【正文】 表；第二，應(yīng)注意工程實踐與書本知識相結(jié)合，貼近工程實踐，此次設(shè)計的原題來自于電 力設(shè)計院的實際設(shè)計項目；第三，密切關(guān)注最新的設(shè)計知識，設(shè)計中的所有數(shù)據(jù)應(yīng)與我國現(xiàn)行的各有關(guān)規(guī)范、規(guī)程等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)；第四，應(yīng)加強現(xiàn)代化設(shè)計手段的應(yīng)用，在計算導(dǎo)線，避雷線應(yīng)力弧垂計算中，采用了程序設(shè)計，并在繪制曲線圖以及畫出線路金具時用到專業(yè)軟件進(jìn)行制圖工作，保證了其工程準(zhǔn)確性。 設(shè)計 現(xiàn)狀、 意義 輸電線路設(shè)計是一門實踐性很強的專業(yè)，而此次“ 220kV******架空送電線路設(shè)計”正是來源于電力設(shè)計院實際設(shè)計項目，因而本次畢業(yè)設(shè)計是貼近工程實際，有一定的工程準(zhǔn)確性的。近年來隨著交通網(wǎng)逐步完善， **經(jīng)濟水平快速發(fā)展，外來資金到 **實業(yè)投資，電力負(fù)荷持續(xù) 快速 增長。 *****： 220kV***— ***架空送電線路設(shè)計 3 第 2 章 設(shè)計 說明書 線路路徑的選擇 線路路徑的選擇即為在明確了線路的起仡后，在起仡點之間選出一條符合國家建設(shè)方針政策，在技術(shù)和經(jīng)濟上合理的最佳走線方案。 跨越點應(yīng)避開河道不穩(wěn)定、河岸受沖刷、地質(zhì)不良、地震斷裂、崩塌滑坡、海潮或山洪沖擊、土地容易流失及其他影響安全運行的地帶，否則應(yīng)采取可靠措施。桿塔定位時要盡量少占耕地良田、避開水文、地質(zhì)條 件不良的地段，需考慮施工的方便性。 （ 1）應(yīng)貫徹以農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)的方針，做到少占耕地和良田； （ 2）桿塔位置應(yīng)盡量避開水洼、泥塘、沖溝、斷層等水文地質(zhì)條件不良的地帶； （ 3）當(dāng)在陡坡布置桿位時，應(yīng)注意基礎(chǔ)可能受到雨水 沖刷的情況，并采取適當(dāng)措施，如挖排水溝，砌護坡等，并且要避開滑坡地帶； （ 4）非直線型桿塔應(yīng)位于地勢比較平坦，便于施工緊線和維護、檢修的地方 。也可以由第二章的應(yīng)力弧垂計算，參考應(yīng)力弧垂曲線。 此設(shè)計中的導(dǎo)線與地面的最小距離 d 查下表： *****： 220kV***— ***架空送電線路設(shè)計 5 表 導(dǎo)線與地面的最小距離 d (m) 線路經(jīng)過地區(qū) 線路電壓 （ kV） 35~110 154~220 330 500 177。 （ 2）用弧垂模板排桿定位 步驟如下： ①根據(jù)桿塔的呼稱高 E，確定桿塔的定位高度 H。只要該線不與地面相交， 則滿足對地距離的要求。K 與 K 值接近或相等，其誤差在（ ~） 105 之內(nèi)，說明所排桿位合適，可接下去排下一個耐張桿位。 