配电线路设计施工、运行与维护 李光辉 课件-6第6章线路设计

第六章配电线路设计第一节现场勘测第二节设计图绘制第三节导线选择第四节电杆选型第五节电杆受力计算第六节配电线路绝缘配合第七节接地与接地装置

第一节现场勘测

线路勘察，即对线路走廊的实际调查与分析；也就是说是对线路走径（路径）的选择。一、线路走径的选择线路路径，是指电力线路通过的地带；沿线线路路径的一定范围称线路的走廊。一般情况下线路的走径选择要经历两个步骤：一是室内选择线路路径；二是线路的勘察。1．线路路径

2．线路走径和勘察时应考虑的原则

二、配电线路供电半径确定原则

为了减少电能损失和提高供电可靠性，配电线路不能设计过长。一般情况下，低压配电线路的供电半径，在市区中心一般不宜大于100m，繁华地区不大于150m，农村配电网最大供电半径不大于500m。若因条件限制，配电线路供电半径已确定，可采用允许电压降计算原理进行校验，以便确定正确的配电线路的供电半径。第一节现场勘测三、配电线路杆型选择及杆顶设计

根据现场状况，在线路中选择不同类型的电杆及杆顶设计，以满足不同要求。配电线路杆型选择及杆顶设计.

第二节设计图绘制

一、配电线路设计图纸

1．设计说明应填写的基本内容

(1)设计依据。(2)设计主要内容。(3)主要工作量。(4)一般要求。(5)特殊要求。2．对线路设计图纸的基本要求平断面图实例

图6—1平面图实例

第一节现场勘测

2．对线路设计图纸的基本要求

第二节设计图绘制

第三节导线选择

配电线路导线选择，关系到线路的运行质量和运行的可靠性。导线选择必须考虑的因素很多，如气象条件、导线比载、导线荷载、档距、导线弛度和导线长度和导线的应力等。一、基础知识二、导线截面的选择三、架空配电线路电气计算四、配电线路的接线方式和导线排列设计第三节导线选择

一、基础知识电力架空线路是在大气中运行的，作用在架空线上的力和力矩，都和气象条件密切有关。为此，在进行导线选择设计时必须考虑以下因素。１．气象条件２．比载3．档距4．导线长度和弛度的计算5．导线选择设计的安全系数选取基本要求第三节导线选择

1气象条件气象条件（气温、风速和覆冰厚度），是电力线路计算的重要因素，一般根据沿线的气象资料（采用15年一遇的数值）和附近已有线路的运行经验确定。第三节导线选择

2、导线比载即平均折算到导线单位长度、单位面积上的荷载，与导线材料及所在地区气象条件有关，是导线受力计算的必要条件。(1)自重比载（2）覆冰比载（3）自重、覆冰总比载（4）风压比载（5）有覆冰时，风压比载6）综合比载（7）导线荷载第三节导线选择

２．比载第三节导线选择

2、比载第三节导线选择

4．档距

直线杆塔档距（简称直线档距），是相邻两个杆塔中心轴线间的水平距离。耐张杆塔档距（又称耐张段长度），是相邻两个耐张杆塔之间的水平距离。在一个耐张段中有许多档距，这些档距连接在一起，称连续档。第三节导线选择4．档距第三节导线选择

4．档距代表档距，又称规律档距，是指各个耐张段中各档距大小不等的情况下具有代表性的档距，在此档距情况下，全耐张段中所有的导、地线应力被认为是相同的。代表档距的计算第三节导线选择4、档距第三节导线选择4．导线长度和弛度的计算

第三节导线选择

5、导线选择设计的安全系数选取基本要求

铝绞线、钢芯铝绞线的允许最小安全系数，规程规定一般地区为2.5，重要地区为3，实际都大于3；铜绞线规程规定一般地区为2，重要地区为2.5，实际也都在2.5～5之间。

有关资料，建议取安全系数为4～5为宜。第三节导线选择

6．导线的应力与导线状态方程悬挂于两固定点间的导线，当气象条件变化时，导线的应力亦将随之变化。为了从已知气象条件下的应力（N/mm2）求另一条件下的应力，可应用导线状态方程式来计算，即第三节导线选择7．导线应力弛度曲线和弛度表的绘制

