毕业设计---110kv输电线路设计 73页

110kv输电线路的设计摘要本设计讲述了架空输电线路设计的全部内容，主要设计步骤是按《架空输电线路设计》书中的设计步骤，和现实中的设计步骤是不一样的。本设计包括导线、地线的比载、临界档距、最大弧垂的判断，力学特性的计算，定位排杆，各种校验，代表档距的计算，杆塔荷载的计算，接地装置的设计，金具的选取。在本次设计中，重点是线路设计，杆塔定位和基础设计，对杆塔的组立施工进行了简要的设计，还简单地设计基础并介绍基础施工。关键词：导线避雷线比载应力弧垂杆塔定位 AbstractInthistext,itincludesallthestepsinofoverheadpowertransmissionlinedesign,：whichisAccordancewith《thedesignofoverheadpowertransmissionline》,butitisnotthesamewiththereality.thisarticlediscussedtheconductorandthegroundwire"scomparingloadcriticalspan.themaximumarc-perpendiculerjudgement.mechanicsproperty"sfixedpositionofshaft-tower.variouschecking.representativespan"scalculating.loadpppliedonirontowercalculating.equipmentusedinthegroundconnectiondesign.metalappliancechoose.Inthispaper,itisthefocalpointoflinedesign.irontowerdesignandfundamentdesign,atlast,itissimplyintroducedtheirontowererecting"sdesignandfundamentdesignfollowedwithfundamentconstruction.Keywords：conductoroverheadgroundwirecomparingloadstressarc-perpendiculerfixedpositionofshaft-tower 本科毕业设计（论文）题目院（系部）专业名称年级班级学生姓名指导教师年月日 河南理工大学万方科技学院毕业设计（论文）任务书专业班级学生姓名一、题目二、主要任务与要求三、起止日期年月日至年月日指导教师签字（盖章）系主任签字（盖章）年月日—70— 河南理工大学万方科技学院毕业设计（论文）评阅人评语专业班级学生姓名题目评阅人签字（盖章）职　称工作单位年月日—70— 河南理工大学万方科技学院毕业设计（论文）评定书专业班级学生姓名题目指导教师签字（盖章）　　职称年月日—70— 河南理工大学万方科技学院毕业设计（论文）答辩许可证经审查，专业班同学所提交的毕业设计（论文），符合学校本科生毕业设计（论文）的相关规定，达到毕业设计（论文）任务书的要求，根据学校教学管理的有关规定，同意参加毕业设计（论文）答辩。指导教师签字（盖章）年月日根据审查，准予参加答辩。答辩委员会主席（组长）签字（盖章）年月日—70— 河南理工大学万方科技学院毕业设计（论文）答辩委员会（小组）决议院（系）专业班同学的毕业设计（论文）于年月日进行了答辩。题目答辩委员会成员主席（组长）委员（成员）委员（成员）委员（成员）委员（成员）委员（成员）委员（成员）答辩前向毕业设计答辩委员会（小组）提交了如下资料：１、设计（论文）说明共页２、图纸共张３、评阅人意见共页４、指导教师意见共页—70— 根据学生所提供的毕业设计（论文）材料、评阅人和指导教师意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）做出如下决议。一、毕业设计（论文）的总评语二、毕业设计（论文）的总评成绩毕业设计答辩委员会主席（组长）签名委员（组员）签名年月—70— 目录前言1输电线路的基本知识1.1输电线路的分类与结构1.2架空输线路的运行环境及要求1.3输电线路施工图2导线应力弧垂分析2.1导线应力的概念2.2导线机械特性曲线2.3导线应力弧垂计算及曲线绘制2.3.1导线应力弧垂曲线的绘制步骤2.3.2导线应力弧垂曲线计算2.4临界档距2.5判定最大弧垂的气象条件2.6计算各气象条件的应力和弧垂3地线应力弧垂3.1地线应力弧垂计算及曲线绘制步骤3.2地线应力弧垂计算3.2.1整理计算用气象条件3.2.2地线GJ—50有关参数3.2.3地线GJ—50比载的计算3.2.4计算临界档距，判断控制条件3.2.5判定最大弧垂的气象条件3.2.6计算各气象条件的应力和弧垂3.3地线应力弧垂曲线的绘制3.4地线安装曲线的绘制4杆塔的定位4.1绝缘子及金具选择4.1.1绝缘子的选择—70— 4.1.2金具的选择4.2杆塔的选用4.3弧垂曲线模板及选用4.3.1弧垂曲线模板4.3.2最大弧垂模板的选用4.4排定杆塔4.5水平档距和垂直档距的计算及高差的测量5杆塔荷载及强度校验5.1荷载种类及计算条件5.1.1荷载分类5.1.2荷载的计算条件5.1.3荷载系数5.2各种档距的确定5.3荷载确定及荷载图6防振设计6.1防振判断及防振措施选择6.1.1判断是否需要采用防震6.1.2防震措施选择6.2防振装置的安装设计6.2.1防震锤型号的选择6.2.2防震锤个数的选择6.2.3防震锤安装距离的计算6.3.防震锤安装距离的计算7接地设计7.1接地设计的条件及相关规定7.2接地装置的形式选择7.3接地装置工频接地电阻的计算—70— 8基础设计第五节杆塔定位第六节110kv架空线路设计技术有关规定参考文献"—70— 前言电力作为一个国家的经济命脉不论是对于国家的各种经济建设还是对于普通老百姓的生活都起着至关重要的作用，而输电线路则是电力不可缺少的一个组成部分。目前我国大部分地区都面临着缺电这一问题，国家正在加紧电网建设，许多地方新建和改建了一批输电线路，输电线路的规划设计也就相当重要了，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。本文针对一条具体的输电线路——110kV某输电线路进行了设计，其中包括比载、临界档距、应力弧垂、安装弧垂的计算，排定杆塔位置，进行各种杆塔定位校验，进行防振设计，选择接地装置，杆塔地基基础设计等，涵盖了输电线路的设计、施工等方面的内容。1输电线路的基本知识1.1输电线路的分类输电线路分类方法很多，按输送电流的种类，可分为交流输电线路和直流输电线路，按线路架设材料不同，可分为架空输电线路和电缆输电线路。一般主要按电压等级和回路数分类。一、按线路电压分类输电线路按电压等级分为35kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV输电线路。其中，330kV、500kV、750kV、称为超高压输电线路，1000kV称为特高压输电线路。二、按杆塔上的回路数目分类㈠单回路线路杆塔杆塔上只有三相导线及架空地线的送电线路，称为单回路线路。—70— ㈡双回路线路杆塔上有两回三相导线及架空地线的送电线路，称为双回路线路。另外，亦有双回路分杆(塔)并行的送电线路。㈢多回路线路杆塔上有三回及以上的三相导线和架空地线的送电线路，称为多回路线路。三、按杆塔材料分类㈠铁塔线路整条送电线路以角钢或钢管组合的铁塔作支持物。这类线路耗用的钢材比较多，使用土地面积少，整齐美观，使用年限较长。㈡混凝土杆线路整条送电线路以钢筋混凝土电杆作支持物，一般有分段焊接式和分段焊接与整根拔梢式的钢筋混凝土电杆两种。混凝土电杆可以节约大量钢材，但拉线杆占地多，且施工运输不便。