表 氣象資料及用途表 搜集內(nèi)容 用途 最高氣溫 計算電線最大弧垂，使電線對地面及其他物體保持一定的安全距 離 最低氣溫 電線可能產(chǎn)生最大應(yīng)力，檢驗絕緣子串上揚或電線上拔及防振計算等 年平均氣溫 防振設(shè)計，一般用平均氣溫時電線的應(yīng)力作為計算控制條件 歷年最低氣溫月的平均氣溫 計算電線或桿塔安裝、檢修時的初始條件 最大風(fēng)速及最大風(fēng)速月的平均氣溫 風(fēng)荷載是考慮桿塔和電線強度的基本條件 地區(qū)最多風(fēng)向及其出現(xiàn)頻率 用于電線的防振、防腐及絕緣防污設(shè)計 電線覆冰溫度 桿塔及電線強度設(shè)計依據(jù)，驗算不均勻覆冰時電線縱向不平衡張力及垂直布置的導(dǎo)線接近距離 雷電日數(shù)（或小時數(shù)） 防雷計算用 雨天、雪天、霧凇天的持續(xù)小 時數(shù) 計算電暈損失時的基本數(shù)據(jù) 土壤凍結(jié)深度 用于桿塔基礎(chǔ)設(shè)計 常年洪水位及最高航行水位氣溫 確定跨越桿塔高度及驗算交叉跨越距離 最高氣溫月的日最高氣溫平均值 用于計算導(dǎo)線發(fā)熱升溫 （ 1） 設(shè)計用氣象條件的組合 風(fēng)速、覆冰厚度和大氣溫度是架空線路設(shè)計中要考慮的主要因素，它們的取值方法稱為氣象條件的組合。 3） 外過電壓時的氣象條件組合 ① 情況一 、 當(dāng)設(shè)計塔頭尺寸，計算導(dǎo)線風(fēng)偏對凸出物的距離時，其組合為：外過電壓溫度 15℃ ，相應(yīng)風(fēng)速 ； ② 情況二、用于驗算檔距中央、導(dǎo)線與避雷線間的距離，需滿足 S≥+1的要求，其組合為：外過電壓溫度 15℃ ，無風(fēng)。 6） 內(nèi)過電壓的氣象條件組合 內(nèi)過電壓即操作過電壓，其計算組合為：年平均氣溫，無冰， 倍最大風(fēng)速不低于 15m/s。 2） 架空線的年平均運行應(yīng)力 在線路設(shè)計中，為了保證架空線路長期運行的安全可靠性，除了滿足在任何氣象條件下，架空線的最低點處的使用應(yīng)力不能大于許用應(yīng)力外，還應(yīng)滿足年平均運行應(yīng)力的要求，防止導(dǎo)線因振動而出現(xiàn)斷股和斷線。作用在架空線路上的荷載有架空線的自重、冰重和架空線所承受的風(fēng)壓，為了清楚的表示這些比載，可采用符號 gx (b,v)表示，其中 x=1~7，表示 7 種不同的比載， b 表示計算比載時 的覆冰的厚度 ， mm； v 表示計算風(fēng)速，m/s。由文獻(xiàn) [2]可知。以此類推，直至最后走線至某一氣 象條件的代表符號（ A， B，C， D）為止。設(shè)計時，需要先判別處有效臨界檔距，從而得到實際檔距的控制氣象條件。在此，應(yīng)力、弧垂的計算可以利用編寫的 VB 通用程序?qū)崿F(xiàn) （程序代碼見 附錄 2， ） 式中 ?—— 線性膨脹系數(shù)， 1/℃ ； E —— 彈性模量， 2/mm N ； l —— 導(dǎo)線檔距， m； n? 、 m? —— 兩種氣象條件下導(dǎo)線所受應(yīng)力， Mpa。 避雷線 GJ－ 50 的物理參數(shù)如下表所示： 表 避雷線的 物理 參數(shù) 避雷線的各種比載計算 避雷線比載的計算方法同導(dǎo)線比載的計算方法，在此不再重復(fù)。計算處此時的應(yīng)力 B? ，然后將此應(yīng)力作為已知條件，求得其他各氣象條件的應(yīng)力。 繪制 導(dǎo)線、避雷線的應(yīng)力弧垂曲線 導(dǎo)線、避雷線 的應(yīng)力弧垂曲線 見附錄 2。 桿塔按照在線路的用途分為六類：直線桿塔、耐張桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔、換位桿塔、終端桿塔、跨越桿塔。 選擇原則 盡可能地選用最經(jīng)濟的桿塔型式或高度，充分利用桿塔的使用荷載條件 。 