输电线路毕业设计

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毕业设计(论文)

课 题 名 称 学 生 姓 名 学 号 系、年级专业 指 导 教 师 职 称

2014年 4 月 21 日

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摘 要

初步设计是工程设计的重要阶段，主要的设计原则都在初步设计中加以明确。本设计包括导线和地线的比载计算、临界档距判定、应力曲线和安装曲线绘制、导线防振设计、杆塔选型、杆塔基础设计、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，杆塔选型和基础设计，对杆塔的组立进行了简要的设计。

关键词： 导线；避雷线；比载；应力；弧垂；杆塔定位

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Abstract

The preliminary design is an important stage of engineering design, the main design principles are addressed in the preliminary design. This design includes wire and ground wire than load calculation, judgement of critical span, stress curve and curve drawing, installation wire vibration control design, selection of tower, tower foundation design, on behalf of the calculation of span, tower load calculation of grounding device design, selection of hardware. In this design, with a focus on the circuit design, selection of the tower and foundation design, the design of tower group made a brief.

Key words: conductor; Ground wire; Than the load; Stress; HuChui; Tower positioning

Ⅱ

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目 录

摘要 ..................................................................................................................... Ⅰ Abstract ................................................................................................................ Ⅱ 1 原始资料介绍 ................................................................................................... 1 1.1设计情况 ......................................................................................................... 1 1.2工程地质及地形情况 ..................................................................................... 1 1.3设计气象 ......................................................................................................... 2 1.4导线与地线 ..................................................................................................... 2 2 导地线的力学计算及曲线绘制 ....................................................................... 5 2.1导线力学计算及曲线绘制 ........................................................................... 5 2.2 地线力学计算及曲线绘制 .......................................................................... 11 3导线的防振设计 .............................................................................................. 18 3.1 微风振动的形成 .......................................................................................... 18 3.2 导线的振动方程 .......................................................................................... 18 3.3 影响导线振动的因素 .................................................................................. 18 3.4 防振措施 ...................................................................................................... 20 3.5 防振锤选取与安装 ...................................................................................... 20 4 杆塔型式的选择 ............................................................................................. 23 4.1 杆塔塔型选择的要求 .................................................................................. 23 4.2 杆塔在线路中的分类和用途 ...................................................................... 23 4.3 钢筋混凝土电杆 .......................................................................................... 24 4.4 杆塔荷载的计算 .......................................................................................... 25 5 杆塔基础的设计 ............................................................................................. 28 5.1 杆塔基础基本要求 ...................................................................................... 28 5.2 杆塔基础的材料 .......................................................................................... 29 5.3 杆塔基础型式 .............................................................................................. 30 5.4 基础的上拔计算 .......................................................................................... 30 6 绝缘子串和金具 ............................................................................................. 32 6.1 绝缘子串的选取 .......................................................................................... 32 6.2 挂线金具 ...................................................................................................... 33

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6.3 空气间隙 ...................................................................................................... 33 7 防雷与接地 ..................................................................................................... 34 7.1 防雷设计 ...................................................................................................... 34 7.2 接地设计 ...................................................................................................... 34 7.3 避雷线绝缘设计 .......................................................................................... 35 8 导线对地和交叉跨越距离 ............................................................................. 36 参考文献 ............................................................................................................. 38 附图一 路径走向图 附图二 平断面图

附图三 导线应力弧垂曲线图 附图四 导线安装曲线 附图五 地线应力弧垂曲线 附图六 地线安装曲线

致 谢 ................................................................................................................... 39

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1原始资料介绍

1.1设计情况

（1）本工程为新建CBNS-CB110kV线路工程，起自220KVCB(城北)变电站，止于110KVCBNS风电站升压站。

（2）本工程在 20mm 冰区下导线采用 JL/G1A—300/50 型钢芯铝绞线，地线对应以上冰区采用 GJ—100 镀锌钢绞线。

（3）本工程为单回路新架线路。

1.2工程地质及地形情况

（1）CB至CBNS牧场的地貌以高山台地丘陵为主，大地构造属新华夏构造体系第三隆起地带的南端，系湘桂径向构造体系，地貌类型多样，平均海拔1760m，最高海拔1941m；地层结构较复杂，无严重的冲刷和崩滑等不良地质现象，无影响杆塔基稳定的断裂构造。

