【《某水电站35kV的输电线路设计》19000字】

某水电站35kV的输电线路设计内容提要依据构建社会主义美好和谐社会的有关目标以及任务要求进行35kV的输电线路设计，对城乡格局及区域经济的发展差距影响意义重大，对于邻近110kV及以上变电站周围的不远地域如果选用35kV输电线路的设计工程比采用110kV及以上输电线路的工程造价更经济并且建设周期也更短，更快的投入使用、相对的经济效益也更好，研讨35kV的输电线路设计工程和对它的相关事项进行优化对电网整个电力系统正常运行以及电网电能的各项指标具有十分大的意义。因此，它的研究非常有必要，所以本次的课题LLS水电站—SB变35kV线路工程施工图设计研究十分具有意义和价值。此次设计LLS水电站—SB变，线路全长2.893公里。路径在选线的时候提出了A、B二种路径方案并进行相关技术比较选择，最终选取了B方案。根据当地的实际条件和参数，导线采用型号为LGJ—120/7型的钢芯铝绞线，地线选取用型号为1*7-10.50-1470-YB/T5004-2012（XGJ-35）的镀锌钢绞线，选择第VI区气象区，设计的最大风速是30m/s,覆冰考虑10mm的厚度。由于线路比较较短，因此采取单地线来全线路架设。杆塔主要是选用了带拉线的转角电杆和直线电杆。目录TOC\o"1-2"\h\u6828内容提要 I27580Summary II296961.绪论 1259281.1设计根据 1158481.2工程情况 13731 211554 232561 38573 419484 518152 563922.路径规划、平断面图绘制 71055 725745 719387 729232 9191073.导线部分 1032448 101849 1210192 1424245 1523545 1631368 1710038 1926057 19810 2127370 23211004 2425684 2510057 26160185.绝缘子、金具部分 2814761 288507 2919698 3070955.4 323611 3423947 35295226.1塔型选择 35322306.2杆塔设计原则 35127716.3铁塔型号 35134206.4铁塔定位高度 35174756.5定位弧垂模板 35137246.6铁塔荷载计算 3624026.7铁塔校验 41141606.8杆塔横担长度的确定 4340246.9地线支架高度 4315566.10杆塔总高度 44291077.导地线的防振 4467687.1防振锤型号的选择 4457247.2导线防振 44218547.3地线防振 45120 461401 4726486 478881 472889010.1污染分析 472368210.2环保治理措施 4722032参考文献： 4914082附录 501.绪论1.1设计根据（1）学院发布的《邵阳学院毕业论文编写规程、规范》;（2）大学生毕业管理系统的毕业论文任务书及有关资料;（3）近些年有关的国家及行业内部通用的规范及规程。如GB-50061-97-66KV及以下架空电力线路设计规范、国家电网公司输电线路通用设计（2015版）等等;（4）《国等家电网公司输变电工程可行性研究报告内容深度规定》（国家电网发展【2007】812号）;（5）有关的勘测数据以及国家电网公司相关的设计类型资料。1.2工程情况1.2.1工程来源35kV输电线路直到现在仍然是电力配送的重要组成部分，同时它也作为电网建设常见的重要环节，伴随着国家的经济水平不断提升，各种行业和工业对电力的需求更加紧迫，与此同时为了满足城镇乡村的电力负荷，提升电网供电可靠性和电能质量也势在必行。LLS水电站根据相关规定属于第三级电站，厂区枢纽位于BT县MD乡CSL村，距BT县城公路的里程大概约为31km,它于2013年投产，电站的首部枢纽在BT县SD乡SD村。电站马上就建设完成并开始发电，需设计LLS电站厂区—ZS架设的一条35kV线路，从电站厂区向ZS区作电站备用电源。为了电站安全和稳定的运行，从原LLS的35kV工程电源路线延伸到新建的35kV开关站作为ZS的备用电源。1.2.2建设概况依据勘查情况，本次设计LLS水电站—SB变，工程线路长度全长约为2.893公里，共使用铁塔45基，其中双回终端塔有2基，耐张塔有13基，直线塔有32基。LLS水电站—SB变35kV线路工程施工图设计是一种具体化35kV线路设计并同时优化了线路的安全运行。具体路径的选线根据当地的各种条件以及参数，选用了导线型号为LGJ—120/7型的钢芯铝绞线，采用了地线型号为1*7-10.50-1470-YB/T5004-2012（XGJ-35）的镀锌钢绞线，气象区选择了第VI区，设计的最大风速为30m/s,覆冰情况按10mm的覆冰来考虑。因为线路比较较短，所以全程线路采用单地线来进行架设。杆塔主要采用了带拉线的直线电杆和转角电杆，其中有32基直线电杆、11基转角电杆，本工程线路全线所经过的区域中山地占比居多。根据有关规定和行业内部情况来说，一般输电线路的工程设计包括了可行性研究、初步设计、施工图设计这3个具体阶段，设计中涉及到了线路的各种情况，比如单回线路本体设计、杆塔细明表、工程勘测、施工图设计及概、预算编制、竣工图编制等等。因为条件有限，依据任务书开展进行具体的有关设计完成架空线设计工程的施工图，主要内容是35kV架空线路设计的本体设计。1.2.4杆塔数量依据35kV配电网络接线方案结合LLS水电站供电能力和其发展情况，通过经济电流密度大小和导线长期的允许载流量能力校验，推荐采用截面积大小应为120mm2的导线来选型。A截面积A(mm²）导线外径d（mm）弹性系数E(MPa)温膨系数a（1×10-6/℃）计算拉断力Tj（N）单位长度质量q（㎏/㎞）强度极限σp（MPa）安全系数K许用应力（MPa）年均应力上限（MPa）125.5014.506600021.227570379208.702.583.4852.18截面积A(mm²）导线外径d（mm）弹性系数E(MPa)温膨系数a（1×10-6/℃）计算拉断力Tj（N）单位长度质量q（㎏/㎞）强度极限σp（MPa）安全系数K许用应力（MPa）年均应力上限（MPa）67.3510.50185.011.51470535.0020.733.06.915.18本次工程架空线设计全线2.893公里，因为线路的路径比较短，所以导线之间可以不换位，同时因为线路两端都是采用的电缆来与站（厂）里的设备相联，使用电缆来调整相序。1、地形状况地理位置在川西北丘养的高原山区，东北部都是山原区域，西南部归属于金沙江旱河谷区域西北部、中部归属于高山峡谷区域。2、地质情况⑴工程所属区域地质构造工程线路处于青藏高原的东南边缘过渡到四川盆地的地带，属于高原高山区，川西高原部分的横断山脉中段区域，地理位置情况东方南方低、西方北方高，呈现出极高山地貌、亚高山地貌，施工过程可能遇到的零散堆积杂物主体为各种地貌条件和气象条件影响形成的漂浮物、卵砾石、以及碎石块夹杂沙石土等等。通过相关资料整理和勘测情况，工程区域地质情况比较好，设计架空线全线路线经过范围地带没有发现有过山体滑坡、地貌崩塌、土块泥石流、地面裂陷等不良的地质情况。⑵地震状况工程线路全线路径区域的树木生长优良，地貌的坡陡度比较小，线路路径邻近范围从来没有出现过山体滑坡、地貌崩塌、土块泥石流、地面裂陷等不好的地质状况。结合参考《中国地震动参数区划图》【GB18306-2001】可以预料到工程范围区域内以后的50年里大于10.0%概率的基础岩石地貌震动的峰值加速度值是0.150g,大地震动的反应谱里特征周期值为0.40s,所以对应的地震烈度选取Ⅷ度。3、水文及地质情况线路施工建设范围及周围地区的赋水比较均匀，水文地质状况不复杂，比较简单。工程区域的地表水系冲沟不同时期比较情况，枯水期时段水流波动比较平缓、水位比较浅。汛水期时段水位涨幅幅值比较大，线路设计工程区域地下的水位随季节更替造成的影响变化显著，工程线路全线的地下水埋藏深、含水量较小。并且浅层的地下水大多淡水状况为低矿化度，其淡水的成分组成里重碳酸钙型水占比为主体，所以地质孔隙和裂隙里进入水不会浸蚀混凝土。架空输电线设计在结合相关信息和情况勘测选线过程已经躲开了容易出现山体滑坡、地貌崩塌、土块泥石流、地面裂陷等不良的地质情况的区域。工程设计线路路径处于川西北的高原山地区域，由于路径穿过高山峡谷区域，所以地表起伏幅度相对会比较大，工程地域海拔高程在2801～3252米之间。杆塔塔位大多建于荒山，少部分杆塔在耕地农田范围内，线路路径区域树木植被比较多，因为工程线路主体在山脉两侧进行走线，人力运输材料器件稍有困难。沿工程线路的地形划分：高山占比35%,山地占比40%,平地占比15%,丘陵占比10%.工程范围内地质可划分：坚土占比58.6%,松砂石占比13.%,岩石占比28.1%.情况一览表工程项目LLS水电站—SB变35kV线路工程施工图设计起止LLS35kV变电站至SB变电站线路全长单回路线路全长2.893km电压等级35kV电杆数45基平均档距64m最大档距72m转角数11次平均耐张段长度69m导线情况型号LGJ-120/25最大使用张力4411.2（N）地线情况全线架设单地线，选用1*7-10.50-1470-YB/T5004-2012（XGJ-35）镀锌钢绞线最大使用张力245.0（N）绝缘子型号LXY1-70防振方法导线地线用防振锤防振气象参数条件设计风速30m/s最大设计冰厚10mm地震烈度Ⅷ度年平均雷电日45天污秽等级全线污秽等级0级沿线地形高山占比35%,山地占比40%,平地占比15%,丘陵占比10%基础型式人工挖孔桩基础工程设计路径处于川西北的高原山地区域范围内，穿过了高山峡谷区域，地表陡度较大，工程地域海拔高程在2801——3252m之间。设计最大风速根据相关资料和情况选用30m/s,最大设计冰厚选用10mm的覆冰，气象条件如图所示。1.3气象条件表数值项目数值项目设计条件气温(℃)风速(m/s)冰厚(mm)最高气温+4000最低气温-2000年平均气温+10150设计大风+10300设计覆冰-101010安装情况-10100事故情况-500大气过电压+15100内过电压+10150年雷电日(日/年)45天冰密度(kg/m3)0.9

