35kV架空输电线路Ⅱ段初步设计方案

1 35空输电线路段初步设计方案 1 设计的原始资料 计情况 时代在进步，科技在发展，随着我们日益增长的需求，对电力能源的需求越来越大，高压输电线路作为电能输送的大家伙儿必然也要跟上发展的步伐进行大变革。所以此项目为新建 35路工程 ,地处 *省，属于 马变到黑变 输电线路工程项目。 为满足电网建设的需要，完善 马变到黑变输电线路的网络结构，现在对 马变到黑变 35空输电线路进行初步设计。 计范围 我的设计从已经建好的某变 110千伏变电站 35千伏构架，到拟建 35 千伏某变变电站电缆间 隔，额定电压是 35 千伏的单回线路工程，我所设计的线路的长度为 空 )+缆）。设计的依据是实力考察与查阅各书本及规程规范。 计气象条件 此项目沿线属于丘陵山地地带，一般山地 50%，高山大岭 50， 本线路沿线海拔高程为 1450 2850 米 ,本设计线路覆冰为 10区根据实地勘察调查，和沿途村民反映 *山上结冰比较严重。结合书本，经综合分析确定本工程设计气象条件导线设计覆冰取 10线设计覆冰 10进行计算 。最大风速取 25m/s。 表 线路所经地区的自然条件 气象条 件 气温 ( ) 风速 (m/s) 覆冰 (覆冰 0 10 最高气温 40 0 0 2 最低气温 0 年平均气温 15 0 0 最大风速 5 0 外过有风 15 10 0 外过无风 15 0 0 3 续表 内过电压 15 15 0 安装情况 0 10 0 事故情况 0 雷电日 (日 /年 ) 40 冰 比重 （ kg/ 310 地线型号及其物理特性 我 的设计的导线均采用 0型电线，地线采用 线逐基直接接地。 表 线和地线的机械 物理特性表 导线 0参数表 截面积A(导线直径d(弹性系数E (温度膨胀系数 (1/ C) 计算拉断力 (N) 单位长度质量(Kg/抗拉强度 p 全系数 K 许用 应力 0 均应力上限 6000 05700 494 4 地线 截面积A(地线直径d(弹性系数E (温度膨胀系数 (1/ C) 计算拉断力 (N) 单位长度质量(Kg/抗拉强度 p 全系数 K 许用 应力 0 均应力上限 34100 03440 架空线力学计算 算导线 线的最大使用应力及平均应力上限计算 导线的破坏应力 245700 3 3 5 . 6 8 /1 3 6 . 1 4P P N m 。 取导线的设计安全系数为 k=导线的最大使用应力为 : 2m a x 3 3 5 . 6 8 1 1 8 . 4 9 /2 . 8 3 3P N m 。 取平均应力上限安全系数 k=4，则导线的平均应力上限为： 23 3 5 . 6 8 8 3 . 9 2 /44P N m m 平 。 线的比载计算 （ 1） 自重比载13 3 301 9 . 8 0 6 6 5 4 9 4( 0 , 0 ) 1 0 1 0 3 5 . 5 8 5 1 0 /1 3 6 . 4 1 P a （ 2）冰重比载2 5 3 3 32 b b d 1 0 1 0 1 5 . 4 0 )( 1 0 , 0 ) 2 7 . 7 2 8 1 0 2 7 . 7 2 8 1 0 5 1 . 7 3 2 1 0 /1 3 6 . 1 4 M P a （ ） （ 3）垂直总比载333 1 2(1 0 , 0 ) ( 0 , 0 ) (1 0 , 0 ) 8 7 . 3 1 7 1 0 /M P a m （ 4）风压比载 假设风向垂直于线路方向即 =90， =1， 35路线路外径 d=5 =30 不限制 表 线对及交叉跨越物的最小允许距离 被交叉跨越物名称 净距（米） 备注 居民区 非居民区 弱电线路、电力线路 公路 线路经过地区 居民区 非居民区 交通困难地区 导线对地面的最小距离(m) 30 续表 建筑物 垂直距离 边线最大风偏后 净空距离 大计算风偏 树木 垂直 距离 虑自然生长高度 最小净空距离 大计算风偏 经济作物 (最小垂直距离 ) 被跨越物 最小垂直距离（ m） 铁路 至标准铁路轨顶 电气铁路轨顶 速公路、 1级公路 2公路 至路面 航河流 至五年一遇洪水位 最高航行水位的最高船桅顶 通航河流 至百年一遇洪水位 特殊管道任何部分 索道任何部分 弱电线路 电力线路 塔选型 本工程所在地大部分 是丘陵地区，线路经过的地方地质情况良好。 