㈢钢管杆送电线路钢管杆指送电线路以分段连接的锥形钢管单杆作支持物。它占地少，美观，便于在市区内架设。㈣混合式杆塔送电线路混合式杆塔送电线路是指电力线路的支持物包括有铁塔、混凝土杆或钢杆等组成的线路。1.2架空输电线路结构组成和作用架空输电线路主要有基础、杆塔、导线、避雷线、绝缘子、金具及接地装置等部件组成，如图2-2-1所示。—70— 导线用来传导电流，输送电能。地线是当雷击导线时把雷电流引入大地，以保护线路绝缘免遭大气过电压的破坏。杆塔用来支撑导线和地线，并使导线和导线之间，导线和地线之间，导线和杆塔之间以及导线和大地、公路、铁轨、水面、通信线路等被跨越物之间，保持一定的安全距离。绝缘子是用来固定导线，并使导线与杆塔之间保持绝缘状态。金具在架空送电线路中主要用于支持、固定、连接、接续、调节及保护作用。拉线是用来加强杆塔基础的强度，承担外部荷载的作用力，以减少杆塔的材料消耗量，降低杆塔的造价。杆塔基础是将杆塔固定于地下，以保证杆塔不发生倾覆。一、杆塔基础杆塔的地下部分，用于稳定杆塔的装置叫基础。基础的作用是将杆塔、导地线荷载传到土壤，并承受导地线、断线张力等所产生的上拔、下压或倾覆力。杆塔基础分为电杆基础和铁塔基础两大类。电杆及拉线宜采用预制装配式基础。铁塔宜采用现浇钢筋混凝土基础或混凝土基础。有条件时，应优先采用原状基图—70— 2-2-1架空输电线路结构础。包括有岩石基础、机扩桩基础、掏挖（半掏挖）基础、爆扩桩基础和钻孔桩基础等。二.杆塔杆塔是用来支持导线和避雷线及其附件的支持物，以保证导线与导线、导线与地线、导线与地面或交叉跨越物等有足够的安全距离。㈠杆塔的分类按杆塔在线路上的作用和受力分，杆塔可分为直线杆塔、承力杆塔和特种杆塔。⒈直线杆塔，以悬挂的方式支持导地线，支承导地线的重力及作用于它们上面的风力，但不承受导地线张力的杆塔，且布置在线路直线上。直线杆塔又称中间杆塔，可分为普通直线杆塔、换位直线杆塔和跨越直线杆塔。⒉承力杆塔，以锚固的方式支持导地线，除支承导地线的重力和风力外，还承受导地线张力的杆塔。承力杆塔可分为以下几种:⑴耐张杆塔，作用是对线路分段，承受断线张力，控制事故范围，同时便于施工与检修。⑵转角杆塔，用于线路转角处，在正常情况下承受导地线转角合力，事故断线情况下承受断线张力。⑶终端杆塔，用于线路起止两端，允许带有转角和符合耐张杆塔受力条件，且经常承受导地线一侧张力。⒊特种杆塔⑴分歧杆塔，用于线路中间需要分歧的地方。⑵耐张换位杆塔，用于线路换位处。⑶耐张跨越杆塔，用于线路有河流、特大山谷、特高交叉物等地方。⑷悬垂转角杆塔。以悬挂方式支持导地线，杆塔布置在线路的转角处。㈡常规杆塔型号表示方法：⒈按杆塔用途分类代号含义Z—直线杆塔，D—终端杆塔，ZJ—直线转角杆塔，F—分支杆塔，N—耐张杆塔，K—跨越杆塔，J—转角杆塔，H—换位杆塔⒉—70— 按杆塔外形或导线布置型式代号含义S—上字型，SZ—正伞型，C—叉骨型（鸟骨型），SD—倒伞型，M—猫头型，T—田字型，V—V字型，W—王字型，J—三角型，A—A字型，G—干字型，Me—门型Y—羊角型，Gu—鼓型，B—酒杯型⒊杆塔材料和结构代号含义：G—钢筋混凝土电杆，T—自立式铁塔，X—拉线式铁塔⒋分级代号含义同一种杆塔型式按荷重不同进行分级，其分级代号用角注1、2、3……表示。⒌高度代号含义杆塔高度是指横担对地面的距离（m），称为呼称高，一般用数字表示。⒍铁塔型号表示方法铁塔型号由字母及数字共六个部分组成，例：220ZBT-33，表示该塔为220k直线酒杯型自立铁塔，第一级呼称高33m。⒎钢筋混凝土杆型号表示方法钢筋混凝土电杆型号与铁塔型号的表示方法基本相同，通常不写出线路电压等级的代号。例：NMeG2-21，表示无拉线耐张门型钢筋混凝土电杆，第二级呼称高为21m。1.3输电线路施工图输电线路施工图是各项设计原则和设计思想的具体体现，是从事输电线路施工的依据，也是从事输电线路运行和检修的重要技术指标。一般来讲，输电线路施工图有以下六部分。一总体部分总体部分包括线路路径图杆塔一览图及杆塔使用条件一览表线路杆塔明细表线路平断面图线路换位图及与通信线路平行关系图等。（1）线路路径图。它是通过测量最终确定的线路走向图，一般绘于五万分之一或十万分之一地形图上，图上绘出了线路起点终点转角度数和中间经过位置。它对线路施工中的器材堆放运输和工地布置以及线路运行中巡线和检修工作安排能起指导作用。—70— （1）杆塔一览图及使用条件一览表。它给出了全年所使用的杆塔型号高度及使用条件，并给出了全线所使用各种型号杆塔的数量。（2）线路杆塔明细表。它是全线情况的概况，它按杆塔编号逐号写出杆塔裆距导地线附件接地装置基础交叉跨越等的简要，是分析全线概况进行施工测量和施工的重要技术文件，其示例如表1-24所示。（3）线路平断面图。设计根据平断面图定出干他的位置型号高度基础施工基面和土石方开挖量。施工参照平断面确定放线位置紧线位置弧垂观测档；按照交叉跨越物的垂直距离对照现场情况，在放线紧线过程中采取保护措施，并在施工后作为检查依据。（4）线路换位图。在导线的各种排列方式中，除等边三角形排列外，其他排列方式均不能保证倒显得线距间距离相等，从而三相倒显得电感电容及三相阻抗都不相等，造成三相电流的不平衡。这种不平衡对发电机电动机和电力系统的运行以及输电线路附近的弱电线路均会带来一系列的不良影响。为了避免这些影响，各相导线应在空间轮流交换导线的位置，以平衡三相阻抗。经过完全换位的线路，其各相导线在空间每一位置的各段长度之和相等。进行一次完全换位通常称为完成了一个换位循环。在中性点直接接地的电力网中，当线路长度在100~200km之间，一般应有一个换位循环；线路长度大于200km，则一般宜安排两个或多个换位循环。线路如有换位，应有设计部门提供线路换位示意图和换位安装图。(6)与通信线路平行关系图。测量邻近如有通信线路，则应有与通信线路平行关系图和通信线保护图。—70— 110kv输电线路杆塔明细表耐张段长（m）代表档距（m）二导线部分导线部分包括导线避雷线机械特性曲线图安装曲线图和特殊耐张段安装表等。这些图表示施工人员进行导线和避雷线的紧线安装时，确定观测弧垂的依据，同时也是进行验收和运行检查的依据。三杆塔部分杆塔部分主要有杆塔加工图和组装图。加工图供杆塔制造厂按图加工，组装图供现场施工人员进行组装。四基础部分基础部分包括基础施工图和组装图。五绝缘子金具部分输电线路绝缘子金具附件的组装方式，只要线路上有的都应有组装图，如悬垂绝缘子串组装图耐张绝缘子串组装图防震锤安装图等，以便施工时应用。六接地部分—70— 由于输电线路杆塔形式不同，经过地区的土壤电阻率不同，接地装置的形式也将不同。设计部门根据具体情况，选择了相应的接地装置型号，并提出了相应的要求。2导线应力弧垂分析2.1导线应力的概念悬挂于两基杆塔之间的一档导线，在导线自重、冰重和风压等荷载作用下，任一横截面上均有一内力存在。根据材料力学中应力的定义可知，导线应力是指导线单位横截面积上内力。因导线上作用的荷载是沿导线长度均匀分布的，所以一档导线中各点的应力是不相同的，且导线上某点应力的方向与导线悬挂曲线该点的切线方向相同，从而可知，一档导线中其导线最低点应力的方向是水平的。所以，在导线应力、弧垂分析中，除特别指明外，导线应力都是指档内导线最低点的水平应力，常用σ0表示。　　关于悬挂于两基杆塔之间的一档导线，其弧垂与应力的关系，我们知道：弧垂越大，则导线的应力越小；反之，弧垂越小，应力越大。因此，从导线强度安全角度考虑，应加大导线弧垂，从而减小应力，以提高安全系数。　　但是，若片面地强调增大弧垂，则为保证带电线的对地安全距离，在档距相同的条件下，则必须增加杆高，或在相同杆高条件下缩小档距，结果使线路基建投资成倍增加。同时，在线间距离不变的条件下，增大弧垂也就增加了运行中发生混线事故的机会。　　