2.路径规划、平断面图绘制。LLS水电站—SB变35kV线路工程二端的出线状况：工程线路中出线塔设置在LLS水电站第一副厂区、管理房的绿化区周围的新建1基双回终端塔。出线塔的高程和厂区房屋高程一样，在厂区内部通过使用电缆来与终端塔相联。SB变新建1基双回终端塔在河坝下游接近20米左右的地方，此塔到ZS变电站的线路作为本次设计线路的工程进线。依据河流流域规划规范要求，使用绿化区附近新建终端塔的右侧横担作为河流下游线路设计规划出线，使用SB变新建终端塔的右侧横担作为河流上游线路设计规划出线。B方案整条线路设计要考虑地貌、居民区、规划区、森林保护区、水文地质条件，施工允许条件，进出线走廊等等因素。根据线路路径选择原则，结合地势兼顾交通减低工程造价，为未来维护提供便利。由图可以看到线路从LLS水电站绿化区终端塔出线后直接翻越LLS进入SB变电站。通过运用地形图完成路径选择，然后在此基础上来杆塔定位，档距在50——75m区间内，直线杆塔角度为0度，转角杆塔角度则结合实际情况进行测量，确定好线路走向和杆塔位置后，运用1/10000的比例尺，按要求将需要用到各数据归纳整理后通过百合软件绘图。