本设计的铁塔，是根据初步设计文件、初设审查意见及终勘定位结果确定的，现分述如下： 31 1、直线塔：选用单回路三角型直线塔 353535回路酒杯型直线塔 1 1回路猫头塔 1中35353511 2、转角塔：选用单回路三角型转角塔 350 20）、 352040）、 3560 90）、 350 20）、 3520 40）、3540 60）、 3560 90）。塔身断面均为正方形。 上述塔型在 *省、湖南省输电线路上已普遍使用，经济合理，安全可靠，有丰富的设计、加工和运行经验。 垂曲线模版 弧垂模板 K 值的计算公式为： 10002K （ ， ） 式中： 0 因为各个耐张段的代表档距不同，导线在最大弧垂时的应力与控制气象不同，所对应的 K 值也不同。为了方便在定位时选择模板，可以先根据不同的代表档距，算得导线最大弧垂发生时所对应应力和比载，得到相应的 K 值，绘制 K 值曲线 表 K 值计算表 代表档距（ m） 应力（ K 值（ 10 50 50 00 50 00 32 续表 350 00 50 00 50 00 50 00 上表画出 K 值曲线图： 图 塔定位 算杆塔的定位高度 直线塔的定位高度的计算公式： 耐张塔的定位高度的计算公式： 式中 H 杆塔的呼称高度； d 导线的对地安全距离； 悬垂绝缘子串的长度； 33 定位时的限距裕度； 一般档距 200m 以下取 700m 以下取 于 700跨越取 23m。本设计统一取 在这里我们选取 （ 1） 呼称高度 H： 该 354949、 杆塔 张塔 35称高度取 24m； 线塔 35称高度取 15m； 线塔 35称高度取 27m； 线塔 35称高度取 24m； 线塔 35称高度取 27m； 张塔 35称高度取 24m； （ 2） 对地安全距离 d： 本线路经过的是人口比较少的非居民区，通过查资料，对地的安全距离d=5m； （ 3） 施工裕度 ： 定位取 =1m； （ 4） 悬垂绝缘子串的长度 ： 该 35压等级为 35缘子型号为 46型绝缘子。直线塔绝缘子为 3片；耐张塔为 4 片。由施工设计说明书可以知道46型绝缘子的单个高度为 146量为 则悬垂绝缘子串总长为 3 1 4 6 4 3 8 0 . 4m m m ，耐张绝缘子串的绝缘子串总长为4 1 4 6 5 8 4 0 . 5 8 4m m m 。 2 4 5 1 1 8 d m 1 5 5 0 . 4 1 8 . 6 d m 2 7 5 0 . 4 1 2 0 . 6 d m 2 4 5 0 . 4 1 1 7 . 6 d m 2 7 5 0 . 4 1 2 0 . 6 d m 2 4 5 1 1 8 d m 弧垂曲线模版排塔定位 （ 1） 估算待排耐张段的代表档距，得到 制模板曲线 34 图 最大弧垂模板排定直线杆塔位 在这里我们选取 经过看已知的图 ,再结合自己的大体估算得到代 表档距应该是 350m 根据估算代表档距对照导线的应力弧垂曲线可知最高气温所对应的应力20 4 5 . 0 8 /N m m ，则弧垂模板系数 （ 2）用选得的最大弧垂模板、定位高度 从左到右排好塔的位置。从耐张杆位 图 过左右平移模板，让选好的模板曲线经过 B 点（ 耐张塔定位高度 并且和地面相切，然后从模板曲线的右边找出 于直线塔定位的高度 地形适宜时）就是所排第一基直线塔的位置。然后向右平移模板，让模板曲线经过 和地面相切，然后在模板曲线上找出 点杆塔定位高度 时 这样的方法依次排完整个耐张段。用同样的方法，再从左到右排定塔位。最后根据左右向排位情况来综合确定杆塔位置。 （ 3） 由选得的杆塔位置，计算得到这个耐张段的代表档距，查出导线应力，然后求出模板 验算得的 值（相等或相近）误差在 10果小于规定的误差，则模版选择恰当。