（2）沿线所经区域为构造相对稳定地块，根据1990版《中国地震烈度区划图》，沿线地震基本烈度为小于6度区；根据国家质量技术监督局2001版《中国地震动参数区划图》及《中国地震动反应谱特征周期区划图》，线路所经地区地震动峰值加速度第一段为小于0.05g，第二段为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。根据GB50260-96《电力设施抗震设计规范》中有关规定，线路不按抗震进行设计。

（3）本线路91.9%都处于丘陵或山地，8.1%处于农田中，人力运距平均约0.8km，汽车工地平均运距约30km。

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1.3气象条件

本工程根据《气象论证专题报告》以及该地区的气象资料，线路按以下气象条件进行设计，各项设计气象条件组合如下表1.3-1。 表1.3-1 设计气象条件一览表

气 象 设计工况 最高气温 最低气温 年平均气温 基本风速 设计覆冰 验算覆冰 安装情况 事故情况 大气过电压 内部过电压 雷电日(日/年) 气 温 (℃) 40 -10 15 -5 -5 -5 -5 -5 15 15 风 速 (m/s) 0 0 0 23.5 27 10 10 10 0 10 15 60 15 20 30 15 15 15 25 20 30 覆冰厚度 (mm) 0 0 0 0 30 45 0 30 0 0 40 50 40 60 50 80 40mm,50mm冰区风速取30m/s, 30mm冰区风速取27m/s, 其它取23.5m/s,

1.4 导线及地线部分

1.4.1导线、地线型号和特性

根据省院《导地线选型》报告，本工程导线按冰区采用JL/G1A-300/50型钢芯铝绞线，地线采用GJ-100型镀锌钢绞线。其机械物理特性分别见表1.4-1地线特性参数表、表1.4-2导线型号特性。

表1.4-1 地线特性参数表

项目 钢股 19/ 2.6 截面 直径 （mm2） （mm） 100.88 13 单位重量 (kg/km) 803 额定抗拉力 (kN) 115.31 弹性模量 热膨胀系数 （GPa） （1/℃） 185 11.5 GJ-100

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表1.4-2 导线型号和特性

结构根数/直径（mm） 导线型号 钢线 7/2.98 铝线 26/3.83 表面积（mm2） 钢线 48.82 膨胀系数 （1/℃） 18.9 铝线 299.54 总截面积 348.37 平均运行外径应力 （㎜） （MPa） 24.3 23.72 JL/G1A-300/50 导线型号 JL/G1A-300/50

单位质量 计算拉断力 (kg/km) (N) 1207.7 103580 铝钢比 破坏应弹性系最大使用力 数 应力 （MPa） （N/mm2） （MPa） 282.46 76000 112 6.14 1.4.2 导线、地线应力

（1）20mm冰区：在此冰区的导地线均按20mm覆冰设计，导线JL/G1A-300/50的破坏应力为282.46MPa，按新标准要求安全系数不小于2.5，即在最大运行荷重条件下，导线取设计使用应力为112.98Mpa；由于地形高差的变化较大，部分地段需放松，安全系数采用2.8，设计使用应力为100.88MPa。

（2）地线最大使用应力：按杆塔地线支架高度及导线与地线水平位移距离，在气温为15℃、无风、无冰条件下，导线与地线在档距中央的距离不小于（0.012L+1）的要求，，推算出地线设计使用应力分别为317.51MPa、300.8MPa，安全系数K=3.6、3.8。

（3）在跨越110kV线路、等级公路以及通航河流等处的交叉跨越需采用双联绝缘子串，导地线均不得接头；交叉跨越距离及要求符合有关规程的规定；线路避免跨越房屋；线路跨竹林、果树时采用高跨方式，跨成片林木时适当提高杆塔高度，尽量减少砍伐量。

1.4.3 导线、地线防振

按照设计规程规定，钢芯铝绞线年平均运行应力大于破坏应力的16%，钢绞线年平均运行应力大于破坏应力的12%，即需采取防振措施。据此，本工程拟采用防振锤防振，导线防振锤采用FR-3型，地线防振锤采用FR-2型。导线、地线防振锤安装情况如表1.4-3。