3.导线部分3.1.1导线基本参数截面积A(mm²）导线外径d（mm）弹性系数E(MPa)温膨系数a（1×10-6/℃）计算拉断力Tj（N）单位长度质量q（㎏/㎞）强度极限σp（MPa）安全系数K许用应力[σcp]年均应力上限[σcp（MPa）125.5014.506600021.227570379208.702.583.4852.18LGJ—120/7型钢芯铝绞线导线参数3.1.2导线比载计算①自重比载计算γ②冰重比载计算γ③垂直总比载计算γ④无冰风压比载计算无冰风压比载计算有最大风速和安装有风两种情况，假设风向垂直于线路方向即θ=90˚，sinθ=1。因为导线直径d<17mm，所以μsc=1.2，35kv线路，βc=1.0。最大风速为v=30m/s查表可知计算强度αf=0.75时γ计算风偏时αfγ外过电压，安装有风情况下：v=10m/s，查表得αf=1.0ωγ内过电压：依据规定取最大设计风速一半，v=15m/s，αf=1.0，μγ⑤覆冰风压比载计算因为v=10m/s，所以αf=1.0，覆冰厚度取10mm覆冰，则B=1.2，覆冰时的风载体型系数一律为μγ⑥无冰综合比载计算最大设计风速（计算强度）时有：γ最大设计风速（计算风偏）时有：γ外过电压，安装有风时：γ内过电压：γ⑦覆冰综合比载计算γ将上述计算结果整理汇总得下表：导线比载汇总表（单位：×10MPa/m）项目自重比载冰重比载垂直总比载无冰风压比载最大风速（强度）最大风速（风偏）安装风速（外过电压）安装风速（内过电压数据29.6254.1383.2558.4947.578.6719.50备注μβαμβαfμβαfμβαf续表项目覆冰风压比载无冰综合比载覆冰综合比载最大风速（强度）最大风速（风偏）安装风速（外过电压）安装风速（内过电压）数据24.7465.5656.0430.8635.4686.85备注μB=1.2αfμβαfμβαfμβαfμβαfμB=1.2αf3.2.1控制条件将可能的应力控制条件记于下表：可能的控制气象条件相关参数气象条件最大风速最厚覆冰最低气温年均气温比载γ58.4986.8529.6229.62许用应力σ83.4883.4883.4852.18γ0.701.040.350.57温度t（°C)+10-10-20+10γ/cdab3.2.2导线临界档距计算和控制条件选择设悬挂点高度一样来计算各临界档距。由于a、c、d中选俩个的各种组合控制条件下许用应力都是一样的，即σ0j=σ0L因为b对a、c、d三种情况控制条件下的许用应力不一样，所以采用下面公式计算：运用上述计算公式计算各临界档距为：LLL将各临界档距整理可得下表：临界档距判别表控制条件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）LLLLLL——如果气象条件下有临界档距是虚数或为0，那么这一气象条件不能作为控制条件，从上面判别表中得到有效临界档距Lad=72.94m，b(年均气温)、c(最大风速)不作为控制条件。所以如果实际档距L≤72.94m，a气象条件（最低气温）为控制条件；如果实际档距L≥通常情况下导线如果出现最大弧垂现象会发生在最高气温气象条件或者覆冰无风气象条件下，如果出现最高气温气象条件就使用临界温度判定法来进行判定，如果出现覆冰无风气象条件就使用临界比载判定法来进行判定，这里采用临界温度判定法，公式如下：t这里第一气象条件是年均气温、第二气象条件是覆冰无风，计算状态方程：第一状态：γ1=29.62×10−3(MPa/m)，σ1第二状态：γ2=83.25×10−3(MPa/m),t2其他条件：无高差，档距l=300m。求解如下：σ2−oC<40oC因为计算的结果中温度小于最高气温气象条件的温度，所以最高气温气象条件时导线有最大弧垂。计算最大弧垂前，先求出最高气温气象条件下导线的应力:第一状态：γ1=29.62×10−3(MPa/m)，σ1第二状态：γ1=29.62×10−3(MPa/m),其他条件：无高差，档距l=300m。求解如下：σ2−代入下列公式求出最大弧垂为:f已知条件最低气温最厚覆冰参数控制区间072.9472.94∞Tm(℃)-20-10bm(mm)010vm(m/s)010γm(×10-3MPa/m)29.6286.85δm(MPa)83.4883.48有关数据如表所示：条件以及相关参数各气象条件，有关参数如下：参数待求条件t(℃)b(mm)v(m/s)γ(×10-3MPa/m)最高气温400029.62最低气温-200029.62年均气温1001529.62外过有风1501030.86外过无风150029.62内过电压1001535.46安装-1001030.86覆冰无风-510083.25覆冰有风-5101086.85最大风（强度用）1003065.56最大风（风偏用）1003056.04待求条件及已知参数求出导线应力和弧垂列入下表。气象条件档距最高气温最低气温年均气温安装外过有风外过无风操作过电压覆冰无风覆冰有风最大风（强度）最大风（风偏）σ1

