220kv架空送电线路设计

毕业设计报告(论文)

110kV岔河镇---港头线架空线路机械计算及

保护方案设计

所属系 电气工程系 专 业 输 配 电 学 号 ******** 姓 名 贝 亚 指导教师 杨 建 伟 起讫日期 2014.2 --- 2014.5 设计地点 东南大学成贤学院

东南大学成贤学院毕业设计报告（论文）

诚 信 承 诺

本人承诺所呈交的毕业设计报告（论文）及取得的成果是在导师指导下完成，引用他人成果的部分均已列出参考文献。如论文涉及任何知识产权纠纷，本人将承担一切责任。

学生签名：

日 期：2014

年5月15

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摘要

我国经济的迅速发展，各行各业及居民生活需要大量的电能。随着国家不断投入，电网建设的规模不断扩大，电压等级最高达到了特高压1000kV。目前全国各大电网已初步建成以500kV 为主网骨架的现代电网。输电线路是电力系统中的重要组成部分之一，电网建设离不开输电线路的设计与建设，因此做好线路设计工作显得尤为重要。这次毕业设计内容为一条110kv 输电线路的力学计算及线路保护方案的设计，线路数据来源于实际工程。通过设计过程的训练，对所学过的基础理论和专业知识进行一次全面、系统的回顾与运用，为将来的工作奠定基础。

关键词：架空输电线路；110kv ；应力；杆塔定位；基础设计

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Abstract

The rapid development of Chinese economy, businesses and residents need a lot of power. As our country continued investment, construction of power grids have been expanding, voltage levels up to ultra high voltage is 1000kV. Currently national grid have initially to 500kV network to built the skeleton of the modern grid. Transmission lines are important components of power systems, power grid construction can not be separated from transmission line design and construction, so do the design work is especially important. This graduation design for mechanical calculation of a 110kv transmission line and line protection scheme design, line data from the actual work. Through the process of designing training, learned and expertise to conduct a comprehensive, systematic review of basic theory and application, laying the Foundation for future work.

Key words：Transmission line; 110kv;stress; Pole Tower; Basic design

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目 录

摘要 ....................................................................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................................................................ II 第一章 绪论 .........................................................................................................................................................1

1.1 设计背景 ...............................................................................................................................................1 1.2 设计的意义 ...........................................................................................................................................1 1.3 研究思路及内容 ...................................................................................................................................1 第二章 导线应力、弧垂计算 .............................................................................................................................3

2.1 题目有关参数 .......................................................................................................................................3 2.2 气象条件与导线参数 ...........................................................................................................................3

2.2.1气象条件 ....................................................................................................................................3 2.2.2 导线参数 ...................................................................................................................................3 2.3 计算架空线路比载 ...............................................................................................................................4 2.4 确定应力值 ...........................................................................................................................................6 2.5 确定临界挡距 .......................................................................................................................................7 2.6 判定控制气象条件 ...............................................................................................................................8 2.8 最大弧垂气象条件的判定及计算 .......................................................................................................9 2.9 应力弧垂计算结果 ...............................................................................................................................9 2.10 作出挡距与应力和弧垂的关系 .......................................................................................................12 第三章 地线应力、弧垂计算 ...........................................................................................................................13

3.1地线的选择 ..........................................................................................................................................13 3.2 地线比载计算 .....................................................................................................................................13 3.3确定应力值 ..........................................................................................................................................15 3.4计算临界档距 ......................................................................................................................................15 3.5 判定控制气象条件 .............................................................................................................................16 3.6 计算各气象条件下的应力 .................................................................................................................17 3.7 弧垂计算 .............................................................................................................................................17 3.8应力弧垂计算结果 ..............................................................................................................................19 3.9作出挡距与应力和弧垂的关系 ..........................................................................................................20 第四章 杆塔、绝缘子及金具的选择 ...............................................................................................................21

4.1杆塔型式的选择 ...................................................................................................................................21

4.1.1选择原则和注意事项 ..............................................................................................................21 4.1.2 杆塔的型式 .............................................................................................................................21 4.1.2选择结果 ....................................................................................................................................22 4.2 绝缘子及金具的选择 .........................................................................................................................22

4.2.1送电线路的绝缘配合设计 ......................................................................................................22 4.2.2 绝缘子型号，片数和联数的确定 .........................................................................................22 4.2.3 耐张绝缘子串选取 ...................................................................................................................24 4.3 金具的选择及配合 .............................................................................................................................25

4.3.1 金具的作用及分类 .................................................................................................................25 4.3.2 绝缘子串金具配合选用 .........................................................................................................25

第五章 杆塔的定位 ...........................................................................................................................................28

5.1线路路径选择原则 ..............................................................................................................................28

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5.2 杆塔的定位 .........................................................................................................................................28

5.2.2 确定杆塔的定位高度 .............................................................................................................28 5.2.3 弧垂曲线模板确定及定位 .....................................................................................................29 5.3 计算及校验 .........................................................................................................................................29 5.4定位结果 ..............................................................................................................................................34 第六章 杆塔的荷载计算（以耐张塔Y3为例） ............................................................................................36

6.1荷载的分类 ..........................................................................................................................................36 6.2 荷载计算 .............................................................................................................................................36

6.2.1计算前数据准备 ......................................................................................................................36 6.2.2各种气象组合条件下的荷载计算 ..........................................................................................37

第七章 防振锤设计 ...........................................................................................................................................42

7.1 防振锤的原理 .....................................................................................................................................42 7.2 防振锤安全距离计算 .........................................................................................................................42 7.3 防振锤选择 .........................................................................................................................................43 第八章 绝缘子串风偏角校验 ...........................................................................................................................44

8.1 绝缘子风压 ..........................................................................................................................................44 8.2 导线风荷载 .........................................................................................................................................44 8.3 基本风压 .............................................................................................................................................44 8.4 绝缘子所承受风荷载 .........................................................................................................................45 8.5 导线风荷载计算 .................................................................................................................................45 8.6 绘制间隙圆校验图 .............................................................................................................................47 8.7 校验结果 .............................................................................................................................................47 第九章 保护配置及原理说明 ...........................................................................................................................48

9.1 线路保护配置 ......................................................................................................................................48 第十章 结论 .......................................................................................................................................................50 致谢 .....................................................................................................................................................................51 参考文献 .............................................................................................................................................................52 附 录 ...................................................................................................................................................................53

附录一 直线塔，耐张塔示意图 ...............................................................................................................53 附录二 绝缘子金具组立 ...........................................................................................................................55 附录三 杆塔定位图 ...................................................................................................................................55 附录四 风偏角示意图 ...............................................................................................................................57 附录五 塔头荷载示意图 ...........................................................................................................................58 附录六 导地线应力弧垂曲线图 ...............................................................................................................60

IV

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第一章 绪论

1.1 设计背景

架空线路设计是个较大的系统设计工程，涉及到的问题较多，在短时间内很难完成，因此本课题主要是进行架空线路初步设计的部分内容，根据电力系统规划，拟新建一条110kV架空送电线路。

1) 导线型号：导线型号采用 LGJ-185/45 。

2) 线路路径：沿线路路径情况见提供的平断面图，沿线路的地质为粘土，孔隙比e0.69 ，塑

性指数Ip8.6，液性指数I10.17，地下水在表面下2米，地区污秽Ⅱ级。 气象条件：相当于我国典型气象区的第Ⅱ区。

架空线路是电力系统中不可缺少的重要组成部分，从远距离的输电到短距离的配电，各种电压等级的架空线路在经济建设中发挥了巨大的作用。采用架空线路具有价格低，施工方便，建设速度快，运行维护方便，故障检修速度较快等优点。