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表1.4-3 防振锤安装个数表 个数 档距(m) 型号 FR-3（导线用） FR-2（地线用） ≤350 ≤300 350~700 300~600 700~1000 600~900 1 2 3 在各档距中，导线、地线防振锤安装个数和安装距离详见《杆塔明细表》，第一个防振锤安装距离直线杆塔以导、地线与悬垂线夹分离点起算至防振锤夹板中心，耐张杆塔以压接式耐张线夹出口

点起算至防振锤夹板中心之间的距离；多个防振锤按等距离安装，要求防振锤垂直地面用螺栓紧固。导线、地线放紧线后应及时安装防振锤，以防止导线、地线因振动受伤断股。

1.4.4 导地线施工要求

导线、地线应进行外观检查，在放紧线过程中，为了避免导线、地线拖地磨损，在突出山头和岩石地段应派人防护和采取安全措施，导线损伤后应按（GBJ233-90）施工验收规范处理。

要求架线严格按照张力力弧垂表紧线，允许误差标准及弧垂观测档的选择均按施工验收规范的规定执行。

终端塔至构架导线张力须放松，最大张力为4kN。

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2 导地线的力学计算及曲线绘制

2.1计算导线比载

2.1.1导线的最大使用应力及平均应力上限计算 导线的破坏应力： ?P?0.95P103580?0.95??282.42N/mm2 A348.37取导线的设计安全系数为k=2.5，则导线的最大使用应力为:

?max??Pk?282.42?112.97N/mm2。 2.5取平均应力上限安全系数k=4，则导线的平均应力上限为：

?平??P4?282.42?70.61N/mm2。 42.1.2导线的比载计算 （1）自重比载?1

?1?9.8G09.8?1207.7?10?3??10?3?33.97?10?3N/m?mm2 A348.37 （2）冰重比载?2(根据原始资料得：b=20mm）

b（b?d）A20?（20?24.3）?3?10?70.52?10?3N/m?mm2

348.37?2?27.73?10?3?27.73 （3）垂直总比载?3

?3??1??2?33.97?10?3?70.52?10?3?104.49?10?3N/m?mm2

（4）风压比载?4

?4?0.6125?Fcdv2Asin2??10?3?10?3，其中αF为风速不均匀系数，c为风载体型系数。

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1当v=30m/s时，αF=0.61，c=1.1，则 ○

0.61?1.1?24.3?302?4(0,30)?0.6125sin??10?0.6125??1?10?3A348.37 ?25.80?10?3N/m?mm22?3?Fcd?22当v=15m/s时，αF=0.75，c=1.1，则 ○

0.75?1.1?24.3?152?4(0,15)?0.6125sin??10?0.6125??1?10?3A384.37 ?7.19?10?3N/m?mm22?3?Fcd?23当v=10m/s时，αF=1.0，c=1.1，则 ○

1?1.1?24.3?102?4(0,10)?0.6125sin??10?0.6125??1?10?3 A384.37?4.26?10?3N/m?mm22?3?Fcd?2（5）覆冰时的风压比载?5

覆冰时的风速为vb=10m/s，αF=1.0，c=1.2，则

?5(10,10)?0.735?F(d?2b)?b2A?12.30?10?3N/m?mm21.0?(24.3?40)?102?10?0.735??10?3384.37?3

（6）有冰无风时的综合比载?6

?6(0,30)??12??24(0,30)?33.972?25.802?10?3?42.66?10?3N/m?mm2 ?6(0,15)??12??24(0,15)?33.972?7.192?10?3?34.72?10?3N/m?mm2 ?6(0,10)??1??24(0,10)?33.972?4.262?10?3?34.24?10?3N/m?mm2 （7）有冰有风时的综合比载?7

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?7??32??25?104.492?12.302?10?3?105.21?10?3N/m?mm2 2.1.3计算临界档距，判断控制气象 （1）计算临界档距

可能出现最大应力的气象条件有：最低气温、年平均气温、最大覆冰、最大风速，它们对应的比载与应力的比值计算如下：

?133.97?10?3a 最低气温：()??0.301?10?3,tmin??10?C;

?max112.97?133.97?10?3b 年平均气温：()??0.481?10?3,t平?15?C;

?平70.61?7105.21?10?3c 最大覆冰：()??0.931?10?3，tb??5?C;