（MPa）ƒ1

（m）σ2

（MPa）σ3

（MPa）σ4

（MPa）σ5

（MPa）σ6

（MPa）ƒ2

（m）σ7

（MPa）σ8

（MPa）ƒ3

（m）σ9

（MPa）σ10

（MPa）σ11

（MPa）5017.770.52183.4843.7869.9638.1437.850.24544.9271.060.36671.7151.7049.466020.000.66683.4844.6270.1639.3538.980.34246.1173.830.50774.6554.5551.8372.9422.670.86983.4845.7970.4540.9740.490.48647.7477.520.71478.5458.2254.908023.191.02280.7944.3168.0539.9539.400.60146.6377.660.85878.8158.5354.839023.831.25976.6942.3164.4738.6237.960.79045.1477.851.08379.1858.9454.7410024.371.51972.3240.4760.8037.4336.671.01043.7878.031.33479.5259.3254.6515026.123.18951.2034.4045.2733.6332.602.55539.1978.722.97480.8760.7054.3420026.995.48839.6931.8137.7931.9730.854.80137.0779.145.26081.7161.4954.1725027.468.42734.9430.5934.5531.1530.007.71336.0279.408.19182.2261.9554.0730027.7412.01132.7029.9332.9330.7029.5411.28235.4479.5611.77182.5562.2454.0235027.9216.24231.4629.5432.0130.4329.2515.50535.0879.6716.00082.7762.4353.9840028.0521.12230.7029.2931.4330.2529.0720.37934.8579.7520.87982.9262.5553.9545028.1326.65230.2129.1131.0430.1328.9425.90434.6979.8026.40783.0362.6553.9450028.1932.83129.8628.9930.7730.0428.8532.07934.5779.8432.58583.1162.7153.92导线应力弧垂计算表根据上表中的数据绘制导线的应力弧垂曲线如下：导线应力弧垂曲线温度40℃35℃30℃25℃20℃15℃档距σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f1005018.275.38520.804.73224.014.09828.003.51432.753.00538.142.5806020.574.78423.044.27126.113.76929.853.29634.292.87039.352.50172.9423.324.22025.733.82428.653.43432.153.06036.262.71340.972.4028023.884.12126.093.77228.753.42331.913.08335.652.76139.952.4639024.564.00626.533.70828.863.40931.623.11234.862.82338.622.54810025.153.91226.913.65628.963.39731.363.13734.172.88037.432.62915027.053.63728.113.50029.283.36130.573.21832.023.07333.632.92620028.013.51328.693.42929.433.34430.213.25731.063.16831.973.07825028.533.44929.013.39229.503.33530.033.27730.573.21831.153.15930028.853.41129.193.37129.553.33029.923.28930.303.24730.703.20535029.053.38729.313.35729.583.32729.853.29630.143.26530.433.23440029.193.37129.393.34829.603.32529.813.30130.033.27730.253.25345029.283.36029.453.34129.613.32329.783.30429.953.28530.133.26650029.353.35229.493.33729.623.32229.763.30729.903.29130.043.276温度10℃5℃0℃-5℃-10℃档距σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f1005044.022.23550.231.95956.671.73663.261.55569.961.4076044.932.19050.891.93357.141.72263.581.54870.161.40372.9446.192.13051.841.89857.821.70264.051.53670.451.3978044.802.19750.121.96355.821.76361.821.59268.051.4469042.912.29347.702.06352.951.85958.561.68064.471.52610041.182.39045.422.16650.141.96255.291.78060.801.61815035.442.77737.482.62639.772.47442.362.32345.272.17420032.952.98734.012.89335.162.79936.422.70237.792.60425031.763.09832.403.03733.082.97533.792.91234.552.84830031.113.16331.543.12031.993.07632.453.03232.932.98835030.723.20331.033.17131.353.13931.673.10732.013.07440030.473.22930.703.20530.943.18031.183.15631.433.13145030.303.24730.483.22830.673.20930.853.18931.043.17050030.183.26030.333.24530.473.22930.623.21330.773.198根据上述表中的数据表整理绘制的导线安装曲线图如下：4.1.1地线基本参数1*7-10.50-1470-YB/T5004-2012（XGJ-35）镀锌钢绞线地线参数截面积A(mm²）导线外径d（mm）弹性系数E(MPa)温膨系数a（1×10-6/℃）计算拉断力Tj（N）单位长度质量q（㎏/㎞）强度极限σp（MPa）安全系数K许用应力[σcp（MPa）年均应力上限[σcp（MPa）67.3510.50185.011.51470535.0020.733.06.915.184.1.2地线比载计算设计杆塔的地线支架机械强度时，除无冰区外，地线的设计冰厚应较导线增加5mm，b’=b+5mm。①自重比载计算γ②冰重比载计算γ③垂直总比载计算γ④无冰风压比载计算无冰风压比载计算有最大风速和安装有风两种情况，假设风向垂直于线路方向即θ=90˚，sinθ=1。因为地线直径d<17mm，所以μsc=1.2，35kv线路，βc=1.0。最大风速为v=查表可知计算强度αf=0.75时γ计算风偏时αf=0.61γ条件为外过电压，安装有风的情况下：v=10m/s，查表得αf=1.0ωγ条件为内过电压时：取最大设计风速的一半，此时v=15m/s，αf=1.0，μγ⑤覆冰风压比载计算当v=10m/s时，αf=1.0，这里覆冰厚度为10（+5）mm，B=1.2，覆冰时的风载体型系数一律为μγ⑥无冰综合比载计算最大设计风速（计算强度）时：γ最大设计风速（计算风偏）时有：γ外过电压，安装有风时有：γ内过电压：γ⑦覆冰综合比载计算γ将上述计算结果整理汇总得下表：地线比载汇总表（单位：×10MPa/m）项目自重比载冰重比载垂直总比载无冰风压比载最大风速（强度）最大风速（风偏）安装风速（外过电压）安装风速（内过电压数据77.90157.48235.3878.9364.1911.6926.31备注μβαμβαfμβαfμβαf续表项目覆冰风压比载无冰综合比载覆冰综合比载最大风速（强度）最大风速（风偏）安装风速（外过电压）安装风速（内过电压数据54.12110.90100.9478.7782.22289.50备注μB=1.2αfμβαμβαfμβαfμβαfμB=1.2αf4.2.1控制条件将可能的应力控制条件记于下表：可能的控制气象条件相关参数气象条件最大风速最厚覆冰最低气温年均气温比载γ78.93289.5077.9077.90许用应力σ6.916.916.915.18γ11.4241.9011.2715.04温度t（°C)+10-10-20+10γ/bdac4.2.2地线临界档距计算、控制条件选择按等高悬点考虑，计算各临界档距设悬挂点高度一样来计算各临界档距。由于a、b、d中选俩个的各种组合控制条件下许用应力都是一样的，即σ0j=σ0l因为c对a、b、d三种情况控制条件下的许用应力不一样，所以应该使用下面公式进行计算：l通过以上公式求解各临界档距为：LLL将地线各情况临界档距整理得下表：表2-6临界档距判别表控制条件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）LLLLLL——如果气象条件下有临界档距是虚数或为0，那么这一气象条件不能作为控制条件，从上面判别表中得到有效临界档距Lad=1.30m，b(最大风速)、c(年均气温)不作为控制条件。所以如果实际档距L≤1.30m，a气象条件（最低气温）为控制条件；如果实际档距L≥计算类似导线。通常情况下导线如果出现最大弧垂现象会发生在最高气温气象条件或者覆冰无风气象条件下，如果出现最高气温气象条件就使用临界温度判定法来进行判定，如果出现覆冰无风气象条件就使用临界比载判定法来进行判定，这里采用临界温度判定法，查阅资料可知公式如下：t这里第一气象条件是年均气温、第二气象条件是覆冰无风，计算状态方程：第一状态：γ1=77.90×10−3(MPa/m)，σ1第二状态：γ2=235.38×10−3(MPa/m),其他条件：无高差，档距l=60m。求解如下：σ2−oC>40oC因为计算的结果中温度远大于最高气温气象条件的温度，所以在覆冰无风的气象条件时导线有最大弧垂。计算最大弧垂前，先求出最高气温气象条件下导线的应力:第一状态：γ1=77.90×10−3(MPa/m)，σ1第二状态：γ2=235.38×10−3(MPa/m),其他条件：无高差，档距l=60m。根据以上条件和公式求解如下σ2−代入下列公式求出最大弧垂为:f4有关数据如表所示：已知条件最低气温最厚覆冰参数控制区间01.301.30∞Tm(℃)-20-10bm(mm)010（+5mm）vm(m/s)010γm(×10-3MPa/m)77.90289.50δm(MPa)6.916.91各气象条件，有关参数如下：参数待求条件t(℃)b(mm)v(m/s)γ(×10-3MPa/m)最高气温400077.90最低气温-200077.90年均气温1001577.90外过有风1501078.77外过无风150077.90内过电压1001582.22安装-1001078.77覆冰无风-510(+5)0235.38覆冰有风-510(+5)10289.50最大风（强度用）10030110.90最大风（风偏用）10030100.94待求条件及已知参数求出地线应力和弧垂列入下表。地线应力弧垂计算表气象条件