在 工程應(yīng)用中，盡量用典型設(shè)計或經(jīng)過施工運行檢驗的成熟桿型，盡量避免特殊設(shè)計桿塔，對較大轉(zhuǎn)角桿塔應(yīng)盡量降低桿塔高度 。 根據(jù)工程具體情況進(jìn)行校驗 ， 由文獻(xiàn) [1]可知 。 （ 2） 從單桿和雙桿來比較 220kV******架空送電線路設(shè)計 16 1） 使用單桿的優(yōu)點： ①單桿結(jié)構(gòu)簡單，便于加工和施工 ； ②在采用小型號導(dǎo)線的線路上，能節(jié)約材料和投資 ； ③線間距離小，減少線路所占的走廊。 （ 4） 從導(dǎo)線排列方式來比較 1） 單回路桿塔導(dǎo)線水平排列比三角 形排列有以下優(yōu)點 ： ① 導(dǎo)線水平排列，在桿塔兩側(cè)的導(dǎo)線垂直荷載平衡，因此塔身的彎曲變形不明顯 ； ② 導(dǎo)線水平排列，在導(dǎo)線不均勻覆冰或脫冰時，不易發(fā)生碰線閃絡(luò)事故，適用于重冰區(qū)線路 ； ③ 導(dǎo)線水平排列，一般采用雙避雷線，因此有較好的防雷性能，適用于多雷地區(qū) ； ④ 導(dǎo)線水平排列，帶電檢修方便，運行維護二工作量少。直線桿塔在線路上用量最多，在平坦地區(qū)可占到全線桿塔總數(shù)的 80%左右。轉(zhuǎn)角桿塔分為小轉(zhuǎn)角桿（ 30176。~90176。 綜上所述，從經(jīng)濟角度考慮，優(yōu)先選用鐵塔。 絕緣子串型號、片數(shù)和聯(lián)數(shù)的確定 絕緣子串型號選擇 地區(qū)污穢等級主要根據(jù)地區(qū)的污濕特征、運行經(jīng)驗以及 外絕緣表面污穢物的等值附鹽密度三個因數(shù)綜合確定。本設(shè)計中 電力系統(tǒng)的運行電壓為 220kV，導(dǎo)線型號 LGJ210/35，地區(qū)污穢等級為Ⅱ級，所以選擇 XP7 型絕緣子， 具體參數(shù)見下表 所示： 表 XP7 絕緣子電氣性能 產(chǎn)品型號 盤經(jīng)mm 高度mm 泄漏距離mm 工頻電壓有效值 kv 50﹪ 閃絡(luò)電壓幅值kv 抗張負(fù)荷 () 重量kg 干閃 濕閃 擊穿 例行 一小時機電 機電破壞 XP7 255 146 300 75 45 110 120 3500 5200 7000 絕緣子串片數(shù)的選擇 （ 1） 懸垂絕緣子串絕緣子片數(shù)的選擇 按工頻電壓泄漏比距要求選擇絕緣子片數(shù)。 絕緣子串?dāng)?shù)的選擇 （ 1） 懸垂絕緣子。它應(yīng)承受導(dǎo)線的全部張力，因其聯(lián)數(shù)計算公式為 ： TTKN m1? （ ） 220kV******架空送電線路設(shè)計 20 式中 T—— 懸 式絕緣子 1h 機電荷載 ， N； K1—— 懸式絕緣子在運行情況下的機械強度安全系數(shù)， K1=； Tm—— 導(dǎo)線的最大使用張力 ， N。 絕緣子串的主要特性及絕緣子串的組裝 ： 在此設(shè)計中 ,導(dǎo)線 ,避雷線絕緣子串金具由 線路金具手冊 查得如下表所示。避雷線支架設(shè)計的過高會增大塔身的彎矩，加大使用材料規(guī)格，浪費材料。這些要求可以從兩個方面來滿足，幾檔距中各種線間距離的驗算和桿塔頭部各種安全間隙的檢查。 直線塔塔頭尺寸校核 直線桿懸垂絕緣子串的風(fēng)偏角 ψ校驗 （ 1）計算風(fēng)偏角 已知 搖擺角公式： ψ= arctanFVJhJ GLAgG LAgP ???? ???142/ 2/ （ ） j n n A k vp ? （ ） 式中 ψ—— 四種計算情況下相應(yīng)的最大允許搖擺角，176。 