?max112.97?6(0,30)42.66?10?3d 最大风速：()??0.378?10?3，tf??5?C。

?max112.9724(?平??max）?24?（t平?tmin）E

（Lab??12?2）?（1）?平?max?24(70.61?112.97）?24?19.6?10?6?（15?10）73000

(0.481?10?3)2?(0.301?10?3)2?虚数Lac??max?55.02Lad??max?212.3124?（tf?tmin）24?19.6?10?6?(?5?10)?112.97?22(42.66?10?3)2?(33.97?10?3)2 ?6??124?（tb?tmin）24?19.6?10?6?(?5?10)?112.97?(105.21?10?3)2?(33.97?10?3)2 ?72??12Lbc?24(?max??平）?24?（tb?t平）E

（?72?2）?（1）?max?平

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?24(112.97?70.61）?24?19.6?10?6?（-5-15）73000(0.931?10?3)2?(0.481?10?3)2

?84.33m24(?max??平）?24?（tf?t平）E

（Lbd??62?2）?（1）?max?平?24(112.97?70.61）?24?19.6?10?6?（-5?15）73000(0.378?10?3)2?(0.301?10?3)2

?293.98mLcd??max?024?（tf?tb）24?19.6?10?6?(?5?5)?118.93?22(43.71?10?3)2?(65.44?10?3)2 ?6??7（2）判断控制气象

把最低气温（a）、年平均气温（b）、最大覆冰（c）和最大风速（d）按比载与应力的比值从小到大排列，制成表1-2，并将以上六个档距填入下表：

表2.1-1 导线的临界档距判别表

最低气温 a 最大风速 d 年平均气温 b lbc?84.33 lad?212.31 lab?虚数 lbd?293.98 lcd?0 最大覆冰 c lac?55.02 因a栏有虚数d栏有一个零值，故淘汰这两栏。因此只有一个代表档距l=84.33. 当实际档距l< lab=84.33时，控制气象为b年平均气温。当实际档距l〉lab=84.33时，控制气象为c最大覆冰。如表2.1-2所示：

表2.1-2 导线的档距与控制气象关系表

年平均气温 最大覆冰 84.33m

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2.1.4绘制导线的应力弧垂曲线

（1）各气象类型对应的比载及温度如表3.1-3所示；

表2.1-3 气象类型与及其对应的比载温度表 气象类型 最高气温 最低气温 年平均气温 最大覆冰 最大风速 内过电压 外过电压 安 装 事 故 风速（m/s） 0 0 0 10 30 15 10 10 0 温度（°C） 40 -10 15 -5 -5 15 15 -5 -5 覆冰厚度（mm） 比载（N/m-mm2） 0 0 0 20 0 0 0 0 0 ?1 ?1 ?1 ?7 ?6(0,30) ?6(0,15) ?6(0,10) ?6(0,10) ?1 （2）计算各种气象条件下的应力和弧垂

导线的架设安装是在不同气象条件下进行的，施工时需对照事先做好的表格，查出对应的弧垂，以确定松紧程度，使其在任何气象条件都不超过允许值且满足耐振条件，并且导线对地和被跨物之间的距离符合要求，保证运行的安全。

利用状态方程求出最低气温、最高气温和平均气温三种气象条件下的应力和弧垂，并作出表格。

22l2?n2l??n??????(tn?tm) nm2224??n24??m??l2 f?

8?