否则，又要按照计算出的 步骤（ 2）重新排位，直到前后两次的模板 3 410( 0 , 0 ) 3 5 . 5 8 5 1 0 3 . 9 4 6 8 7 2 1 02 2 4 5 . 0 8K 35 塔后校验 k 值校验 （ 1）我所选择耐张段一共有 5档和 6基塔。其中高差最大的档的档距为 312m，高差为 本耐张段的各个档距都是小高差档，就按没有高差计算代表档距。 在定位的图中量的档距如下：1 2 3 4724 1045 312表档距计算如下： 3 3 3 3 33 1 3 . 2 1 9 0 . 1 4 7 2 1 0 4 3 1 2 3 5 3 . 8 8 9 3 . 2 1 9 0 . 1 4 7 2 1 0 4 3 1 2 （ 2）在导线的应力弧垂曲线上可以轻易发现代表档距 3 5 3 9应的最大弧垂时的应力为 20 4 5 . 0 0 /N m m ，所以实际的模板曲线系数计算如下：3 410( 0 , 0 ) 3 5 . 5 8 5 1 0 3 . 9 5 3 8 8 9 1 02 2 4 5 . 0 0K 4 7 4 3 . 9 4 6 8 7 2 3 . 9 5 3 8 8 9 1 0 7 . 0 1 7 1 0 0 . 0 5 1 0 所以误差小于 0 足设计要求。 6 杆塔荷载的计算 种情况的比载 由第二章的导地线力学计算可知下表 : 表 导线与地线的比载参数表 名称 导线 0 地线 面积 2径 重比载（ m） 0,0) = 310 （ 0， 0） =310 覆冰比载（ m） 10,0) = 310 (10,0) = 310 36 续表 垂直总比载（ m） 10,0) = 310 10,0) = 310 基本风速比载（ m） 0,25) =310 (0,25) = 310 安装风压比载（ m） 0,10) = 310 (0,10) = 310 覆冰风压比载（ m） 10,10) = 310 10,10) = 310 无冰综合比载（ m） 0,25) = 310 0,25) = 310 覆冰综合比载（ m） 7D（ 10,10） =310 10,10) = 310 本设计取 直档距 其 无冰时绝缘子串、金具自重力 ,查表得：10= 塔的各种载荷计算 行情况一（大风工况） 载荷组合情况为基本风速、无冰、未断线，非典型气象区，即 V=25m/s， t=5 ，b=0。 （ 1） 地线重力 2 . 1 0 2 1 0 4 9 . 4 8 2 7 3 . 1 3 2 3 0 1 0 6 9 . 2 7 6 ( )B B B V J L G N （ 2） 地线风压 34 ( 0 , 2 5 ) p 7 1 . 0 7 1 1 0 4 9 . 4 8 2 5 1 . 5 8 8 4 . 4 2 ( )B B L N （ 3） 导线重力 31 1 3 5 . 5 8 5 1 0 1 3 6 . 1 4 2 7 3 . 1 3 2 3 0 1 5 5 3 . 1 9 ( )D D D V J DG n A L G N （ 4） 绝缘子风压 37 计算绝缘子串的风荷载，绝缘子串数 1n =1，每串的片数 2n =3。 单裙一片绝缘子挡风面积 绝缘子串高度约为 20m， 查表得风压高度变化系数 =1.,25 21 2 025( 1 ) 1 ( 3 1 ) 1 . 2 5 0 . 0 3 7 3 . 2 4 2 ( )1 . 6J D z JP n n A W N （ 5）导线风压 0 , 2 5 ) 4 4 . 1 9 9 1 0 1 3 6 . 1 4 2 5 1 . 5 7 3 . 2 4 2 1 5 8 6 . 5 8 0 ( )D D D p J L P N 行情况二（覆冰工况） 载荷组合情况为：覆冰、有相应风速未断线，即 ： v=10， t=b=10覆冰系数取 K=地线设计冰厚为 15冰系数取 K= (1)地线重力 1233( ) ( 1 ) 1 0 4 9 . 4 8 2 7 3 . 1 36 2 . 1 0 2 1 0 6 . 