【正文】 。金具可分為：懸垂線夾、耐張線夾、聯(lián)結(jié)金具、保護(hù)金具和拉線金具等。如果桿塔頭部尺寸設(shè)計(jì)的過(guò)小，又會(huì)對(duì)線路安全運(yùn)行以及帶電檢修等帶來(lái)不便等。 （ 2） 做間隙圓對(duì)風(fēng)偏角進(jìn)行校驗(yàn) 具體校核詳見計(jì)算書，通過(guò)校驗(yàn)，對(duì)正常運(yùn)行、內(nèi)過(guò)電壓、外國(guó)電壓均滿足下表各種條件下最小間隙 ： 表 帶電部分與桿塔構(gòu)件間的最小距離 （ m） 計(jì)算條件 各種電壓 （ kv） 35 60 110 接地 110 不接地 154 220 330 500 運(yùn)行電壓 內(nèi)過(guò)電壓 外過(guò)電壓 非直線桿塔的跳線風(fēng)偏角 ε 校驗(yàn) 41arctangg?? （ ） 式中 g1—— 自重比載 ， Mpa/m； g4—— 無(wú)冰時(shí)的風(fēng)壓比載 ， Mpa/m。 （ 3）避雷線對(duì)中導(dǎo)線的保護(hù) 本設(shè)計(jì)中 D=11000（ D 為鐵塔兩根避雷線間的水平距離）， 《 規(guī)程 》 規(guī)定 D 不應(yīng)小于避雷線之間的水平距離的 5 倍，才能滿足對(duì)中導(dǎo)線的保護(hù)。 （ 3） 各類荷載的組合系數(shù) 表 荷載組合系數(shù) 荷載組合情況 荷載組合系數(shù) 運(yùn)行情況 斷線情況 (包括縱向張力 ) 110kV 及以下 220kV 及以上 驗(yàn)算情況 導(dǎo)線、避雷線的垂直荷載 導(dǎo)線、避雷線的垂直荷載為 無(wú)冰時(shí) jch GslgG ?? 1 （ ） 有冰時(shí) 39。 荷載按受力方向一般分為垂直荷載、橫向荷載和縱向荷載。 各種荷載分項(xiàng)系數(shù)如下： 永久荷載 ； 風(fēng)荷載 ；冰荷載 ；安裝及檢修荷載 在計(jì)算荷載時(shí)，要根據(jù)荷載的最不利作用進(jìn)行組合，分別計(jì)算出線路在運(yùn)行、斷線和 安裝情況時(shí)的荷載。其中截面法計(jì)算簡(jiǎn)潔，通過(guò)一次計(jì)算就可求桁架內(nèi)任意桿件的內(nèi)力，得到了廣泛采用。內(nèi)力分析方法通常采用數(shù)解法。 在設(shè)計(jì)桿塔時(shí)。； 0W —— 基準(zhǔn)風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值， kN/m2。 2） 斷一根導(dǎo)線，無(wú)風(fēng)無(wú)冰， 所有導(dǎo)線張力取導(dǎo)線最大使用張力的 70%。左右。 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(yàn) （ 1）計(jì)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(jì)算情況下相應(yīng)的最大允許搖擺角，176。避雷線支架設(shè)計(jì)的過(guò)高會(huì)增大塔身的彎矩，加大使用材料規(guī)格，浪費(fèi)材料。它應(yīng)承受導(dǎo)線的全部張力，因其聯(lián)數(shù)計(jì)算公式為 ： TTKN m1? （ ） 220kV******架空送電線路設(shè)計(jì) 20 式中 T—— 懸 式絕緣子 1h 機(jī)電荷載 ， N； K1—— 懸式絕緣子在運(yùn)行情況下的機(jī)械強(qiáng)度安全系數(shù)， K1=； Tm—— 導(dǎo)線的最大使用張力 ， N。本設(shè)計(jì)中 電力系統(tǒng)的運(yùn)行電壓為 220kV，導(dǎo)線型號(hào) LGJ210/35，地區(qū)污穢等級(jí)為Ⅱ級(jí)，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(hào) 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(shí)機(jī)電 機(jī)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)。 綜上所述，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，優(yōu)先選用鐵塔。轉(zhuǎn)角桿塔分為小轉(zhuǎn)角桿（ 30176。 （ 4） 從導(dǎo)線排列方式來(lái)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(diǎn) ： 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(shí)，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(yùn)行維護(hù)二工作量少。 根據(jù)工程具體情況進(jìn)行校驗(yàn) ， 由文獻(xiàn) [1]可知 。 選擇原則 盡可能地選用最經(jīng)濟(jì)的桿塔型式或高度，充分利用桿塔的使用荷載條件 。 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。 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(jì)算 避雷線比載的計(jì)算方法同導(dǎo)線比載的計(jì)算方法，在此不再重復(fù)。