 塔头尺寸校核 5237杆塔荷载…………………563.8铁塔内力…………… 633 。 9 杆 塔 基础…………… … .… 65310 64……………… 71……… … … .… 72参 考……………..…721al…… 73A11VB73A1.215℃无风无冰时VB74附录2 应力弧垂曲图………………75……A22 曲….……………..……763图…A3.1 直型（酒杯型铁） 77A3.2耐张型（干字型铁) 784绝缘子金具连接图 79A41直金具连接图 79A42耐张金具连接图 79--PAGE70-111.,、解决一问题,在作程，所得到疏，它既一次检阅，又一次锻炼对于现在在工作碰到实际问题可以在时得到证实与解决,对我们提高务水平有很大的帮助。随着我国经济迅速发展，电力事作为经济发展基础也随之蓬勃发展，各电压等级输送电线路与工我国的实际,输电线路对我国送电线路工程，对我国经济发作作为一工作以,对以来进一次在次我努力到以点：一，应注、，在应简，线路，提线路工程路，列各,工程实与，贴工程实，次题于电力实际;，，有与我国现各有、程等为,现，在线，线力计,程，在线以线路时到制图工作，保证了工程准确,一线路路,,为线，线力，，，基础计算,及最一介绍了防振.在完成程，得到了电气工程院领导关心研组师大力支持特别此次指导老师＊＊老师及班主任＊*＊老师,.1.2V————*＊架空送”来源力院际项目,因本毕贴近工程际定工程准确*****ft区.对初学员知识,也挑战锻炼通过该,我的和。***ft区,通,工状力区.近来通善快来力目本地区有35V公变站*座,110V公变站座无220V上变站已能满要求形势非常严峻。V从广上来说,220*变分该变所运和从技术上说为**第建等级可作为今力建基础,加借鉴。221.1,、本着统筹兼顾，全面安排原则进比较到比较,到,安全适;尽量避开重冰,原重安全施、、等;或进、统宜采双回或多回共；耐张段长度般采3~5km于超高压、施工条件许可时适当延长高差或档距差非常悬殊ft重冰,适当缩短；有大跨越大跨越情况通比较避开、、、、、或ft、安全则施。,般按下几步骤进：图资料签协议、、比较、[3]。212已测绘平断面配置置时要尽量件,施工。度度大平衡张力另外尽量避免现孤立档尽可能型式高度尽量避免特殊21.21原则,12；当陡坡布时注意可能受雨冲刷情况并采取适当措施如挖排沟砌护坡等并且滑坡带；非直型于势比较平坦便于施紧2.12.21情况;、型绝缘子串情况防振措施的安装规全换情况不同气象区分接装情况;使用条件览表各型使原则对对各种交叉物距离交叉跨越方式求耐长段长度规;平衡使模板 K 值摇摆角等条件;导与建筑物之间距离有关规;型式原则等。2判最大弧出现气象条件直比条件,比条件.可垂,时算书。3高度高度主根据对允许距离决最大弧模板。直： E—--h 1）：-h 22）式—高度m—呼高m；d对安全距离m；绝缘子串长度m；——取700m10mh——施,m.此与最小距离d下表：表 2.1与最小距离 dm）

）50 0 0 0 ±居民区 7.0 7。5 8.5 14 161）非居民区 6。0 6.5 7。

12。510。5(三角排列）交通困难5。0 5。5 6.5 2.1.2。3弧垂模板的制作与使用1制作定位弧垂模板f=kl2k=g/g，值一定时，其弧垂形状K值,lf为纵坐标，以档距中央K×0—5×0,0.25×15,4。)步骤如下：

1/m）EH.杆塔的呼称高是指杆塔的最下层导绝缘字串悬挂点到H=E-d(对安全距度h(杆塔；杆塔定位时,在面上弧垂模板制弧垂曲是按定位高度的。只不与面相交，对距离的.根据的最同时可计算档距l为j

f 距l max D

fmax

E

)，(E(Ed)gj距l 80。9l,9。D j根据定的l ,步排定杆位,定的l 查应力曲出最弧垂时的应力D D，算出对的K值，K值对的模板在平面上排杆位；③排杆校验和调。当排出了一耐张段的杆位后，计算其实际档距及其对应的K'与K 值接或相等其误差—000.2)1—5之内,说明所位合适，可接下去排下一耐张杆位.212.416Z ~Z1 16

5J1

J)，列表如2下：22(m)塔 Z Z ZJ

Z Z Z ZJ

Z Z Z1 Z1J

Z1 Z1 Z1 Z1 Z1J号 1 1 2

2 4 5 6

3 8 9 0

4 2 3 4 5 6 5223222222222322222222呼称992603393093260333336高度

.

.

.

. 。5777577775777757777753332232323322222全336037737337603777773高度

. . .

. .

0 .