实际上安全和经济是一对矛盾的关系，为此我们的处理方法是:在导线机械强度允许的范围内，尽量减小弧垂，从而既可以最大限度地利用导线的机械强度，又降低了杆塔高度。　　导线的机械强度允许的最大应力称为最大允许应力，用σmax—70— 表示。架空送电线路设计技术规程规定，导线和避雷线的设计安全系数不应小于2.5。所以，导线的最大允许应力为：　　　（2-8）　　式中：［σmax］—导线最低点的最大允许应力，MPa；　　　　　Tcal—导线的计算拉断力，N;　　　　　S—导线的计算面积，　　　　σcal—导线的计算破坏应力，MPa；　　　　　2.5—导线最小允许安全系数。　　在一条线路的设计、施工过程中，一般说我们应考虑导线在各种气象条件中，当出现最大应力时的应力恰好等于导线的最大允许应力，即可以满足技术要求。但是由于地形或孤立档等条件限制，有时必须把最大应力控制在比最大允许应力小的某一水平上以确保线路运行的安全性，即安全系数K＞2.5。因此，我们把设计时所取定的最大应力气象条件时导线应力的最大使用值称最大使用应力，用σmax表示，则：　　　（2-9）　　式中:σmax—导线最低点的最大使用应力，MPa；　　　　K—导线强度安全系数。　　由此可知，当K=2.5时，有σmax＝［σmax］，这时，我们称导线按正常应力架设；当K＞2.5时，则，这时σmax<［σmax—70— ］，我们称导线按松弛应力架设。导线的最大使用应力是导线的控制应力之一，后边还要进行讨论。　　工程中，一般导线安全系数均取2.5，但变电所进出线档的导线最大使用应力常是受变电所进出线构架的最大允许应力控制的；对档距较小的其他孤立档，导线最大使用应力则往往是受紧线施工时的允许过牵引长度控制；对个别地形高差很大的耐张段，导线最大使用应力又受导线悬挂点应力控制。这些情况下，导线安全系数均大于2.5的，为松弛应力架设。　　导线的应力是随气象条件变化的，导线最低点在最大应力气象条件时的应力为最大使用应力，则其他气象条件时应力必小于最大使用应力。2.2导线机械特性曲线在线路设计中，为了校验导线、避雷线的各种距离，为了校验导线、绝缘子、杆塔及基础的荷载，需要计算各种计算用气象条件下导线的应力，有时还需要计算导线的弧垂。为了校验时方便查用，事先把各种条件下导线应力、弧垂与档距的关系列成表格或绘制成曲线，这种曲线叫做导线的应力弧垂曲线，有的书籍也叫导线机械特性曲线。导线（避雷线）的机械特性曲线的计算，是根据一定的设计条件，计算出临界档距，然后判断出有效临界档距和相应的控制条件，再以控制气象条件和相应的控制应力为已知条件，利用导线状态方程式和弧垂公式，求出其他气象条件和档距时的应力和弧垂。2.3导线应力弧垂计算及曲线绘制2.3.1导线应力弧垂曲线的绘制步骤1、应力弧垂曲线的计算项目表2－4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高气温外过有风外国无风内过电压年均气温应力曲线导线地线弧垂曲线导线地线—70— 注：带者为需要绘制的曲线，无者为不需要绘制的曲线1.导线最大弧垂发生在最大垂直比载时，应计算覆冰无风气象下的弧垂；2.安装气象下的弧垂按无风无冰计算。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整理计算用气象条件见表2—2表2—2计算气象条件表气象项目最高气温最低气温最大风安装有风外过有风外过无风内过电压平均气温覆冰有风覆冰无风气温(℃)+40-10-5-5+15+15+15+20-5-5风速(m/s)002510100150100冰厚(mm)00000000554导线LGJ-240/30有关参数见表2－3表2-3LGJ-240/30导线参数表截面积A)导线弹性系数温度膨胀系数α（1/℃抗拉强度安全系数计算拉断力许用应力[σ]年均运行应力单位长度质量—70— 直径d(㎜)E(Mpa)）(Mpa)(Mpa)K（N）(Mpa)[](Mpa)Kg/km275.9621.607600019.6×274.0337562091.3468.51922.2上表中的抗拉强度用以下公式计算——抗拉强度，即架空线的瞬时破坏应力，Mpa——计算拉断力，NΑ——截面积，安全系数：根据设计规程导线的安全系数K≥2.5。取K=2.80许用应力由以下公式计算年均运行应力：在采取防震措施的情况下，不应超过的25%。因此平均应力由以下公式计算2.3.2导线应力弧垂曲线计算导线LGJ-240/30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：γi(b,v)——比载，Mpa/m;b——覆冰厚度,mm；v——风速,m/s；—70— q——架空线单位长度质量，kg/km；g——重力加速度，g=9.80665m/s；——风速v时的理论风压，Pa；c——风载体型系数，线径d＜17mm时c=1.2,，线径d≥17mm时c=1.1；d——架空线外径；——风速不均匀系数，330KV及以下的数值见表3-4表3-4330kv及以下线路用风速不均匀系数设计风速（m/s）10及其以下1535及其以上计算杆塔荷载1.001.000.70校验杆塔电气间隙1.000.750.61(1）自重比载(2)冰重比载(3)垂直总比载（4）无冰风压比载假设风向垂直于线路方向即；1)外过电压安装有风—70— 式中风速不均匀系数取1.0，风载体型系数c取1.12）内过电压3）最大风：v=25m/s计算强度时=0.85，c=1.1,所以计算风偏（校验电气间隙）时，=。61，c=1.1(4)覆冰时风压比载：v=10m/s，计算强度时=1.00，c=1.2,所以计算风偏（校验电气间隙）=1.00，c=1.2,(5)无冰的综合比载1）外过电压安装有风2）内过电压—70— 3）最大风，计算强度时计算风偏时（6）覆冰有风时的综合比载表2—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冰重比载垂直总比载无冰风压比载外过电压安装有风内过电压最大风（强度）（风偏）—70— 覆冰风压比载无冰有风时的综合比载外过电压安装有风内过电压最大风（强度）（风偏）2.4临界档距临界档距的判别为了保证架空线长期运行的安全可靠性，除需使其应力在任何气象条件下均不得超过强度许用应力外，应具有足够的耐振能力取决于年平均运行应力的大小，满足强度条件要求的架空线，在任何气象情况下的应力均不超过强度许用应力，而耐振条件则要求架空线在平均气温下的应力不超过年平均运行应力的上限，这两种条件那一种在什么气象条件下起控制作用，需要借助临界档距来判断，考虑了耐振条件以后共有三个临界档距：（1）最低气温和最大比载的临界档距;(2)最大比载和年平均气温的临界档距。（3）最低气温和年平均气温的临界档距。可能控制条件排列表条件项目控制应力（N/）比载(N/m.)温度℃比值g/[σ]序号—70— 最低气温113.6835.01×+200.289×A年平均气温71.0535.01×+150.462×C最大风速113.6852.41-50.529×B覆冰113.6880.90-50.700×D其于的档距根据上面的算法即可求出。将临界档距填入有效临界档距判别表中，将临界档距填入有效临界档距判别表中，进行判断ABD有效临界档距为由图可以看出：L<128.8m时,由最低气温控制；L>128.8当时,由最大比载控制应力。2.5判定最大弧垂的气象条件架空线的最大弧垂，是指架空线在无风气象条件下垂直平面内弧垂最大值。最大弧型通常在最高温或最大垂直比载（无风最后个覆冰）下发生，因此最多打弧垂的判定即这两种情况下的比较。