【導(dǎo)讀】向****變電站供電。本設(shè)計按照工程設(shè)計要求、以及標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計流程，并根據(jù)電壓。和基礎(chǔ)穩(wěn)定；最后進(jìn)行了導(dǎo)、地線的防振設(shè)計。理過程、列出了詳細(xì)的設(shè)計內(nèi)容、注意事項等，并在附錄中給出了相關(guān)設(shè)計圖紙。計算避雷線15℃無風(fēng)無冰時應(yīng)力弧垂的VB程序代碼………………………避雷線應(yīng)力弧垂曲線…附錄3桿塔塔型圖……………

　　

【正文】 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)過電壓 外過電壓 非直線桿塔的跳線風(fēng)偏角 ε 校驗 41arctangg?? （ ） 式中 g1—— 自重比載 ， Mpa/m； g4—— 無冰時的風(fēng)壓比載 ， Mpa/m。 導(dǎo)線間水平距離的校驗 根據(jù)我國長期進(jìn)行的試驗和參照國外公式，提出了當(dāng)檔距小于 1000m 時公式為： mfUD ??? ? （ ） 式中 D—— 導(dǎo)線 間水平相間距離， m； λ—— 懸垂絕緣子串的長度， m； U—— 額定電壓， kV； fm—— 導(dǎo)線的最大弧垂， m。 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(hù) 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。 （ 2）避雷線對邊導(dǎo)線的保護(hù)角的校驗 通常情況下為 20186。~30186。， 330kV 線路及雙避雷線 220kV 線路，一般采用 20186。左右。計算公式 為： hsarctan?? （ ） 式中 s—— 導(dǎo)線與避雷線之間的水平距離， m； h—— 導(dǎo)線與避雷線之間的垂直距離， m。 （ 3）避雷線對中導(dǎo)線的保護(hù) 本設(shè)計中 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，才能滿足對中導(dǎo)線的保護(hù)。 （ 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)超過瞬時破壞應(yīng)力的 70%。 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。當(dāng)塔頭尺寸確定后，最大使用檔距也隨之確定，線間距離允許的最大弧垂為 2 110/ ?????? ??? UDf m ? （ ） 式中 D—— 導(dǎo)線水平線間距離和等效水平線間距離中的最小值， m； λ—— 懸垂絕緣子串長度， m； U—— 線路的電壓等級， kV。 *****： 220kV***— ***架空送電線路設(shè)計 25 桿塔荷載計算 概述 （ 1） 承力桿塔運(yùn)行情況的荷載計算條件： 1） 最大風(fēng)無冰，相應(yīng)氣溫，未斷線； 2） 覆冰，相應(yīng)氣溫，未斷線； 3） 最低氣溫，無風(fēng)無冰，未斷線 (用于終端桿塔和轉(zhuǎn)角桿 )。 （ 2） 承力桿塔斷線情況的荷載計算條件： 1） 在同檔內(nèi)斷兩根導(dǎo)線，無 風(fēng)無冰。 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%。 3） 桿塔安裝情況的荷載計算條件：一側(cè)裝一根導(dǎo)線，另一根未裝好，其它任何線都未裝。 （ 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 無冰時 jch GslgG ?? 1 （ ） 有冰時 39。3 jch GslgG ?? （ ） 式中 1g —— 自重比載 ， Mpa/m； 3g —— 垂直總比載 ， Mpa/m； s—— 導(dǎo)線、避雷線的計算截面 面積 ， mm2； chl —— 垂直檔距 ， m； 220kV******架空送電線路設(shè)計 26 jG —— 絕緣子串及金具的重量 ， N； 39。jG —— 覆冰時絕緣子串及金具的重量 ， N； jj KGG ?39。 ；設(shè)計冰厚 5mm 時， ?K ；設(shè)計冰厚 10mm 時， ?K ；設(shè)計冰厚 15mm 時， ?K 。 導(dǎo)線、避雷線風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 ????? 20 s inPcscZX dLWW ? （ ） 1600/20 vW ? （ ） 式中 XW —— 垂直于導(dǎo)線及地線方向的水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ， N； ? —— 風(fēng)壓不均勻系數(shù) ； c? —— 500kV 線 路導(dǎo)線及地線風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)，僅用于計算作用于桿塔上的導(dǎo)線及地線風(fēng)荷載（不含導(dǎo)線及地線張力弧垂和風(fēng)偏角計算） z? —— 風(fēng)壓高度變化系數(shù)，一般可按地面粗糙度 B 類計算 ； sc? —— 導(dǎo)線或地線的體形系數(shù)：線徑小于 17mm 或覆冰時（不論線徑大小）應(yīng)取 ；線徑大于或等于 17mm 時，取 。 