0 . . 64 4

4 4 4

4 4 4

4 4 4 4 4档距耐张1039 1559 1711 2113272.25 330.47 38025 356档距22、避雷的应力弧垂计算221的应力弧垂计算1应力弧垂曲计算步骤1确工程所采的气象条件；(2)确导的计算参数；确架空;计算导在各种气象条件下的比载；(5)判;6判;（7）各种气象情况下导线应力和弧垂值的计算。设计用气象条件所谓设计用气象条件，是指那些与线路的电气强度和机械强度有关的气象参数：风速、覆冰温度和温度，称为设计用气象条件三要素.在线路设计过程中，必须对沿线的气象情况进行全面的了解，详细搜集有关气象资料，设计过程中应搜集的所需气象资料及主要用途见表2。3.表 2.3气象资料及用途表搜集内容 用途最高气温最低气温年平

计算电线最大弧垂，使电线对地面及其他物体保持一定的安全距离电线可能产生最大应力,检验绝缘子串上扬或电线上拔及防振计算等条件年最低气温的平气温 计算电线或安、检的条件最大风速及最大风速的平气温 风是和电线强度的条件地最风及其用电线的防振、防及绝缘防设计及电线强度设计，验算覆冰电线电线覆冰温度

平力及垂的导线距离电数（或数） 防计算用、、的持数 计算电的数据度 用设计年及最高行气温 定高度及验算距离最高气温的最高气温平值 用计算导线温（1）设计用气象条件的风速、覆冰度和大气温度是线路设计中要的主要素,的值称为气象条件的。气象条件的，了应理的，要上的理及设计计算上的.线路行情况下的气象条件设计最大风速，冰和应的大气温度；覆冰,应风速，气温—5;,,1m/最,1,S≥0.012l+15.S；l,m。0m,5。耐振振,,55。(2),影响输三素归纳并形成九本Ⅱ,具体参数见表2.4。代表表2.4Ⅱ参数） )m）40 00—10 0010 300-5 105()01001500()1500(1510015150()010022.135252.5称 据LGJ—210/35mm2)246.09mm)20.38×06/0C）188Emm2）8000单位长重量(kg/km)8539）74250(2)最大使应力1)最大使应力最大使应力又许应力是指弧垂最低点允许使最大应力[2］可知应按式算: Pmax K

2.4)式 —最大使应力N/mm2；max 瞬时破坏应力N/mm2；PK、避雷全程K25。2运行应力在路了保证路长期运行全可靠除了满足在任何气象条件下,架空线的最低点处的使用应力不能大于许用应力外，还应满足年平均运行应力的要求,防止导线因振动而出现断股和断线。架空线的年平均运行应力 一般取瞬时破坏应力 的25%,即 =25% 。cP P cP P这是由于架空线的年平均运行应力的上限一般按加防振措施考虑。。1.4 架空线的比载架空线的比载是指单位长度和单位截面上导线所承受的机械荷载，其常用单N/mm2MPa/m。作用在架空线路上的荷载有架空线的自重、冰重和架空线所承受的风压,为了清楚的表示这些比载，可采用符号 gx(b,v）表示，其中 x=1～7，表示 7种不同的比载，b表示计算比载时的覆冰的厚度，mm；v表示计算风速，s。由文2可。自重比载g1(0,0)g 1(0,0)

9.8G0A

×0-3m) 5）中 G0-—架空线单位长度,kg/km；A—-架空线的截面mm2冰比载 g2(b，0)

g2(b,0)

b(d

A

×03)(2.6）中 b——冰厚度，mm;d——导线的计算,mm;A-—架空线的截面，mm2。比载 g3，0）g3(b,0)

g1(0,0)

g2(b,0)

(2。7）)导线冰时的风压比载g4(0,v)

g

cdv2f

13()4(0,v)

16A

2。5g5(b,v)g

5(b,v)

c(d2b)v216A

×1—3）。9）)gg21(0,0)gg21(0,0)g24(0,v)g6(0,v)

m） 0）7

g7(b,v)g 7(b,v)

g23(b,0)

g25(b,v)

）

2。2。2.1。5应力和弧垂曲计算应力弧垂曲图是输电路设计图纸中一部分,它反映了某地区各种气象情况下应力、弧垂与代表档距之间变化关系,计算它们主要目是为了提供力学特性，从而能进行路杆塔设计进一步2.2。6表26 应力弧垂曲计算项目计算项

大

事故 最

最高 大气过

大气过电

操作过

平均运目

断

气温 (有

无

电行应力△ △ △ △ △ △ △ △ △ 避雷△ △ △ △ △ △ △ △ △避雷线 △判定有效临界档距),：g/,D,计算各种临界档距；②将所需判定任意档距l与顶端l 较若 lkAD

,则沿边走kAD

l ，kAC若 l<l ，则沿左边走线至l .再若 lkAC kBD

l ,则沿右边走线至l ，若 lkBD kBC

l ,则沿kBD左边走线至l .以此类推,直至最后走线至某一气象条件的代表符号（，B，C，kCDD）为止.该档距l对应的控制气象条件为该符号代表的气象条件；lg/g/大k者控制；若两种情况的 g/相等，则全部档距由+t/

较小者控制;若临界档距lk+t/

较小者控制；若临界档距l为不定值,则两种气象k条件同时控制。由文献[8]可知。一般情况下，可能成为控制条件的有最低气温、最大风速、覆冰和年均气温存在六个临界档距，但真正起到作用的有效临界档距最多不超过三个。设计时，需要先判别处有效临界档距，从而得到实际档距的控制气象条件。因为g<g ,所6 7以以最大风速，控制气象条件为年均气温、覆冰、最低气温,三个气象条件的数下表2.7。表 2.7气象数目 年均气温 覆冰 最低气温最大用应[] 75。43120.69120。69×10-3 34。0098.8034.00气温0C 10-5-200 8。192.82号 BAC2）种临界档距可判定 0﹤l﹤m时为 B控，控制气象条件为年均气温；l﹥123.14m时为 A控，控制气象条件为覆冰。3)应、弧垂的计算确定了控制气象条件及其对应的控制档距范围以后，由应状态程 2l n

