1、 110kV输电线路设计应用 摘要本设计讲述了架空输电线路设计的全部内容,主要设计步骤是按架空输电线路设计书中的设计步骤,和现实中的设计步骤是不一样的。本设计包括导线、地线的比载、临界档距、最大弧垂的判断,力学特性的计算,定位排杆,各种校验,代表档距的计算,杆塔荷载的计算,接地装置的设计,金具的选取。在本次设计中,重点是线路设计,杆塔 定位和基础设计,对杆塔的组立施工进行了简要的设计,还简单地设计基础并介绍基础施工。关键词: 导线 避雷线 比载 应力 弧垂 杆塔定位。VI110kV transmission line design applications Abstract: This des
2、ign tells the story of the entire contents of the overhead transmission line design, the main design steps overhead transmission line design book design steps is not the same, and the reality in the design steps. The design includes wire ground than overload, Critical Space, the calculation of the m
3、aximum sag judgment, the calculation of the mechanical properties, locate the row of rods, various check, on behalf of span, tower load calculation, design of the grounding device fittings selection. In this design, the focus is on the circuit design, tower positioning and basic design, assembly and
4、 construction of the tower a brief design, simple design and describes the foundation construction. Key words: lead Lightning conductor Than set out in tension Sag Pole Tower目 录前 言VII第一章 输电线路的基本知识11.1输电线路的分类11.2架空输电线路结构组成和作用21.3 输电线路施工图4第二章 导线选取72.1导线截面的选择72.2导线截面的校验82.3避雷线的选择92.4本章小结9第三章 导线、避雷线应力弧垂
5、分析103.1架空线路的比载计算103.2导线许用应力计算133.3导线最大弧垂计算143.4本章小结21第四章 金具和绝缘子的选择244.1绝缘子的选择和计算244.2绝缘子串的组装254.3 杆塔的选择284.4弧垂曲线模板及其选用284.5排定杆塔304.6弧垂曲线模板的制作304.7水平档距和垂直档距的计算及高差的测量314.8本章小结31第五章 杆塔外形的确定245.1铁塔的结构形式245.2杆塔外形尺寸的确定255.3本章小结34第六章 杆塔荷载及强度校246.1荷载种类及计算条件246.2 各种档距的确定266.3荷载确定及荷载图26第七章 防振设计347.1防振判断及防振措施选
6、择347.2 防振装置的安装设计34第八章 接地设计348.1 接地设计的条件及相关规定348.2 接地装置的形式选择358.3 接地装置工频接地电阻的计算36第九章 杆塔基础设计379.1塔基础承受以下几种荷重:379.2基础型式的选择379.3常用基础的特点379.4常用基础技术分析409.5基础选型结论409.6简述特殊塔位基础41结论36致 谢37参考文献37前 言众所周知,电能在现代社会里已成为国民经济发展和提高人民生活水平必不可少的能源。电气化的水平标志着现代社会的现代水平。电力作为一个国家的经济命脉不论是对于国家的各种经济建设还是对于普通老百姓的生活都起着至关重要的作用,而输电线