d—— 導(dǎo)線或地線的外徑或覆冰時的計算外徑；分裂導(dǎo)線取所有子導(dǎo)線外徑的總和， m； PL —— 桿塔的水平檔 距， m； ? —— 風(fēng)向與導(dǎo)線或地線方向之間的夾角， 186。； 0W —— 基準(zhǔn)風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值， kN/m2。 風(fēng)壓不均勻系數(shù) ? 和導(dǎo)地線風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù) ? 取值方法如下表所示： 表 風(fēng)壓不均勻系數(shù) ? 和導(dǎo)地線風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù) ? 風(fēng)速 v（ m/s） ≤10 15 20≤v30 30≤v35 ≥35 計算桿塔荷載 校驗桿塔空氣間隙 計算 500kv 桿塔荷載 風(fēng)壓高度變化系數(shù) z? 如下表所示： 表 風(fēng)壓高度變化系數(shù) z? 計算高度 z? 計算高度 z? *****： 220kV***— ***架空送電線路設(shè)計 27 （ m） 330kV及以下 500kV （ m） 330kV 及以下 500kV 10 90 15 100 20 150 30 200 40 250 50 300 60 350 70 ≥400 80 荷載的分類和荷載的組合 為了進(jìn)行桿塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計 ,必須對桿塔所承受的荷載進(jìn)行計算 ,分別算出線路在運(yùn)行情況、斷線情況以及安裝情況下桿塔所承受的荷載。 荷載按受力方向一般分為垂直荷載、橫向荷載和縱向荷載。 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。 荷載按其性質(zhì)一般分為永久荷載、可變荷載和特殊荷載。 永久荷載包括桿塔自重，電線、絕緣子，金具的重力及其固定設(shè)備的重力。可變荷載包括 風(fēng)荷載；電線和絕緣子上的覆冰荷載；電線拉力及施工、檢修的臨時荷載。特殊荷載包括由于斷線所引起的荷載和由地震引起的地震荷載，以及在山區(qū)或特殊地形地段，由于不均勻結(jié)冰所引起的不平衡張力等荷載。 在設(shè)計桿塔時?？紤]到荷載的離散性及計算內(nèi)力時進(jìn)行簡化所帶來的不利影響，一般采用設(shè)計荷載值進(jìn)行桿塔構(gòu)件強(qiáng)度計算，設(shè)計荷載值由荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載分項系數(shù)得到。 各種荷載分項系數(shù)如下： 永久荷載 ； 風(fēng)荷載 ；冰荷載 ；安裝及檢修荷載 在計算荷載時，要根據(jù)荷載的最不利作用進(jìn)行組合，分別計算出線路在運(yùn)行、斷線和 安裝情況時的荷載。由文獻(xiàn) [4]可知 。 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 是由架線過程中通過滑車將導(dǎo)線拉緊到設(shè)計張力時所產(chǎn)生的荷載。 相臨檔未掛線時，作用在橫擔(dān)上的荷載為 垂直荷載 FZ GKTTnGG ???? ?? s i ns i n1 橫向荷載 nPPX ? 縱向荷載 0?YT 相鄰檔已掛線時，作用在橫擔(dān)上的荷載 垂直荷載 FZ GKTnGG ??? ?s in 橫向荷載 nPPX ? 縱向荷載 )cos1( ??? KTTY 式中 G、 P—— 所錨導(dǎo)線的重量和 橫向風(fēng)荷載 ， N； 1T —— 臨時拉線的處張力，一般取 1T =5000~10000N T—— 電線安裝張力 ， N； K—— 動力系數(shù) ,取 ； n—— 垂直荷載或橫向荷載的分配系數(shù)， 當(dāng)相鄰檔距和高差相等時，一般取 n=； FG —— 附加荷載，人員和工具所引起附加荷載 ， N； ? —— 臨時拉線與地面的夾角 ， 186。； ? —— 牽引鋼繩對地面夾角， ? ≤20186。 220kV******架空送電線路設(shè)計 30 鐵塔內(nèi)力計算 概述 鐵塔是由平面桁架組成的空間結(jié)構(gòu)，在大多數(shù)情況下為超靜定結(jié)構(gòu)，因此可簡化為平面桁架進(jìn)行內(nèi)力分析。內(nèi)力分析方法通常采用數(shù)解法。數(shù)解法包括節(jié)點法和截面法。其中截面法計算簡潔，通過一次計算就可求桁架內(nèi)任意桿件的內(nèi)力，得到了廣泛采用。 鐵塔設(shè)計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。因此，當(dāng)荷載不與桁架平面平行時，首先要將荷載分解成與桁架平面平行或垂直的分量，分別計算各片桁架在這些分量作用下的內(nèi)力，然后進(jìn)行疊加。 塔身風(fēng)壓計算 塔身風(fēng)壓計算公式為： szszs AWW ???0? （ ） 式中 sW —— 風(fēng)向與桿塔塔面 相垂直時，桿塔風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ， kN； 0W —— 基準(zhǔn)風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)值， 2mKN ，應(yīng)根據(jù)基準(zhǔn)高度的風(fēng)速 ()vms ，按公式20 /1600Wv? 計算； zu —— 風(fēng)壓高度變化系數(shù)； su —— 構(gòu)件的體形系數(shù)；