2lm

E(t

t)求导线应 ，由公式 f= l

g 求与之n

m 2 n m

n n nn m n对应的弧垂。在此，应、弧垂的计可以利用写的 VB通用程实现（程代码见附录 2，A2.1）式中 ——线性膨胀系数，1/℃；E—-弹性模量，mm2/N;l——导线档距，m；、 —-两种气象条件下导线受应，Mpa。n m避雷线的应弧垂计算2.2.2。1避雷线的选择避雷线可为一般避雷线、绝缘避雷线、屏蔽避雷线和复合光纤避雷线四种，本设计中采用一般避雷线。一般避雷线主要使用镀锌钢绞线，其型号视所保护的导线型号而定，如下表1.8所示：表 2.8导线、避雷线型号匹配LGJ－35～LGJ－LGJ－95～LGJ－LGJ－240～导线型号LGJ300避雷线型号70GJ－25185GJ－35－300GJ－50GJ－70由上表可得导线型号为LGJ时选用的避雷线型号为GJ。安全系数为3.5。避雷线GJ50的物理参数如下表所示：表表2.9避雷线的物理参数数 据(mm2)GJ—5049.46(mm) 系数 α×106(1/0C） 。5E（KN/mm2)200。9重量（）423.7瞬时破坏力 12002.2。2。2避雷线的各种比载计算避雷线比载的计算方法同导线比载的计算方法，在此不再重复。（注意：由于避雷线不用输送电力，故不需计算内过电压,外过电压（有风)情况，计算外过电压无风只是校验导线与避雷线在档距中央的距离配合.其他气象条件与导线一致）避雷线的各种比载计算结果见.2.2.2。3避雷线使用定（,冰应持(0。012l+1）m间距,此处l为档距。处此时 然后将此B作为已知条件得其他各气象条件.,在无风,无冰时 为Bgg8gg8 2l22hbDB l2D

（2。12）中 h—-离,m；g 、g —；D B 、 —在5,N/m2；D Bl—档距.将 为最值档距l定义为控制档距l ，B当S=0时

Ql =166。7（h-1)Q（2.13）得l 5ml取0～0,而l<l ,取lQ Q代入 式中出 。B B以 5风,弧BVB程序代替手工,VB程序2，A2.2并画出弧垂曲.。3绘制、弧垂曲、弧垂曲2.杆塔形式选择2。3.1概述输电线路杆塔型式的确定，应根据国家经济建设发展水平，不断总结杆塔设计、运行和施工经验、择优选用技术先进、经济合理、安全适用的杆塔型式。线路杆塔型式是多种多样的,一条线路到底选用何种杆塔外型结构，主要取决于线路的电压等级、线路的回路数，线路经过地区的气象条件，以及地形地质情况等.进行一条线路的设计，必须结合工程的特点，确定出杆塔所采用的型式。.,用直线杆塔。线路转角用转角杆塔,线路在跨越口要用终端杆塔。23.21条件。杆的总等于上线的直和线的，于电杆要上地h.杆塔的线到地的直H为杆塔的，杆塔的是杆塔的,杆塔的安全、经济要用。H

f

d

4）式--的),m；fmax——,m；d-—线到地、水及跨越的安全m；-—,m。2,特设计杆塔，转角杆塔应杆塔。3、在一线路上，杆塔形式,做到形式.4、为分用地形,位、塔应合用合5、线和线的及气象条件以为选择杆塔的.6、根据工程情况进行验，[1]。1杆塔采用的1用电杆的优点:①简单制造都简单；②节省和投资，特别是应力电杆；③维护,除部铁附般防腐措；2),;②耐张转角一般要有拉线在居民拥挤地带及ft区不能;③承载力有限在超高压线路上很少（2)从和双来优①结构,便于加和施；②在采小型号导线线路上;,减少线路。①采线能；②导线上角,载在上不；③带带来不便；在重,证有足够垂直线间距离和水偏移.从有无拉线角度来有拉线塔优①承受弯矩,;②基础作力拉线基础承拉力基础承下压力。有拉线塔①拉线地面积而且影响农机械化耕种；②线间距离；③增加运行、员对拉线维护、更换和调拉线作(4)从导线式来回路塔导线水角有下优在导线载形不明显；在导线不不易碰线，适于重区线路；③导线水一般采双线因此有好能适于多地区；导线水带便运行维护二作少。单回路杆塔导线水平排列比三角形排列有以下缺点：① 线路所占走廊宽；② 小截面导线线路，采用双杆比单杆用的钢材、水泥等材料多，投资大.2。3。3选择结果杆塔形式的选择主要取决于电压等级、线路回数、地形以及使用条件。.量最多，在平坦地区可占线杆塔数的8。承力杆张杆、角杆、.张杆可有小于.角杆塔分小角杆以下、角杆(3060)和大角杆60~90)。承力杆所承受的荷载大，一采用线钢电杆和塔。220kV,LGJ—210/35,为GJ—50型Ⅱ级气象区。综述从经济考虑,优先由220kV，导线型5，线型GJ-50，所以杆塔的强度要求要，所以直线杆选择,237m，张杆、角杆采用型塔,其20.5m。电线路的绝缘配合设计2。4。1电线路的绝缘配合设计具体内容电线路的绝缘配合设计具体内容有：由文献可知。1）正常运行电压、电压、电压定绝缘子型和数以及导线对杆塔的气间隙距离；(2）外电压的要求确定导线对地及对各被跨越物的最小允许间隙距离超高压线路还应满足地面静场影响需对地最小间隙距离的要求；)电压的要求定导线线的；4）正常运行电压及导线情况定导线的最小。2.4.2串片联确2.4.2。1串型选择地区污秽等级主要根据地区的污湿特征、运行经验以及外绝缘表面污秽物的等值附盐密度三个因数综合确定。我国污秽等级分为5级，见表2.10。表 2.10高压架空线路污秽分级标准污 秽 条 件 泄漏比距(cm污秽盐密