7、路则是电力不可缺少的一个组成部分。目前我国 大部分地区都面临着缺电这一问题,国家正在加紧电网建设,许多地方新建和改建了一批输电线路,输电线路的规划设计也就相当重要了,输电线路工程设计是电力建设的重要组成部分,同时也对输电线路正常运行起着决定性作用。本文针对一条具体的输电线路110kV某输电线路进行了设计,其中包括比载、临界档距、应力弧垂、安装弧垂的计算,排定杆塔位置,进行各种杆塔定位校验,进行防振设计,选择接地装置,杆塔地基基础设计等,涵盖了输电线路的设计、施工等方面的内容。第一章 输电线路的基本知识1.1输电线路的分类输电线路分类方法很多,按输送电流的种类,可分为交流输电线路和直流输电线路,
8、按线路架设材料不同,可分为架空输电线路和电缆输电线路。一般主要按电压等级和回路数分类。1.1.1电压分级 按线路电压分类输电线路按电压等级分为 35kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV 输电线路。其中,330kV、500kV、750kV、称为超高压输电线路,1000kV称为特高压输电线路。1.1.2 按杆塔上的回路数目分类 (1)单回路线路杆塔 杆塔上只有三相导线及架空地线的送电线路,称为单回路线路。(2)双回路线路 杆塔上有两回三相导线及架空地线的送电线路,称为双回路线路。另外,亦 有双回路分杆(塔)并行的送电线路。(3)多回路线路杆塔上有三回及以上
9、的三相导线和架空地线的送电线路,称为多回路线路。1.1.3 按杆塔材料分类(1)铁塔线路:整条送电线路以角钢或钢管组合的铁塔作支持物。这类线路耗用的钢材比较多,使用土地面积少,整齐美观,使用年限较长。(2)混凝土杆线路:整条送电线路以钢筋混凝土电杆作支持物,一般有分段焊接式和分段焊接与整根拔梢式的钢筋混凝土电杆两种。混凝土电杆可以节约大量钢材,但拉线杆占地多,且施工运输不便。(3)钢管杆送电线路:钢管杆指送电线路以分段连接的锥形钢管单杆作支持物。它占地少,美观, 便于在市区内架设。(4)混合式杆塔送电线路:混合式杆塔送电线路是指电力线路的支持物包括有铁塔、混凝土杆、钢管杆或钢管组合塔等组成的线
10、路。1.2架空输电线路结构组成和作用架空输电线路主要有基础、杆塔、导线、避雷线、绝缘子、金具及接地装置 等部件组成。导线用来传导电流,输送电能。地线是当雷击导线时把雷电流引入大地,以保护线路绝缘免遭大气过电压的破坏。杆塔用来支 撑导线和地线,并使导线和导线之间,导线和地线之间,导线和杆塔之间以及导 线和大地、公路、铁轨、水面、通信线路等被跨越物之间,保持一定的安全距离。 绝缘子是用来固定导线,并使导线与杆塔之间保持绝缘状态。金具在架空送电线 路中主要用于支持、固定、连接、接续、调节及保护作用。拉线是用来加强杆塔 基础的强度,承担外部荷载的作用力,以减少杆塔的材料消耗量,降低杆塔的造价。 杆塔基
11、础是将杆塔固定于地下, 以保证杆塔不发生倾覆。1.2.1杆塔基础 杆塔的地下部分,用于稳定杆塔的装置叫基础。基础的作用是将杆塔、导地线荷载传到土壤,并承受导地线、断线张力等所产生的上拔、下压或倾覆力。杆塔基础分为电杆基础和铁塔基础两大类。电杆及拉线宜采用预制装配式基础。铁塔宜采用现浇钢筋混凝土基础。有条件时,应优先采用原状土架空输电线路结构基础。包括有岩石基础、机扩桩基础、掏挖(半掏挖)基础、爆扩桩基础和钻孔桩基础等。1.2.2杆塔 杆塔是用来支持导线和避雷线及其附件的支持物,以保证导线与导线、导线与地线、导线与地面或交叉跨越物等有足够的安全距离。(1)杆塔的分类按杆塔在线路上的作用和受力分,
12、杆塔可分为直线杆塔、承力杆塔和特种杆塔。直线杆塔:以悬挂的方式支承导、地线,支承导、地线的重力及作用于它们上面的风力,但不承受导、地线张力的杆塔,且布置在线路直线上。直线杆塔又称中间杆塔,可分为普通直线杆塔、换位直线杆塔和跨越直线杆塔。 (2)承力杆塔:以锚固的方式支持导、地线,除支承导、地线的重力和风力外,还承受导、地线张力的杆塔。承力杆塔可分为以下几种:1)耐张杆塔,作用是对线路分段,承受断线张力,控制事故范围,同时便于施工与检修。2)转角杆塔,用于线路转角处,在正常情况下承受导地线转角合力,事故 断线情况下承受断线张力。3)终端杆塔,用于线路起止两端,允许带有转角和符合耐张杆塔受力条件,