1.2 设计的意义

我国经济的迅速发展，各行各业及居民生活需要大量的电能。随着国家不断投入，电网建设的规模不断扩大，电压等级最高达到了特高压1000kV。目前全国各大电网初步建成以500kV为主网骨架的现代电网。输电线路是电力系统的重要组成，电网的建设离不开输电线路的设计与建设，因此做好线路设计工作显得尤为重要。本毕业设计内容为一条输电线路的力学计算及线路保护方案的设计，线路数据来源于实际工程。经过设计过程的训练，在于培养和提高学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，分析与解决工程实际问题的能力和进行科学研究的基本能力；培养学生独立思考能力、工作能力、创新能力。此次设计是在学生经过几年系统的书本理论知识学习之后，学习如何将理论知识与工作实践相结合的动手能力，这个过程是对所学理论知识的复习巩固、深化和应用。对所学过的基础理论和专业知识进行一次全面、系统的回顾与运用，为将来的工作奠定基础。

1.3 研究思路及内容

（1）架空线应力和弧垂计算（避雷线的安全系数取 3.5）

（a）架空线机械物理特性和比载的计算（注意设计区设计用气象条件） （b）架空线应力弧垂的计算

（2）断线张力和不平衡张力的计算，导线的防振设计。 （3）选择杆塔型式，

(a)确定直线杆杆型，选择绝缘子串型号规格及金具，选择地线规格及金具，确定呼称高，

确定杆头尺寸，确定电杆埋深。

(b)确定耐张杆杆型，选择绝缘子串型号规格及金具，选择地线连接金具，确定耐张杆呼称

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高和杆头尺寸，确定电杆埋深。

（4）杆塔基础设计，耐张杆强度设计，基础稳定性校验；导线、避雷线防振设计，杆塔、金具 CAD制图。

（6）耐张杆杆头尺寸校验、耐张杆强度及基础稳定性设计。 （7）耐张杆强度设计，基础稳定性校验

（（8）架空线路保护装选择，导线、避雷线的防振设计。 5 ）制 作 弧 垂曲 线 模板 ， 进 行杆 塔 室内 定 位 （杆 塔 。

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第二章 导线应力、弧垂计算

2.1 题目有关参数

导线型号：LGJ—185/45 电压等级：110kv 气 象 区：第Ⅱ气象区 污秽等级：Ⅱ级

2.2 气象条件与导线参数

2.2.1气象条件

第Ⅱ气象区参数如表2-1所示：

表2-1 第Ⅱ气象区资料表

气象类型 最大风速 最低气温 年平均气温 最大覆冰 最高气温 内过电压 外过无风 外过有风 安装有风 事故气象 温度（+10 -10 +15 -5 +40 +15 +15 +15 0 0 C） 风速30 (m/s) 0 0 10 0 15 0 10 10 0 覆冰厚度为b=5mm。

2.2.2 导线参数

LGJ—185/45导线参数如表2-2所示：

表2-2 LGJ-185/45导线有关参数

截面积A （mm²） 227.83 导线直径 d(mm) 19.6 弹性系数 E（Mpa) 80000 膨胀系数 α（1/℃） -617.8×10 计算拉断力（N) 80190 计算质量（kg/km) 848.2 抗拉强度 σp（Mpa） 334.37 安全系数 k 2.5 2经查表格：截面积A227.83mm，直径d19.6mm,单位长度质量q  848.2kgkm 覆冰厚度b 5mm

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2.3 计算架空线路比载 1)自重比载： 1(0,0)qg848.29.8066510310336.51103Mpa/m A227.832）冰重比载： 2(5,0)27.7283）垂直总比载：

3(5,0)1(0,0)2(5,0)(36.5114.97)104）无冰风压比载：

1.外国电压，安装有风：v10m/s,f1.0,sc1.1

3b(bd)5(19.65)10327.72810314.97103Mpa/m A227.8351.48103Mpa/m

W10sin2103A

1020.6251.01.119.61035.91103Mpa/m227.834(0,10)cfscd2.内过电压：v15m/s,f0.75,sc1.1

W10sin2103A 2150.6250.751.119.61039.98103Mpa/m227.834(0,15)cfscd3.最大风速：v30m/s,f0.75,sc1.1

W30sin2103A

562.51.00.751.119.610339.92103Mpa/m227.834(0,30)cfscd计算风偏：v30m/s,f0.61,sc1.1

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W30sin2103A

562.51.00.611.119.610332.47103Mpa/m227.834(0,30)cfscd5) 覆冰风压比载：v10m/s,f1.0,sc1.1

W102sin103A

62.51.01.1(19.625)1038.93103Mpa/m227.835(5,10)fsc(d2b)计算风偏：v10m/s,f1.0,sc1.1

W102sin103A

62.51.01.1(19.625)1038.93103Mpa/m227.835(5,10)fsc(d2b)6) 无冰综合比载： 1.外国电压，安装有风： 6(0,10)2.内过电压： 6(0,15)3.最大风速： 6(0,30)计算风偏： 6(0,30)12(0,0)24(0,10)36.5125.91210336.99103Mpa/m

12(0,0)24(0,15)36.5129.98210337.85103Mpa/m

12(0,0)24(0,30)36.51239.92210354.10103Mpa/m

12(0,0)24(0,30)36.51232.47210348.86103Mpa/m

7) 覆冰综合比载： 7(5,10)3(5,0)225(5,10)51.4828.93210352.25103Mpa/m

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计算风偏：

7(5,10)3(5,0)导线比载如表2-3所示：

表2-3 导线比载

225(5,10)51.4828.93210352.25103Mpa/m

名称 符号 计算公式 结果(×10) -3自重比载 1(0,0) MPa 1(0,0) qg103A36.51 冰重比载 MPa 2(5,0) 2(5,0)27.728 b(bd)103A14.97 垂直总比载 MPa 3(5,0) 3(5,0)1(0,0)2(5,0) 51.48 无冰风压比载 MPa 4(0,30) 4(0,30)cfscd W30sin2103A39.92 覆冰风压比载 MPa 无冰综合比载 5(5,10) 5(5,10)fsc(d2b)W102sin103 A8.93 MPa 6(0,30) 6(0,30)12(0,0)24(0,30) 54.10 覆冰综合比载 MPa 7(5,10) 7(5,10)32(5,0)25(5,10) 52.25 2.4 确定应力值

p0.95F801900.95334.37N/mm2 A227.83 许用应力[0]0.4p133.75Mpa

年均应力上限[cp]0.25p83.59Mpa

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各控制气象条件表2-4所示：

表2-4 控制气象条件图

项目 条件 最厚覆冰 最低气温 年均气温 最大风速 许用应力[0](MPa) 133.75 133.75 83.59 133.75 比载γ（×10Mpa/m) -352.25 36.51 36.51 54.10 γ/[σ0](×101/m) -3 0.391 0.273 0.437 0.404 温度t(℃) -5 -10 15 10 γ/[σ0]由大到小编号 C D A B

2.5 确定临界挡距

当许用应力相等时，

代入公式 lij[0]24(tjti)j2i2 当许用应力不相等时，

lij=代入公式

24[0]j[0]iE(tjti)j2i2E()()[][]0j0i 24[133.7583.5917.810680000(10-15)]虚数 lAB323280000[(0.40410)(0.43710)]24[133.7583.5917.810680000(5-15)]虚数 lAC80000[(0.391103)2(0.437103)2]24[133.7583.5917.810680000(10-15)]虚数 lAD323280000[(0.27310)(0.43710)]