方法有临界温度判定法和临界比载判定法，以下是临界稳定判定法:—70— 两种气象条件列表如下表3-8表3-8最大弧垂条件比较气象条件温度t风速v(m/s)覆冰厚度（mm）比载许用应力最高温400091.34最大（垂直）比载—50588.432其中许用应力用以下公式计算因为临界档距是I=131.9m，I<131.9m时I可取100，以最低温为已知条件可计算最大比载时的许用力计算临界温度可知最大弧垂发生在最高温气象条件下。2.6计算各气象条件的应力和弧垂以各档距的控制条件为已知条件，代表状态方程式，求得各有关气象条件下的应力和弧垂，如下表3-9，3-10所示。导线LGJ—240/30数据，E=76000MPa/m，计算公式：式中：—70— 表3-9已知条件条件最低温最高温数据控制区间—10—50501032.7546.90791.3491.34表3—10未知条件数据数据条件最高气温最低气温年均气温外过有风外过无风安装内过电压覆冰最大风+40-10151515-515-5-5b(mm)000000000—70— v(m/s)00010010151025导线应力和弧垂计算表见附表3—1（导线LGJ—240/30应力弧垂特性曲线表）3地线应力弧垂计算及曲线绘制3.1地线应力弧垂计算及曲线绘制步骤与导线应力和弧垂的曲线绘制步骤相同3.2地线应力弧垂计算3.2.1整理计算用气象条件见表3—1表3—1选用气象条件的相关数据表计算条件最高气温最低气温最大风安装有风外过有风外过无风内过电压年均气温覆冰有风覆冰无风气温（℃）+40-10-5-5+15+15+15+15-5-5风速(m/s)002510100150100冰厚(mm)00000000553.2.2地线GJ—50有关参数见表3—2表3—2选用地线的相关数据表总截面积A()导线直径d(㎜)弹性系数E(Mpa)温度膨胀系数α（1/℃）抗拉强度安全系数K许用应力[](MPa)年均运行应力[]拉断应力T(N)单位长度重量q(kg/km)49.469.011.5×274.033.27562030012000423.7—70— 3.2.3地线GJ—50比载的计算地线的各类比载计算结果（见表3—3）(1)自重比载（2）冰重比载（3）垂直总比载（4）无冰风压比载1）外过电压安装电压式中风速不均匀系数=1.0，风载体型系数c=1.22)内过电压—70— 3）最大风速：计算强度=0.85，c=1.2；计算风偏（校验电气间隙）时，=0.61，所以（5）覆冰时风压比载式中=1.0，c=1.2。（6）无冰有风时的综合比载—70— 2）内过电压3）最大风，计算强度时，计算风偏时（7）覆冰有风时的综合比载表3—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冰重比载垂直总比载无冰风压比载外过电压安装有风—70— 内过电压最大风安装有风时的风压比载无冰有风时的综合比载外过电压安装有风内过电压最大风覆冰综合比载3.2.4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—4表3—4可能控制条件的有关参数项目条件最大风速最厚覆冰最低气温年均气温许用应力[](MPa)375375375300比载(MPa/m)温度-5-5-1015由小到大编号cdAb（2）计算各临界档距。—70— 无高差条件下临界档距为：当两种控制气象条件下架空线的许用应力相等，即则上式为则结果如下：—70— (2)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档距判别表3—5：表3—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）0—容易看出为有效临界档距。实际档距时，最厚冰为控制条件；实际档距时，年均温为控制条件。3.2.5判定最大弧垂的气象条件采用临界温度判别法：以覆冰无风为第一状态，年均温为第二状态，列出状态方程式解上式的到临界温度的计算式为：对于的求解：—70— 以架空线的第一种控制条件（年均温）为已知条件，求，其中=-5，比载为，档距取临界档带入数据求得：则可见，故最大弧垂发生在最大垂直比载气象条件。3.2.6计算各气象条件的应力和弧垂以各档距的控制条件为已知条件，代入状态方程式，求得各有关曲线条件下的应力和弧垂，如3—6,3—7,3—8所示。地线GJ—50数据，E=MPa/m，计算公式;式中；表3—6已知条件条件年均温最厚冰—70— 数据控制条件0~324.7m-10-50501084.01126.57300375表3—7未知条件数据条件最高温最低温年均温外过有风外过无风安装内过电压覆冰无风覆冰有风最大风(强度)最大风（风偏）+40-10+15+15+15-5+15-5-5-5-5b(mm)00000005500v(m/s)0001001015010252584.0184.0184.0185.1184.0185.1189.45123.2126.5110.998.82地线应力和弧垂计算附表3—1（导线GJ—50应力弧垂特性曲线表）3.3地线应力弧垂曲线的绘制以水平档距为横坐标，应力和弧垂作为纵坐标，以附表3—1的数据位依据，绘制应力弧垂曲线见附表3—1所示。—70— 3.4地线安装曲线的绘制地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（地线GJ—50安装应力弧垂特性曲线表），按照表中数据绘制安装曲线见附表3—2所示，安装曲线以档距为横坐标，弧垂为纵坐标，从最高施工气温到最低施工气温每隔绘制一条弧垂曲线。4杆塔的定位4.1绝缘子及金具选择4.1.1绝缘子的选择一、绝缘子作用绝缘子是用来支撑和悬挂导线，并使导线和杆塔绝缘，它应具有足够的绝缘强度和机械强度，同时对化学物质的侵蚀具有足够的抵御能力，并能适应大气条件的变化。二、绝缘子污闪分析由于送电线路周围的大气污染，绝缘子表面附着污秽物质，在大雾或比较潮湿的情况下，积附在绝缘子表面的污秽物质中可溶性盐类被水分溶解，形成一种导电水膜。从而使绝缘子的表面电阻下降，泄漏电流增大，产生局部放电，当绝缘子电阻下降到不能承受线路运行电压时，绝缘子就会发生闪络，使线路跳闸，造成供电中断。三．绝缘子的选择对线路穿过地区实地考察，该地区为Ⅲ级污秽区，所以设计采用Ⅲ级污秽区标准设计。根据GB/T16434-1996《高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》和《悬式绝缘子选型及爬电比距配置导则》要求，在额定工作电压时，对于玻璃绝缘子二、三、四级污区的爬电比距分别按2.25～2.50cm/kV、2.85～3.20cm/kV、3.50～3.80cm/kV进行配置；复合绝缘子的爬电比距按如下原则配置：二级污区不小于2.3cm／kV；三、—70— 四级污区不小于2.88cm／kV。根据豫电生字（1989）第54号文，河南省电力工业局有关精神和河南省电力公司编制的河南地区污秽区域图及现场踏勘情况，线路所经地区污秽等级达到Ⅲ级。根据实际需要：本线路孤立档选用单串合成绝缘子成串；连续档的耐张杆塔选用双串合成绝缘子成串，直线杆塔跨越档选用双串合成绝缘子成串，非跨越档选用单串合成绝缘子成串；跳线选用单串耐污型悬式绝缘子成串。1、悬垂串FXBW4-110/120单串成串2、悬垂串FXBW-110/70双串成串3、耐张串FXBW4-110/120单串成串4、耐张串FXBW-110/70双串成串5、跳线悬垂串XWP-7单串成串据DL/T5092-1999线路设计规程，海拔1000m以下地区，操作过电压及雷电过电压要求的悬垂绝缘子串绝缘子片数，不应少于下表的数值。耐张绝缘子串的绝缘子片数应在下表的基础上增加，对110～330kV送电线路增加1片，对500kV送电线路增加2片。