档距lr最高气温最低气温年均气温安装外过有风外过无风操作过电压覆冰无风覆冰有风最大风（强度）最大风（风偏）σ1

（MPa）ƒ1

（m）σ2

（MPa）σ3

（MPa）σ4

（MPa）σ5

（MPa）σ6

（MPa）ƒ2

（m）σ7

（MPa）σ8

（MPa）ƒ3

（m）σ9

（MPa）σ10

（MPa）σ11

（MPa）0.56.780.0006.916.856.896.846.840.0006.856.880.0006.886.856.8516.780.0016.916.856.896.846.840.0016.856.890.0026.896.856.851.36.780.0016.916.856.896.846.840.0016.856.890.0036.906.856.8526.750.0026.886.826.866.816.810.0026.826.880.0066.906.826.822.56.730.0036.856.796.836.786.780.0036.796.870.0096.906.806.7956.490.0146.626.566.606.556.550.0146.566.790.0386.906.586.577.56.110.0346.246.186.226.176.160.0356.186.680.0886.906.246.22105.600.0665.725.665.705.655.650.0665.686.540.1596.905.805.75601.966.8031.961.961.981.981.966.7992.075.696.5856.912.772.521101.8923.7301.891.891.911.911.8923.7261.995.6422.3266.912.682.441601.8750.6121.871.871.891.891.8750.6081.985.6347.3306.912.662.422101.8787.4511.871.871.891.891.8787.4471.975.6281.5966.912.662.422601.86134.2451.861.861.891.891.86134.2411.975.62125.1236.912.652.423101.86190.9961.861.861.881.881.86190.9921.975.62177.9126.912.652.41地线应力弧垂计算表根据上述表中的数据绘制地线的应力弧垂曲线：地线应力弧垂类似导线的计算，将地线的计算结果表中。计算表温度40℃35℃30℃25℃20℃15℃档距σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f1000.56.7814.5086.7914.4866.8014.4636.8114.4406.8214.4186.8414.39516.7814.5086.7914.4856.8014.4636.8114.4406.8214.4186.8414.3951.36.7814.5086.7914.4856.8014.4636.8114.4406.8214.4186.8414.39526.7514.5706.7614.5476.7714.5246.7914.5016.8014.4796.8114.4562.56.7314.6316.7414.6076.7514.5846.7614.5626.7714.5396.7814.516056.4915.1536.5015.1296.5115.1046.5315.0806.5415.0556.5515.0317.56.1116.0936.1216.0666.1416.0386.1516.0116.1615.9846.1715.957105.6017.5625.6117.5315.6217.4995.6317.4685.6417.4365.6517.405601.9849.6781.9849.6721.9849.6661.9849.6601.9849.6541.9849.6491101.9151.5481.9151.5461.9151.5451.9151.5431.9151.5411.9151.5401601.8951.9641.8951.9631.8951.9631.8951.9621.8951.9611.8951.9602101.8952.1201.8952.1201.8952.1201.8952.1191.8952.1191.8952.1182601.8952.1961.8952.1951.8952.1951.8952.1951.8952.1941.8952.1943101.8852.2371.8852.2371.8852.2371.8852.2371.8852.2361.8852.236续表温度10℃5℃0℃-5℃-10℃档距σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f1000.56.8514.3736.8614.3516.8714.3286.8814.3066.8914.28416.8514.3736.8614.3516.8714.3286.8814.3066.8914.2841.36.8514.3736.8614.3516.8714.3286.8814.3066.8914.28426.8214.4346.8314.4116.8414.3896.8514.3666.8614.3442.56.7914.4936.8014.4716.8114.4486.8214.4266.8314.40356.5615.0076.5714.9836.5814.9596.5914.9356.6014.9117.56.1815.9306.1915.9046.2015.8776.2115.8506.2215.824105.6617.3745.6717.3435.6817.3125.6917.2825.7017.251601.9849.6431.9849.6371.9849.6311.9849.6251.9849.6191101.9151.5381.9151.5361.9151.5341.9151.5331.9151.5311601.8951.9591.8951.9591.8951.9581.8951.9571.8951.9562101.8952.1181.8952.1171.8952.1171.8952.1161.8952.1162601.8952.1941.8952.1931.8952.1931.8952.1931.8952.1933101.8852.2361.8852.2361.8852.2361.8852.2351.8852.235根据上述表中的数据表整理绘制的地线安装曲线图如下：地线安装曲线图5.绝缘子、金具部分5.1.1绝缘子概述现在我国高压输电线路主要使用玻璃绝缘子、陶瓷绝缘子或者复合绝缘子三种。复合绝缘子优点众多比如质量小、防污染能力强、便于检修，但是它的抗老化能力和闪络、防雷特性较差；陶瓷绝缘子则生产历史悠久，很多线路都有使用，留下了很多宝贵的使用经验，但是它检修困难，长期使用后会有老化问题；玻璃绝缘子有零值自爆的特性，线路检修时可以看到明显可观的故障点，减免了专业的测量和计算工作，方便了线路的维护。所以结合实际情况，本次设计的悬垂串、耐张绝缘子串都使用了采用玻璃绝缘子。玻璃绝缘子主要尺寸及特性如下表：绝缘子型号主要尺寸机电特性额定机械破坏负荷高度盘径爬电比距1分钟工频湿耐受电压(kV)击穿(kV)雷电全波冲击(mm)(mm)(mm)(kN)LXY1-701462552954011010070依据相关规程规定，最大使用荷载情况下的绝缘子设计安全系数为3.0，断线情况下绝缘子设计安全系数为1.8，断联情况下绝缘子设计安全系数为1.5，一般满足正常工作情况的常年荷载状态下安全系数不能小于4.0。