【導讀】本設計講述了架空輸電線路設計的全部內容，主要設計步驟是按《架空輸電線路設計》書中的設計步驟，和現(xiàn)實中的設計步驟是不一樣的。本設計包括導線、地線的比載、臨界檔距、最大弧垂的判斷，力學特性的計算，定位排桿，各種校驗，代表檔距的計算，桿塔荷載的計算，接地裝置的設計，金具的選取。在本次設計中，重點是線路設計，桿塔定位和基礎設計，對桿塔的組立施工進行了簡要的設計，還簡單地設計基礎并介紹基礎施工。經(jīng)審查，專業(yè)班同學所提交的畢業(yè)設計（論文），符合學校本科生畢業(yè)設計（論文）的相關規(guī)定，達到畢業(yè)設計（論文）任務書的要求，根據(jù)學校教學管理的有關規(guī)定，同意參加畢業(yè)設計（論文）答辯。根據(jù)審查，準予參加答辯。同學的畢業(yè)設計（論文）于年月日進行了答辯。根據(jù)學生所提供的畢業(yè)設計（論文）材料、評閱人和指導教師意見以及在答辯過程中學生回答問題的情況，畢業(yè)設計（論文）答辯委員會（小組）做出如下決議。

　　

【正文】 —風向與線路方向垂直時的桿或塔身風壓，N； v—設計風速，m/s； C—風載體形系數(shù)，對環(huán)形截面電桿取 ，矩形截面桿取 ，角鋼鐵塔取 （1+η），圓鋼鐵塔取 （1＋η）； F—風壓方向桿、塔身側面構件的投影面積 ； η—空間桁架背面的風壓荷載降低系數(shù)，其值見教材表 4—10 所示。同理，導線、避雷線風壓荷載的計算風速也按其懸掛平均高度進行修正。 (2) 導線、避雷線的風壓荷載為： （5－10） 式中 ： P—導線或避雷線的風壓荷載，N， θ—線路轉角（176。）； g—導線或避雷線的風壓比載，； —水平檔距（斷線時，斷線相計算水平檔距取 —絕緣子串風壓（工程計算中常忽略），N。 3 桿塔荷載及倒拔校驗 ． (1)桿塔荷載校驗 荷載校驗可用下列三種方法。 1) 鐵塔荷載圖校驗 計算出桿塔實際承受的荷載與所選桿塔的設計荷載圖相比較，不超出桿塔允許荷載即為合格。在計算 實際荷載時有時可不全部計算，而只計算起控制作用的水平風荷載和垂直荷載。 鐵塔荷載圖如圖 56 所示。 2) 鋼筋混泥土桿塔最大彎矩校驗 有的鋼筋混泥土電桿給出允許最大彎矩?？捎嬎愠鰲U塔實際承受最大彎矩，不超過允許值并略有裕度 即校驗合格。 3)水平檔距、垂直檔距校驗 有的桿塔給出桿塔使用導線截面、氣象條件和設計桿塔時所用的設計水平檔距及垂直檔距。這時，如 果所設計線路與桿塔使用條件相符，只要實際水平檔距、垂直檔距相應小于設計水平檔距、設計垂直檔距， 即校驗合格。 水平檔距可根據(jù)定位以后的平斷面圖中量出或算出。 從平斷面圖上量出的垂直檔距是最大垂直弧垂時的垂直檔距，而不一定是校驗條件的垂直檔距。當在 平斷面圖上量得垂直檔距明顯小于設計垂直檔距時，也可認為合格。當兩者相差很小時，應根據(jù)垂直檔距 計算式直接計算出校驗條件下的垂直檔距，再做比較。 (2)桿塔倒拔校驗 當垂直檔距為負值時，導線對桿塔產(chǎn)生倒拔力。一般用最低溫度作為桿塔倒拔的校驗條件。在該條件 下桿塔不倒拔，便不會有倒拔現(xiàn)象。1)用“冷板”校驗 同繪制最大垂直弧垂模板的方法一樣，繪制出最低溫度狀態(tài)的懸垂曲線模板，俗稱冷板。 