操作过电压及雷电过电压要求悬垂绝缘子串的最少片数：标称电压(kV)110220330500单片绝缘子的高度(mm)146146146155绝缘子片数(片)71317254.1.2金具的选择金具的选择包括绝缘子的组装金具地线金具架空复合地线OPGW的金具，本线路全线金具采用河南电力金具厂生产的金具。根据绝缘子导线的型号（LGJX—300/25GJ—50OPGW—12B1/90），查河南电力金具厂的《电力金具手册》，选取合适的金具，列于下表。—70— OPGW的金具及具体安装问题由生产产家提供，具体见OPGW金具组装图表4—1导线悬垂串金具选用明细表编号名称型号数量单量（kg）1U型挂环U—710.52球头挂环QP—710.33碗头挂环W—7A10.84悬垂线夹XGU—5A13.05合成绝缘子FXB—1110/10015.76铝包带说明悬垂串长（m）1.53悬垂串重量（kg）13.2表4—2导线耐张串金具选用明细编号名称型号数量单量（kg）1U型挂环U—710.52球头挂环QP—710.33碗头挂环W—7A10.84耐张线夹NY—300/2512.95合成绝缘子FXB—1110/10015.76铝包带悬垂串长（m）1.53—70— 悬垂串重量（kg）13.2表4—3地线金具编号名称型号数量单量（kg）悬垂1U型螺旋U—188012挂环ZH—713悬垂线夹XGU—21耐张1U型挂环U—712挂环ZH—713耐张线夹XGU—21架空复合地线的金具及组装有产家提供，组装图例可参见工程定位手册OPGW金具组装图。4.2杆塔的选择一、杆塔的作用架空线路的杆塔是用来支持导线和避雷线的，并使导线与导线，导线与避雷线，导线与大地及其它被跨越物间保持一定的安全距离。杆塔有水泥杆塔和铁塔，水泥杆塔比铁塔有以下缺点：1.钢筋混凝土电杆的重力大。2.由于钢筋混凝土耐张转角杆一般都需要有拉线，在居民拥挤地带以及地区都不能使用。3.钢筋混凝土电杆一般不能承受较大荷载二.杆塔的选用本线路杆塔依据《110～500kV架空送电线路设计技术规程》（DL／T5092-1999）规定进行选型。导线在杆塔上布置方式如下：（1）单回路铁塔为三角排列布置（2）地线为水平排列布置。—70— 序号杆塔型号高度（m）线间距离安全距离用途呼称高（m）全高水平垂直1J1-1515180.53.57.0转角2J1-1515180.53.57.0转角3ZMI—1818210.53.57.0直角4.3弧垂曲线模板及其选用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内导线各点及对障碍物的垂直距离。4.3.1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式中。从式中可以看出，不论何种导线，只要—70— 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。4.3.2最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，挥绘制成一条k值曲线。在本段线路最大弧垂是发生在最高气温条件下，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4—3所示，k值曲线见4-1弧垂模板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，即最高温条件下，其表4-3弧垂模板k值数据表代表档距50100131.915020025030035060.0643.9538.5336.9233.7331.730.3229.36代表档距40045050055060065070075028.6628.1327.7327.4227.1726.9726.8126.674.4排定杆塔采用弧垂曲线模板排定杆塔本段线路地势平坦，线下有耕地，水塘水沟河流经过并跨越电力线5次，跨越毛竹林4次，考虑到走廊清理费用比较高及走廊较狭窄，选用导线三角排列的杆塔，其占地面积较小。另外该地区耕地水沟—70— 河流较多，宜采用自立式铁塔。因此选用110kv三角形转角杆塔和上字型直线由规程可取导线的对地安全距离为6.0m。确立杆塔定位高度：对直线型杆塔对耐张杆塔式中：对于一定电压等级的输电线路，若采用较高的呼称高，则可以施放较大的档距，使每公里的杆塔基数减少，但是杆塔高度增加使每基杆塔的造价提高。反之，若采用较低的呼称高，每基杆塔的造价低但每公里的基数多。因此，必然存在一个呼称高和相应的档距，是线路的总投资最低，这个呼称高即为经济呼称高。查相关资料可知根据实际设计经验，110kv输电线路铁塔的经济呼称高为15~18m。故在本设计中将按实际情况选用呼称高度为15~18m的三角型转角杆塔和上字型直线塔。由于本线路跨越电力线和毛竹林，为了满足导线对被跨越线的安全距离，所以只有在满足安全距离的情况下，选用的呼称高度尽量接近15~18m。4.5弧垂曲线模板的制作杆塔定位要保证导线任一点在任何情况下的对地距离，为此需依据导线架设后的最大弧垂气象时的悬链线形状，比量档内各点对地及跨越物的垂直距离，来配置杆塔位或杆塔高度。为方便起见，导线最大弧垂时的形状常制作成模板。—70— 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：上式中近似等号的右端是将双曲线余弦按级数展开，并取前三项后化简得到的。为了方便绘制弧垂曲线模板，不妨令，转为与坐标一致的模板，则：式中：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，其当k取不同值时，可得到一组定位曲线。查取表4-3可得到各档距下的模板值。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，绘制成模板k值曲线4.6水平档距和垂直档距的计算及高差的测量由于本线线路所经路段主要为平地地形，个别地方有较大高差，故只这些地方考虑高差的影响。其水平档距的计算公式采用：—70— 垂直档距和高差可直接在平断面上量得。结果见表杆塔位置表塔位项目呼称高水平档距垂直档距埋深塔型档距高差N01202.0110kv7730-20——Z02212802911.5110kv7722-21269-0.9Z03202783011.5110kv7722-202910.9J04172542361.5110kv7730-172652.8J05172402871.5110kv7730-172430.4Z06242593372.0110kv7722-24237-6.3J07192471772.0110kv7734-192815.7Z08212192121.5110kv7722-21213-2.5Z09242022871.5110kv7722-24225-2.8N10162.0110kv7730-161784.75杆塔荷载及强度校5.1荷载种类及计算条件5.1.1.荷载分类根据荷载在杆塔上的作用方向，可划分为以下几种：(1)水平荷载。杆塔及导线、避雷线的横向风压荷载，转角杆塔导线及避雷线的角度荷载。(2)纵向荷载。杆塔及导线、避雷线的纵向风压荷载，事故断线时的顺线路方向张力。还有导线、避雷线的顺线路方向不平稳张力，安装时的紧线张力等。—70— （3）垂直荷载。导线、避雷线、金具、绝缘子、覆冰荷载和杆塔自重，安装检修人员及工具重力，使用拉线时由拉线产生的垂直分力。5.1.2荷载的计算条件杆塔的荷载与气象条件有关，也与线路运行情况、杆塔型式等因素有关。确定杆塔的荷载应考虑杆塔在施工、运行中可能遇到的外界条件。对此，《架空送电线路设计技术规程》做了规定。此外，中华人民共和国国家标准《工业与民用35KV及以下架空电力线路设计规范》对35KV及以下架空电力线路杆塔荷载计算条件也做了规定。过去的书刊上把这种规定叫做杆塔设计条件。