5.1.2绝缘配合工程地域海拔高程在2801～3252米之间，所以此架空线设计工程的绝缘子受污秽等级和海拔高度共同控制，绝缘子串的片数按能耐受长期工频电压作用来选取，耐张4片成串，直线和跳线是3片成串。根据相关规程规定，耐张绝缘子串的绝缘子数量需要比悬垂绝缘子串的同型绝缘子数多一个，同时杆塔高度要是高于40米，则每多增加10m就增加一个绝缘子。n≥λUKen≥海拔高度为3000米左右的地区，绝缘子串的绝缘子数量，应按公式nℎ≥所以nh=2（1+0.1（3-1））=2.4所以悬垂绝缘子片数nh=3片，根据规定耐张绝缘子片数取4片。5.2.2悬垂绝缘子串联数单导线最大使用荷载时，有如下公式：N≥由于T=TD+Gn，Gn=*A*l,TD=TDmaxX%，TDmax=TP/K，所以有N≥所以本工程悬垂绝缘子串选取单联。5.2.3耐张绝缘子串联数N≥因此本设计耐张绝缘子串选取单联。下面为LGJ—120/7型导线绝缘子串组图：LGJ—120/7型导线绝缘子串组图悬垂绝缘子串相关数据一览表如图所示。悬垂绝缘子串一览图序号物体名称型号单位数量单重重量（总）(kg)1U型螺栓U-1800个10.830.832球头挂环Q-7个10.30.33玻璃绝缘子LXY1-70片33.610.84碗头挂板W-7A个10.820.825悬垂线夹XGU-3个12.02.06铝包带1*101m0.03总长L（mm）603总重（kg）14.78导线耐张绝缘子图如下：导线耐张绝缘子串金具一览表如图所示序号名称型号单位数量每件质量（kg）合计结构高（mm）1U型挂环U-10个20.61.2852球头挂环QP-7个10.270.27503玻璃绝缘子LXY1-70片43.7815.121464碗头挂板WS-7个11.011.011155耐张线夹NY-185/25个12.32.3460总长L（mm）874总重（kg）19.9导线耐张绝缘子串一览表5.4导线的悬垂地线金具串图如下：导线的耐张地线金具串图如下：地线XGJ-35选用的悬垂金具、耐张金具的配置表下所示。悬垂金具明细表序号名称型号单位数量材料单件质量（kg）合计1UB挂板UB-0770个1Q2350.80.82直角挂环ZBD-07-80个1Q2350.90.93平行挂板PD-0770个1Q2350.50.54地线悬垂线夹XGZ-4009M个11.41.45并沟线夹JBB-1个1KTH330-080.70.76接地端子JDG-35个11050A0.20.27铝包带1*101mL30.080.08总重（kg）4.58耐张金具明细表序号名称型号单位数量材料单件质量(kg）合计1UB挂板UB-0770个2Q2350.51.02牵引板PQ-07100个1Q2350.80.83楔形线夹NX-1个1KTH300-082.72.74并沟线夹JBB-1个1KTH300-080.70.75接地端子JDG-35个11050A0.20.2合计重量（kg）5.4 结合工程概况导地线在设计中按安全和有关文件的规范在不同情况下需要保持的最小间距：序号被跨越物名称间距（m）备注1居民居住区7.0港口、城镇等人口密集地区2非居民区域6.0车辆能到达的房屋稀少地区3交通困难地区5.0车辆不能到达地区4公路路面7.05电力线3.06通信线3.07最高自然生长的植被树冠顶部高度4.08最高自然生长的果树顶部高度3.06.1塔型选择本工程线路设计路径通过的地貌主要是山地、高山。设计风速结合相关情况选取：30m/s；设计覆冰厚度为：10（15）mm。结合收集到的各种情况和信息，因为工程区域处于少数民族地区，工程所在的附近区域电杆每年都有被人为破坏的情况，损失较严重，所以为了最大减轻人为破坏的损失，保证电站安全稳定运行，所以综合考虑选用全线的自立式铁塔。6.2杆塔设计原则（1）杆塔设计主要规程规定1)《66kV及以下架空电力线路设计规范》（GB50061-2010）2)《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T5154－2002)3)《电力设施抗震设计规范》(GB50260-96)（2）铁塔螺栓防盗和放松为了尽可能减低人为破坏损失，杆塔塔位的最短腿基础顶面之上的8.0米平面以下范围内的全部铁塔螺栓都使用防盗螺栓。（4）铁塔的防腐、防锈选择本工程设计中杆塔的所有铁塔构件、螺栓、脚钉均采用热浸镀锌达到防腐效果。（5）地震荷载本线路设计抗震设防烈度是VII度，所以铁塔设计中可以不考虑地震荷载的影响。6.3铁塔型号这里选择整条工程线路中的俩个具有代表性的杆塔来进行研究，一个是转角塔，一个铁塔是直线塔，转角塔的型号为35G-JJ11，直线塔的型号为35G-ZS1。6.4铁塔定位高度结合相关规程规定，本工程的铁塔定位高度满足架设在人口居住密集区的导线对地最小垂直距离选用hx=7m的条件。通过查阅相关资料可以知道该段工程施工裕度取△h=0.6。铁塔定位高度等于呼称高度加上导线间的垂直距离和地线支架高度，所以有下列计算公式：H=λ+fmax+hx+△h=0.603+12.01+7+0.6=20.213m6.5定位弧垂模板定位弧垂模板是覆冰无风、最高气温俩种条件下导线的最大弧垂模板，最大弧垂的时候，通过把最大弧垂最低点依次相联确定出线路中杆塔排序和高度。把最大弧垂最低点依次相联的曲线做出定位弧垂模板。其模板的计算方法一般使用坐标系来计算。通过查阅资料用下面公式来计算：y=化简后使K=γ/2σ0，故有：y=k结合之前对导地线的最大弧垂的判定和分析得出最高气温气象条件时有最大弧垂，所以K值计算得29.62×10-3/2σ0,将数值代入计算整理得到K值模版如下表：K值模版表代表档距506072.9480100150200K（×10-4）8.337.416.536.396.085.675.49续表代表档距250300350400450500K（×10-4）5.395.345.305.285.265.25K值模版曲线图6.6铁塔荷载计算6.6.1绘制铁塔荷载250m,垂450m，135m415m。（1）运行情况;大风工况大风工况荷载组合情况为风速30m/s，覆冰厚度为零，未断线，VI级气象区，温度为-5℃，此时的=1\*GB3①地线重力为：GB=γ计算数值为GB=77.90×0.001×67.35×415+9.80665×9.98=2178.30(N)=2\*GB3②地线风压为：计算数值为PB=78.93×0.001×67.35×135=717.65(N)=3\*GB3③导线重力为：GD=γ计算数值为GD=29.62×0.001×125.5×415+9.80665×34.68=1882.78(N)=4\*GB3④绝缘子串的风荷载绝缘子串的风荷载：绝缘子串数n1=1;每串的片数：n2=3;单裙一片绝缘子挡风面积为AJ=0.03m，绝缘子串的高度为0.603m，风压变化系数查表的µz=1.0，绝缘子串的风压为：PJD=n计算得到数值为：PJD=4×0.03×302=5\*GB3⑤导线风荷载：PD=γ计算得到数值为：PD=58.49×0.001×125.5×（2）覆冰工况下覆冰工况的三种荷载组合情况为覆冰、有相应风速、未断线，VI级气象区，相应风速v为10m/s，覆冰厚度bm为10mm，此时的覆冰系数K为1.150。