13、且经常承受导地线一侧张力。 (3)特种杆塔:1)分歧杆塔,用于线路中间需要分歧的地方。2)耐张换位杆塔,用于线路换位处。3)耐张跨越杆塔,用于线路有河流、特大山谷、特高交叉物等地方。 悬垂转角杆塔。以悬挂方式支持导地线,杆塔布置在线路的转角处。1.2.3常规杆塔型号表示方法:(1)按杆塔用途分类代号含义:Z直线杆塔,D终端杆塔,ZJ直线转角杆塔,F分支杆塔,N 耐张杆塔,K跨越杆塔,J转角杆塔,H换位杆塔。(2)按杆塔外形或导线布置型式代号含义 S上字型,SZ正伞型,C叉骨型(鸟骨型),SD倒伞型,M猫 头型 ,T田字型,VV 字型,W王字型,J三角型 ,AA 字型,G 干字型, Me门型 Y
14、羊角型,Gu鼓型,B酒杯型。(3)杆塔材料和结构代号含义: G钢筋混凝土电杆,T自立式铁塔,X拉线式铁塔 (4)分级代号含义 同一种杆塔型式按荷重不同进行分级,其分级代号用角注 1、2、 3表示。(5)高度代号含义 杆塔高度是指横担对地面的距离(m),称为呼称高,一般用数字表示。(6)铁塔型号表示方法:铁塔型号由字母及数字共六个部分组成,例:220 Z B T-33,表示该塔为220k直线酒杯型自立铁塔,第一级呼称高33m。(7)钢筋混凝土杆型号表示方法钢筋混凝土电杆型号与铁塔型号的表示方法基本相同,通常不写出线路电压等级的代号。例:NMeG3-21,表示无拉线耐张门型钢筋混凝土电杆,第二级呼
15、称高为 21m。1.3 输电线路施工图输电线路施工图是各项设计原则和设计思想的具体体现,是从事输电线路施工的依据,也是从事输电线路运行和检修的重要技术指标。一般来讲,输电线路施工图有以下六部分。1.3.1总体部分总体部分包括线路路径图 杆塔一览图及杆塔使用条件一览表 线路杆塔明细表 线路平断面图 线路换位图及与通信线路平行关系图等。(1) 线路路径图。 它是通过测量最终确定的线路走向图,一般绘于五万分之一或十万分之一地形图上,图上绘出了线路起点 终点 转角度数和中间经过位置。它对线路施工中的器材堆放 运输和工地布置以及线路运行中巡线和检修工作安排能起指导作用。(2) 杆塔一览图及使用条件一览表
16、。它给出了全年所使用的杆塔型号 高度及使用条件,并给出了全线所使用各种型号杆塔的数量。(3) 线路杆塔明细表。它是全线情况的概况,它按杆塔编号逐号写出杆塔 裆距 导地线 附件 接地装置 基础 交叉跨越等的简要,是分析全线概况 进行施工测量和施工的重要技术文件,其示例如表1-24所示。(4) 线路平断面图。设计根据平断面图定出干他的位置 型号 高度 基础施工基面和土石方开挖量。施工参照平断面确定放线位置 紧线位置 弧垂观测档;按照交叉跨越物的垂直距离对照现场情况,在放线 紧线过程中采取保护措施,并在施工后作为检查依据。(5) 线路换位图。 在导线的各种排列方式中,除等边三角形排列外,其他排列方式
17、均不能保证倒显得线距间距离相等,从而三相倒显得电感 电容及三相阻抗都不相等,造成三相电流的不平衡。这种不平衡对发电机 电动机和电力系统的运行以及输电线路附近的弱电线路均会带来一系列的不良影响。为了避免这些影响,各相导线应在空间轮流交换导线的位置,以平衡三相阻抗。经过完全换位的线路,其各相导线在空间每一位置的各段长度之和相等。进行一次完全换位通常称为完成了一个换位循环。在中性点直接接地的电力网中,当线路长度在100200km之间,一般应有一个换位循环;线路长度大于200km,则一般宜安排两个或多个换位循环。线路如有换位,应有设计部门提供线路换位示意图和换位安装图。(6)与通信线路平行关系图。测量
18、邻近如有通信线路,则应有与通信线路平行关系图和通信线保护图。1.3.2导、地线部分导、地线部分包括导线、避雷线机械特性曲线图、安装曲线图和特殊耐张段安装表等。这些图表示施工人员进行导线和避雷线的紧线安装时,确定观测弧垂的依据,同时也是进行验收和运行检查的依据。1.3.3杆塔部分杆塔部分主要有杆塔加工图和组装图。加工图供杆塔制造厂按图加工,组装图供现场施工人员进行组装。1.3.4基础部分基础部分包括基础施工图和基础配置表。1.3.5绝缘子 金具部分输电线路绝缘子、金具及附件的组装方式,只要线路上有的都应有组装图,如悬垂绝缘子串组装图、耐张绝缘子串组装图、防振锤安装图等,以便施工时应用。1.3.6