設(shè)計(jì)時(shí)，需要先判別處有效臨界檔距，從而得到實(shí)際檔距的控制氣象條件。由文獻(xiàn) [2]可知。 2） 架空線的年平均運(yùn)行應(yīng)力 在線路設(shè)計(jì)中，為了保證架空線路長(zhǎng)期運(yùn)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(diǎn)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(yùn)行應(yīng)力的要求，防止導(dǎo)線因振動(dòng)而出現(xiàn)斷股和斷線。 3） 外過(guò)電壓時(shí)的氣象條件組合 ① 情況一 、 當(dāng)設(shè)計(jì)塔頭尺寸，計(jì)算導(dǎo)線風(fēng)偏對(duì)凸出物的距離時(shí)，其組合為：外過(guò)電壓溫度 15℃ ，相應(yīng)風(fēng)速 ； ② 情況二、用于驗(yàn)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(guò)電壓溫度 15℃ ，無(wú)風(fēng)。K 與 K 值接近或相等，其誤差在（ ~） 105 之內(nèi)，說(shuō)明所排桿位合適，可接下去排下一個(gè)耐張桿位。 （ 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。也可以由第二章的應(yīng)力弧垂計(jì)算，參考應(yīng)力弧垂曲線。桿塔定位時(shí)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。 *****： 220kV***— ***架空送電線路設(shè)計(jì) 3 第 2 章 設(shè)計(jì) 說(shuō)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(diǎn)之間選出一條符合國(guó)家建設(shè)方針政策，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上合理的最佳走線方案。 設(shè)計(jì) 現(xiàn)狀、 意義 輸電線路設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，而此次“ 220kV******架空送電線路設(shè)計(jì)”正是來(lái)源于電力設(shè)計(jì)院實(shí)際設(shè)計(jì)項(xiàng)目，因而本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是貼近工程實(shí)際，有一定的工程準(zhǔn)確性的。對(duì)于現(xiàn)在在工作中碰到的實(shí)際問(wèn)題可以在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)得到證實(shí)與解決，對(duì)我們提高業(yè)務(wù)水平有很大的幫助。本設(shè)計(jì)按照工程設(shè)計(jì)要求、以及標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)流程，并根據(jù)電壓等級(jí)、導(dǎo)地線型號(hào)、氣象條件、地形情況，完成如下設(shè)計(jì)內(nèi)容：計(jì)算導(dǎo)地線應(yīng)力弧垂，繪制成圖；選擇直線塔和轉(zhuǎn)角塔，確定桿塔呼稱高、金具和絕緣子型號(hào)數(shù)量；制作弧垂模板，在平斷面圖上反復(fù)排桿定位，選擇最佳方案；校驗(yàn)桿塔荷載和基礎(chǔ)穩(wěn)定；最后進(jìn)行了導(dǎo)、地線的防振設(shè)計(jì)。 作為一名工作以后加入再教育行列的學(xué)生，更明白對(duì)這三年以來(lái)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行一次徹底的消化和整理并完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性。 由于 ***位于 **西部山區(qū)，以前交通不暢，工業(yè)不發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)水平處于落后狀態(tài)，電力供應(yīng)更是一度處于自供區(qū)。高差或檔距相差非常懸殊的山 區(qū)和重冰區(qū)，應(yīng)適當(dāng)縮短 ； （ 5）有大跨越的輸電線路，其路徑方案應(yīng)結(jié)合大跨越的情況，通過(guò)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。 桿塔定位的原則 220kV******架空送電線路設(shè)計(jì) 4 在 已經(jīng) 選好的線路上進(jìn)行定線，斷面測(cè)繪，在縱面圖上配置稱為定位，是設(shè)計(jì)工作中一項(xiàng)重要的工作。 直線桿塔： H=Ed? ? h （ ） 非直線桿塔： H=Ed? h （ ） 式中 H—— 桿塔的定位高度， m； E—— 桿塔的呼稱高， m； d—— 對(duì)地安全距離， m； ? —— 絕 緣子串的長(zhǎng)度， m； ? —— 定位裕度 ,定位裕度 ? 的取值為檔距在 700m 以下取 h—— 桿塔施工基面， m。非直線桿塔的定位高度 H=Ed? h； ②桿塔定位時(shí)，在斷面圖上用弧垂模板繪制弧垂曲線是按定位高度進(jìn)行的。