【正文】 第六節(jié) 110kv架空線路設(shè)計技術(shù)有關(guān)規(guī)定參考文獻 前 言 電力作為一個國家的經(jīng)濟命脈不論是對于國家的各種經(jīng)濟建設(shè)還是對于普通老百姓的生活都起著至關(guān)重要的作用，而輸電線路則是電力不可缺少的一個組成部分。 本文針對一條具體的輸電線路——110kV某輸電線路進行了設(shè)計，其中包括比載、臨界檔距、應(yīng)力弧垂、安裝弧垂的計算，排定桿塔位置，進行各種桿塔定位校驗，進行防振設(shè)計，選擇接地裝置，桿塔地基基礎(chǔ)設(shè)計等，涵蓋了輸電線路的設(shè)計、施工等方面的內(nèi)容。一般主要 按電壓等級和回路數(shù)分類。其中，330 kV、500 kV、 750kV、稱為超高壓輸電線路，1000kV 稱為特高壓輸電線路。 ㈡ 雙回路線路 桿塔上有兩回三相導(dǎo)線及架空地線的送電線路，稱為雙回路線路。 ㈢ 多回路線路桿塔上有三回及以上的三相導(dǎo)線和架空地線的送電線路，稱為多回路線路。 這類線路耗用的鋼材比較 多，使用土地面積少，整齊美觀，使用年限較長。混凝土電桿可以節(jié)約大量鋼材，但拉線桿 占地多，且施工運輸不便。它占地少，美觀， 便于在市區(qū)內(nèi)架設(shè)。 架空輸電線路結(jié)構(gòu)組成和作用 架空輸電線路主要有基礎(chǔ)、桿塔、導(dǎo)線、避雷線、絕緣子、金具及接地裝置 等部件組成，如圖 221 所示。地線是當雷擊 導(dǎo)線時把雷電流引入大地，以保護線路絕緣免遭大氣過電壓的破壞。 絕緣子是用來固定導(dǎo)線，并使導(dǎo)線與桿塔之間保持絕緣狀態(tài)。拉線是用來加強桿塔 基礎(chǔ)的強度，承擔外部荷載的作用力，以減少桿塔的材料消耗量，降低桿塔的造 價。 一、桿塔基礎(chǔ) 桿塔的地下部分，用于穩(wěn)定桿塔的裝置叫基礎(chǔ)。桿塔基礎(chǔ)分為電桿基礎(chǔ)和鐵塔基礎(chǔ)兩大類。鐵塔宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)或混凝土基礎(chǔ)。包括有巖石基礎(chǔ)、機擴樁基礎(chǔ)、掏挖（半掏挖）基礎(chǔ)、爆擴樁基礎(chǔ)和鉆孔樁基礎(chǔ)等。㈠ 桿塔的分類按桿塔在線路上的作用和受力分，桿塔可分為直線桿塔、承力桿塔和特種桿塔。直線桿塔又稱中間桿塔，可分為普通直線桿塔、換位直線桿塔和跨越直線桿塔。承力桿塔可分為以下幾種: ⑴ 耐張桿塔，作用是對線路分段，承受斷線張力，控制事故范圍，同時便于施工與檢修。⑶ 終端桿塔，用于線路起止兩端，允許帶有轉(zhuǎn)角和符合耐張桿塔受力條件，且經(jīng)常承受導(dǎo)地線一側(cè)張力。⑵ 耐張換位桿塔，用于線路換位處。⑷ 懸垂轉(zhuǎn)角桿塔。㈡ 常規(guī)桿塔型號表示方法：⒈ 按桿塔用途分類代號含義 Z—直線桿塔，D—終端桿塔，ZJ—直線轉(zhuǎn)角桿塔，F(xiàn)—分支桿塔，N— 耐張桿塔，K—跨越桿塔，J—轉(zhuǎn)角桿塔，H—換位桿塔 ⒉ 按桿塔外形或?qū)Ь€布置型式代號含義 S—上字型，SZ—正傘型，C—叉骨型（鳥骨型），SD—倒傘型，M—貓 頭型 ，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—門型 Y—羊角型，Gu—鼓型，B—酒杯型 ⒊ 桿塔材料和結(jié)構(gòu)代號含義： G—鋼筋混凝土電桿，T—自立式鐵塔，X—拉線式鐵塔 ⒋ 分級代號含義 同一種桿塔型式按荷重不同進行分級，其分級代號用角注 3……表示。 ⒍ 鐵塔型號表示方法 鐵塔型號由字母及數(shù)字共六個部分組成，例：220 Z B T33，表示該塔為220k直線酒杯型自立鐵塔，第一級呼稱高33m。例：NMeG221，表示無拉線耐張門型鋼筋混凝土電桿，第二級呼稱高為 21m。一般來講，輸電線路施工圖有以下六部分。（1） 線路路徑圖。它對線路施工中的器材堆放 運輸和工地布置以及線路運行中巡線和檢修工作安排能起指導(dǎo)作用。 它給出了全年所使用的桿塔型號 高度及使用條件，并給出了全線所使用各種型號桿塔的數(shù)量。 它是全線情況的概況，它按桿塔編號逐號寫出桿塔 襠距 導(dǎo)地線 附件 接地裝置 基礎(chǔ) 交叉跨越等的簡要，是分析全線概況 進行施工測量和施工的重要技術(shù)文件，其示例如表124所示。 設(shè)計根據(jù)平斷面圖定出干他的位置 型號 高度 基礎(chǔ)施工基面和土石方開挖量。（5） 線路換位圖。這種不平衡對發(fā)電機 電動機和電力系統(tǒng)的運行以及輸電線路附近的弱電線路均會帶來一系列的不良影響。 經(jīng)過完全換位的線路，其各相導(dǎo)線在空間每一位置的各段長度之和相等。在中性點直接接地的電力網(wǎng)中，當線路長度在100~200km之間，一般應(yīng)有一個換位循環(huán)；線路長度大于200km，則一般宜安排兩個或多個換位循環(huán)。(6) 與通信線路平行關(guān)系圖。 110kv輸電線路桿塔明細表耐張段長（m）代表檔距（m）二 導(dǎo)線部分導(dǎo)線部分包括導(dǎo)線 避雷線機械特性曲線圖 安裝曲線圖和特殊耐張段安裝表等。三 桿塔部分 桿塔部分主要有桿塔加工圖和組裝圖。四 基礎(chǔ)部分基礎(chǔ)部分包括基礎(chǔ)施工圖和組裝圖。六 接地部分由于輸電線路桿塔形式不同，經(jīng)過地區(qū)的土壤電阻率不同，接地裝置的形式也將不同。 2 導(dǎo)線應(yīng)力弧垂分析 懸掛于兩基桿塔之間的一檔導(dǎo)線，在導(dǎo)線自重、冰重和風(fēng)壓等荷載作用下，任一橫截面上均有一內(nèi)力存在。因?qū)Ь€上作用的荷載是沿導(dǎo)線長度均勻分布的，所以一檔導(dǎo)線中各點的應(yīng)力是不相同的，且導(dǎo)線上某點應(yīng)力的方向與導(dǎo)線懸掛曲線該點的切線方向相同，從而可知，一檔導(dǎo)線中其導(dǎo)線最低點應(yīng)力的方向是水平的?！　￡P(guān)于懸掛于兩基桿塔之間的一檔導(dǎo)線，其弧垂與應(yīng)力的關(guān)系，我們知道：弧垂越大，則導(dǎo)線的應(yīng)力越?。环粗?，弧垂越小，應(yīng)力越大?！　〉?，若片面地強調(diào)增大弧垂，則為保證帶電線的對地安全距離，在檔距相同的條件下，則必須增加桿高，或在相同桿高條件下縮小檔距，結(jié)果使線路基建投資成倍增加?！　嶋H上安全和經(jīng)濟是一對矛盾的關(guān)系，為此我們的處理方法是:在導(dǎo)線機械強度允許的范圍內(nèi)，盡量減小弧垂，從而既可以最大限度地利用導(dǎo)線的機械強度，又降低了桿塔高度。架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程規(guī)定?！　　　　—導(dǎo)線的計算面積， 　　　　 σcal—導(dǎo)線的計算破壞應(yīng)力，MPa；　　　　　—導(dǎo)線最小允許安全系數(shù)。