19、接地部分由于输电线路杆塔形式不同,经过地区的土壤电阻率不同,接地装置的形式也将不同。设计部门根据具体情况,选择了相应的接地装置型号,并提出了相应的要求。28第二章 导线选取一般对于区域性架空线路,首先是按经济电流密度选择导线截面,再校验导线热稳定条件、电压损耗、电晕条件、机械强度条件。而对于地方性架空线路,首先按电压损耗来选择导线截面,然后再校验其他条件。2.1导线截面的选择架设新建的110kV高压架空线路由110kV变电站线路出线侧构架起,到110kV变电站进线构架止,全线采用铁塔单回架设,全长1.5kM,全线沿途地形基本以平原为主,所以导线选择LGJ型。采用经济电流密度选择导线截面,可以使
20、线路运行有最好的经济效果。对于各种电压等级的电力线路一般都可按经济电流密度选择其导线截面,根据给定的线路在正常运行方式下的最大负荷电流Ij和最大负荷利用小时数,即可按经济电流密度J计算出导线的经济截面Sj。假设A站当前最大负荷为80MW,待建110kV线路设计水平定为5年,年平均负荷增长率为9.25%。即MW即MW根据软导线经济电流密度图(图2-1),确定JecTmax=3500H,查表得Jec=1.35图2-1 软导线经济电流密度表mm2另外,一般地区选用铝钢截面比为5.38.3的钢芯铝绞线,重冰区或大跨越地段可选用铝钢截面比小于4.5的钢芯铝绞线,以提高机械强度。该地段不属于重冰区或大跨越
21、地段,经过计算得:LGJ-240/40负荷要求,铝钢截面比为6.1导线LGJ-240/40参数如表2-1所示:表2-1 导线LGJ-240/40参数S (mm2)D(mm)q(kg/km)( kg/mm2) (1/)E(kg/mm2)(mm2/N)277.7521.66964.32919*10-6800012.755*10-62.2导线截面的校验2.2.1电晕验算电晕校验。电晕现象的发生和大气环境及导线截面有关,为了降低能量损耗,防止产生电晕干扰,按规程规定,海拔不超过1000m的地区,对于110kV及以上电压等级的线路,应按电晕条件校验导线截面,所选导线的直径不小于表2-2所示数值。表2-2
22、不必验算电晕的导线(适用于海拔小于1000m的地区)额定电压(kV)110220330500导线外径9.621.32*21.33*27.44*23.7相应导线型号LGJ-50LGJ-240LGJ-240*2LGJQ-400*3300*42.2.2机械强度验算机械强度校验。为了保证电力运行安全可靠,一切电压等级的电力线路都要具有必要的机械强度。对于跨越铁路,通航河流和运河、公路、通讯线路和居民区的线路,其导线截面应不小于35mm2。通过其他地区的线路最小允许截面:35kV以上线路为25mm2,35kV以下线路为16mm2,任何线路都不许使用单股导线。2.3避雷线的选择对于各级电压线路架设避雷线的
23、要求有如下规定:1)330kV及500kV线路应沿全线架设双避雷线。2)220kV线路应沿全线架设避雷线。在山区,宜架设双避雷线,但少雷区除外。3)110kV线路一般沿全线架设避雷线。在雷电活动特殊强烈地区,宜架设双避雷线。在少雷区或运行经验证明雷电活动轻微地区,可不沿全线架设避雷线,但应装设自动重合闸装置。按规程规定,避雷线与导线配合,应符合表2-3的要求。表2-3 常用导线和避雷线配合表导线型号LGJ-35LGJ-50LGJ-70LGJ-95LGJ-120LGJ-150LGJ-185LGJQ-150LGJQ-185LGJ-240LGJ-300LGJQ-240LGJQ-300LGJQ-400
24、LGJ-400LGJQ-500及以上避雷线型号GJ-25GJ-35GJ-50GJ-70该输电线路采用单回LGJ-240/40的导线,即采用GJ-50的避雷线配合。该地区为多雷区,规定表明要全线架设双避雷线。避雷线GJ-50参数如表2-4所示:表2-4 避雷线GJ-50参数S (mm2)D(mm)q(kg/km)( kg/mm2) (1/)E(kg/mm2)(mm2/N)49.59.0423.712011.5*10-61813005.63*10-72.4本章小结本章对负荷要求,计算、选择出导线,再有导线和避雷线的配合要求,选出避雷线。在下章中进行导线和避雷线的机械计算,为下面的杆塔外型计算做准备