每隔50m，利用以上状态方程式，分别求得表2.1-3中九中气象类型下的应力和弧垂，见表2.1-4：

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表2.1-4 导线的应力弧垂曲线数据表

比载单位：?10?3N/m-mm2 温度单位：°C 应力单位：N/mm2 弧垂单位m

最低气温 年平气温 设计大风 设计覆冰 最高气温 内过电压 外过电压 安装 事故 代表档距（m） σ σ f 0.146 0.416 0.588 1.664 3.539 6.128 9.351 13.18 17.61 22.63 27.94 33.80 41.21 48.48 σ σ f σ σ σ σ σ 50 84.33 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 107.49 107.95 104.82 82.23 62.03 50.79 45.33 42.42 40.69 39.58 38.82 38.28 37.88 37.57 70.61 70.61 60.56 57.41 47.99 43.31 40.87 39.47 38.59 38 37.59 37.28 37.06 36.88 101.17 101.99 100.83 84.09 70.92 63.37 59.04 56.55 54.99 53.94 53.21 52.67 52.27 51.96 107.11 0.099 112.97 0.254 112.97 0.357 112.97 0.803 112.97 1.428 112.97 2.231 112.97 3.213 112.97 4.374 112.97 5.713 112.97 7.230 112.97 8.926 112.97 10.8 40.25 46.78 45.58 41.36 39.2 38.07 37.42 37.03 36.77 36.58 36.46 36.36 36.29 36.23 72.76 75.35 72.8 58.67 49.69 45.15 42.75 41.35 40.47 39.88 39.47 39.16 38.93 38.75 72.64 72.65 72.37 57.66 48.33 43.68 41.25 39.85 38.97 38.38 37.96 37.66 37.44 37.26 100.47 102.15 98.15 76.84 59.02 49.45 44.73 42.18 40.64 39.64 38.95 38.46 38.09 37.81 104.57 112.45 107.52 106.58 105.87 105.38 105.05 104.82 104.65 104.53 104.44 104.37 104.32 104.27 112.97 12.85 112.97 15.08 （3）以表2.1-4的数据为依据，绘制导线的应力曲线图,见附图三。

2.1.5 安装曲线

架线施工时，常以观测弧垂方式确保线路符合设计要求，因此事先将哥各中施工气温（无冰无风）下的弧垂绘制成相应的应力的曲线，以备施工时查用。安装曲线以档距为横坐标，弧垂为纵坐标，一般从最高施工气温至最低施工气温每隔5℃绘制一条弧垂曲线。为使用方便，提高绘图精度，对不同的档距，可根据其应力绘成百米档距弧垂，即

f100?1?1002?

8?0观测档距l的弧垂可由下式进行换算

l2f?f100()

100

10

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表2.1-5 各种施工气温下的应力和百米档距弧垂 档距(m） 50 84.33 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 温度℃ σ f 100-10 106.24 0.3565 104.6 0.3621 103.66 0.3653 98.81 0.3833 89.6 0.4227 80.62 0.4698 73.25 0.517 67.85 0.5581 64.08 0.591 61.43 0.6165 59.54 0.6631 58.15 0.6512 57.11 0.6631 56.31 0.6726 10 79.84 0.4743 79.59 0.4758 76.25 0.4967 70.6 0.5365 65.85 0.5751 62.33 0.6076 59.84 0.6329 58.09 0.6519 56.84 0.6663 55.92 0.6772 55.23 0.6857 54.7 0.6923 54.29 0.6976 53.96 0.7018 20 68.09 0.5562 68.38 0.5538 66.14 0.5726 62.65 0.6045 59.91 0.6321 57.94 0.6537 56.55 0.6691 55.56 0.6816 54.58 0.6905 54.31 0.6973 53.91 0.7025 53.6 0.7066 53.35 0.7098 53.35 0.7125 30 57.11 0.6631 58.1 0.6519 57.17 0.6624 55.84 0.6783 54.85 0.6905 54.14 0.6995 53.65 0.706 53.29 0.7107 53.02 0.7142 52.83 0.7169 52.67 0.7206 52.55 0.7219 52.38 0.7229 52.32 0.7238 40 43.11 0.8003 47.32 0.7716 49.08 0.7647 49.52 0.7556 50.12 0.7492 50.55 0.7447 50.85 0.7415 51.07 0.7392 51.23 0.7375 51.35 0.7362 51.44 0.7362 51.51 0.7352 51.61 0.7344 51.64 0.7338 σ f 100σ f 100σ f 100σ f 100σ f 100σ f 100σ f 100σ f 100σ f 100σ f 100σ f 100σ f 100σ f 100以表2.1-5的数据为依据，绘制导线安装曲线，见附图四. 3.2地线的力学计算

3.2.1设计资料，选择地线型号

（1）根据设计要求，110kV地线采用GL-100型镀锌钢绞线，所选底线的直径d=13mm,A=100.88mm2,G0=803kg/km,σP=1090N/mm2