但是由于地形或孤立檔等條件限制，有時必須把最大應(yīng)力控制在比最大允許應(yīng)力小的某一水平上以確保線路運行的安全性，即安全系數(shù)K＞?！　∮纱丝芍?，當K=，有σmax＝［σmax］，這時，我們稱導(dǎo)線按正常應(yīng)力架設(shè)；當K＞，則，這時σmax［σmax］，我們稱導(dǎo)線按松弛應(yīng)力架設(shè)?！　」こ讨?，但變電所進出線檔的導(dǎo)線最大使用應(yīng)力常是受變電所進出線構(gòu)架的最大允許應(yīng)力控制的；對檔距較小的其他孤立檔，導(dǎo)線最大使用應(yīng)力則往往是受緊線施工時的允許過牽引長度控制；對個別地形高差很大的耐張段，導(dǎo)線最大使用應(yīng)力又受導(dǎo)線懸掛點應(yīng)力控制?！　?dǎo)線的應(yīng)力是隨氣象條件變化的，導(dǎo)線最低點在最大應(yīng)力氣象條件時的應(yīng)力為最大使用應(yīng)力，則其他氣象條件時應(yīng)力必小于最大使用應(yīng)力。 為了校驗時方便查用，事先把各種條件下導(dǎo)線應(yīng)力、弧垂與檔距的關(guān)系列成表格或繪制成曲線，這種曲線叫做導(dǎo)線的應(yīng)力弧垂曲線，有的書籍也叫導(dǎo)線機械特性曲線。 導(dǎo)線應(yīng)力弧垂曲線的繪制步驟 應(yīng)力弧垂曲線的計算項目 表 2－4 應(yīng)力弧垂曲線的計算項目計算項目最大風(fēng)速最厚覆冰安裝有風(fēng)最低氣溫最高氣溫外過有風(fēng)外國無風(fēng)內(nèi)過電壓年均氣溫應(yīng)力曲線導(dǎo)線地線弧垂曲線導(dǎo)線地線注：帶者為需要繪制的曲線，無者為不需要繪制的曲線1. 導(dǎo)線最大弧垂發(fā)生在最大垂直比載時，應(yīng)計算覆冰無風(fēng)氣象下的弧垂；2. 安裝氣象下的弧垂按無風(fēng)無冰計算。3 整理計算用氣象條件 見表2—2 表2—2 計算氣象條件表氣象項目最高氣溫最低氣溫最大風(fēng)安裝有風(fēng)外過有風(fēng)外過無風(fēng)內(nèi)過電壓平均氣溫覆冰有風(fēng)覆冰無風(fēng)氣溫(℃)+401055+15+15+15+2055風(fēng)速(m/s)002510100150100冰厚(mm)00000000554 導(dǎo)線 LGJ240/30 有關(guān)參數(shù)見表 2－3 表 23 LGJ240/30 導(dǎo)線參數(shù)表 截面積A)導(dǎo)線直徑d(㎜)彈性系數(shù)E (Mpa)溫度膨脹系數(shù)α（1/℃） (Mpa)抗拉強度(Mpa)安全系數(shù)K計算拉斷力（N）許用應(yīng) 力[ σ ] (Mpa)年均運 行應(yīng)力 [](Mpa)單位長度質(zhì)量Kg/ km76000375620 上表中的抗拉強度用以下公式計算 ——抗拉強度，即架空線的瞬時破壞應(yīng)力，Mpa——計算拉斷力，N Α ——截面積，安全系數(shù)：根據(jù)設(shè)計規(guī)程導(dǎo)線的安全系數(shù) K≥。因此平均應(yīng)力由以下公式計算 導(dǎo)線 LGJ240/30 比載的計算各氣象條件下導(dǎo)線比載的計算值可由架空輸電線路設(shè)計中的公式求得： 以下公式的符號如下：γ i (b, v) —— 比載，Mpa/m。