42 3 0 1 0 4 9 . 4 8 2 7 3 . 1 3 ( 1 . 2 2 5 1 ) 2 3 0 2 5 5 9 . 9 3 ( )729B B B V J B B B V J L G A L K （ ） (2)地线风压 35 1 0 4 9 . 4 8 2 5 1 . 5 5 3 6 . 4 3 3 (4 )3 . 1 0 7B B B L N 导线设计覆冰为 10冰系数取 K=3)导线重力 1233( ) ( 1 ) 1 0 1 3 6 . 1 4 2 7 3 . 13 5 . 5 8 5 5 1 . 73 2 3 0 1 03 1 3 6 . 1 4 2 7 3 . 1 3 ( 1 . 1 5 1 ) 2 3 0 3 5 1 1 . 2 8 ( )28D D D V J D D D v J L G A L K （ ） （ 4）绝缘子串的风荷载 21 2 010( 1 ) 1 ( 3 1 ) 1 . 2 5 0 . 0 3 1 1 . 7 2 ( )1 . 6J D z JP n n A W N （ 5） 导线风压 35p 1 9 . 1 2 5 1 0 1 3 6 . 1 4 2 5 1 . 5 1 1 . 7 2 6 6 6 . 5 4 ( )D D D J L P N 38 导线线情况一、二 段任意一相导线的荷载组合情况为覆冰、无风。 （ 1）地线重力 由运行情况二： 2 5 5 9 . 9 3 9 ( ) 2）导线重力 由运行情况二： 3 5 1 1 . 2 8 8 ( ) 2） 断线张力 查表可知 0型导线的计算拉断力 45700N，根据输电杆塔及基础设计查表 20%。 导线的最大使用张力为 m a x / 4 5 7 0 0 / 2 . 8 3 3 1 6 1 3 1 . 3 1D P K N 导线的断线张力为 %D =0%= 断地线情况 （ 1）地线重力 由运行情况二： 2 5 5 9 . 9 3 9 ( ) 2）导线重力 由运行情况二： 3 5 1 1 . 2 8 8 ( ) 3）地线断线张力 地线的计算拉断力为 45472N，安全系数等于 和计算导线最大张力一样 ，安全系数 地线的最大使用张力为： m a x / 5 3 4 4 0 / 3 . 5 0 0 1 5 2 6 8 . 5 7 ( )B P K N 地线的断线张力为 ： 39 %B =00%=) 装情况一 起吊导线，载荷组合情况为有相应风、无冰，非典型气象区，即 v=10m/s，t=15 ， b=0。 地线重力为： 1 0 6 9 . 2 7 6 ( )线风压为： 34 ( 0 , 1 0 ) 1 0 4 9 . 4 8 2 5 1 . 5 1 6 6 . 41 3 . 3 7 7)8 9(B B B L N 导线重力为： 1 5 5 3 ( )线风压为： 34 ( 0 , 1 0 ) 1 0 1 3 6 . 1 4 2 5 1 . 5 2 8 4 . 8 7 0 (8 . 3 2 )0D D D L N 挂上导线时，导线越过下横担须向外拉开，存在拉力 21 ，设拉线拉力 20度。假定上下横担间导线水平拉出 据输电杆塔及基础设计和垂直、纵向方向拉力可得两个公式为： 30c T 30s 由公式 和 可以算出：122 4 4 1 . 2 4 ( ) , 1 2 6 0 . 6 5 ( )T N T N；所以 1T 引起的垂直荷载 1横向荷载 1： 1132 4 4 1 . 2 4 2 1 8 6 . 1 8 5 ( )3 . 3 51 . 52 4 4 1 . 2 4 1 0 9 3 . 0 9 2 ( )3 . 3 5 则 11( ) 4 1 1 4 . 8 1 3 ( )1 4 8 7 . 2 7 1 ( )D T G G G P P N 式中： K 动力系数，考虑滑动 阻力和牵引倾斜因素，取为 考虑相应部位横担上施工人员和工具所引起的附加荷载， N。根据输电杆塔及基础设计附加荷载此处取值为 、 垂直荷载和纵向水平荷载总和。 （ 6）安装情况 吊下导线： 40 地线、导线的重力和风压同安装情况 I，正在起吊下导线时下横担处的总重力为： 1 0 0 0 1 . 1 1 5 5 3 . 1 9 1 5 0 0 1 0 0 0 4 2 0 8 . 5 0 9 ( ) G G N 根据以上结果，列出杆塔荷载组合情况表（标准值， 单位： N）如下 表 9塔荷载组合情况表 荷载类型 荷载组合 运行情况 运行情况 断导线情况 、 断地线情况 安装情况 安装情况 地线重力 线风压 线重力 线风压 缘子串风荷载 导线断线重力 导线断线张力 地线断线重力 地线断线张力 安装上导线总横向荷载 安装上导线总垂直荷载 安装下导线总垂直荷载 气间隙校验 导线与杆塔身的距离应满足大气过电压，内部过电压及正常工作电压三种电压的间隙要求，以及满足带点作业的间隙要求。这 里用已选择的 导线截面 21 3 6 A 41 31 ( 0 , 0 ) 3 5 . 5 8 5 1 0 34 ( 0 , 1 5 ) 1 8 . 7 2 0 1 0 34 ( 0 , 1 0 ) 8 . 3 2 0 1 0 34 ( 0 , 2 5 ) 4 4 . 1 9 9 1 0 略不计则 230（ 1）头部间隙校验 雷电过电压 时： 341131( 0 , 1 0 ) 8 . 3 2 0 1 0 1 3 6 . 1 4 2 5 1 . 52t a n t a n 1 1 . 213 5 . 5 8 5 1 0 1 3 6 . 1 4 2 7 3 . 1 3 2 3 0( 0 , 0 ) 22 操作过电压时： 341131( 0 , 1 5 ) 1 8 . 7 2 0 1 0 1 3 6 . 1 4 2 5 1 . 52t a n t a n 2 4 . 113 5 . 5 8 5 1 0 1 3 6 . 1 4 2 7 3 . 1 3 2 3 0( 0 , 0 ) 22 工频电压时： 341131( 0 , 2 5 ) 4 4 . 1 9 9 1 0 1 3 6 . 1 4 2 5 1 . 52t a n t a n 4 4 . 213 5 . 5 8 5 1 0 1 3 6 . 1 4 2 7 3 . 1 3 2 3 0( 0 , 0 ) 22 绝缘子串中长度最长的为双串耐张串长度为 电体与杆塔之间的气隙： 雷过电压时： 2 . 9 5 s i n ( 1 1 . 2 ) 1 . 1 6 8 2 . 7 0 ； 3 . 3 s i n ( 1 1 . ) 1 . 1 6 8 3 . 0 5 操作过电压时： 2 . 9 5 s i n ( 2 4 . 1 ) 1 . 1 6 8 2 . 4 7 ； 3 . 3 s i n ( 2 4 . 1 ) 1 . 1 6 8 2 . 8 2J 工频过电压时： 2 . 9 5 s i n ( 4 4 . 2 ) 1 . 1 6 8 2 . 1 3 ； 3 . 3 s i n ( 4 4 . 2 ) 1 . 1 6 8 2 . 4 8 规程规定在海拔 1000m 以下的地区带电部分与杆塔构架的空气间隙不应小于下表中的数值。 表 9电体与杆塔接地体的最小空气间隙 电压等级（ 35 110 220 330 500 42 雷过电压 作过电压 频电压 总结 时光荏苒，日月如梭，一转眼间大学四年就要结束了，在大四下学期以来我们一直在为毕业设计忙碌着，纠结着。毕业设计是对我们大学四年以来所学知识的检验，在这段时间，我们用自己所学的专业知识来完成我们的毕业设计，不懂的地方可以通过各种途径查阅资料、请教指导老师和会做的同学，不仅温习了所到的学知识，同时也学到了很多以前不懂的知识。 这次次毕业设计是对一条高压架空输电线路的设计。在这期间我对各种数据进行了多次计算与校验，对设计文本进行了多次修改，比如导地线的应力弧垂曲线和安装曲线， 由于粗心大意搞错过几次，重新计算过几次，在绘图时也偶尔有几个数据错误从曲线中看出来，也进行了修改。然后，尹老师也对我的设计也进行过检查，尹老师指出了其中的错误，我按照老师要求进行了修改。通过我的努力毕业设计基本完成