第三节导线选择二、导线截面的选择1．按发热条件选择导线截面2．按满足机械强度条件确定导线截面3．按线路导线经济电流密度选择导线截面第三节导线选择1．按发热条件选择导线截面

第三节导线选择按发热条件选择导线截面，举例

第三节导线选择第三节导线选择

2、按满足机械强度条件确定导线截面

即导线架设在杆塔上在不断变化的气象条件中，应保证线路在电气安装和正常运行过程中导线不被拉断。第三节导线选择3．按线路导线经济电流密度选择导线截面

线路导线经济电流密度，是指单位导线截面所通过的电流值（单位：A／mm2）。它是指通过对各种经济、技术方面的比较而得出的最合理的电流密度，采用这一电流密度可使该架空线路投资、线路电能损耗、维护运行费用等综合效益都是最佳的。第三节导线选择（1）按经济电流密度选择架空线路导线截面第三节导线选择按经济电流密度选择电缆导线截面第三节导线选择第三节导线选择

第三节导线选择三、架空配电线路电气计算电压损失计算线路功率损耗计算短路电流计算配电变压器容量计算变压器熔丝选择计算第三节导线选择三、架空配电线路电气计算

1．电压损失计算2．线路功率损耗计算架空配电线路功率损耗，分理论线损耗、管理损耗，以及电力变压器功率损耗等。第三节导线选择

（2）架空配电线路中的电力变压器功率损耗3．线路短路电流计算

架空配电线路计算短路电流的目的，是为了计算出短路点的最大短路电流，用来选择线路上的电缆及高低压设备，使其满足动稳定和热稳定的要求。即，为了正确地选择配电线路的电气设备，以使电气设备有足够的动稳定和热稳定能力，以确保在短路时不致产生设备损坏。（1）线路的电抗计算（1）线路的电抗计算导线中心间几何平均距离

导线中心间几何平均距离-等边三角排列方式不等边三角排列方式（2）线路短路容量计算（2）线路短路容量计算（3）电力变压器短路容量（4）线路短路电流计算三相短路电流周期分量有效值三相短路电流周期分量有效值第三节导线选择例第三节导线选择例第三节导线选择四、配电线路的接线方式和导线排列设计

1．配电线路的接线方式和适用范围配电线路结线图(a)(b(c)(d)(e)(f)图6—2配电线路结线图第四节电杆选型与杆顶组装图设计第四节电杆选型与杆顶组装图设计一、电杆选型二、杆顶组装及电杆安装设计举例第四节电杆选型与杆顶组装图设计2．导线的排列设计对于3~10kV架空配电线路的导线，一般采用三角形排列；多回路线路的导线，一般采用的是三角、水平混合排列或垂直排列；低压配电线路的导线一般采用水平排列。3．架空配电线路的电气安全距离设计规定第四节电杆选型与杆顶组装图设计二、杆顶组装及电杆安装设计举例第四节电杆选型与杆顶组装图设计一、电杆选型1．选用电杆要求

图6—310kV装开管直线耐张杆（0.4kV直线杆）组装图二、杆顶组装及电杆安装设计举例图6—410kV三角排列转角杆（0.4kV水平排列单回路耐张杆）组装图二、杆顶组装及电杆安装设计举例

图6—510kV单回路大转角耐张杆（0.4kV转角耐张杆）组装图杆顶组装及电杆安装设计举例

图6—610kV双回路双横担直线杆（0.4kV耐张杆）组装图图6—710kV单回路终端杆（电缆+开关）{0.4kV终端杆}组装图杆顶组装及电杆安装设计举例

图6—810kV鼓型双回路十字转角耐张杆（0.4kV转角耐张杆）组装图第五节电杆受力计算一、基础受力计算二、直线电杆受力计算三、抱箍受力及强度计算五、电杆横担受力计算第五节电杆受力计算

一、基础受力计算1、底盘2、卡盘3、拉线盘电杆安装卡盘后作用力分布图

第五节电杆受力计算一、基础受力计算3、拉线盘的拉力与拉线盘的自重力有关图6—13拉线盘计算受力图第五节电杆受力计算二、直线电杆受力计算1．直线杆的受力计算一根导线上的风压电杆上的风压2．电杆中弯矩的确定第五节电杆受力计算2．电杆中弯矩的确定