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2417.8106(1015) lBC133.75985.43 3232[(52.2510)(54.1010)]2417.8106(1010) lBD133.75309.67

[(36.51103)2(54.10103)2]2417.8106(105) lCD133.75165.38 3232[(36.5110)(52.2510)]

2.6 判定控制气象条件

由控制气象条件树图，得出控制气象条件 虚数

309.67 虚数

165.38 985.43 虚数

D C B A

该区由A控制，即年均气温控制。

2.7 计算各气象条件的应力

22E2lE12l2状态方程： 0201E(t2t1) 2224022401 E80000Mpa 17.8106(1/℃)

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2.8 最大弧垂气象条件的判定及计算

1)临界温度判断法：

tjtb(11b)3E

tb，3，b:覆冰无风时气温，比载，架空线应力 1：最高气温比载tb5,136.51103,3max51.48103,b83.59tj517.0612.06tmax40最大弧垂在最高气温下产生

2)计算最高温度下的弧垂

表2-5 求应力弧垂所需参数

最代求条件 高气温 t b（mm） V（m/s） γ（×10Mpa/m) -3最低气温 年均温 外事故 过有风 0 0 0 36.51 外过无风 内过电压 0 0 10 54.10 安装 覆冰无风 -5 5 0 51.48 覆冰覆冰最大风 强度用 +10 0 30 54.10 最大风 风偏用 +10 0 30 有风 有风 强度用 -5 5 10 52.25 风偏用 -5 5 10 52.25 +40 -10 +15 0 0 36.51 0 0 36.51 0 0 36.51 +15 +15 +15 0 10 54.10 0 0 36.51 0 15 37.85 48.86 1L2-3

3）弧垂的计算公式：f （1=36.51×10 ）

802.9 应力弧垂计算结果

导线应力弧垂计算结果如图2-6所示：

操作过电 压 覆冰无风 覆冰有风 覆冰有风 （风偏） 最大风 （强度） 最大风 （风偏） 9 （强度） 东南大学成贤学院毕业设计报告

σ0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 83.710 84.010 84.393 84.774 85.110 85.390 85.615 85.796 85.940 86.056 σ0 112.237 112.673 113.261 113.884 114.469 114.983 115.418 115.779 116.078 116.324 f 0.143 0.571 1.278 2.260 3.508 5.037 6.830 8.893 11.296 13.830 σ0 112.290 112.867 113.641 114.459 115.226 115.898 116.469 116.9443 117.337 117.661 σ0 112.290 112.867 113.641 114.459 115.226 115.898 116.469 116.9443 117.337 117.661 σ0 92.003 95.129 98.855 102.442 105.609 108.300 110.550 112.417 113.965 115.252 σ0 91.500 93.464 95.882 98.252 100.356 102.138 103.617 104.832 105.830 106.651 表2-6 应力弧垂计算表

外过有 最高气温 σ0 50 100 150 200 250 300 50.719 55.863 60.755 64.827 68.103 70.712 f 0.225 0.817 1.690 2.816 4.188 5.808 σ0 σ0 σ0 σ0 最低温 年均温 事故 安装 风 σ0 σ0 83.594 83.594 83.594 83.594 f 0.136 0.546 1.228 2.184 3.412 4.914 外过无风 118.398 83.594 104.383 105.555 85.352 116.134 83.594 102.800 107.106 89.433 112.759 83.594 100.538 109.103 94.085 108.791 83.594 98.0189 111.140 98.435 104.772 83.594 95.5994 113.005 102.214 83.594 101.109 83.594 93.4850 114.621 105.402 83.594 10

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350 400 450 500 72.792 74.400 75.799 76.889 7.679 9.806 12.192 14.838 98.003 95.478 93.466 91.873 83.594 91.7381 115.986 108.056 83.594 83.594 90.3357 117.122 110.258 83.594 83.594 89.2221 118.064 112.086 83.594 83.594 88.3382 118.846 113.606 83.594 6.688 8.735 11.056 13.649

续上表2-6

11

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2.10 作出挡距与应力和弧垂的关系

档距与应力弧垂的关系如下图所示：

12

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第三章 地线应力、弧垂计算

3.1地线的选择

地线要满足电气设计规格和使用条件的要求，应选用镀锌钢绞线或者复合型绞线。当地线选用镀锌钢绞线时，其与导线的配合不宜小于表3-1的规定，严重污秽区可提高一，二级或选用防腐型架空线。

表3-1线采用镀锌钢绞线时与导线的配合

导线型号 LGJ-185/30及以下 LGJ-185/45~LGJ-400/50 LGJ-400/65及以上 镀锌钢绞线最小截面积（mm） 235 50 70 本次设计导线型号是 LGJ-185/45 ，为配合该导线经查表选用地线GJ-50,由《架空送电线路设计》第246页第46页查表得出选用地线的导线参数，汇集于表3-2中

表3-2 GJ-50参数

截面积A（mm²） 56.30 导线直径d(mm) 9.6 弹性系数E（M pa) 181400 膨胀系数α（1/℃） 11.5×10-6 计算拉断力（N) 65700 计算质量（kg/km) 468.7 抗拉强度σ安全系数k p（Mpa） 1270 3.5 经查表格：截面积A=56.30mm2，直径d=9.6mm,单位长度质量q468.7kg/km

覆冰厚度b5mm

3.2 地线比载计算

1）自重比载：

1(0,0)qg468.79.8066510310381.64103Mpa/mA56.3

2）冰重比载：

2(5,0)27.728b(bd)5(9.65)10327.72810335.95103Mpa/mA56.30

3）垂直总比载：

3(5,0)1(0,0)2(5,0)(81.6435.95)103117.59103Mpa/m 3 1

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4）无冰风压比载：

/2,d9.617mm,查表P52页得sc1.2,线路电压为110KV,所以c1.0,f0.75

1.外过电压，安装有风：

v10m/s,f1.0,sc1.2

W30sin2103A62.51.01.01.29.610312.79103Mpa/m56.30

4(0,10)cfscd2.内过电压：v15m/s,f1.0,sc1.2W30sin2103A140.6251.01.01.29.610328.77103Mpa/m56.30

4(0,15)cfscd3.最大风速：v30m/s,f0.75,sc1.2W30sin2103A562.51.00.751.29.610386.32103Mpa/m56.30

4(0,30)cfscd5) 覆冰风压比载：v10m/s,f1.0,sc1.2W10sin2103A62.51.01.2(9.625)10326.11103Mpa/m56.30

5(5,10)fsc(d2b)6）无冰综合比载： 1.外国电压，安装有风： 6(0,10)2.内过电压：

12(0,0)24(0,10)81.64212.79210382.64103Mpa/m

4 1

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6(0,15)3.最大风速： 6(0,30)12(0,0)24(0,15)81.64228.77210386.56103Mpa/m

12(0,0)24(0,30)81.64286.322103118.81103Mpa/m

27) 覆冰综合比载： 7(5,10)3(5,0)因为67

所以最大风速不能作为控制气象条件

25(5,10)117.59226.112103120.45103Mpa/m

3.3确定应力值

p1270Mpa

1270362.85Mpa 许用应力 k3.5(k为避雷线安全系数取3.5)[0] 年均应力上限[cp]0.25p317.5Mpap

表3-3 控制气象条件图

项目 条件 最厚覆冰 最低气温 年均气温 许用应力[0](MPa) 362.85 362.85 317.50 比载γ（×10Mpa/m) -3120.45 81.64 81.64 γ/[σ0](×101/m) -3 0.332 0.225 0.257 温度t(℃) -5 -10 15 γ/[σ0]由大到小编号 A C B 3.4计算临界档距