它既是设计杆塔时计算杆塔荷载的依据，也是线路设计中校验杆塔强度的依据。现将有关规定综述如下：35KV及以上高压架空线路的各类杆塔均应计算线路的运行情况、断线(纵向不平衡张力)情况及安装情况的荷载。但对35KV及以下采用针式绝缘子线路和10KV及以下的瓷横担线路，可不进行断线情况的杆塔荷载计算。（1）正常运行情况。各类杆塔的运行情况，应采用下列荷载计算条件：①最大风速、无冰、未断线；②覆冰、相应风速、未断线；③最低气温、无风、无冰、未断线(适用于终端杆塔和转角杆塔)。（2）断线(不平衡张力)情况。分以下几种)情况考虑：1)直线型杆塔(包括悬垂转角杆塔)的断线(不平衡张力)情况单回路或多回路直线型杆塔(包括悬垂转角杆塔)的断线(不平衡张力)情况，应采用下列荷载计算条件：①断一根导线(或一相不平衡张力)、避雷线未断、无风、无冰。②一根避雷线有不平衡张力、导线未断、无风、无冰。其中，单导线的断线张力和避雷线的不平衡张力计算应采用数值参见有关文献。2)耐张转角型杆塔断线情况—70— 耐张转角型杆塔断线情况应采用下列荷载计算条件(适用于单回路或多回路杆塔)：①在同一档内断两相导线(终端杆塔应考虑剩两相导线)、避雷线未断、无风、无冰。②断一根避雷线、导线未断、无风、无冰。在断线情况下，导线断线张力取导线最大张力的70%，避雷线断线张力取避雷线最大使用张力的80%。3)重冰区各类杆塔断线情况重冰区各类杆塔断线情况，应按覆冰、无风、气温-5℃计算，断线情况覆冰荷载不应小于运行情况计算覆冰荷载的50%。（3）安装情况。各类杆塔的安装情况，应按安装荷载、相应风速、无冰条件计算。安装荷载按下列原则确定。1)直线型杆塔(包括悬垂转角杆塔)①导线或避雷线及其附件的起吊安装荷载，应包括提升重力(一般按两倍计算)和安装工人及工具的附加荷载。2)耐张型杆塔需考虑导线、避雷线的架设次序等若干具体规定。3)终端杆塔终端杆塔应按变电所侧档已架线及未架线两种情况计算。各类杆塔，一般均按计算线路正常运行、断线、安装及特殊情况的荷载，各类杆塔的荷载计算条件详见架空线路设计手册。5.1.3荷载系数在杆塔计算中，由于各类荷载出现的几率不同，其荷载作用的时间长短不同，为了设计的经济性，其相应的安全可靠性也有不同的要求，因为耐张杆塔发生事故的后果比直线杆塔要严重得多，因此当它们同样受事故荷载作用时，要求耐张杆塔有较高的可靠性。为了能采用同一标准进行受力的比较和尺寸选择，引入“荷载系数K”，表征各种情况的荷载对杆塔安全可靠性的要求。—70— 将运行、断线及安装情况的荷载分别乘以相应的荷载系数K，就得到各种情况的设计荷载。按设计荷载进行杆塔强度的计算时，采用同一安全系数，可以简化杆塔强度的计算。各类杆塔的荷载系数取值为：运行情况，K=1.0；安装情况，K=0.9；断线情况，K=0.75（耐张型杆，K=0.9）。5.2各种档距的确定在计算杆塔荷载时，需首先确定各种杆塔的标准档距、水平档距和代表档距，以便计算导线的风压、重力和张力。1.标准档距与杆塔的经济呼称高相对应的档距，称为标准档距。在平地标准档距为()，即计算档距。式中的符号意义同前。2.水平档距水平档距是计算导线、避雷线风压荷载的主要数据之一，杆塔的水平档距应等于杆塔经济呼称高决定的标准档距。3垂直档距垂直档距决定于杆塔的垂直荷载，其大小直接影响横但及吊杆的强度，垂直档距一般取水平档距的1.25－1.7倍，通常取1.5倍左右，或按比水平档距大50－100m来设计。4.代表档距导线、避雷线的张力与代表档距有关，绝大多数的代表档距小于标准档距，一般在计算直线的偏角时，取代表档距；而在计算耐张杆塔导线、避雷线的张力时，则取，当杆塔标准档距接近临界档距时，可取标准档距等于临界档距。—70— 5.3荷载确定及荷载图1．垂直荷载的计算．（5－8）式中G—导线或避雷线的垂直荷载，N；g—导线或避雷线的垂直比载（g1或g3），；S—导线或避雷线截面，；—垂直档距，m；Gj—绝缘子串总重量，N。无论是安装情况或断线情况，一般需有工作人员在杆塔上作业，因此在计算安装情况及断线情况荷载时，应考虑工作人员在杆塔上作业的附加荷载。此外，还应考虑提升导线时冲击系数1.1－1.2。2．水平荷载．(1)杆塔风压荷载。当风向与线路方向垂直时，杆塔风压荷载按下式计算（5－9）式中：Pp—风向与线路方向垂直时的杆或塔身风压，N；v—设计风速，m/s；C—风载体形系数，对环形截面电杆取0.6，矩形截面杆取1.4，角钢铁塔取1.4（1+η），圆钢铁塔取1.2（1＋η）；F—风压方向杆、塔身侧面构件的投影面积；η—空间桁架背面的风压荷载降低系数，其值见教材表4—10—70— 所示。同理，导线、避雷线风压荷载的计算风速也按其悬挂平均高度进行修正。(2)导线、避雷线的风压荷载为：（5－10）式中：P—导线或避雷线的风压荷载，N，θ—线路转角（°）；g—导线或避雷线的风压比载，；—水平档距（断线时，断线相计算水平档距取—绝缘子串风压（工程计算中常忽略），N。3杆塔荷载及倒拔校验．(1)杆塔荷载校验荷载校验可用下列三种方法。1)铁塔荷载图校验计算出杆塔实际承受的荷载与所选杆塔的设计荷载图相比较，不超出杆塔允许荷载即为合格。在计算实际荷载时有时可不全部计算，而只计算起控制作用的水平风荷载和垂直荷载。铁塔荷载图如图5-6所示。2)钢筋混泥土杆塔最大弯矩校验有的钢筋混泥土电杆给出允许最大弯矩。可计算出杆塔实际承受最大弯矩，不超过允许值并略有裕度即校验合格。3)水平档距、垂直档距校验有的杆塔给出杆塔使用导线截面、气象条件和设计杆塔时所用的设计水平档距及垂直档距。这时，如果所设计线路与杆塔使用条件相符，只要实际水平档距、垂直档距相应小于设计水平档距、设计垂直档距，即校验合格。—70— 水平档距可根据定位以后的平断面图中量出或算出。从平断面图上量出的垂直档距是最大垂直弧垂时的垂直档距，而不一定是校验条件的垂直档距。当在平断面图上量得垂直档距明显小于设计垂直档距时，也可认为合格。当两者相差很小时，应根据垂直档距计算式直接计算出校验条件下的垂直档距，再做比较。(2)杆塔倒拔校验当垂直档距为负值时，导线对杆塔产生倒拔力。一般用最低温度作为杆塔倒拔的校验条件。在该条件下杆塔不倒拔，便不会有倒拔现象。1)用“冷板”校验同绘制最大垂直弧垂模板的方法一样，绘制出最低温度状态的悬垂曲线模板，俗称冷板。具体过程是，把冷板曲线在纵断面图上放正(使其纵轴保持为铅垂位置)，使冷板曲线恰恰通过被校验杆塔两侧相邻杆塔上导线的悬挂点，被校验杆塔的导线悬挂点落在冷板曲线上方，杆塔不倒拔；反之，则倒拔。见图5－7所示。图5－7冷板曲线校验倒拔2)调整措施当杆塔倒拔时，应采取措施予以调整。调整措施有：调整杆塔塔位，加高倒拔的杆塔，加重锤，直线杆塔改用轻型耐张杆塔等。对非绝缘的避雷线，可以降低要求，只要在年最低平均气温时不倒拔即可。6防震设计当风雪作用于张紧在空中的导线上，导线会呈现出具有不同特征的振动现象。其中以微风振动最为常见，持续时间最长，危害性最大，导地线的防震设计主要针对微风振动的问题。防震主要从导地线是否需要防震措施，采用何种措施及防震装置的安装来进行设计。—70— 6.1防震判断及防震措施选择6.1.1判断是否需要采用防震6.1.2防震措施选择常用的防震措施有护线条防震锤阻尼线。在此采用目前线路中广泛使用的一种积极地防震措施——安装防震锤，加装防震锤对减弱或消除架空线振动危害的效果比较显著。6.2防震装置的安装设计6.2.1防震锤型号的选择由于导线和地线种类及型号很多，每种架空线不但直径和单位重量不同，而且在使用中悬挂高度应力档距也不同，风输入能量也不一样，因此其振动幅值振频范围等就有差异，不可能用一种型号的防震锤来解决所有架空线的振动问题，必须分别对待。一般来讲，直径大的和单位重量大的架空线，相应的防震锤尺寸要大些和重些。反之。防震锤就小些和轻些。