电杆的危险断面在埋深的1/3位置因此，要对A－A断面进行强度计算。由导线及电杆上风压所产生的弯曲力矩：第五节电杆受力计算2．电杆中弯矩的确定第五节电杆受力计算二、抱箍受力及强度计算

在配电线路中，直线杆塔上的拉线抱箍（见图6—15），除必须依靠固定螺栓紧紧的固定于电杆上承受来紧外，还要承受拉线对它的剪力。1．直线杆塔上的拉线抱箍受力第五节电杆受力计算2．电杆中弯矩的确定

2．抱箍本体强度的计算第五节电杆受力计算抱箍的受力第五节电杆受力计算3．特殊杆型上的抱箍受力及强度计算

简易变压器台及台方强度计算1—台方；2—穿心螺丝（木杆使用）；3—托梁抱箍（水泥杆使用3．特殊杆型上的抱箍受力及强度计算第五节电杆受力计算第五节电杆受力计算2．穿心螺栓的强度计算第五节电杆受力计算3．托梁抱箍和水泥杆的摩擦力托梁抱箍在电杆上的固定受力情况第五节电杆受力计算3．抱箍固定螺栓与抱箍强度计算（1）抱箍固定螺栓强度计算（2）抱箍本体强度计算第五节电杆受力计算（2）抱箍本体强度计算当抱箍钢板的厚度比较小时，在紧固螺栓时，抱箍柔软而均匀地抱紧电杆。

第五节电杆受力计算（1）抱箍固定螺栓强度计算第五节电杆受力计算

（2）抱箍本体强度计算

第五节电杆受力计算三、电杆横担受力1．横担设计常识2．直线杆塔上横担强度验算3．耐张杆塔横担强度验算4．杆塔横担尺寸结构设计图例第五节电杆受力计算1．横担设计常识常用（部分）铁横担、抱箍、角戗、连板、立铁等

图6—22102角铁横担图（∟632×6×850）图6—23104角铁横担图[（∟632×6×1800）反正]图6—24235连板图（—65×6×830）图6—25123、124、125角戗图[（∟502×5×L）反正]

直线杆塔横担作用力分部情况2．直线杆塔上横担强度验算

直线杆塔上的横担，在远离杆塔中心的横担一端，主要承受的垂直(铅直)荷载。混凝土电杆，根据结构的不同分固定横担、转动横担和压屈横担。高压（35~110kV）配电线路，多采用转动横担。第五节电杆受力计算3．耐张杆塔横担强度验算转角杆塔主要除要承受导线张力产生弯曲力矩之外，还有横担和导线的重量所引起的弯曲力矩。但耐张横担主要承受的作用力还是导线张力，而导线和横担重量所引起的弯曲力矩比起导线张力所引起的弯曲力矩要小得多而将其忽略掉。如果线路挡距和导线较大时，可以用横担拉筋补强之。（1）角钢和槽钢横担的强度计算（2）组合横担的强度计算（3）耐张横担、转角杆横担强度计算（4）横担桁架杆件的截面选择图6—28横担两头铰链连接第五节电杆受力计算3．耐张杆塔横担强度验算第1章配电网及配电线路构成3．耐张杆塔横担强度验算

(b)图6—29耐张横担(a)35kV桁架式角钢横担（单线图）；(b)耐张横担受力分析(a)第1章配电网及配电线路构成转角杆横担，当导线在转角杆处，其跳线要向内角位移（图6—30）。当转角杆横担是按直线耐张杆横担标准设计，则跳线对电杆的距离，就会产生电杆在跳线外角的距离增大，电杆在跳线内角的距离减小的现象，可能使限距不够，造成事故。图6—30跳线在转角杆上的内角位移第1章配电网及配电线路构成

3．耐张杆塔横担强度验算(a)第1章配电网及配电线路构成3．耐张杆塔横担强度验算第五节电杆受力计算

10kV上字形上横担加工图

4．杆塔横担尺寸结构设计图例第1章配电网及配电线路构成第一节

配电网络的含义与分类一、配电含义二、配电网分类三、配电网的基本结构和接线方