此时的：=1\*GB3①地线重力为：GB=(γ计算得到数值为GB=77.90×0.001×67.35×415+9.80665×9.98+157.48×0.001×67.35×415+（1.150-1）9.80665×9.98=6691.48=2\*GB3②地线风压PB=γ计算得到数值为PB=54.12×135×67.35×0.001=492.07(N)=3\*GB3③导线重力：GD=(γ计算得到数值为GD=83.25×0.001×125.5×415+1.150×9.80665×=4726.98(N)=4\*GB3④绝缘子串的风荷载绝缘子串的风荷载绝缘子串的风荷载：绝缘子串数n1=1;每串的片数：n2=3;单裙一篇片绝缘子挡风面积为AJ=0.03m，绝缘子串的高度为0.603m，风压变化系数查表的µz=1.0，绝缘子的风荷载计算式为：P计算得到数值为PJD=4×0.03×102=5\*GB3⑤导线风压：PD=γ5D(10，10)ADLP+PJD计算得到数值为PD=24.74×0.001×125.5×135+67.5=486.66(N)（3）断导线情况断导线的情况一般发生在导线覆冰无风时，此时的：=1\*GB3①地线重力如下：GB=77.90×0.001×67.35×415+9.80665×9.98+157.48×0.001×67.35×415+（1.150-1）9.80665×9.98=6691.48(N)=2\*GB3②导线重力如下·：GD=83.25×0.001×125.5×415+1.150×9.80665×34.68=4726.98(N)=3\*GB3③导线断线张力为：LGJ—120/7型钢芯铝绞线导线计算拉断力为TP=27570N,，结合有关规程资料知道该导线最大使用张力百分数为40%，所以结合公式计算出导线最大使用张力T断线张力：T（4）断地线情况覆冰无风时出现断地线的情况有：=1\*GB3①地线重力为：GB=6691.48(N)=2\*GB3②导线重力为：GD=4726.98(N)=3\*GB3③地线断线张力为：1*7-10.50-1470-YB/T5004-2012（XGJ-35）镀锌钢绞线导线的计算拉断力TP=1470N，结合有关规程资料得它的最大使用张力百分数为50%，结合公式计算出T地线断线张力为：T5）安装情况安装情况下为基本风速下，此时风速是10m/s，平均温度是-10℃，无覆冰情况，所以有：=1\*GB3①地线重力：G计算得到数值：GB=77.90×0.001×67.35×415+9.80665×9.98=2178.30(N)=2\*GB3②地线风压：P计算得到数值：PB=11.69×0.001×67.35×=3\*GB3③导线重力：G计算得到数值：GD=29.62×0.001×125.5×415+9.80665×34.68=1882.78(N)=4\*GB3④导线风压：P计算得到数值：PD=8.67×0.001×125.5×导线风压风压值大小依据导线的根数来决定，此时的导线是两根，所以有：起导线时总重力：G起导线时总风压：∑P=K杆塔标准荷载组合情况表大风工况覆冰工况断导线情况断地线情况安装情况地线重力（N）2178.306691.486691.486691.482178.30地线风压（N）717.65492.07106.29导线重力（N）3009.495886.054762.984762.981882.78导线风压（N）1182.784726.98146.89绝缘子串风荷载（N）67.57.5导线风荷载（N）1058.47486.66断导线张力（N）12864.0断地线重力（N）245.06.6.2杆塔设计荷载计算1、运行情况Ⅰ：最大设计风速，无冰、未断线。（1）地线重力为：G（2）地线风压为：P'（3）导线重力:G（4）导线风压：P'2、运行情况Ⅱ：覆冰工况的三种荷载组合情况为覆冰、有相应风速、未断线，VI级气象区，相应风速v为10m/s，覆冰厚度bm为10mm，此时的覆冰系数K为1.150。则：（1）地线重力为：G（2）地线风压为：P'（3）导线重力为：G（4）导线风压为：P'3、断导线情况：断导线的情况一般发生在导线覆冰无风时，此时的：（1）地线重力：G（2）导线重力：未断导线相：G（3）断线张力：T'4、断地线情况：荷载组合情况为覆冰、无风、导线未断。（1）导线重力：G（2）断线张力（地线不平衡张力）:T5、安装情况安装情况下为基本风速下，此时风速是10m/s，平均温度是-10℃，无覆冰情况，所以有：（1）地线重力：G地线风压为：P'（2）导线重力：导线风压：P'导线风压风压值大小依据导线的根数来决定，此时导线有两根，所以：起导线时总重力为：G起导线时总风压为：∑P=杆塔设计荷载组合情况表大风工况覆冰工况断导线情况断地线情况安装情况地线重力（N）2613.968796.778796.776241.222613.96地线风压（N）1004.71688.90148.806导线重力（N）3009.496241.226241.226241.222259.34导线风压（N）2259.34681.32205.65绝缘子串风荷载（N）1481.86导线风荷载（N）8796.77断导线张力（N）6175.68断地线重力（N）3436.7铁塔校验5.2.1杆塔呼称高度杆塔呼称高度的公式为：H=λ+合相关规程规定，本工程的铁塔定位高度满足架设在人口居住密集区的导线对地最小垂直距离选用hx=7m的条件。通过查阅相关资料可以知道该段工程施工裕度取△h=0.6。铁塔定位高度等于呼称高度加上导线间的垂直距离和地线支架高度，结合相关资料和之前的计算整理有λ=603mm，因为本路段的最大弧垂发生的条件为导线处于覆冰无风的状态下，所以此时的导线的最大弧垂fmax由下面公式f代入相关数值可以求得fmax综上计算得H=λ+f6.7.1导线线间距离导线水平排列线间的距离大小：D导线垂直排列线间距离大小：D6.7.2空气间隙校验(1)根据规程规定35kV标称电压的最小间隙：工频电压时为0.10m，操作过电压时为0.25m，雷电过电压时为0.45m，考虑带电作业时为0.60m。①绝缘子串基本风压：正常运行最大风时：ω内过电压时：ω外过电压时：ω②绝缘子串所受风压：绝缘子串风荷载计算式：P绝缘子串的风荷载绝缘子串的风荷载：绝缘子串数n1=1;每串的片数：n2=3;单裙一片绝缘子挡风面积为AJ=0.03m，绝缘子串的高度为0.603m，风压变化系数查表的µz=1.0PPP③导线风荷载计算：P=PPP④导线自重比载计算：G⑤绝缘子串风偏角:用公式φ=φφφ隙圆校验图如下，三种气象条件下间隙校验合格。间隙圆校验6.8杆塔横担长度的确定根据有关资料确定上字型杆塔的上横担长度，其中b满足安全规范要求取0.3m。①工频电压时情况下：DhRsinb0.100.603×sin(30.89)0.30.710m②操作过电压下：DhRsinb0.250.603×sin(11.19)0.30.667m③雷电过电压下：DhRsinb0.450.603×sin(5.02)0.30.803m④空气间隙校验下：DhRsinb0.600.603×sin(5.02)0.30.51.453m结合以上情况后上横担长度取1.5m，下横担长度取3.6m。横担采用转动横担保证安全。6.9地线支架高度地线支架高度是指地线金具挂点到上横担导线绝缘子串挂点之间的高度，根据35kV线路规程规定，可取防雷保护角α=25º，D1=0.7m；tan得到地线支架高度：H1=H2−6.10杆塔总高度H根据杆塔的分段，可取杆塔总高度为27.0m（加入地下埋深），分段为9m+9m+9m。7.导地线的防振7.1防振锤型号的选择工程设计线路中导线导线防振锤采用FD-3型防振锤，地线1*7-10.50-1470-YB/T5004-2012（XGJ-35）镀锌钢绞线防振锤采用FD-2型，每端防震锤个数根据架空输电线路设计要求只需装设一个，防振锤安装位置见附录图。7.2导线防振导线防振锤安装需要计算导线在最低温气象条件和最高温气象条件下的应力、张力，然后依次求出相应的风速上限和下限，随后求出导线半波长，最后求出导线防振锤有效安装距离。计算如下：查阅有关资料得到最低气温的导线应力为σM=83.48MPa，所以张力为：TM=σM×A=10476.74N最高气温的导线应力为：σN=27.74MPa最高气温下导线的张力：TN=σM×A=3481.37N由上述计算值可以继续求出风速的最大值和最小值。风速最大值为：vm=0.0667×21+3.333=4.73m/s风速最小值为：vn=0.5m/s根据风速的最大和最小值可以求出导线半波长的最大值和最小值：最大值：λλM=14.50200×0.510476.74最小值：