/k)等级 污秽特征

(mg/cm2

中性电直接接地 中性电不直接接地0~0.03大气清洁地区及离海岸(强电解质)50大气清洁地区及离海岸(强电解质)50km以上地区0~0。061大气轻度污染地区或中0.03~0.101.6~2.01。9~2.4度污染地区2大气中度污染地区0.05~0。12。0～2。524～303大气严重污染地区0。1~0.252。5～3。23。0~3。84大气特别严重污染地区〉0。253。2~3。838～45（弱电解质),,绝缘子的，应线路的电压绝缘子的机电和承受的，定的数。中电力的电压为0，导线型J5，地区污秽等级为级，所以X7绝缘子，具数见下表2。11所表 1 XP7绝缘子电气性能泄漏高度距离

工电压有值

0值

(×9.8）小 重量机电

mm 干湿击穿 例时机 mm kv 破坏电P—255 146 300 75 45 110 120 3500 5200 7000 4。672.4。2.2绝缘子片数的（1）悬垂绝缘子绝缘子片数的。其计算公式为：

Un NK LX 0（1.15）式中 n—-每串所需；UN—-线路额定线--不同污秽条件下所需；L0——每几何离，产品目录取；离的有效系。（2）耐张塔的由于直线杆塔的串是垂直于地面装的,内不易积尘和进水,而耐张杆塔的串几乎与地面是水平安装的，内既易积尘又易进水,使得串表面的水平下降.还有耐张杆塔上的串承受的机荷载直线杆塔的大得多，其损坏的可能性大，所以耐张杆塔串直线杆塔的悬垂串多一。。2.3串的（1）悬垂。悬垂串联由以下两:1）导线最大综合载计算为KGN 1T（2.16）式中 N——悬垂串联；T--悬式1h机荷载，N；K1-—悬式在运行情况下的机械强度安全系,K1=2.0;G——作在G=G(串覆冰综合载)i

G（导线覆冰综合载）n另注：G=g Aln 7A——导线截面积,mm2；l——直线档最大值（l300m)2）导线断线条件计算为NKN2 D

（2.17）T式中 T-—悬式绝缘子1h机电荷载，N；K2—-悬式绝缘子在断线情况下的机械强度安全系数，K2=1.3;TD——导线的断线张力，N。2）耐张绝缘子。它应承受导线的全部张力，因其联数计算公式为：NN1m

（2.18)T式中 T-—悬式绝缘子 1h机电荷载，N;K1—悬式绝缘子在运行情况下的机械强度安全系数，K10；Tm—-导线的最大使用张力，N2.4。32。4.3。1金具的分类和用途金具是将杆塔、导线、避雷线、绝缘子联结起来所用的金属零件。金具可分为：悬垂线夹、耐张线夹、联结金具、保护金具和拉线金具等.由文献8可知。绝缘子串的主要特性及绝缘子串的组装：在此设计中，导线，避雷线绝缘子串金具由〈〈线路金具手册〉>所示。直线杆绝缘子串组装材料如下表所示：每个质总共质 主要尺总质量量（量（每个质总共质 主要尺总质量量（量（H(mm）(kg)1Z-1211。31。3802UU-1211.01。0803联板L14.74.7704Z720.60.860184.15QP-720.30.6506悬式绝缘子P718×24。6128。8146×187碗WS-721。02。070件号 金具名称 型号 数量8LS-12551878.7659ZS-72061.26010U25.811.614311H22.346:2.13kgkgH)kgkgH)1UU-1231030802PH-1210.90.91203L24.79.4704Z720.612605XP-7194.61381076146×196球头QP-720306507碗头WS-721020708NY-300/5013.1310L）1

kg：2.14避雷金具称 kg

kg

H)

U螺U-188010.80.880(L)金具环H710.50.5951U211.81.882NX-211818140(L)金具UU71050.5608环Z710.50595塔头的校核、经济、美观。头部尺寸的决定是否得当，是结构经济、合的重要因素之一.如果头部过大，在导线出现不平衡的过高会增大身的弯矩，加大使材料规格,浪费材料.同时使线路走廊宽度增大；电磁污染环境加大.如果头部尺寸的过小，又会对线路.由于以上原因，周密考虑头部尺寸的时主要决定以电的要.要以来,线的头部的检.。1度平Lh