（2）由于地线只有钢线构成，由《架空输电线路设计》第46页查得钢线的弹性系数E=185000N/mm2,线膨胀系数??11.5?10?61/?C

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****毕业设计（论文）

3.2.2地线的最大使用应力及平均应力上限计算：

由于地线采用钢绞线，易腐蚀，其设计安全系数按规定应比导线的设计安全系数大，取地线最大使用应力的设计安全系数为3.0>2.5,年平均运行应力的设计安全系数为5.0>4.0，即?平?20%?P。

地线的最大使用应力为: ?max??Pk?1090?363.33N/mm2； 3.05?1090?218N/mm2。 5 地线的平均运行应力上限为：?平?3.2.3、计算地线比载 （1）自重比载?1 ?1??P9.8G09.8?803?10?3??10?3?78.05?10?3N/m?mm2 A100.83（2）冰重比载?2

?2?27.73垂直总比载?3

b（b?d）A?10?3?27.7320?（20?13）?3?10?181.51?10?3N/m?mm2（3）

100.83?3??1??2?78.05?10?3?181.51?10?3?259.56?10?3N/m?mm2

（4）风压比载?4

?4?0.6125?Fcdv2Asin2??10?3?10?3，其中αF为风速不均匀系数，c为风载体型系数。

1当v=30m/s时，αF=0.61，c=1.2（线径<17mm时，c取1.2）○，则

0.61?1.2?13?302?4(0,30)?0.6125sin??10?0.6125??1?10?3A100.83 ?52.03?10?3N/m?mm22?3?Fcd?22当v=15m/s时，αF=0.75，c=1.2，则 ○

0.75?1.2?13?152?4(0,15)?0.6125sin??10?0.6125??1?10?3A100.83 ?16.32?10?3N/m?mm22?3?Fcd?2

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3当v=10m/s时，αF=1.0，c=1.2，则 ○

1?1.2?13?102?4(0,10)?0.6125sin??10?0.6125??1?10?3 A100.83?9.48?10?3N/m?mm22?3?Fcd?2（5）覆冰时的风压比载?5

覆冰时的风速为vb=10m/s，αF=1.0，c=1.2，则

?5(10,10)?0.735?F(d?2b)?b2A?38.63?10?3N/m?mm21.0?(13?40)?102?10?0.735??10?3 100.83?3（6）有冰无风时的综合比载?6

?6(0,30)??12??24(0,30)?78.052?52.032?10?3?93.80?10?3N/m?mm2

?6(0,15)??12??24(0,15)?78.052?16.322?10?3?79.74?10?3N/m?mm2 ?6(0,10)??12??24(0,10)?78.052?9.482?10?3?78.62?10?3N/m?mm2 （7）有冰有风时的综合比载?7

?7??32??25?259.562?38.632?10?3?262.42?10?3N/m?mm2 2.2.4计算临界档距，判断控制气象 （1）计算临界档距

可能出现最大应力的气象条件有：最低气温、年平均气温、最大覆冰、最大风速，它们对应的比载与应力的比值计算如下：

?178.05?10?3a最低气温：()??0.215?10?3,tmin??10?C;

?max363.33?178.05?10?3b年平均气温：()??0.358?10?3,t平?15?C;

?平218?7262.42?10?3c最大覆冰：()??0.722?10?3，tb??5?C;

?max363.33?6(0,30)93.80?10?3d最大风速：()??0.258?10?3，tf??5?C。

?max363.33

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Lab?24(???max）?24?（t平?tmin）E平

（?12?2）?（1）?平?max?24(218?363.33）?24?11.5?10?6?（15?10）200900(0.358?10?3)2?(0.215?10?3)2

?虚数Lac??max?53.87Lad??max?259.4324?（tf?tmin）24?11.5?10?6?(?5?10)?363.33?22(93.8?10?3)2?(78.05?10?3)2 ?6??124?（tb?tmin）24?11.5?10?6?(?5?10)?363.33?22(262.42?10?3)2?(78.05?10?3)2 ?7??1Lbc?24(?max??平）?24?（tb?t平）E

?72?12（）?（）?max?平?24(363.33?218）?24?11.5?10?6?（-5?15）200900(0.722?10?3)2?(0.358?10?3)2

?173.56m24(?max??平）?24?（tf?t平）E

（Lbd??62?2）?（1）?max?平?24(363.33?218）?24?11.5?10?6?（-5?5）200900(0.258?10?3)2?(0.358?10?3)2