λN2=λ综上可得出防振锤安装距离为：S7.3地线防振地线的防振锤安装需要计算导线在最低温气象条件和最高温气象条件下的应力、张力，然后依次求出相应的风速上限和下限，随后求出地线半波长，最后求出地线防振锤有效安装距离。计算过程如下：查阅有关资料得到最低气温的地线应力为σM=6.91MPa，由地线应力地线张力：TM=σM×A=465.39N最高气温的地线应力为：σN=1.96MPa最高气温下地线的张力：TN=σM×A=132.00N由上述计算值可以继续求出风速的最大值和最小值。风速最大值为：vm=0.0667×21+3.333=4.73m/s最小值为：vn=0.5m/s根据风速的最大和最小值可以求出导线半波长的最大值和最小值：半波长度最大值：λλ半波长度最小值：

λλ综上可得出防振锤安装距离为：S本工程线路区域属于多雷区域，平均雷电日为45天。因为工程线路路径较短所以采用了双地线进行防雷保护，同时所有杆塔都使用直接接地方式。35kV线路设计中防雷保护角不能超过25，同一杆塔上的两根地线之间的距离不能大于地线与导线垂直距离的5倍，天气达到15℃而且无风的情况下，档距中间的导线与地线之间间距要符合S≥0.012L+1m的标准。之前的计算选取的绝缘子满足了过电压等各种情况要求所以不多进行讲述。为了降低雷击导致的故障，可以采取各种综合防雷措施，比如减小杆塔接地电阻、提高线路绝缘能力、运用负角保护、架