L L1 22 h h

(2.19）垂直LvLh

0(1 g v v1

） （2.20）——代表时导线最低点的力，N/mm；0G--在覆冰或时g，在时g，Mpa/m。3 1(1）正常运行时的系数KP/Tmax2时要求P--一小时机电荷载，N；Tmax——片最大使荷载，N。（2）事故情况时的系数KP/Tmax1.3时要求P—-一小时机电荷载，N；Tmax——片受的最大使荷载，N。2。5。2 直线头尺寸2。5.2。1直线悬垂串的风偏角 ψ风偏角已知 摇摆角公式：ψ=

P/2gJ 4

ALh

（221）G /2gJ 1

AL GV FnnAkv2p 12 zz

2.2）j 1.6°；J PG—绝缘子串所受风压及自重力NJ 导线截面面积2；G N；FLh—；Lv；v-—风速,m；k—-风压随高度变化系数；zn——导线所绝缘子串数;1n——每串绝缘子片数；2A——每片绝缘子受风面积单裙绝缘子取0.03mm2双裙绝缘子取z0.04mm2。具体校核详见书通过校验对正常运行、内过电压、外国电压均满足表各条件小间隙：条件表2。15））3560110地 不接地 154 220 500运行电压0。10。20。25 0。4 55 0.55 1。01。15内过电压0.250。50。7 0.8 1.10 45 2.5外过电压0。450。651。0 90 3。72。5。2.2跳线风偏εg4g1

3）g1—自重比载；g4。2.5.2.3校验1000m:D0.4

U

0.65fmf

4）—；—；f1.724S0.2L15） 25）h(f f)；d bL；∆h—挂点之；fd;fb—。对边角通常情况路及双220kV路,一般采20º左右.算：sh2；h。本D应5)力70％。 p

840

2。2）max k p5）杆塔最大使档距的选取杆塔的最大使档距受到线间距离的限制，档距越大,导线受风荷载作时摆,最大使档距也随之确定，线间距离允许的最大弧垂为f D0.4U/1102

2.2） m 0.65 式中 —导线水平线间距离和等效水平线间距离中的最小值；λ——悬垂绝缘子串长度，U——线路的电压等级，kV。2。6杆塔荷载计算2.6.1概述(1）承力杆塔运行情况的荷载计算条件：1）最大风无冰,相应气温，未断线；覆冰，相应气温，未断线;2:1）在同档内断两根导线，无风无冰。2)断一根导线，无风无冰，所有导线张力取导线最大使70%。3216荷载组合系数荷载组合情况 荷载组合系数运行情况 110kV及以下 0.75断线情况(包括纵向张力）

220kV及以上 0.90验算情况 0.75262、避雷的垂直荷载、避雷的垂直荷载为无冰时

GgG1 ch j

(2.29）有冰时

Gg3 ch

G'j

(2.30)式中 g--自重比载，Mpa/m；1g-—垂直总比载，Mpa/m；3s—-、避雷的计算截面面积，mm2；l —-垂直档距，m；chG——绝缘子串及金具的重量，N；jG'——覆冰时绝缘子串及金具的重量，N；jG'5mmK10mm时，j jK1.15;15mmK。2.6.3、避雷风荷载的标准值W W dL

sin2（2.31）

X 0 Z c P(232）

W v0

/1600X式中 W —-垂直于及地方向的水平风荷载标准值，N;X—-风压不均匀系数；c——500kV路及地风荷载调系数,仅于计算作于杆塔上的及地风荷载（不含及地张力弧垂和风偏角计算）cz-—风压高度变化系数，一般可按地面粗糙度B类计算；z ——或地的体形系数：17mm或覆冰时（不论径大小）12；17mm11d——或地的外径或覆冰时的计算外径；分裂取所有子外,m；PL m；PW—º；W0m2。2.17）≤101520≤v〈3030≤v〈35≥35计算1.001000.85075校验空气隙1000750.61061500kv1001.001101.201.30z高度变化z2.18高度变化z计算高度z计算高度z计算高度z计算高度z0V0V 0V0100880.80901.771.62151.00091100184201.101.001502091.91301.251.142002.292.09401371252502462.24501.471343002612.38601.561.423502.742.50701641.49≥4002.862.61801711564分类组合为了进行结构设计,必须对承受进行计算,分别算出路在运行情况、断情况以及安装情况承受按受力一般分为垂直、横纵垂直G是指垂直于面横是指沿横担;纵Ｔ是指垂直于横担荷载按其性质一般分为永久荷载、可变荷载和特殊荷载。永久荷载包括杆塔自重，电线、绝缘子，金具的重力及其固定设备的重力。可变荷载包括风荷载；电线和绝缘子上的覆冰荷载；电线拉力及施工、检修的临时荷载.特殊荷载包括由于断线所引起的荷载和由地震引起的地震荷载，以及在ft区或特殊地形地段，由于不均匀结冰所引起的不平衡张力等荷载。在设计杆塔时.考虑到荷载的离散性及计算内力时进行简化所带来的不利影响,一般采用设计荷载值进行杆塔构件强度计算，设计荷载值由荷载标准值乘以荷载分项系数得到。各种荷载分项系数如下:永久荷载1。2；风荷载1。4；冰荷载1.4;安装及检修荷载1。3,断线和安装时的荷载。由4]可.2.6。5。5。1张最风、冰、Ⅲ最低气温垂直荷载1G =g×1D4 JD1G =g×G1D5 JD1G =g1B41G =g×1B5