5 1

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当许用应力相等时：

代入公式 lij[0]24(tjti)ji22 当许用应力不相等时：

lij=代入公式

24[0]j[0]iE(tjti)E(j)2(i)2[0]i[0]j 24[362.85317.511.5106181400(515)]104.2m lAB3232181400[(0.33210)(0.25710)]

24[317.5-362.8511.5106181400(1510)]242mlBC3232181400[(0.25710)(0.22510)] 2411.5106(510)lAC362.85[(120.45103)2(81.64103)2]152.2m 3.5 判定控制气象条件

152.2

242 104.2

C B A

所以当：

6 1

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l152m时，C控，即最低气温；l152m时，A控，即最厚覆冰。

3.6 计算各气象条件下的应力

22E2lE12l2状态方程：0201E(t2t1) 2224022401 E181400Mpa

11.5106(1/℃

表3-4 代求条件及已知参数

最高 代求条件 气温 最低 气温 年均 事故 气温 外过 安装 无风 覆冰 最大风 有风 t +40 -10 +15 0 +15 0 -5 +10 b（mm） 0 0 0 0 0 0 5 0 V（m/s） 0 0 0 0 0 10 10 30 γ（×10Mpa/m) -381.64 81.64 81.64 81.64

81.64 82.64 120.45 118.81 3.7 弧垂计算

（1）临界温度判断法：

tjtb(11b)3E

tb，3，b:覆冰无风时气温，比载，架空线应力1：最高气温比载tb5,181.64103,3max120.45103,b317.5tj549.0444.04tmax40oC最大弧垂在覆冰无风气象条件下产生（2）计算无冰无风情况下的弧垂

7 1

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1L210-3 ） 弧垂的计算公式：f （1=81.64×8081.6410-35021.L　=50 m σ0=311.043 Mpa f  0.085m

8311.04381.6410-310022.L=100m σ0=312.045 Mpa f  0.327 m 　 3.L　=150m 　4.L=152m 5.L=200 m 　6.L=250m 7.L=300 m 8.L=350 m

　9.L=400 m 1　0.L=450m 11.L　=500 m 8312.04581.6410-31502σ0=313.613 Mpa f 8313.613  0.732m

σ Mpa f 81.6410-315220=313.6868313.686  0.700m σ81.6410-320020=308.927Mpa f 8308.927 1.321m 81.6410-3σ f 25020=303.300Mpa8303.300 2.103m

Mpa f 81.6410-3σ30020=297.422 8297.422  3.088m

σ81.6410-335020=291.650Mpa f 8291.650  4.286m

σ=286.242pa f 81.6410-3400208286.242 5.704m

σ=281.346Mpa f 81.6410-3450208281.346 7.345m  81.6410-35002σ0=277.021 Mpa f8277.021  9.210m

1

8

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3.8应力弧垂计算结果

地线应力弧垂计算结果如表3-5所示：

表3-5 应力弧垂计算表

最低温 σ0 50 362.85 σ0 311.043 σ0 342.109 σ0 311.043 0.085 f σ0 342.135 σ0 353.655 σ0 322.732 年均温 事故 外过无风 安装 覆冰有风 最大风 100 362.85 312.045 342.458 312.045 0.327 342.561 357.188 327.263 150 362.85 313.613 343.014 313.613 0.732 343.238 362.578 334.034 152 362.85 313.686 343.040 313.686 0.700 343.270 362.825 334.340 200 355.876 308.927 336.862 308.927 1.321 337.257 362.85 336.037 250 347.325 303.300 329.385 303.300 2.103 329.991 362.85 337.905 300 338.006 297.422 321.362 297.422 3.088 322.208 362.85 339.774 350 328.455 291.650 313.273 291.650 4.286 314.372 362.85 341.560 400 319.152 286.242 305.514 286.242 5.704 306.865 362.85 343.214 450 310.460 281.346 298.359 281.346 7.345 299.945 362.85 344.716 500 302.600 277.021 291.954 277.021 9.210 293.750 362.85 346.061

9 1

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3.9作出挡距与应力和弧垂的关系

档距与应力弧垂的关系如下图所示：

0 2

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第四章 杆塔、绝缘子及金具的选择

4.1杆塔型式的选择

我国已编制了 35—220KV 线路铁塔通用型录, 铁塔制造厂也按型录生产定型产品。35—220KV 钢筋 混凝土电杆, 杆塔型号虽无统一标准,但各地区都有自己的标准杆型。钢筋混凝土电杆主杆直径和拔梢 杆的梢径、圆锥度也有了统一规格。随着 330KV 和 500KV 线路的发展,超高压线路也会出现标准杆型。

在架空送电线路设计当中,特别对于 220KV 及以下的线路,多数设计人员面对大量的杆塔选型问题, 而遇到的杆塔结构设计问题相对要少一些。下面介绍杆型选择的有关问题。 4.1.1选择原则和注意事项 （1）导线和避雷线的规格

（2）气象条件了解线路所经地区的气象条件，共有几个气象区，线路气象区的分段情况，是否能套用

典型气象区等。特别是对导线的覆冰厚度、最大风速、雷电日等气象情况，应列为重点调查研究项目。

（3）导线和避雷线的安全系数

（4）杆塔的设计档距杆塔的水平、垂直、最大允许档距均应小于等于选用定型杆塔的设计值，任一项

不合格都应对所选的定型杆塔进行验算，无问题后才能选用。

（5）地形条件应了解线路所经地的地形，如平地、丘陵、山区，根据不同地形分别选用合适的杆塔。 （6）加工和施工条件 （7）运行维护条件 （8）材料来源和价格 4.1.2 杆塔的型式

直线型杆塔（又称中间杆塔）:

仅承受垂直

（2）采用悬垂绝缘子串

特点（1）仅承受垂直荷载以及水平风荷载

荷 （3）事故断线时产生不平衡张力，允许在不平衡张力作用下杆塔发生倾斜。 载

耐张杆塔： 以

及控制线路连续档长度，便于线路施工和维修，控制杆塔沿线路纵向可能发生串倒的范围，导、地线在耐张杆塔处断开，水杆塔除具有与直线型杆塔同样荷载承载能力外，还承受导线张力，支持事故断线 时

1 平2风荷

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产生纵向不平衡张力，承受因施工、检修时用以锚固导线和避雷线引起的荷载。

特点（1）除具有直线型杆塔承受荷载能力外，还要承受纵向水平荷载。

（2）采用耐张型绝缘子串。

（3）在发生事故时，导线悬挂点不会产生位移，限制事故断线的影响范围。

4.1.2选择结果

电压等级：110KV，导线型号： LGJ-185/45，避雷线线型： GJ-50，

直线杆选型：杆型为 110ZS3，呼称高为 18m,全高为 24.3m 耐张杆选型：杆型为 110JJ3，呼称高为 18m,全高为 25.5m

4.2 绝缘子及金具的选择

输电线路主要由杆塔、导线、地线、绝缘子、金具等部分组成。将杆塔、地线、导线和绝缘子等连接起来所用的金属零件，统称为金具。

按性能、用途大概可分为耐张线夹、悬垂线夹、联结金具、保护金具、接续金具和拉线金具等六大类。绝缘子按用途可分为悬垂绝缘子串和耐张绝缘子串两大类。（金具主要根据绝缘子串和导线线径选取）