?虚数

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****毕业设计（论文）

Lcd??max?024?（tf?tb）24?11.5?10?6?(?5?5)?363.33?22(93.8?10?3)2?(262.42?10?3)2 ?6??7（2）判断控制气象

把最低气温（a）、年平均气温（b）、最大覆冰（c）和最大风速（d）按比载与应力

的比值从小到大排列，制成表2.2-1，并将以上六个档距填入下表：

表2.2-1 地线的临界档距判别表 最低气温 a 最大风速 d lbd?虚数 年平均气温 b lbc?173.56 最大覆冰 c lab?虚数 lac?53.87 lac?259.43 lcd?0 因a栏有虚数d栏有一个零值和虚数，故淘汰这两栏。因此只有一个代表档距l=173.56.

当实际档距l< lab=173.56时，控制气象为b年平均气温。当实际档距l〉lab=173.56时，控制气象为c最大覆冰。如表2.2-2所示：

表2.2-2 地线的档距与控制气象关系表

最低气温 最大覆冰 173.56

2.2.5绘制导线的应力弧垂曲线

（1）各气象类型对应的比载及温度如表2.2-3所示；

表2.2-3 气象类型及其对应的比载温度表 气象类型 最高气温 最低气温 年平均气温 最大覆冰 最大风速 内过电压 外过电压 安 装 事 故 风速（m/s） 0 0 0 10 30 15 10 10 0 温度（°C） 40 -10 15 -5 -5 15 15 -5 -5 覆冰厚度（mm） 0 0 0 20 0 0 0 0 0 比载（N/m-mm2） ?1 ?1 ?1 ?7 ?6(0,30) ?6(0,15) ?6(0,10) ?6(0,10) ?1 （2）计算各种气象条件下的应力和弧垂

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****毕业设计（论文）

导线的架设安装是在不同气象条件下进行的，施工时需对照事先做好的表格，查出对应的弧垂，以确定松紧程度，使其在任何气象条件都不超过允许值且满足耐振条件，并且导线对地和被跨物之间的距离符合要求，保证运行的安全。

利用状态方程求出最低气温、最高气温和平均气温三种气象条件下的应力和弧垂，并作出表格。

22l2?n2l??n??????(tn?tm) nm2224??n24??m??l2 f?

8?每隔50m，利用以上状态方程式，分别求得表2.1-3中九中气象类型下的应力和弧垂，见表2.1-4：

表2.2-4 地线的应力弧垂曲线数据表

比载单位：?10?3N/m-mm2 温度单位：°C 应力单位：N/mm2 弧垂单位m 代表档 距（m）50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 最低气温 σ 269.49 267 264.05 年平均气温 σ 218 218 218 218 f 设计大风 σ 设计覆冰 σ f 最高气内过电外过电温 压 压 σ σ σ 安装 σ 事故 σ 0.112 260.18 272.34 0.277 170.24 217.28 217.22 259.02 258.99 0.449 261.44 299.65 1.006 174.65 217.44 217.32 256.99 256.89 0.902 263.62 335.88 2.097 179.14 217.57 217.43 254.63 254.43 1.35 265.47 363.33 2.456 181.31 218.07 217.56 253.27 251.52 255.6 363.33 3.358 175 208.52 207.54 240.33 236.98 231.5 363.33 4.892 160.67 185.07 184.85 211.19 205.82 212.82 363.33 7.492 146.56 168.02 166.52 187.77 180.96 173.56 260.36 256.62 198.06 1.797 227.82 168.18 2.894 195.48 152.5 4.63 173.05 144.63 6.935 199.19 363.33 10.052 138.63 156.27 154.67 166.24 165.35 157.79 137.04 10.156 187.58 363.33 13.319 133.52 145.08 143.42 150.75 149.81 144.34 131.33 13.725 179.49 363.33 16.921 131.3 137.65 130.22 17.697 173.08 363.33 20.811 128.02 134.19 129.24 22.23 170 130.76 128.36 27.534 166.55 363.33 29.968 124.6 138.3 135.2 130.17 138.55 144.19 143.25 133.52 137.54 136.6 128.5 131.04 130.11 363.33 25.231 126.41 132.82 131.14 134.44 133.51 128.75 127.58 32.658 164.8 363.33 35.021 123.68 128.83 127.16 129.34 128.41 （3）以表2.2-4的数据为依据，绘制地线的应力弧垂曲线图，见附图五。 2.2.5 安装曲线