A×Lv+GB JBA ×GB JB平荷载P g4××L θ2+PD4 H JDP g4××L nθ2+PD5 H JDP g4×A ×L nθ/2+PB4 B H JBP g4×A ×L nθ2+PB5 B H JB纵向荷载△T .=T sθ2）D D△T=Tcos(θ/2)B B2。6.5。2张杆塔覆冰垂直荷载1G =g×1D4

L +1075GV JD1G =g×1D5

L +1075GV JD1G =g1B41G =g×1B5

A ×L 1075GB V JBA ×L 1075GB V JB水平荷载P =g4×

L PD4 H JDP =g4×L PD5 H JDP =g4×

A ×L PB4 B H JBP =g4×A ×L +Tsin(θ/2)+PB5 B H JB纵向荷载△T =T cos(θ/2)D D△T=T cos(θ/2）B B2。6.5。3耐张转角杆塔断导线（1）在同一档内断两相导线，避雷线未断未断相：

=g×D 1

L +2GV JD断线相：

=g×D 1

L GV JDG =g ×AB×L +2GJBB VPD

T ×sin(θ/2）m

P0D

T ×sin(θ/2）m

P0B

T ×sin(θ/2)m纵向荷载：△T .=T ；△T=Tcos(θ/2)D D B B(2）断一根避雷线，导线未断垂直荷载：G

=g×D 1

L +2GV JDG =g ×AB×L +GJBB VPD

T ×m：△T =T D D2。6.5。4杆塔的安装荷载牵引荷载是由架线过程中通过滑车将导线拉紧到设计张力时所产生的荷载。相临档未挂线时，作在横担上的荷载为

G nGTZ P nP

sinGFX纵向荷载 T 0Y相邻档已挂线时，作在横担上的荷载

G nGZP nPX

sinGF

T cos)YGP——N;T——临时拉线的处张力，一般取T=5000~10000N1 1T——N；K——动力系数,1。2；n--或的分配系数，当相邻档距和高差相等时，一般取n=0。5；G —-附加,员和工具所引起附加，N；F——临时拉线与地面的夹角，º；-—牵引钢绳对地面夹角，≤20º。2。7铁塔内力计算2。7.1概述铁塔是由平面桁架组成的空间结构,在大多数情况下为超静定结构,因此可简化为平面桁架进行内力分析.内力分析方法通常采数解法。数解法包括节点法和截面法。其截面法计算简洁，通过一次计算就可桁架内的内力，得采.铁塔计的平面桁架分析法，常与方的桁架的，定由与方平行的桁架。因此，当与桁架平面平行时，分解成与桁架平面平行或的分量,分计算桁架在分量下的内力，然后进行叠加。2。7.2塔身风压计算塔身风压计算公为：W WAs 0 z s z s

(2。33）W——风与塔塔面相时，塔风标准值，kN;sW——基准风标准值，m20

应根据基准

v(m

),按W0

v2u——zu——s—-zA2；s273.

UM

G4

234）

SMO2r

235）MM —CON m；c OG——,N；b——CU；1r——OS1——。28基础1基础原则基础着传递基础顶.随着,基础随因此基础应,基,。,,同也同因此应结合施工特确定采基础。铁基础及因此应同进稳定性.应据基础沿工程文及施工输等,..[4]1TNNMyG4 T Y G46）My——(,； ——；Gb——。)NMx

N

G2a 4 2a 4TH DCT

H TDCX

v 4a

27）D——T 距;DC——断线张至心距离；a—-侧面宽度。2.8.2参数1K1K2K——与土抗自重关系数；1K2——与抗关.倾覆系数如表示：2.19定 型 K K K1 2 3型 1.6 1.2 15、耐张型 2.0 13 18、终端、大跨越 25 15 22

K =2.0K=13K=181 2 3（2）土质：平原，硬塑质粘土；ft区，硬塑质粘土或中砂.（3)确土的算容重V土的算容重算 0 所示：取值方法如下221土的算容重算土名 粘土 亚粘土 参数 硬塑坚硬 可塑 软

粗沙中砂 细砂 粉砂（V （0

/m3） （0C） （4R]P塑性指数液性指数P

I

2.22

IP〉10空隙比

0 05 10 0 025 05 075 1.0 0.53503102804504103703400630026023038034031028025007250210190310280250230200160082001701502602302101901601200.91601401202202001801601301001012010019017015013011011150130110100结合已知条件,得R5mmB h,m=0.3m=15B h2.23m m别 B h、粗砂 30 40283强稳性计算28.3.1地允许R计算地允许R计算公式:RRm(B)m(h)

23）B B h t式R地本允许应N；B—底面矩形底面取短边圆形底面取 A底面面积当地底面小于30m,30m计；大于60m，6.0m计；h——，1.5m，15m计； 、——底面以天然容重底面以上加权平均容重B hkN/m;