具體過程是，把冷板曲線在縱斷面圖上放正(使其縱軸保持為鉛垂位置)，使冷板曲線恰恰通過被校驗 桿塔兩側相鄰桿塔上導線的懸掛點，被校驗桿塔的導線懸掛點落在冷板曲線上方，桿塔不倒拔；反之，則 倒拔。見圖 5－7 所示。圖 5－7冷板曲線校驗倒拔2)調整措施 當桿塔倒拔時，應采取措施予以調整。調整措施有：調整桿塔塔位，加高倒拔的桿塔，加重錘，直線 桿塔改用輕型耐張桿塔等。 對非絕緣的避雷線，可以降低要求，只要在年最低平均氣溫時不倒拔即可。 6 防震設計 當風雪作用于張緊在空中的導線上，導線會呈現(xiàn)出具有不同特征的振動現(xiàn)象。其中以微風振動最為常見，持續(xù)時間最長，危害性最大，導 地線的防震設計主要針對微風振動的問題。防震主要從導地線是否需要防震措施，采用何種措施及防震裝置的安裝來進行設計。 防震判斷及防震措施選擇 判斷是否需要采用防震 防震措施選擇 常用的防震措施有護線條 防震錘 阻尼線。在此采用目前線路中廣泛使用的一種積極地防震措施——安裝防震錘，加裝防震錘對減弱或消除架空線振動危害的效果比較顯著。 防震裝置的安裝設計 防震錘型號的選擇 由于導線和地線種類及型號很多，每種架空線不但直徑和單位重量不同，而且在使用中懸掛高度 應力 檔距也不同，風輸入能量也不一樣，因此其振動幅值 振頻范圍等就有差異，不可能用一種型號的防震錘來解決所有架空線的振動問題，必須分別對待。一般來講，直徑大的和單位重量大的架空線，相應的防震錘尺寸要大些和重些。反之。防震錘就小些和輕些。 OPGW的防震錘有生產(chǎn)產(chǎn)家提供。 查閱電力金具手冊，選取本線路架空線相應的防震錘，列于表82. 表62 架空線防震錘型號選擇表架空線架空線直徑d（mm）防震錘型號LGJX300/25FD5GJX509FG70OPGW12BI/904D系列（產(chǎn)家提供） 防震錘個數(shù)的選擇 表83 防震錘安裝數(shù)量表導線直徑D(mm) 檔 距（m） 一個 二個 三個D12300~600600~900350~700700~1000450~800800~1200 上表防震錘個數(shù)指半檔距的個數(shù)。 結合表62和表63，考慮到本線路按最大風速35m/s本線路架空線防震錘的個數(shù)如下： 對于導線：由于全線無大于450m的檔距，因而每檔安裝兩個防震錘： 對于地線：大于300m的檔距每檔安裝4個防震錘： 對于架空復合地線（OPGW）：大于350m檔距每檔安裝4個防震錘。 線路具體每檔的防震錘安裝個數(shù)參見《桿塔明細表》 防震錘安裝距離的計算 防震錘的安裝不能只考慮一種波的波腹位置，而應照顧到最長和最短波時都能起到盡可能好的防震作用。因此，防震錘的具體安裝位置應在最長波波腹的前半部和最短波波腹的后半部，并使兩種波的相角互補，即 防震錘安裝的位置對最長波和最短波均有防震作用。由于其他波的第一個節(jié)點都在最短半波長和最長半波長之間，均大于，故對其他波而言，防震錘安裝在位置將更接近于波腹，防震作用將會更好。如果將防震錘安裝在對最長波最有利的位置S點處，對其他長度的波來講，必然有一個波的節(jié)點剛好通過S點，對這個及相鄰的波就不起作用或起很小的作用，對防震不利。