在線路設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須對(duì)沿線的氣象情況進(jìn)行全面的了解，詳細(xì)搜集有關(guān)氣象資料，設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)搜集的所需氣象資料及主要用途見表 。 5） 線路耐振計(jì)算用的氣象條件組合 由于線路微風(fēng)振動(dòng)一年四季中經(jīng)常發(fā)生，故控制其平均運(yùn)行應(yīng)力的組合氣象條件為：年平均氣溫，無(wú)風(fēng)，無(wú)冰。 架空線的比載 架空線的比載是指單位長(zhǎng)度和單位截面上導(dǎo)線所承受的機(jī)械荷載，其常用單位是 N/ mm2 或 MPa/m。再若 lkBDl ，則沿右邊走線至 kBCl ，若 lkBDl ，則沿左邊走線至 kCDl 。 3） 應(yīng)力、弧垂的計(jì)算 確定了各控制氣象條件及其對(duì)應(yīng)的控制檔距范圍以后，由應(yīng)力狀態(tài)方程 2 2 2 222 ()2 4 2 4nmn m n mE g l E g l E t t? ? ???? ? ? ? ?求出導(dǎo)線應(yīng)力 n? ，由公式 nf =nn gl?82 求出與之對(duì)應(yīng)的弧垂。 避雷線最大使用應(yīng)力的確定 避雷線的應(yīng)力計(jì)算與導(dǎo)線的應(yīng)力計(jì)算原理大致相同，避雷線視先根據(jù)防雷要求 —— 在大氣過(guò)電壓氣象條件（ +15℃，無(wú)風(fēng)，無(wú)冰）時(shí)，導(dǎo)線與避雷線在檔距中央應(yīng)保持（ +1） m 的間距，此處 l 為檔距。進(jìn)行一條線路的設(shè)計(jì)，必須結(jié)合工程的特點(diǎn)，確定出桿塔所采用的型式。 ?? ???? dfH m a x （ ） 式中 ?—— 絕緣子串的長(zhǎng)度（包括金具長(zhǎng)度）， m； maxf —— 導(dǎo)線的最大弧垂， m； d —— 導(dǎo)線到地面、水面及被跨越物的安全距離， m； ? —— 預(yù)留裕度， m。在丘陵、山區(qū)和稻田運(yùn)輸不便，對(duì)基礎(chǔ)下壓大 ； ②耐張轉(zhuǎn)角桿一般要有拉線，在居民擁擠的地帶及山區(qū)不能使用 ； ③承載力有限，在超高壓線路上很少使用。 直線桿的桿型用于線路的直線段上，采用針式絕緣子、懸式絕緣子或棒式絕*****： 220kV***— ***架空送電線路設(shè)計(jì) 17 緣子支撐導(dǎo)線，承受線路正常運(yùn)行時(shí)的水平荷載和垂直荷載；也要求它具有一定的順線路方向的強(qiáng)度，以支撐斷線或其他情況下的縱向張力。） 和大轉(zhuǎn)角桿 （ 60176。 （ 1）按正常運(yùn)行電壓、內(nèi)過(guò) 電壓、外過(guò)電壓確定絕緣子型號(hào)和片數(shù)以及導(dǎo)線對(duì)桿塔的空氣間隙距離； （ 2）按內(nèi)過(guò)電壓、外過(guò)電壓的要求確定導(dǎo)線對(duì)地及對(duì)各被跨越物的最小允許間隙距離；超高壓線路還應(yīng)滿足地面靜電場(chǎng)影響所需對(duì)地最小間隙距離的要 求； （ 3）按外過(guò)電壓的要求確定擋距中央導(dǎo)線與避雷線間的空氣間隙距離 ； （ 4）按正常運(yùn)行電壓及導(dǎo)線振蕩情況確定不同相導(dǎo)線間的最小距離 。還有耐張桿塔上的絕緣子串承受的機(jī)電荷載比直線桿塔的大得多，其絕緣子損壞的可能性大，所以耐張桿塔絕緣子串要比直線桿塔的懸垂絕緣子串多一片 。由文獻(xiàn) [8]可知 。 由于以上原因，應(yīng)周密考慮桿塔頭部尺寸的設(shè)計(jì)， 設(shè)計(jì)時(shí)主要決定以下電氣方面的要求。 導(dǎo)線間水平距離的校驗(yàn) 根據(jù)我國(guó)長(zhǎng)期進(jìn)行的試驗(yàn)和參照國(guó)外公式，提出了當(dāng)檔距小于 1000m 時(shí)公式為： mfUD ??? ? （ ） 式中 D—— 導(dǎo)線 間水平相間距離， m； λ—— 懸垂絕緣子串的長(zhǎng)度， m； U—— 額定電壓， kV； fm—— 導(dǎo)線的最大弧垂， m。 （ 4）避雷線的最大使用應(yīng)力 避雷線的最大使用應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)瞬時(shí)破壞應(yīng)力的 70%。3 jch GslgG ?? （ ） 式中 1g —— 自重比載 ， Mpa/m； 3g —— 垂直總比載 ， Mpa/m； s—— 導(dǎo)線、避雷線的計(jì)算截面 面積 ， mm2； chl —— 垂直檔距 ， m； 220kV******架空送電線路設(shè)計(jì) 26 jG —— 絕緣子串及金具的重量 ， N； 39。 垂直荷載 G 是指垂直于地面方向的荷載；橫向荷載 Ｐ 是指沿橫擔(dān)方向的荷載；縱向荷載Ｔ是指垂直于橫擔(dān)方向的荷載。由文獻(xiàn) [4]可知 。 鐵塔設(shè)計(jì)中慣用的平面桁架分 析法，常略去與荷載方向想垂直的那兩片桁架的作用，假定只由與荷載方向想平行的兩片桁架承受荷載。 220kV******架空送電線路設(shè)計(jì) 30 鐵塔內(nèi)力計(jì)算 概述 鐵塔是由平面桁架組成的空間結(jié)