、m-—分应B h防振设计2.91当风雪作于张紧在空导线上时，导线会呈现出具有不同特征振动现象随着实践经验不断积累，目空线振动有风振动、振动、动、动、短振振动在以上振动,风振动，风振动，时间长，危害性大。292措施防振设计导线防振面，振动,导线地，导线应；,加强导线振，采强导线，线，线；,导线振动,,2.9.3[10224号FD—1 FD—2 FD-3 FD-4 FD—5线～50 LGJ-70~95

LGJ-185～240

LGJ—300～400LGIQ—300~400号FD—6 FG—35 FG-50 FG-70 FG-100

GJ-35 GJ—50 GJ-70 GJ-100630档距有关档距越越多它们间对应关系见下225。避雷径（mm)d避雷径（mm)d〈12<300〉300～600>600~90012〈d〈22〈350〉350～700>700～100022〈d〈37.1〈400>450～800〉800～1200

2.25选择表1 2 3驻波波腹处以便最限地消耗.然而对于不同风速具有不同频率波长为了使各种稳风速下均有良好效果,应顾及到最长最短稳波。波最半波长为max2

min

g1

max

23）min2

max

g1

min

24）

v

-—稳定-—低气温时导线,N/mm2；max——高气温时导线。min了对大和具有相同防效果，防锤安装距离S0为TavmS 0.415Tavm0

1）331应力弧垂计算3.1.1应力弧垂计算11确定本设计所采2.）2确定导线物参数导线型号J—52。5）31.1.3大使应力和年平均运行应力大使应力p

T

74250

120.69(MPa)k

246.092.5 0.25

75.43(MPa)3.1。1.4计算架空线的比载自重比载9.8G

9.8853.9g(0,0)1

010A

10246.09

3400103(a/m)

b(db) 15(20.3815)g150)2

27.728

10A

27728 10246.09

5980103(a/m)垂直总比载g150)g00)

150

3400

5980)10

93

103(

/m)3 1 2无冰时的风压比载98 cdg(0,) f

1034 16A安装，外过电压（)981112038102g010)4

1016246.09

558103(a/m)

981112038152g015)4

1016246.09

1255103(a/m)

98085112038302g(0,30)4

1016246.09

4268103(a/m)覆冰时的风压比载1112038215)152g1515)98 105 16246.09

3103103(a/)g010)6

10

3445103(a/m)g2g2(0,0)g2010)1 434.0025.582g015)6最大风g(0,30)6

10334.0021234.00212.55234.00242.682

3624103(a/m)5457103(a/m)g2g2g23 5g7

98.80103(MPa/m)31.151g<g 6 731] 5] 53 ×10-334.00988034000C10—5—20×0—44.518192.82顺序编号BAC)24

E(t

t)l ij

2 1 2 1g g(

)2()2当1

2

t

2 1t)l 2 1ij g2g22 1242418.81069.8(510)(8.192)108AB242418.8106(2010)(2.822)108BC虚数∵C等］918.8106(518.8106(5(98.802342)106AC3107107虚12CBABABA123.1图 3204mB;121mA31.16VB(1g=98.80×103509a）32结果A B50 103.43 0.30 -95.88 100 115.08 1.07 -9090 710703 116.81 1.21 —89.94 12314 12074 155 —87.47 150 120.74 2.30 —7143 200 12073 4.09 —33.12 1275495250 120.72 639 16.13 1992961300 120.71 9.21 7633 2869864350120.71 1253 147.48 390620340012070 1637 229.57 5101980450120.70 20.72 322.61 645719350012070 2558 426.60 797184355012070 3095 541.53 964593060012070 36.84 66741 114794502g4×103，—2，09a）3.3覆冰有风导线应力、弧垂结果）() ） A B50118.76 0089 —11799 944067100115.92 037 -11301 37762.6710711539 042 -112.04 4325872123114.08 056 -10958 150101.84 0.94 -9354 8496620079.33 214 -5523 725063.89 4.16 —598 236016.730055.64 687 5422 3398643505120 10.17 12537 462592.740048.59 14.00 207.47 74504692 18.34 30050 76469450045.79 23.20 40449 944066.755044.99 2857 51942 11423216004440 34.50 64530 13594563大气过电压(外过电压g58×103m，50。34大气过电压外过电压导线应力、弧垂结果距(） ) ） A B50 6851 016 —66.40 9440.67100693706137762.67107.0369510.70-60123.1469.840.92857261.2715063281.518496620054533.123151050.725049.775.3445.61236016.730047.158.11105.81339864350456011.42176.967400440115.24259.05745043951958352764694500434824.444569440655043.132981571.011142321600428735696961359456g4×103，0，53a)3.5导线应力、弧垂结果档距(m）σ(Mpa）AB507553014 100755106 10775.510.64 43258.72123.1475.51085 -65.3715067871 9849662005723297 151050.725051.355.17 3824236016.730048.16794 98.44339864350463011.24 462592.7400451315.07 745044341941 344.7276469450043.792427448.71655043382963563114232160043.0835.526891359456g=344×103m，—10，9）3.6导线应力、弧垂结果档距(m）)AB50104.22010 1001020.42 -98.2737762.67107101.60048 43258.72123100.60064 57261.2715089511.07 8496620070.76240 725059044.50 876730052847.24 68.9633986435049421054 140.11462592.740047351436 222.20745046.0118.70 344.7276469450045.102356 9440655044442893 114232160043.9534.81 660.041359456g4×103，0℃，9a)37最高温导线应力、弧垂结果档距(m））AB5036.670.29 1004410096 37762.67107.0345.04108 123.1447081.37-58.0057261.2715045.77209-5118496620044.203.853320725043.336138246730042.828.93142339864350424912.25213740042271609295604202.745042.1225.2938876469450042012529492.9294406550419330.66607.86114232160041.87365473313594567g×103m—5℃,9)38导线应力、弧垂结果）(）(）AB509849017—958824319.391001000.68-90.901071141.17-89111435.6123.14101102-87.47515095.521.61-71.4352008593318—33.1225079.6953516097633875498.135073461138147119165040071.8715.19229155644145070.7719.52322196987150069992444426243193955069972981541.53294264760069.41356166735019938g38×103m，—5℃,09)39导线应力、弧垂结果)）)AB50102.780.29-95.8871853.931001131.03-9.09287415.7107.031141.17-89.948123.14118.571.50—87.47435821.7150117.992.24—7143646685.4200117.084.01-331149663250116.456.2916.1317963483001169.10763325867423501151242147.483520843400115.4616252294598652450115.30205932258201695001152545426718539355011530.82541.538694326600115.0136.70667103469709g=34×103，09a）310事故断线导线应力、弧垂结果））(）AB50104010—103.259440.67100102042—9827107101.600.48-9743258.72123100.600.64-94.8415089511.07—78808496620070.76240—40.49151050.725059044.50876730052.84724689633986435049.4210.54140。11462592。740047.3514.36222.20604202.745046。0118.70344。7276469450045.1023.56315。249440。655044。4428。93534.16114232160043.9534。81660.0413594563.1。2避雷线的应力弧垂计算。2.1避雷线的选择本设计所选择的避雷线型号及其参数见说明书表2.7。3.1。2.2避雷线的比载计算自重比载9.8G