OPGW的防震锤有生产产家提供。查阅电力金具手册，选取本线路架空线相应的防震锤，列于表8-2.表6-2架空线防震锤型号选择表架空线架空线直径d（mm）防震锤型号LGJX-300/2523.76FD-5—70— GJX-509FG-70OPGW-12BI/9013.54D系列（产家提供）6.2.2防震锤个数的选择表8-3防震锤安装数量表导线直径D(mm)档距（m）一个二个三个D<12300~600600~900350~700700~1000<37.1450~800800~1200上表防震锤个数指半档距的个数。结合表6-2和表6-3，考虑到本线路按最大风速35m/s本线路架空线防震锤的个数如下：对于导线：由于全线无大于450m的档距，因而每档安装两个防震锤：对于地线：大于300m的档距每档安装4个防震锤：对于架空复合地线（OPGW）：大于350m档距每档安装4个防震锤。线路具体每档的防震锤安装个数参见《杆塔明细表》6.2.3防震锤安装距离的计算防震锤的安装不能只考虑一种波的波腹位置，而应照顾到最长和最短波时都能起到尽可能好的防震作用。因此，防震锤的具体安装位置应在最长波波腹的前半部和最短波波腹的后半部，并使两种波的相角互补，即防震锤安装的位置—70— 对最长波和最短波均有防震作用。由于其他波的第一个节点都在最短半波长和最长半波长之间，均大于，故对其他波而言，防震锤安装在位置将更接近于波腹，防震作用将会更好。如果将防震锤安装在对最长波最有利的位置S点处，对其他长度的波来讲，必然有一个波的节点刚好通过S点，对这个及相邻的波就不起作用或起很小的作用，对防震不利。根据架空线振动的基本理论，有：,整理之后得：令架空线振动频率等于卡门漩涡频率，得到最大波长和最短波长为式中：—70— 防震锤安装位置应以振动的波节点为计算起点，对悬垂线夹，一般可以悬垂线夹中心为起点；对轻型耐张线夹，应以线夹连接螺旋栓为起点；对重型耐张线夹，应以线夹出口处为起点。另一端以防震锤固定线夹中心为准本线路采用悬垂线夹，防震锤的安装位置以悬垂线夹中心为起点。本设计根据不同代表档距分别计算各代表档距下各架空线（包括导线地线复合线）防震锤的安装距离并生成防震锤安装距离明细表由于线路中出现安装多个防震锤的情况，因此需计算多个防震锤安装的距离。目前对于多个副总裁的安装有等距离安装和不等距离安装两种方法。不等距离安装与等距离安装相比，不等距离安装防震锤效果较好，但具体的安装方法目前尚未统一。通常的做法是：式中：n—防震锤安装数量；i—防震锤的序号。本线路中若果需要安装多个防震锤，采用两个异性的防震锤，第二个防震锤应比第一个防震锤小一号。安装距离由b}所给出的公式计算。7接地设计杆塔的接地装置是为了将雷电流入地，以保持线路有一定的耐雷水平，接地装置设计的质量直接影响着输电线路的安全运行。接地设计的主要工作是根据该地区的土壤电阻率—70— 的大小判断是否需要设计人工接地装置，选择接地装置的形状及其埋深。并根据选择的接地装置计算杆塔自然接地体及人工接地装置的工频接地电阻。检验此接地电阻值是否超过有关规程规定的规定值。7.1接地设计的条件及相关规定根据现行规程（DL/T5092-1999）规定，送电线路应按以下要求进行设计：①有地线的杆塔应接地，在雷季干燥时，每基杆塔不连地线的工频接地电阻，不宜大于表9-1所列数值。②土壤电阻率较低的地区，如杆塔的自然接地电阻不大于表9-1所列数值，可不装人工接地体。中性点非直接接地系统在居民区的无地线钢筋混凝土杆和铁塔应接地，其接地电阻不宜超过30欧姆。表7-1有底线的线路杆塔接地工频电阻单位：欧姆土壤电阻率100及以下100~500500~10001000~20002000以上工频接地电阻1015202530注：如土壤电阻率很高，接地电阻很难降低到30时，可采用根总长不超过500m的放射型接地体或连续伸长接地体，其接地电阻不受限制。③送电线路接地装置的型式：1）在土壤电阻率的潮湿地区，如杆塔的自然接地电阻不大于表9-1规定，可利用铁塔和钢筋混凝土杆的自然接地（包括铁塔基础以及钢筋混凝土杆埋入地中的杆段和底盘拉线盘等）不必另设人工接地体，但在发电厂变电所的进线段外。在居民区，如自然接地电阻符合要求，也可不必灵蛇人工接地电阻装置。—70— 2）在的地区，除利用铁塔和钢筋混凝土杆的自然接地外，还应设人工接地装置。接地体的埋深度不宜小于0.6~0.8m。在的地区，一般采用水平敷设的接地装置，接地体的埋深度不宜小于0.5m。在耕地中的接地体，应埋设在耕作深度以下。3）在的地区，可采用6~8根总长度不超过500m的放射型接地体，或连续伸长接地体。放射型接地体可采用长短结合的方式。接地体埋深度不宜小于0.3m。4）居民区和和水田中的接地装置，包括临时接地装置，宜围绕杆塔基础敷设成闭合环形。5）放射型接地体每根的最大允许长度，应根据土壤电阻率确定，见表7-2.表7-2放射型接地体每根最大允许长度土壤电阻率最大允许长度（m）40801006）在高土壤电阻率地区，当采用放射型接地装置时，如在杆塔基础附近（在放射性接地体每根长度的1.5倍的范围内）有土壤电阻率较低的地带，可部分采用引外接地或其他措施。④如接地装置由很多水平接地体或垂直接地体组成，为减少相邻接地体的屏蔽作用，垂直接地体的间距不应小于其长度的两倍；水平接地体的间距可根据具体情况确定，但不宜小于5m。⑤接地体的截面积及断面形状对接地电阻值影响不大，因此接地材料规格的选择主要考虑腐蚀及机械强度的需要。接地体一般采用钢材。人工接地体，水平敷设可采用圆钢扁钢；垂直敷设可采用角钢圆钢钢管等。目前在实际线路工程中，对费腐蚀地区，一般采用—70— 圆钢作为接地体，而接地引下线则采用圆钢，见表7-3。种类规格及单位地上（屋外）地下圆钢直径（mm）68扁钢截面（）4848厚度（mm）44角钢厚度（mm）2.54钢管管壁厚度（mm）2.53.5注：电力线路杆塔的接地体引下线，其截面不应小于50，并应热镀锌。⑥钢筋混凝土杆铁横担和钢筋混凝土横担线路的地线支架导线横担与绝缘子固定部分或瓷横担固定部分之间，宜有可靠的电气连接并与接地引下线相连。⑦接地装置的连接应严密可靠，除必须断开处以螺栓连接外，均需焊接。如采用搭接焊，其搭接长度，圆钢为直径的6倍，并双面湿焊；扁钢为宽带的2倍，并四面湿焊。7.2接地装置的形式选择根据上述规定可知，本地区的土壤电阻率高，利用自然接地体不能满足要求，需采用水平浅埋放射型接地装置，接地体埋深初定0.6m，接地示意图如下图（图7-3）所示：图（110输电线路工程设计）—70— 7.3接地装置工频接地电阻的计算规程DL/T621—1997利用电阻系数法，提出了如下的计算水平铺设复合式人工接地装置的工频接地电阻（）的接地计算公式式中：本接地装置中，基本参数选定如下：L=30mt=0.6md=0.01mn=4查表可知A=0，=0.8，将上述数据带入公式得故接地体基本参数设定满足要求。8杆塔基础一在送电线路中，杆塔底下部分的总体称为基础，它的作用是使杆塔在各种受力情况下不倾覆，下陷和上拔。因此对基础施工的质量要求必须严格，工程数据，资料的记录必须齐全，以利于长期安全运行。铁塔基础承受以下几种荷重：1、由杆塔、导线、避雷线、绝缘子、金具等的自重而产生的垂直荷重，还应计及覆冰荷重和安装时工人、工具及附件的荷重。—70— 2、由风力产生的荷重力，转角杆塔的角度荷载。3、由两侧导线、避雷线张力不平衡由事故断线而产生的张力和冲击力。4、组立杆塔及架空线时产生的安装负重。