25、。第三章 导线、避雷线应力弧垂分析3.1架空线路的比载计算在进行架空线路的机械计算时,首先需要进行计算其机械荷载(简称荷载)。具体计算式,机械荷载常用“比载”表示,它是指单位长度和单位截面上导线所承受的机械荷载,用符号g表示,单位为N/(m*mm2)或MPa/m。作用在架空线路上的荷载有架空线的自重、冰重和架空线所承受垂直于线路方向的水平风压。因此架空线路的比载分自重比载、冰重比载和风压比载等。3.1.1自重比载G1架空线路的自重比载为: N/(m*mm2) (3-1)式中q1表示每公里导线的重量,kg/kmS表示架空线的计算总截面,即架空线实际截面,对钢芯铝绞线等复合导线为铝和钢截面之和,m
26、m2。3.1.2冰重比载G2架空线路的冰重比载为: N/(m*mm2) (3-2)式中b表示覆冰厚度,mm。d表示架空线路的计算直径,mm3.1.3垂直总比载G3垂直总比载为自重比载与冰重比载之和(见图3-1)即: (3-3)图3-1 垂直总比载示意图3.1.4风压比载G4、G5架空线路上的风压是有作用于架空线的空气动能所引起的。不覆冰的架空线路风压比载为: N/(m*mm2)(3-4)覆冰的架空线路风压比载为: N/(m*mm2) (3-5)式中V表示风速,m/s;表示风速的不均匀系数,对杆塔取1,对导线则从表3-1中查取。表3-1 风速不均匀系数设计风速(m/s)V2020V3030V35
27、V351.00.850.750.7式中C表示体形系数,采用下列数值:线径d17mm,取1.2;线径d17mm;取1.1,覆冰时(不论线径大小),取1.2;F表示在线路垂直方向的受风面积,表示风向与线路轴线的水平夹角,计算风压比载时一般取=90;L表示档距中架空线路的长度,m。3.1.5综合总比载G6、G7不覆冰的架空线路,综合总比载为自重比载g1和风压比载g4的几何和,见图3-2即: (3-6)图3-2 无冰综合比载示意图覆冰的架空线路,综合总比载为自重比载g3和风压比载g5的几何和,见图3-3即: (3-7)图3-3 覆冰综合总比载示意图分别列出已知条件,气象、导线和避雷线参数,见表3-2表
28、3-2气象、导线和避雷线参数Vmax(m/s)V冰(m/s)b(mm)t冰()tmax()tmin()tP()251010-540-515S (mm2)D(mm)q(kg/km)( kg/mm2) (1/)E(kg/mm2)(mm2/N)277.7521.66964.32919*10-6800012.755*10-649.59.0423.712011.5*10-61813005.63*10-7LGJ-240/40的比载:GJ-50的比载:3.2导线许用应力计算根据运行的可靠性要求,导线的最大应力不应超过导线材料的许用应力。在工程力学中,导线的许用应力按下式计算: (3-8)式中:为导线的瞬时破
29、坏应力,N/mm2,对于各类钢芯铝绞线,是指综合瞬时破坏应力,可从架空线路的机械物理特性表中选用,见表3-3; k为架空线的安全系数。表3-3 架空线路的机械物理特性架空线路种类瞬间破坏应力(N/mm2)弹性模数(N/mm2)线膨胀系数(1/)比重钢芯铝绞线LGJ-70及以下LGJ-95400264.6284.27.84*10419*10-6-轻型钢芯铝绞线LGJQ-150300LGJQ-400700245235.27.25*10420*10-6加强型钢芯铝绞线LGJJ-150240LGJJ-300400303.8313.68.13*10418*10-6铝绞线7股股径3.5mm股径3.5mm1
30、47137.25.88*10423*10-62.719股股径3.5mm股径3.5mm147137.25.59*10437股137.25.59*10461股132.35.39*104镀锌钢绞线117618.13*10411.5*10-67.8110750kV架空线路设计技术规程规定,送电线路导线的设计安全系数不应小于2.25,一般k=2.5,架线安装时不应小于2.0。 避雷线的安全系数宜大于导线的安全系数。则导线的许用应力为LGJ-240/40的安全系数k=2.5.则:最大使用应力GJ-50安全系数k=3.0,则:最大使用应力3.3导线最大弧垂计算为了保证架空线路长期安全运行,出应使在不超过强度
31、许用应力外,还应具有足够的耐振能力,使导线不致因振动引起断股或短线。前者称为强度条件,后者称为耐振条件。架空线路的耐振能力决定于年平均运行应力的大小,年平均运行应力即年平均气温时的应力,它的最大允许值见表3-3。强度条件要求架空线路在任何气象条件下的应力,不超过强度许用应力;耐振条件要求架空线路在年平均气温下的应力,不超过规定的平均运行应力的上限。强度条件和耐振条件同时考虑时,最大使用应力控制气象条件的确定须借助于临界档距来判别。考虑耐震条件时架空线的计算,最大弧垂只可能在最高气温或覆冰无风时出现,气候条件控制气象条件属于第二类气象区,这时的控制气象条件有四个,分别是最低气温、最大风速、覆冰、