9.8423.7g(0,0)1

010A

1049.46

8395103(a/m)

b(db) 159

15)g150)2

27.728

10A

27728 1049.46

20182103(a/m)垂直总比载g150)g00)

150

8395

201.82

10

285.77

103(

/m)3 1 2无冰时的风压比载98 cdg(0,) f

1034 16A安装，外过电压（)9811290102g010)4

101649.46

1337103(a/m)

9811290152g015)4

101649.46

3009103(a/m)

980851290302g(0,30)4

101649.46

10231103(a/m)覆冰时的风压比载11290215)152g1515)98 105 1649.46

13040103(a/)g2(0,0)g2(0,0)g21 483.95213.372g(0,10)6

103

85.01103(MPa/m)83.95283.95230.092g(0,15)6

103

89.18103(MPa/m)g(0,30)6

103

132.34103(MPa/m)83.95283.952102.312g2g23 5g7

(MPa/B312.3,应力 和弧垂fB表15℃)应力B

和弧垂f档距(m)

D

() (）B5068.511910.1410069.3719315063281741.3520054.531482.83250497713430047.151263504560121.9010.5440044.01117.3114.3145043.95117.1418.1450043.4811522.6655043.1311427.66600 428711433.134状态方程求出各气象条件下应力弧垂值状态方程式3

2l1

Et

2l22 0c2

2c12l2 11

2 1 c

24B Eg2l2令 A

c1242c1

Et] 22 1 243则 c

A2c2

B02fm o:1g395×103，0）312结果档距(m）σ(Mpa）AB501370.19 2064904100147071 -178.0882596161501401.68 18584140200127.713.29 330384602501215.40 7110516226003001178.01 205.927433654035011511.09 364.4410118030040011314.86 568.591321539004501131870 753.47167257200500113.012332 984206490400550112.5028.22 2498534006001123369 1519.012973462002g=314.12×103m，）3.13覆冰有风结果））AB50263.160.37 20649041003101.27 8259616150339.162.60 185841402003524.45 33038460250364.26674 71.1051622600300373946 74336540350380.551264 364101180300400382.241644 568.59132153900450390.382037 753.47167257200500393.7724.93 984.252064904005503962996123980249853400600398.6235.461519.012973462003g35×103m0）3.14避雷线结果）(）(）AB502020.13—187.0420649041002030.51-178.0882596161501821.29—131.30185841402001532.74-40.68330384602501374.7971.1051622600300128.307.36205.9274336540350123.2210.43364.4410118030040011814.20568132153900450117.8818.03753.47167257200500116.382254984.25206490400550115.26275412398024985340060011433.011519.012973462004g35×103m，—2)3.15最低气温避雷线结果)）f(m)AB50270.030.097-187048100267039—17808589943150236.08100—131.301327372200188223—40.682359772250157.8541671.103687144300141.236.69205.925309487350131.909.75364.447226802400124.21135256894390884501221734753.471194635050012021859841474858055011826851239.8017845780600116.8732.321519.01212379505g=85.01×103,—2)3.16避雷线应力结果档距(m)(）f（m)AB50247.310.11-187.04147485.8100245.710.43-178.08589943150217.271.09—131301327372200175.324.37—40682359772250150.2043771.103687144300136692205.925309487350128.839983