61，c=(4)覆冰時風(fēng)壓比載：v=10m/s，計算強度時=，c=,所以計算風(fēng)偏（校驗電氣間隙）=，c=,(5) 無冰的綜合比載 1）外過電壓 安裝有風(fēng)2）內(nèi)過電壓3）最大風(fēng)，計算強度時計算風(fēng)偏時（6） 覆冰有風(fēng)時的綜合比載 表2—5 各類比載計算結(jié)果匯總表比載類別計算結(jié)果備注自重比載冰重比載垂直總比載無冰風(fēng)壓比載外過電壓 安裝有風(fēng)內(nèi)過電壓最大風(fēng)（強度）（風(fēng)偏）覆冰風(fēng)壓比載無冰有風(fēng)時的綜合比載外過電壓 安裝有風(fēng)內(nèi)過電壓最大風(fēng)（強度）（風(fēng)偏） 臨界檔距臨界檔距的判別 為了保證架空線長期運行的安全可靠性，除需使其應(yīng)力在任何氣象條件下均不得超過強度許用應(yīng)力外，應(yīng)具有足夠的耐振能 力取決于年平均運行應(yīng)力的大小，滿足強度條件要求的架空線， 在任何氣象情況下的應(yīng)力均不超過強度許用應(yīng)力，而耐振條件則要求架空線在平均氣溫下的應(yīng)力不超過年平均運行應(yīng)力的上限，這兩種條件那一種在什么氣象條件下起控制作用，需要借助臨界檔距來判斷，考慮了耐振條件以后共有三個臨界檔距：（1）最低氣溫和最大比載的臨界檔距。（3）最低氣溫和年平均氣溫的臨界檔距。將臨界檔距填入有效臨界檔距判別表中， 將臨界檔距填入有效臨界檔距判別表中，進行判斷 A B D有效臨界檔距為 由圖可以看出：L,由最低氣溫控制；L,由最大比載控制應(yīng)力。最大弧型通常在最高溫或最大垂直比載（無風(fēng)最后個覆冰）下發(fā)生，因此最多打弧垂的判定即這兩種情況下的比較。 計算各氣象條件的應(yīng)力和弧垂 以各檔距的控制條件為已知條件，代表狀態(tài)方程式，求得各有關(guān)氣象條件下的應(yīng)力和弧垂，如下表39，310所示。（6） 無冰有風(fēng)時的綜合比載2） 內(nèi)過電壓3） 最大風(fēng)，計算強度時， 計算風(fēng)偏時（7） 覆冰有風(fēng)時的綜合比載 表3—3 各類比載計算結(jié)果匯總表比載類別計算結(jié)果備注自重比載冰重比載垂直總比載無冰風(fēng)壓比載外過電壓 安裝有風(fēng)內(nèi)過電壓最大風(fēng)安裝有風(fēng)時的風(fēng)壓比載無冰有風(fēng)時的綜合比載外過電壓 安裝有風(fēng)內(nèi)過電壓最大風(fēng)覆冰綜合比載 計算臨界檔距，判斷控制條件 （1）可能控制條件的有關(guān)參數(shù)見表3—4 表3—4可能控制條件的有關(guān)參數(shù)項目條件最大風(fēng)速最厚覆冰最低氣溫年均氣溫許用應(yīng)力[](MPa)375375375300比載(MPa/m)溫度551015由小到大編號cdAb （2）計算各臨界檔距。實際檔距時，最厚冰為控制條件；實際檔距時，年均溫為控制條件。 計算各氣象條件的應(yīng)力和弧垂以各檔距的控制條件為已知條件，代入狀態(tài)方程式，求得各有關(guān)曲線條件下的應(yīng)力和弧垂，如3—6,3—7,3—8所示。 式中； 表3—6 已知條件條件年均溫最厚冰數(shù)據(jù)控制條件0~10505010300375 表3—7未知條件數(shù)據(jù)條件最高溫最低溫年均溫外過有風(fēng)外過無風(fēng)安裝內(nèi)過電壓覆冰無風(fēng)覆冰有風(fēng)最大風(fēng)(強度)最大風(fēng)（風(fēng)偏）+4010+15+15+155+155555b(m