導(dǎo)線與避雷線間絕緣設(shè)計 避雷線應(yīng)十分重視其防雷保護 220kV******架空送電線路設(shè)計 24 （ 1）避雷線與導(dǎo)線在檔距中央的距離配合應(yīng)按下式校驗 ?? LS （氣象條件為無風(fēng) +15℃ ） （ ） 式中 ()dbs h f f? ? ? ? ； L—— 檔距， m； ?h—— 懸掛點之間的距離 ， m； fd—— 導(dǎo)線在外過電壓無風(fēng)下的弧垂， m； fb—— 避雷線在外過電壓無風(fēng)下的弧垂， m。左右。 840%70 pm a x ??? ??? k p （ ） （ 5）桿塔最大使用檔距的選取 桿塔的最大使用檔距受到線間距離的限制，檔距越大，導(dǎo)線受風(fēng)荷載作用時擺動的幅度越大，線間距離越不容易滿足要求。 2） 斷一根導(dǎo)線，無風(fēng)無冰， 所有導(dǎo)線張力取導(dǎo)線最大使用張力的 70%。jG —— 覆冰時絕緣子串及金具的重量 ， N； jj KGG ?39。； 0W —— 基準(zhǔn)風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值， kN/m2。 荷載按其性質(zhì)一般分為永久荷載、可變荷載和特殊荷載。 在設(shè)計桿塔時。 荷載的計算方法 220kV******架空送電線路設(shè)計 28 耐張轉(zhuǎn)角桿塔正常情況 （ 1） 最大風(fēng)、無冰 、 Ⅲ 最低氣溫 1）垂直荷載 G 4D = g1ALv+G DJ G 5D = g1ALv+ G DJ G 4B = g1BA Lv+ G BJ G 5B = g1 BA Lv+ G BJ 2）水平荷載 4DP =g4AHL +Tsin(θ/2)+JDP 5DP =g4AHL +Tsin(θ/2)+JDP 4BP =g4 BA HL +Tsin(θ/2)+JBP 5BP =g4 BA HL +Tsin(θ/2)+JBP 3）縱向 荷載 △ DT .= DT cos(θ/2) △ BT = BT cos(θ/2) 耐張轉(zhuǎn)角桿塔正常情況 （ 2） 覆冰 1）垂直荷載 G 4D = g1AVL + DJ G 5D = g1AVL + G DJ G 4B = g1 BA VL + BJ G 5B = g1 BA VL + BJ 2）水平荷載 4DP =g4AHL +Tsin(θ/2)+JDP 5DP =g4AHL +Tsin(θ/2)+JDP 4BP =g4 BA HL +Tsin(θ/2)+JBP 5BP =g4 BA HL +Tsin(θ/2)+JBP 3）縱向荷載 △ DT = DT cos(θ/2) △ BT = BT cos(θ/2) 耐張轉(zhuǎn)角桿塔斷導(dǎo)線 （ 1）在同一檔內(nèi)斷兩相導(dǎo)線，避雷線未斷 *****： 220kV***— ***架空送電線路設(shè)計 29 未斷相： GD = 1g AVL +2 JDG 斷線相： GD = 1g AVL /2+ JDG BG = 1bg ABVL +2GJB 未斷導(dǎo)線： DP =2mT sin(θ/2) 斷線相： DP =mT sin(θ/2) 避雷線： BP =2mT sin(θ/2) 縱向荷載： △ DT .= DT cos(θ/2) ； △ BT = BT cos(θ/2) (2)斷一根避雷線，導(dǎo)線未斷 垂直荷載： GD = 1g AVL +2 JDG BG = 1bg ABVL +GJB 水平荷載： DP =2mT sin(θ/2) 縱向荷載： △ DT = DT cos(θ/2) 桿塔的安裝荷載 牽引荷載