32、年平均气温。临界档距共有六个,分别为四个控制气象条件两两之间的临界档距。考虑耐振条件后,任两种气象情况的临界档距可根据状态方程式导出,计算公式为: (3-9)式中:、表示某两种气象情况下的最大使用应力(强度许用应力或平均运行应力上限); 、表示某两种气象情况下的比载; 、表示某两种气象情况下气温。由输电线路设计基础可知采用防振锤(阻尼线)或另加护线条的架空线平均运行应力的上限为瞬时破坏应力的25%。规程规定:导线和避雷线的平均运行应力的上限和相应的防振措施,应符合表3-4的要求。表3-4架空线路的平均运行应力的上限与防振措施情况防振措施平均运行应力的上限(瞬时破坏应力%)LGJGJ档距不超过5
33、00m的开阔地区不需要1612档距不超过500m的非开阔地区不需要1818档距不超过120m不需要1818不论档距大小扩线条22-不论档距大小防振锤(阻尼线)或另加护线条2525LGJ-240/40的年平均运行应力上限为:GJ-50的年平均运行应力上限为:3.3.1确定临界档距列出各控制状态的应力,按g/由小到大排列出A、B、C、D,分别计算出计算临界档距LLAB、lLBC、lLCD、lLAC、lLAD、lLBD,列出关系表,画出逻辑图。确定临界档距。LGJ-240/40的各控制状态的应力,见表3-5表3-5 LGJ-240/40的各控制状态的应力参数最低气温最大风速最大覆冰年平均气温最大使用
34、应力(N/mm2)113.68113.68113.6871.05比载()(N/m*mm2)34.023944.02766.5634.0239气温()-510-515g/()0.2990.3870.5860.479顺序编号ABDC计算临界档距LLAB、lLBC、lLCD、lLAC、lLAD、lLBD 有效临界档距判别:1、看A栏中有无0或虚数值,如有,则该栏没有有效临界档距;2、若A栏值均大于0,则三者中的最小值是A栏的有效临界档 距,另外两个舍去;3、用同样的方法判别B栏;4、若A栏确定的有效临界档距为lLAC,则B栏被隔越,即B栏没有有效临界档距,转至C栏进行判断;5、若A栏确定的有效临界档
35、距为lLAD,则B、C栏均被隔越;6、若B栏确定的有效临界档距为lLBD,则C栏被隔越。列表得出控制结果,见表3-6表3-6 控制条件确定A(舍去)B(舍去)C(取值) 336.5 i 0 ii 179.8由控制条件列出结果判断图,见图3-4图3-4 控制条件结果判断图GJ-50的各控制状态的应力,见表3-7表3-7 GJ-50的各控制状态的应力参数最低气温最大风速最大覆冰年平均气温最大使用应力(N/mm2)382.82382.82382.82287.1比载()(N/m*mm2)85.97112.62199.9085.97气温()-510-515g/()0.2250.2940.5220.299
36、顺序编号ABDC计算临界档距LLAB、lLBC、lLCD、lLAC、lLAD、lLBD 列表得出控制结果,见表3-8表3-8 控制条件确定A(舍去)B(取值)C(舍去) 288.5i 0ii 197.6(取值)由控制条件列出结果判断图,见图3-5图3-5控制条件结果判断图3.3.2导线应力和最大弧垂悬挂于两悬点间的一档导线,当气象条件发生变化,即导线上作用的荷载或环境温度发生变化时,导线线长会随之发生变化,进而引起导线的应力、弧垂发生相应的变化。我们用导线的状态方程把这一变化过程计算、表示出来。当某一气象条件(比载、气温)下的应力为以知,欲求得另一气象条件(比载为g、气温为t)下的应力时,即可
37、用下式: (3-10)导线的状态方程是以为未知数的一元三次非齐次方程,除以外,其他参数均为已知数。则可简写成下式: (3-11)或 (3-12)式中 (3-13) (3-14)再配合任意弧垂点公式即可求出应力和弧垂,弧垂公式如下: (3-15)因为该气候区属于第二气候区,所以最大弧垂有可能出现在:覆冰、无风和最高气温,两种条件下。LGJ-240/40中,当L179.8m时,受年平均气温控制,=71.05 N/mm2,t=15; 当L179.8m时,受最大覆冰控制,=113.68 N/mm2,t=-5。因为不受最高温度和覆冰无风控制,所以每档的应力弧垂必须通过导线的状态方程求出,再用弧垂公式得出