根據(jù)架空線振動的基本理論，有： , 整理之后得： 令架空線振動頻率等于卡門漩渦頻率，得到最大波長和最短波長為 式中： 防震錘安裝位置應以振動的波節(jié)點為計算起點，對懸垂線夾，一般可以懸垂線夾中心為起點；對輕型耐張線夾，應以線夾連接螺旋栓為起點；對重型耐張線夾，應以線夾出口處為起點。另一端以防震錘固定線夾中心為準本線路采用懸垂線夾，防震錘的安裝位置以懸垂線夾中心為起點。本設計根據(jù)不同代表檔距分別計算各代表檔距下各架空線（包括導線 地線 復合線）防震錘的安裝距離并生成防震錘安裝距離明細表由于線路中出現(xiàn)安裝多個防震錘的情況，因此需計算多個防震錘安裝的距離。目前對于多個副總裁的安裝有等距離安裝和不等距離安裝兩種方法。不等距離安裝與等距離安裝相比，不等距離安裝防震錘效果較好，但具體的安裝方法目前尚未統(tǒng)一。通常的做法是： 式中：n—防震錘安裝數(shù)量； i—防震錘的序號。本線路中若果需要安裝多個防震錘，采用兩個異性的防震錘，第二個防震錘應比第一個防震錘小一號。安裝距離由b}所給出的公式計算。 7 接地設計 桿塔的接地裝置是為了將雷電流入地，以保持線路有一定的耐雷水平，接地裝置設計的質量直接影響著輸電線路的安全運行。接地設計的主要工作是根據(jù)該地區(qū)的土壤電阻率 的大小判斷是否需要設計人工接地裝置，選擇接地裝置的形狀及其埋深。并根據(jù)選擇的接地裝置計算桿塔自然接地體及人工接地裝置的工頻接地電阻。檢驗此接地電阻值是否超過有關規(guī)程規(guī)定的規(guī)定值。 接地設計的條件及相關規(guī)定 根據(jù)現(xiàn)行規(guī)程（DL/T50921999）規(guī)定，送電線路應按以下要求進行設計： ① 有地線的桿塔應接地，在雷季干燥時，每基桿塔不連地線的工頻接地電阻，不宜大于表91所列數(shù)值。 ② 土壤電阻率較低的地區(qū)，如桿塔的自然接地電阻不大于表91所列數(shù)值，可不裝人工接地體。中性點非直接接地系統(tǒng)在居民區(qū)的無地線鋼筋混凝土桿和鐵塔應接地，其接地電阻不宜超過30歐姆。 表71 有底線的線路桿塔接地工頻電阻單位：歐姆土壤電阻率100及以下100~500500~10001000~20002000以上工頻接地電阻1015202530 注：如土壤電阻率很高，接地電阻很難降低到30時，可采用根總長不超過500m的放射型接地體或連續(xù)伸長接地體，其接地電阻不受限制。 ③ 送電線路接地裝置的型式：1）在土壤電阻率的潮濕地區(qū)，如桿塔的自然接地電阻不大于表91規(guī)定，可利用鐵塔和鋼筋混凝土桿的自然接地（包括鐵塔基礎以及鋼筋混凝土桿埋入地中的桿段和底盤 拉線盤等）不必另設人工接地體，但在發(fā)電廠 變電所的進線段外。在居民區(qū)，如自然接地電阻符合要求，也可不必靈蛇人工接地電阻裝置。 2）在的地區(qū)，除利用鐵塔和鋼筋混凝土桿的自然接地外，還應設人工接地裝置。~。 在的地區(qū)，一般采用水平敷設的接地裝置。在耕地中的接地體，應埋設在耕作深度以下。3） 在的地區(qū)，可采用6~8根總長度不超過500 m的放射型接地體，或連續(xù)伸長接地體。放射型接地體可采用長短結合的方式。4） 居民區(qū)和和水田中的接地裝置，包括臨時接地裝置，宜圍繞桿塔基礎敷設成閉合環(huán)形。5） 放射型接地體每根的最大允許長度，應根據(jù)土壤電阻率確定，見表72. 