4.2.1送电线路的绝缘配合设计

送电线路的绝缘配合设计的具体内容为：

（1）按正常运行电压，内过电压，外过电压确定绝缘子型号以及导线对杆塔的空气间隙距离。 （2）按内过电压，外过电压的要求确定导线对地及对各被跨越物的最小允许间隙距离；超高压线

路还应满足地面静电场影响所需对地最小允许间隙距离的要求。 （3）按外过电压的要求确定档距中央与避雷线间空气间隙距离。 （4）按正常运行电压及导线震荡情况确定不同相导线间的最小距离。 4.2.2 绝缘子型号，片数和联数的确定 1.地区污秽等级【2】

地区污秽等级主要是根据设计地区的污秽特征，运行经验及绝缘表面污秽物的等值附盐密度等三个因素综合划分。我国污秽等级共分为5 级，如下表4-1。

2 2

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表4-1 污秽等级特征

污秽等级 污秽特征 泄露比距（cm/kV）220kV 及以下 大气清洁地区及离海岸盐场0 50km 以上无明显污染地区 1.6 大气轻度污染地区、工业区和人口低密集区、离海岸盐场1 10-50km 地区，在污闪季节中干燥少雾（含毛毛雨）或雨量较多时 1.6-2.0 大气中等污染地区、轻盐碱和离海岸盐场3到10km远的地2 区，在污闪季节中潮湿多雾（含毛毛雨）但雨量很少时 2.0-2.5 大气污染较严重地区、重雾和重盐碱地区、近海岸盐场1-3km 地区、工业与人口密度3 较大地区、离化学污源和炉烟污秽300m-1500m 的较严重污秽地区 2.5-3.2 大气特别严重污染地区，离海岸盐场13km 以内，离化学污4 源和炉烟污秽300m 以内的地区 3.2-3.8 3 2

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2.绝缘子串型号

本次设计所在地，地区污秽为2 级，设计架空输电线路电压为110KV，故选择绝缘子型号为XP-70 绝缘子。具体参数如下表4-2所示

表4-2 绝缘子串的主要参数

工频电压有效值 公称高度 型号 （mm） （mm） (mm) 1min湿闪 击穿 盘径 泄露距离 （不小于，KV） 50％雷电全波冲击耐受机电破 坏荷重 电压峰值不小于（KV) （kN） XP-70 146 225 295 40 110 100 70 3.绝缘子片数

直线杆塔上悬垂绝缘子串的绝缘子数量，应按表所列数量选用。

表4-3 直线杆塔上悬垂绝缘子串的绝缘子数

电压（kV） 35 60 110 154 220 330 500 绝缘子数量 XP-70 3 5 7 10 13 19 —— 表2-4-3 列出的数值适用于架设在一般地区的线路，因为该地区海拔不在1000m 以上，所以不用进行片数的验算。

4.2.3 耐张绝缘子串选取

aUN2.51106.875 取7 h40 式中：n—每串绝缘子片数

n

UN

—标称电压，kv

a—爬电比距

h—单个绝缘子爬电比距，cm。

耐张绝缘子串的绝缘子数量要比悬垂绝缘子串的同型绝缘子多一个，所以为8个。

4 2

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4.3 金具的选择及配合

4.3.1 金具的作用及分类

送电线路中广泛使用的铁制或铝制金属附件，统称为金具。金具用途广泛，种类很多，例如，安装导线时用的各种线夹，组成绝缘子串的各种挂环，连接导线的各种压接管、补修管，分裂导线上的各种类型的间隔棒等，此外还有杆塔用以及用作保护导线的大小有关的各类拉线金具，须互相配合。 大部分金具在使用时需要承受相当大的拉力，有些还要同时保证接触良好，它与导线或杆塔的安全密切相关，即使其中一只损坏，也可能造成整个线路故障。因此，金具的质量、安装和正确使用，对线路的安全有一定影响。 4.3.2 绝缘子串金具配合选用

本次设计中，导线，避雷线绝缘子串及金具由《线路金具手册》【11】查的：

表4-4 悬垂绝缘子串装零件表

件号 1 2 3 名称 挂板 球头挂环 绝缘子 4 悬垂线夹 3.0 质量(kg) 0.56 0.27 型号 数量 1 数量 1 1 型号 Z-7 QP-7 XP-70 7 CGV-4 1312 39.65 LGJ-185/45 110 90.76 绝缘子串长度 L(mm) 绝缘子串质量(kg) 适用导线 适用电压(kv) 总质量(kg)

5 2

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表 4-5 耐张绝缘子串组装零件表

件号 1 2 3 名称 U型挂板 球头挂环 绝缘子 4 5 碗头挂板 耐张线夹 质量(kg) 0.42 0.27 型号 数量 1.07 4.6 1 1 数量 1 1 型号 U-1 QP-7 XP-70 8 W-7B NLD-3 1918 45.32 110 绝缘子串长度 L(mm) 绝缘子串质量(kg) 适用电压(kv)

表4-6 避雷线用悬垂及耐张金具组装零件表

件号 名称 型号 每组数量（个） 主要尺寸H 质量（kg） 1 悬垂线夹 NX-2 1 140 2.7 2 防震锤 FG-35 1 300L 1.8 3 接续金具 JY-35G 1 220L 0.3 名称 型号 每组数量（个） 主要尺寸H 质量（kg） 1 耐张线夹 XGU-2 1 82 1.8 2 防震锤 FG-35 1 300L 1.8 3 接续金具 JY-35G 6 21 220L 0.3 东南大学成贤学院毕业设计报告

以上各表列出了绝缘子串金具的型号和适用条件，以及对金具的设计有了全面的介绍，具有一定的实用性和经济性。注意及配合使用。 2

7

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第五章 杆塔的定位

5.1线路路径选择原则

（1）路径尽量短，转角尽量少，跨越少，总之经济省钱。

（2）尽量避免沼泽、林区、矿区、滑坡区、高山、宽河、湖泊、塌方区、冲刷区、重冰区、重雷 地、

强烈地震区以及居民区等特殊区域。

（3）路径选择要方便施工，方便运行及方便检修。

（4）尽可能减少路径沿线对各种通讯线路、电力设备、各种用途调频台和设幅台以及机场的影响。线路

路径方案的确定：

要求：安全可靠、经济合理、符合国家各项方针政策和设计技术条件。 选择：图上选线、现场选线。

5.2 杆塔的定位

5.2.1定位方法:

（1）室内定位(110KV 以上)：用弧垂模板在线路勘测中所得的平、断面图上排定的杆塔位置和型式。 （2）现场定位(110KV 以下)：把在断面图确定的杆塔位置到现场复核校正，并用标桩固定下来。

杆塔定位原则:

1.弧立档应尽量避免,拉线位置要选得合适。

2.考虑现场施工条件,考虑地形条件,重冰区避免大档距。 3.导线间距，交叉跨越，充分利用杆塔的设计档距。 4.经济。

5.2.2 确定杆塔的定位高度

直线塔: HDHd181.312619.688 耐张杆：HDHd186111 式中 H--杆塔呼称高度，m； --悬垂绝缘子串长度，m； d--对地安全距离，m；

8 2

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--考虑勘测、设计和施工误差，在定位时预留的限距裕度。一般档距200m以下取

0.5m，700m以下取1.0m，大于700m以及孤立档取1.5m，大跨越取2-3m。

5.2.3 弧垂曲线模板确定及定位 （1）K值计算

fmaxHd181.312619.688 由fmax查对应档距应力σ=74.40MPa，LD=400，导线最大弧垂在最高温度下产生取

136.51103MPa/m，则 36.511032.454104 K2274.40l2kl22.454104l2(350l350) 弧垂曲线的方程为f2从式中可以看出，只要K值相同其弧垂形状完全相同，则可以按照一定的K 值，以x为横坐标，y为纵坐标，采用与平断面图相同的纵横比例作出一组弧垂曲线，并制成弧垂曲线模板来进行排杆定位。