38、最大弧垂。下面以档距为50m,0为例。代入数据化简得:解得: 即以下以每50m为一个档距,一直到档距为500m,列出导线LGJ-240/40的弧垂,详细见表3-9,安装曲线见图3-6:图3-6应力弧垂曲线表3-9 导线LGJ-240/40弧垂表L179.8m年平均气温控制档距(m)-50510152025303540500.1058020.1142620.1241330.1357710.1496480.1663890.1868070.2119230.2428970.2807861000.43470.4679870.505910.5491940.5985910.6547840.7182650.7
39、891670.8671280.9512431501.0173131.0887661.1673761.2533951.346831.4473831.5544341.6670731.7841841.904561L179.8m最大覆冰控制档距(m)-505101520253035402001.4171111.4964771.5825931.6758191.7764041.8844451.9998462.1222942.2512572.3860022502.2242722.3382462.4596622.5885192.724662.8677663.0173523.1727893.3333263.49
40、81343003.2178683.3670743.5234633.6867023.8563344.0317884.2123984.3974384.5861454.7777513504.3997464.5829624.7724284.9676115.1679015.372645.581145.7927076.0066616.2223484005.7710635.9859096.2057276.4299086.6578226.8888337.1223167.3576687.5943237.8317554507.3324027.5759167.8230378.0731768.3257588.5802
41、268.8360539.0927479.3498569.6069695009.083939.3529839.6243569.89753610.1720310.4473910.7231910.9990411.274611.549543.4本章小结本章计算了导线和避雷线的比载,应力和最大弧垂等等,基本这些都是为了检验导线的机械性能,下章选择金具和绝缘子,目的得出外塔外型尺寸参数。第四章 金具和绝缘子的选择输电线路主要由杆塔、导线、地线、绝缘子、金具等组成。将杆塔、导线、地线和绝缘子连接起来所用的金属零件,统称为金具。按其性能、用途大致可分为悬垂线夹、耐张线夹、联结金具、接续金具、保护金具和拉线金具
42、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。4.1绝缘子的选择和计算4.1.1绝缘子片数计算直线杆塔上悬垂绝缘子串的绝缘子数量,应按表4-1所列数量选用。表4-1直线杆塔上悬垂绝缘子串的绝缘子数量电压(kV)3560110154220330500绝缘子数量XP-7035710131928表4-1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。耐张绝缘子串的绝缘子数量应比悬垂绝缘子串的同型绝缘子多一个,既为8个4.1.2绝缘子串数计算根据GB 50545110750kV架空送电线路设计技术规程的规定,绝缘子机械强度的安全系数,不应小于表4-2的数值。表4-2 绝缘子机械强度的安全系数绝缘子种类运行程况短线程况瓷横担3.02.0悬式绝缘子2.01.3悬式绝缘子的串数:因此,悬式绝缘子的串数取一串;各绝缘子的参数见表4-3:表4-3 绝缘子参数产品型号XP-70CXP-70TXP-100XWP2-70XWP2-70CXHP-70主要尺寸公称结构高度H146146146146146146瓷件公称盘径D255255255255255255连接形式标记1616161616C16最小公称爬电距离