表72 放射型接地體每根最大允許長度土壤電阻率最大允許長度（m）40801006） 在高土壤電阻率地區(qū)，當采用放射型接地裝置時，如在桿塔基礎附近（）有土壤電阻率較低的地帶，可部分采用引外接地或其他措施。④ 如接地裝置由很多水平接地體或垂直接地體組成，為減少相鄰接地體的屏蔽作用，垂直接地體的間距不應小于其長度的兩倍；水平接地體的間距可根據(jù)具體情況確定，但不宜小于5m。⑤ 接地體的截面積及斷面形狀對接地電阻值影響不大，因此接地材料規(guī)格的選擇主要考慮腐蝕及機械強度的需要。接地體一般采用鋼材。人工接地體，水平敷設可采用圓鋼 扁鋼；垂直敷設可采用角鋼 圓鋼 鋼管等。目前在實際線路工程中，對費腐蝕地區(qū)，一般采用圓鋼作為接地體，而接地引下線則采用圓鋼， 見表73。種類規(guī)格及單位地上（屋外）地下圓鋼直徑（mm）68扁鋼截面（）4848厚度（mm）44角鋼厚度（mm）4鋼管管壁厚度（mm）注：電力線路桿塔的接地體引下線，其截面不應小于50，并應熱鍍鋅。⑥ 鋼筋混凝土桿鐵橫擔和鋼筋混凝土橫擔線路的地線支架 導線橫擔與絕緣子固定部分或瓷橫擔固定部分之間，宜有可靠的電氣連接并與接地引下線相連。⑦ 接地裝置的連接應嚴密可靠，除必須斷開處以螺栓連接外，均需焊接。如采用搭接焊，其搭接長度，圓鋼為直徑的6倍，并雙面濕焊；扁鋼為寬帶的2倍，并四面濕焊。 接地裝置的形式選擇 根據(jù)上述規(guī)定可知，本地區(qū)的土壤電阻率高，利用自然接地體不能滿足要求，需采用水平淺埋放射型接地裝置，接地示意圖如下圖（圖73）所示：圖（110輸電線路工程設計） 接地裝置工頻接地電阻的計算 規(guī)程DL/T621—1997利用電阻系數(shù)法，提出了如下的計算水平鋪設復合式人工接地裝置的工頻接地電阻（）的接地計算公式 式 中： 本接地裝置中，基本參數(shù)選定如下： L=30m t= d= n=4 查表可知A=0，=，將上述數(shù)據(jù)帶入公式得 故接地體基本參數(shù)設定滿足要求。 8 桿塔基礎 一 在送電線路中，桿塔底下部分的總體稱為基礎，它的作用是使桿塔在各種受力情況下不傾覆，下陷和上拔。因此對基礎施工的質量要求必須嚴格，工程數(shù)據(jù)，資料的記錄必須齊全，以利于長期安全運行。 鐵塔基礎承受以下幾種荷重：由桿塔、導線、避雷線、絕緣子、金具等的自重而產(chǎn)生的垂直荷重，還應計及覆冰荷重和安裝時工人、工具及附件的荷重。 由風力產(chǎn)生的荷重力，轉角桿塔的角度荷載。 由兩側導線、避雷線張力不平衡由事故斷線而產(chǎn)生的張力 和沖擊力。 組立桿塔及架空線時產(chǎn)生的安裝負重。 二、基礎型式的選擇　 表8—1常用基礎總述基礎型式　開挖方式適用地質條件開挖土石方量　施工難度　對環(huán)境的影響　混凝土量　 鋼筋量掏挖基礎人工掏挖　無地下水，粘性土，可塑、硬塑、堅硬和易開挖的強風化巖石較少 容易　較 小　 較大　 小　人工挖孔灌注樁基礎人工掏挖　無地下水，粘性土，可塑、硬塑、堅硬和易開挖的強風化巖石較少較難較 小　 較大　大臺階基礎大開挖各種巖土多較難大 小　直柱板式基礎大開挖 各種巖土，無地下水多較難大較 小　 較大　斜插基礎大開挖 各種巖土，無地下水多難大 小　較 小　１五種常用基礎圖?。ǘ?）常用基