代表档距(m) 0 50 100 150 200 250 300 350 弧垂（m） 0 0.6125 2.454 5.5215 9.816 15.337 22.086 30.062 （2）用选好的最大弧垂模板和已知的定位高度HD,先自左向右排杆定位。

（3）根据所排的杆塔位置，算的该耐张段的代表档距，查取或计算出导线应力，再求出模板K值查该值

是否与所选用的模板 K 值相符误差应在0.00510以内。

55.3 计算及校验

第一耐张段：

第一耐张段为孤立档，lD154m，选l150m，K3.00510的弧垂模板，对应的应力

4060.755MPa/m：

9 2

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36.51103 K'2260.7553.0047104 K'K3.00473.0051040.00031040.05104 故误差满足设计要求。 第二耐张段：

l681m，

选

l350m，

K2.508104的弧垂模,l26034213l1260m2421mlD681368m，对应的应力073.37MPa/m：

K'36.511032273.372.488104 K'K2.4882.5081040.021040.05104 故误差满足设计要求。 第三耐张段：

l825m，

选

l400m，

K2.454104的弧垂模42334023l1423m,l2402mlD825413m，对应的应力074.764MPa/m： K'36.511032274.7642.442104 K'K2.4422.4541040.0121040.05104 故误差满足设计要求。 第四耐张段：

l843m，

选

l350m，

K2.508104的弧垂模l1205m,l2415m,l3223ml205341532233D843328m，对应

3

0 板，则

板，则

板，则

应力

的东南大学成贤学院毕业设计报告

071.752MPa/m：

36.511032.544104 K'2271.752 K'K2.5442.5081040.0361040.05104 故误差满足设计要求。 第五耐张段：

第五耐张段为孤立档，lD326m，选l300m，K2.582104的弧垂模板，对应的应力

071.752MPa/m：

36.511032.544104 K'2271.752 K'K2.5442.5821040.0381040.05104 故误差满足设计要求。 第六耐张段：

l784m，选l400m，K2.45410的弧垂模板，则

442033643l1420m,l2364mlD395m，对应的应力074.31MPa/m：

78436.511032.457104 K'2274.31 K'K2.4572.4541040.0031040.05104 故误差满足设计要求。 第七耐张段：

第七耐张段为孤立档，lD376m，选l400m，K2.454104的弧垂模板，对应的应力

073.596MPa/m：

1 3

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36.511032.480104 K'2273.596 K'K2.4802.4541040.0261040.05104 故误差满足设计要求。 第八耐张段：

l933m，

选

l350m，

K2.508104的弧垂模板，则

l1228m,l2430m,l3275228343032753lD346m933，对应的应力

072.690MPa/m：

36.511032.511104 K'2272.69 K'K2.5112.5081040.0031040.05104 故误差满足设计要求。 第九耐张段：

l731m，

选

l400m，

K2.454104的弧垂模板，则

45032813l1450m,l2281mlD389m，对应的应力073.92MPa/m：

73136.511032.469104 K'2273.92 K'K2.4692.4541040.0151040.05104 故误差满足设计要求。 第十耐张段：

第十耐张段为孤立档，lD259m，选l250m，K2.6810的弧垂模板，对应的应力

4068.625MPa/m：

2 3

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36.511032.66104 K'2268.625 K'K2.662.681040.021040.05104 故误差满足设计要求。 第十一耐张段：

第十一耐张段为孤立档，lD444m，选l450m，K2.40810的弧垂模板，对应的应力

4075.732MPa/m：

36.511032.410104 K'2275.732 K'K2.4102.4081040.0021040.05104 故误差满足设计要求。 第十二耐张段：

第十二耐张段为孤立档，lD260m，选l250m，K2.6810的弧垂模板，对应的应力

4068.625MPa/m：

36.511032.66104 K'2268.625 K'K2.662.681040.021040.05104 故误差满足设计要求。

3 3

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5.4定位结果

全塔高度 （m） K’ K（104） （104） 呼称高度耐张数 塔号 档距(m) （m） 定位高度（m） 代表档距(m) Y1 1 154 18 11 25.5 154 3.0047 3.005 Y2 18 11 25.5 260 2 Z1 21 12.688 27.3 368 2.488 2.508 421 Y3 21 14 28.5 423 3 Z2 21 12.688 27.3 413 2.442 2.454 402 Y4 24 18 31.5 205 4 Z3 415 24 15.688 30.3 328 2.544 2.582 223 Y5 24 15.688 30.3 5 Y6 326 24 18 31.5 326 2.544 2.582 6 Z4 420 27 18 31.5 395 2.457 2.454 4 3

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364 Y0 7 376 24 15.688 30.3 376 2.480 2.454 Y7 24 18 31.5 228 Z5 24 18 31.5 8 430 346 2.511 2.508 Z6 24 15.688 30.3 275 Y8 24 15.688 30.3 450 9 Z7 24 18 31.5 389 2.469 2.508 281 Y9 24 15.688 30.3 10 Y10 259 24 18 31.5 259 2.66 2.68 11 Y11 444 24 18 31.5 444 2.410 2.408 12 Y12 260 24 18 31.5 250 2.66 2.68 5 3

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第六章 杆塔的荷载计算（以耐张塔Y3为例）

6.1荷载的分类

荷载按时间的变异可分成可变荷载、永久荷载、特殊荷载三种。

杆塔承受的荷载一般可分解成作用在杆塔上的垂直荷载、横向水平荷载、纵向水平荷载。

6.2 荷载计算

6.2.1计算前数据准备 （1）荷载组合条件参数

表6-1 荷载组合条件参数

组合条件 风速（ms） 冰厚（mm） 气温（0C） 最低温 0 0 -10 正常运行情况 最大覆冰 10 5 -5 最大风 30 0 10 断导线 事故情况 断地线 0 0 — 0 0 — 安装情况 吊线挂线牵引 10 0 0 （2）杆塔及导地线参数

耐张塔水平档距:lhl1l2421423422m， 22垂直档距:lv0h1h2l1l2()422m(h1h21.918) l1l22 耐张杆导线金具及绝缘子的总重：GjD45.329.8444N

耐张杆避雷线耐张金具总重：GjB3.89.837N

6 3

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（3）导线和地线荷载计算参数

表6-2 导地线荷载参数

名称 导线 LGJ-185/45 避雷线 GJ50 截面积mm 2AD  227.83 AB  56.30 外径（mm） D  19.6 D  9.6 1D  36.51 1B  81.64 2D 14.97 2B  35.95 3D 51.48 3B  117.59 4D(30) 39.92 10比载（ -3 4B(30) 86.32 4B(10)12.79 5B  26.11 MP / m ） 4D(10) 5.91 5D 8.93 6D 54.10 6B  118.81 7D 52.256.2.2各种气象组合条件下的荷载计算