二、基础型式的选择　表8—1常用基础总述基础型式　开挖方式适用地质条件开挖土石方量　施工难度　对环境的影响　混凝土量　钢筋量掏挖基础人工掏挖　无地下水，粘性土，可塑、硬塑、坚硬和易开挖的强风化岩石较少容易　较小　较大　小　人工挖孔灌注桩基础人工掏挖　无地下水，粘性土，可塑、硬塑、坚硬和易开挖的强风化岩石较少较难较小　较大　大台阶基础大开挖各种岩土多较难大小　直柱板式基础大开挖各种岩土，无地下水多较难大较小　较大　斜插基础大开挖各种岩土，无地下水多难大小　较小　１五种常用基础图　（二）常用基础的特点1掏挖类基础（1）掏挖基础利用土体本身使混凝土成型，从而节约制模时间和节省模板的特点，因此掏挖基础的土方量较小，钢筋用量较小，施工简单。它通过地脚螺栓和铁塔进行连接。由于掏挖基础是人工挖土的特点，因此基础主桩的直径不小于0.8ｍ。鉴于安全因素，基础底板坡度不宜大于405。在设计基础时，采用的是剪切法，地面为种植土时，上拔稳定计算时的计算上拔深度一般扣除0.3ｍ；地面为水田时，上拔稳定计算时的计算上拔深度一般扣除0.5m。—70— 因为上拔基础在承受上拔力的同时，也需要承受一定大小的水平力，所以基础上拔力需要乘以降低系数，大小取决于水平力和上拔力的比值FT/FH。另外，基础根开比较小时，基础承载力需要乘以折减系数。　掏挖基础宜适用于能人工挖土、作用力比较小的铁塔。（２）人工挖孔灌注桩基础此类基础施工方法和掏挖基础类似，利用土体本身使混凝土成型，但出与施工安全角度考虑，需要做护壁。吊装钢筋有一定的难度，人工挖孔灌注桩基础的土方量较大，钢筋用量较大，施工较复杂。它通过地脚螺栓和铁塔进行连接。由于人工挖孔灌注桩基础是人工挖土的特点，因此桩的直径不小于0.8ｍ。多为单桩，无需做承台，一般多采用经验系数法设计。在用基础作用力设计值计算桩身强度和地基度满足后，还需要用基础作用了的标准值计算桩顶位移值，不大于１0ｍm，埋深一般大于６ｍ。　人工挖孔灌注桩基础用在适合人工挖孔且基础作用力比较大、或者受地形地质条件限制，如基础露头较大的塔位。2大开挖类基础（1）台阶基础　台阶基础采用大开挖形式，它利用土体和自身重力来满足抗拔、抗倾覆。阶梯型可利用定型钢模板，施工较方便，由于采用大开挖形式，基础的土方量比较大，对环境影响大。此类基础计算方法采用土重法，台阶的设计需要满足刚性角要求，不需要配筋，属于刚性基础，因而它的混凝土量比较大，而钢筋量较小。它通过地脚螺栓和铁塔进行连接。台阶基础适用　各种岩土类型，也可用于有地下水的塔位。　（２）直柱板式基础　直柱板式基础采用大开挖型式，台阶和底板均需要配筋，属于柔性基础。它利用土体和自身重力来满足抗拔、抗倾覆。此类基础为柔性基础。也是基础设计的控制要点之一，它的混凝土量较台阶基础小，钢筋量较台阶基础大。它。它通过地脚螺栓和铁塔进行连接。直柱板式基础适用无地下水的各种岩土，一般用于运输较困难的塔位。（３）斜柱插入式基础　斜柱插入式基础也是利用土和基础自身的重力来抗拔、抗倾覆。它属于柔性基础，主要特点就是斜柱与塔腿主材坡度一致，减小了作用在主柱正截面上的弯矩，使主柱的截面尺寸和配筋相应减小，从而节约了混凝土和钢筋，是较经济的基础类型之一。它通过插入角钢和铁塔进行连接。斜柱插入式基础适用无地下水的各种岩土。（三）常用基础的经济性比较１常规的经济性比较—70— 表２项目基础名称掏挖基础人工挖孔桩基础台阶基础直柱板式基础斜柱插入式基础土石方（）ZBC23113.431107126100SZC36126.432156225145混凝土（）ZBC23112.820.61715.513.4SZC36126.832.521.621.316.4钢筋（t）ZBC2310.31.340.421.250.81SZC3610.762.151.032.760.95综合造价　ZBC2310.932.351.451.821.41SZC3612.033.652.133.151.74通过表２可以看出当基础作用力比较小的时候，从经济性角度，优先采用的基础形式次序：掏挖基础、斜柱插入式基础、台阶基础、直柱板式基础、工挖孔桩基础。随着基础作用力的增大，从投资费用角度，优先采用的基础形式次序：斜柱插入式基础、掏挖基础、台阶基础、直柱板式基础、人工挖孔桩基础。２常用基础经济性分析．（１）掏挖基础掏挖基础的混凝土量较大，开挖的土石方量也小，钢筋量小。掏挖基础开挖土方费用比较贵，但是浇筑混凝土费用节约了模板费用，因此它未加上运输费用时，是比较经济的，但是加上运输费用时，它的综合造价就提高，是较经济环保的基础类型。（２）人工挖孔桩基础　人工挖孔桩基础相对于大开挖基础，土方量较小，混凝土量较大，钢筋量较大，加上它的钢筋笼费用、混凝土浇筑比其他基础贵，还多了护壁费用，因此再加上运输费用，它的综　合造价比较大。　（３）台阶基础台阶基础的开挖土石方量大、混凝土方量大，钢筋量小，它的混凝土浇筑费较掏挖基础大，比人工挖孔桩基础小，价格适中，加上运输费用，随着材料的增加，它的综合造价就提高。—70— （４）直柱板式基础　直柱板式基础的开挖土石方量大、混凝土方较大，钢筋量较大，它的混凝土浇筑费价格适中，加上运输费用，它的综合造价就比较高。（５）斜柱插入式基础　斜柱插入式基础的开挖土石方量大、混凝土方较小，钢筋量较小，它的混凝土浇筑费价格适中，但人工费用和机械费用略有增加，加上运输费用，它的投资费用小是比较经济的基础。（四）常用基础技术分析1掏挖基础　．掏挖基础最大的特点就是充分利用原状土的力学性能，提高基础的抗拔、抗倾覆承载能力，因此岩土的状态决定基　础的经济性。２人工挖孔桩基础．人工挖孔桩基础属于深基础，能充分利用原状土的力学性能，提高基础的抗拔、抗倾覆承载能力。土层厚度和状态决定其经济性。３台阶基础和直柱板式基础　　这两种基础都是利用土和基础自身的重力来抗拔、抗倾覆。台阶基础台阶未配钢筋，为刚性基础，所以它需要满足刚性角要求，故它的混凝土量较大。而直柱板式基础台阶配有钢筋，为柔性基础，它的混凝土量较台阶基础小，钢筋较台阶基础大。４斜柱插入式基础　．　从其受力角度具体分析，以上四种基础铁塔产生的内力是作用在主柱顶面，而斜柱插入式基础不是作用在主柱顶面，是直接传递到底板。当基础为下压时，而主材内力直接传递到底板中心，由此产生的水平分力由侧向土抗力承受，垂直分力使基础底板中心承受。基础底板处的弯矩由塔腿斜材的水平力产生，此弯矩值与台阶或直柱板式基础相比很小，所以底板配筋也小得多。当基础为上拔时，铁塔主材的上拔力由插入式角钢承受，配筋计算只考虑斜材的水平分力和其垂直分力，一般按构造配筋即可满足要求。因此它的混凝土量最省，钢筋量较小。　（五）基础选型结论　　斜柱插入式基础适合用在无地下水的各种岩土，其混凝土量和钢筋量都较小，在110KＶ线路中，从投资费用角度考虑，应该作为首选基础。掏挖基础适合用在无地下水的粘性土、软岩中，开挖土方量较小，有效地保护了环境，其投资费用较斜柱插入式基础高，在220KＶ线路中，应该作为常用基础。台阶基础适合用各种岩石，在有地下水时使施工方便，投资较掏挖基础高。直柱板式基础适合用在无地下水的各种岩石，投资较台阶基础高。人工挖孔桩基础适合用在无地下水的粘性土、软岩中，并且基础作用力比较大，或者基础露头比较大，投资费用高。—70— （六）简述特殊塔位基础　岩石锚筋基础主要用在风化的岩石中且整体性好，可用充分发挥岩石的力学性能，施工最简单，投资费用最小。联合基础主要使用在基础作用力较大，地基承载力较差的塔位，它可浅埋，当地下水较高时，有利排水，但挖土石方较大，投资费用高。钻孔灌注桩基础主要使用在基础作用力较大，地质条件差（淤泥、流砂等）的塔位且交通状况良好，投资费用高。　—70— 致谢经过一个多月的努力，毕业设计接近尾声，通过这次毕业设计自己学到了很多知识，为以后的学习和工作打下了一定的基础，在一定程度上增加了自己的知识含量，也锻炼了自己的实际动手能力，也认识到了自己在知识上的匮乏和实际应用能力的不足。在毕业设计的过程的中得到了李芳老师和同学们的大力帮助，我在此表示感谢，在以后学习和工作中我会更加努力的。—70— 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