7B  120.45 (1)运行情况Ⅰ： 直线杆塔第一种载荷组合情况为最大设计风速无冰未断线。II 级气象区，从《规程》中查得：V30ms,t10C,b0。

1） 地线重力：

GB1BABlvGjB81.6410356.3422371976N

7 3

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2） 地线风压：

3 PAl86.321056.34222050N B4B(30)Bp3） 导线重力：

GD1DADlvGjD36.51103227.834224443954N

4） 绝缘子串的风荷载：绝缘子串数量n11，每串的片数n28，单裙一片绝缘子挡风面积

AJ0.03m2，绝缘子串高度为21-1.91819.082m，查得分压高度变化系数z1.085 ，则

PjDn1(n21)zAJW01(81)1.0850.030.5625165N 5） 导线风压：

3 PD4D(30)ADlpPjD39.9210227.834221654003N

(2)运行情况Ⅱ：杆塔第二种荷载组合情况为覆冰有相应风速未断线。II 级气象区，从《规程》中查得：

V10ms,t5C,b5。

1） 设计冰厚为5mm，覆冰系数取K1.075,则地线重力为

GB(1BABlvGjB)[2BABlv(K1)GjB]

81.6410356.34223735.951056.3422(1.0751)372832N3

2） 地线风压：

PB5BABlp26.1110356.3422620N

3） 导线重力：

GD(1DADlvGjD)[2DADlv(K1)GjD]

36.51103227.8342244414.9710227.83422(1.0751)4445426N3

4） 绝缘子串的风荷载：

8 3

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PjDn1(n21)zAJW01(81)1.0850.030.062518N

5） 导线风压：

PD5DADlpPjD8.93103227.8342218876N

(3)运行情况III：杆塔第三种载荷组合情况为最低温，无风，无冰 未断线。II 级气象区，从《规程》中查得：V0ms,t10C,b0。 1）地线重力：

GB1BABlvGjB81.6410356.3422371976N 2）导线重力：

GD1DADlvGjD36.51103227.834224443954N (4)情况Ι，Ⅱ：断一根导线的荷载组合为无风，无冰。 1）地线重：

GB1BABlvGjB81.6410356.3422371976N 2）导线重力：

未断导线相：

GD1DADlvGjD36.51103227.834224443954N 断导线相：

G'D1DADlv2GjD36.51103227.834224442199N

2 断线张力:LGJ-185/45型导线的计算拉断力为TP80190导线最大使用张力：

TDmaxTpK0.958019030472N

2.5

9 3

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耐张塔导线最大使用张力百分比值为70%，则

TDTDmaxX00304720.721330N

(5)断地线情况：断地线的荷载组合情况为无冰，无风，导线未断。 1)导线重力：

GD1DADlvGjD36.51103227.834224443954N

2)地线未断重力：

GB1BABlvGjB81.6410356.3422371976N

3)地线断后重：

GB1BABlv281.6410356.3422GjB371007N

2 4)地线断线张力。1×7-9.6-1270-A-YB/T的最小破坏拉力TP65700N

地线最大使用张力：

TDmaxTpK0.956570017833N

3.5地线最大使用张力百分比值为80%，则

TDTDmaxX00178330.814266N

V10ms,t0C,b0 (6)安装情况I：起吊上导线，荷载组合情况为有相应风，无冰，《规程》中查得：

1）地线重力：

GB1BABlvGjB81.6410356.3422371976N

2）地线风压：

PB4B(10)ABlp9.5910356.3422228N

3）导线重力：

0 4

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GD1DADlvGjD36.51103227.834224443954N

4）导线风压：

3 PD4D(10)ADlp5.9110227.83422568N

挂上导线时，导线越过下横担须向外拉开，其拉力T2与水平线的夹角为20oC ，并假设上下横担间导线水平拉出1.3m。

x0,则 得1.31.33.53.5222oT1T2cos20T1GDT2sin20o

3.521.32解得方程:T14939N,T21829Ny0,则T1引起垂直荷载GT1和横向荷载PT1为： G3.54622N3.741.3PT149391717N3.74T14939DT1F

GK(GG)G10001.1(39544622)2000100012434N PKPP1.117175682456NT1D(7)安装情况Ⅱ：起吊下导线情况。

地线、导线的重力的风压弓安装情况Ⅰ所述。 正在起吊下横担导线下横担处的总应力：

GKGDGF10001.13954200010007349N

1 4

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第七章 防振锤设计

7.1 防振锤的原理

原理：防振锤的自振频率要与导线的振动频率相近。这种情况下，当导线震动时，就会导致防振锤共振，使两个重锤发生较大的甩动，能够有效地消耗导线的振动能量。

7.2 防振锤安全距离计算

以第二耐张段为例进行防振设计（该代表档距lD368m） 波长计算：

查应力弧垂曲线：最高时应力为m73.37MPa 最高时应力n96.89MPa

振动风速范围：vmax5m/s,vmin0.5m/s 导线外径d19.6mm

导线最大半波长

m2d400vNd400vm9.81m19.81n19.6400vN9.8173.3713.76 336.51109.8196.891.58

36.51103导线最大半波长

n2119.6400vm防振锤安装距离：

S02213.761.581.417m MN13.761.5822MN 2 4

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7.3 防振锤选择

防震锤与架空线配合及个数的选择如下表7-1,7-2所示：

表7-1 防振锤与架空线配合表

防振锤型号 号 架空线截面（mm2） FD-1 FD-2 FD-3 FD-4 FD-5 FD-6 FG-35 FG-50 FG-70 FG-100 LGJ35 LGJ70 LGJ120 LGJ180-240 LGJ300-400 LGJ500-630 GJ35 GJ50 GJ70 GJ100

表7-2 防振锤个数选择表

防振锤个数 架空线直径 d(mm) 1 300 350 450 相应档距（m） 2 300-600 350-700 450-800 3 600-900 700-1000 800-1200 d12 12d22 22d37.1 3 4

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第八章 绝缘子串风偏角校验

在风荷载作用下，悬垂绝缘子串产生摇摆，使带电部分与杆塔构件间的空气间隙减小，因此需限制其摇摆角在允许值范围内。 8.1 绝缘子风压

pjn1n2zw0Aj 8.2 导线风荷载

2 pdW0csczdLhsin

式中 1(v10ms) 0.75(v12.5ms) 0.61(v25ms) S1.1 C1.0

Z —风压变化系数 悬垂绝缘子串的实际摇摆角计算：

arctgPdpj2GdGj2arctg4Alhpj2

1AlvGj28.3 基本风压

v2(kN/m2) W01600302 正常运行情况v30ms： Wz0.5625

1600152 操作过电压(内过电压)v15ms：Wc0.14

16001020.0625 雷过电压(外过电压)v10ms： Wl1600

4 4

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8.4 绝缘子所承受风荷载

pjn1(n21)zw0Aj

正常运行情况：pzn1(n21)zw0Aj1(81)1.060.56250.030.161kN 操作过电压： pcn1(n21)zw0Aj1(81)1.060.140.030.04kn/m2 雷过电压： pln1(n21)zw0Aj1(81)1.060.06250.030.018kn/m2 8.5 导线风荷载计算

pdW0csczdLhsin2

式中

1(v10ms)0.75(v15ms) ，0.61(v30ms) c1）

表8-1 导地线的风荷载调整系数

风速v(ms) 10及其以下 15 20-30以下 30-35以下 35及其以上 计算杆塔荷载 1.00 1.00 0.85 0.75 0.70 f 校验杆塔电气1.00 间隙 0.75 0.61 0.61 0.61 c 计算500kV杆1.00 塔荷载 1.00 1.10 1.20 1.30 覆冰风载，sc1.2；线径d17时，取sc1.1。

因本工程采用LGJ—185/45架空绝缘钢芯铝绞线，其外径19.6mm,大于17mm，故sc1.1； d19.6mm0.0196m—导地线外径 lh422—垂直档距。

5 4

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1）正常运行情况：

2 pdzW0csczdLhsin0.610.526511.10.01964223.121

2）操作过电压(内过电压)：

2 pdcW0csczdLhsin0.750.1411.10.01964220.955

3）雷过电压(外过电压)：

2 pdzW0csczdLhsin10.062511.10.01964220.569

导线，绝缘子串的重力荷载：

3 Gdn1Alv136.5110227.834223.510kN

Gj45.329.80.444kN 悬垂绝缘子串实际摇摆角：

arctgPdpj2GdGj2arctg4Alhpj2

1AlvGj2 式中：

136.5110MP/m，439.9210MP/m； lh422,lv422；

233 A227.83mm 。 正常运行情况：

arctgPdpj2GdGj2arctg3.1210.161240.620

3.5100.4442 操作过电压(内过电压)：

arctgPdpj2GdGj2arctg0.5690.03228.80：

3.5100.4442 6 4

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雷过电压(外过电压)：

arctg8.6 绘制间隙圆校验图

Pdpj2GdGj2arctg0.9550.04214.60

3.5100.4442 根据绝缘子串长度1.918m根据<<输电线路杆塔及基础设计>> P33查得其最小间隙：外过电压

R11.00m，内过电压R20.70m，运行电压R30.35，带电作业R41.0m。校验带电工作空气

间隙，画出间隙圆校验图如附录四所示，校验合格。

8.7 校验结果

风偏角校验结果如下表8-2所示：

表8-2 检验结果

运行情况 最小间隙（m） 分偏角() 外过电压 1.00 8.80 内过电压 2.70 14.6 运行电压 0.35 40.6 7 4

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第九章 保护配置及原理说明

9.1 线路保护配置

选用配置 ：南瑞 PCS-941系列高压输电线路保护装置

应用概述

PCS-941系列装置为微机型数字式高压输电线路成套保护装置，可用作110kV电压等级输电线路的主保护及后备保护。

PCS-941应用接线图

PCS-941系列包括完整的三段相间和接地距离保护、四段零序方向过流保护和低周保护；装置配有

三相一次重合闸功能、过负荷告警功能、频率跟踪采样功能；装置还带有跳合闸操作回路以及交流电压切换回路。此外，PCS-941B还包括以纵联距离和零序方向元件为主体的快速主保护。

PCS-941功能框图

保护功能 纵联距离保护。 零序方向纵联保护。 三段相间距离保护。

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三段接地距离保护。

四边形接地距离和相间距离，可作为变压器低压侧母线故障的远后备保护。 四段零序方向过流保护。 不对称相继速动。 双回线相继速动。 低周保护·低压保护。。 两段TV断线相过流保护。 距离加速、零序加速保护。 振荡闭锁。 自动重合闸。 过负荷告警 TA断线告警。 TV断线告警。 TWJ异常告警。 控制回路断线告警。 角差整定异常告警。

可提供快速整组复归功能，适用于负荷波动频繁的电铁、冶炼炉等线路。 可提供距离Ⅱ段前加速功能，适用于要求以顺序重合闸实现全线速动的线路。 重合闸起动展宽10分钟，适用于小水电系统，适用于中性点经小电阻接点的输电线路。 适用于电缆线路。

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第十章 结论

本次设计任务是110KV 架空送电线路设计，主要内容是对架空输电线路的一般设计过程， 转眼间3 个多月过去了，设计任务已到尾声。在此，我将对本次设计做一次小结，也是对自己大学四年所学知识的一次总结。

本次设计的内容：在相应设计气象条件下，计算架空线机械物理特性和比载计算，以及架空线应力弧垂计算。然后计算断线张力及不平衡张力，从而选择杆塔型式，确定绝缘子，选择金具型号。再通过塔头尺寸校验，制作弧垂曲线模板，确定最大弧垂气象条件。同时作弧垂模板，进行杆塔室内定位；进行杆塔室内定位，校验K 值，最终完成室内定位。最后进行耐张杆强度设计，基础稳定性校验以及导线、避雷线防振设计,从而使整个设计能安全有效的运行到实际中去。

通过这次毕业设计使我们更加详尽地了解到了架空路线的一些知识，使得我们对书本上的知识有了更加深入的了解和学习。许多以前在学习过程中充在疑问都在这次设计中得到了解答，通过这次设计的具体实施，使我们对他们的工作原理和结构有了更好的理解，同时也有了更加深入的记忆。平时在学习中我们都很少有动手的机会，通过这次设计我们每个同学都参与其中，很好地锻炼了我们的实践和动手能力。

在这次课程设计中老师为我们认真系统地讲授了CAD 以及WORD,EXCIE 等一些电气软件，从安装转换到最后的使用都进行了讲解，使我们深入地了解和掌握这些软件，为以后的使用以及学习其他软件都打下了坚实的基础。

最后这次毕业设计使我懂得了理论必须联系实际，以前我们只接触书本上的知识，很难想像用文字描述出来的东西在现实中是什么样的，而且对齐结构以及用途也抱有怀疑的态度，但是通过一周的设计这些问题的迎刃而解了。理论必须用实践去检验，而在实践中又能更加深入的理解所学的理论知识。只有二者相互结合才能使我们学的的知识更加扎实和牢固，同时也便于在以后的应用。在以后的学习中我们会更好地利用实习以及课程设计的时间来增强自己的动手能力和理解能力，使自己所学的知识更加扎实。

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致谢

这次毕业论文能圆满完成，首先要感谢杨建伟老师大力帮助，在这次几个月的设计中，杨老师在忙碌的教学工作中抽出时间来辅导我，帮我修改完善我的设计报告，给了我大量的理论知识支持和精心指导。还要感谢大学生涯中的所有任课老师及辅导员杨慧芳老师，你们不仅教会了我书本上的理论知识，而且把你们严谨细致、一丝不苟的作风传染了给我，使我在学习和工作中学会了理论结合实际的动手能力，严谨刻苦的工作作风和永不言弃的工作态度。通过这次毕业设计我学到了很多理论知识并且提高了实践能力，为我以后的工作和生活打下了一定的基础。这次毕业设计增加了我们的专业知识，开拓了我们的眼界，使我们更加了解我们这专业的未来前景，同时也锻炼了我们自己的实际动手能力，让我们对未来的工作充满希望。但这次毕业设计也让我认识到了自己在知识上的匮乏和实际应用能力的不足，让我明白学习的重要性。经过几个多月的努力，毕业设计接近尾声，在以后的学习和工作中我会更加努力的。

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参考文献

【1】输电杆塔及基础设计/陈祥和，刘在国，肖琪主编。—北京：中国电力出版社，2007.p4-p61,p99-p146 【2】架空输电线路设计/孟遂良等主编。—北京：中国电力出版社，2007.p34-p55,p169-p228 【3】架空输电线路外线操作指导书/窦书星主编。—北京：中国水力水电出版社，2008 【4】高压架空输电线路施工技术手册/李博之。—北京：中国电力出版社，2001 【5】架空输电线路设计原理/张忠亭—北京：中国电力出版社，2010.01. 【6】董吉谔.线路金具手册[M].北京：中国电力出版社.2001 年

【7】电气工程专业毕业设计指南－输配电分册/张芙蓉倪良华—北京：中国水利水电出版社.2005. 【8】王坚 ．浅谈架空输电线路设计 ．山西建筑, 2004．4

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附 录

附录一 直线塔，耐张塔示意图

耐张塔塔型：

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直线杆杆型：

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附录二 绝缘子金具组立

导线悬垂绝缘子串组装图 导线耐张绝缘子串组装图

避雷线用悬垂及耐张金具组装图

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附录三 杆塔定位图

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附录四 风偏角示意图

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附录五 塔头荷载示意图

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附录六 导地线应力弧垂曲线图

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