架线施工时，常以观测弧垂方式确保线路符合设计要求，因此事先将哥各中施工气温（无冰无风）下的弧垂绘制成相应的应力的曲线，以备施工时查用。安装曲线以档距为横坐标，弧垂为纵坐标，一般从最高施工气温至最低施工气温每隔5℃绘制一条弧垂

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****毕业设计（论文）

曲线。为使用方便，提高绘图精度，对不同的档距，可根据:其应力绘成百米档距弧垂，即

?1?1020 f100?

8?0观测档距l的弧垂可由下式进行换算

l2f?f100()

100表2.2-5 各种施工气温下的应力和百米档距弧垂 温度℃ 档距 f10050 σ f100100 σ f100150 σ f100173.56 σ f100200 σ f100250 σ f100300 σ f100350 σ f100400 σ f100450 σ f100500 σ f100550 σ f100600 σ f100650 σ -10 0.3512 106.24 0.3565 104.6 0.3621 103.66 0.3653 98.81 0.3833 89.6 0.4227 80.62 0.4698 73.25 0.517 67.85 0.5581 64.08 0.591 61.43 0.6165 59.54 0.6361 58.15 0.6512 57.11 0.6631 56.31 10 0.4701 80.31 0.4716 79.84 0.4743 79.59 0.4758 79.23 0.4967 76.25 0.5365 70.6 0.5751 65.85 0.6076 62.33 0.6329 59.84 0.6519 58.09 0.6663 56.84 0.6772 55.92 0.6857 55.23 0.6923 54.7 20 0.5652 67.53 0.5608 68.09 0.5562 68.38 0.5538 68.45 0.5726 66.14 0.6045 62.65 0.6321 59.91 0.6537 57.94 0.6697 56.55 0.6816 55.56 0.6905 54.85 0.6973 54.31 0.7025 53.91 0.7066 53.6 30 0.6942 55.03 0.6882 57.11 0.6631 58.1 0.6519 58.96 0.6624 57.17 0.6783 55.84 0.6905 54.85 0.6995 54.14 0.706 53.65 0.7107 53.29 0.7142 53.02 0.7169 52.83 0.719 52.67 0.7206 52.55 40 0.9189 43.11 0.8784 47.32 0.8003 49.08 0.7716 49.52 0.7647 50.12 0.7556 50.55 0.7492 50.85 0.7447 51.07 0.7415 51.23 0.7392 51.35 0.7375 51.44 0.7362 51.51 0.7352 51.51 0.7344 51.56 以表2.1-5的数据为依据，绘制导线安装曲线，见附图六.

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****毕业设计（论文）

3 导线的防振设计

当风雪作用于张紧在空中的导线上时，导线会呈现出具有不同特征的振动现象。随着实践经验的不断积累，目前已知的架空线发生的振动类型主要有：微风振动、次档距振动、脱冰跳跃和摆动、电晕舞动、短路振荡等。在以上的各种震动中，微风振动最为常见，持续时间最长，危害性最大，所以需要着重注意微风振动的问题。

3.1 微风振动的形成

当均匀的微风吹向导线时，在导线的背风面产生上下交替变化的气流漩涡，即“卡门漩涡”，从而使导线受到一个上下交替的作用力，当这个脉冲力的频率与架空线的固有振动频率相等时，产生的谐振，即产生微风振动。

微风振动频率一般频率较高，常见频率范围为10～120Hz，振幅较小，一般不超过导线的直径。振动持续时间较长，振动时间达全年时间的30%～50%左右。微风振动的危害是造成导线在线夹出口断股甚至断线和金具绝缘子的损伤等。

3.2 导线的振动方程

导线的振动波形为沿导线分布的驻波，同一频率的振动波其波节和波腹位置不变，该振动波为

y(x,t)?A0sin2x??sin2?fDt(m)

式中，A0——为最大的振幅；

?——为振动波波长；

fD——为导线的自振频率。

3.3 影响导线振动的因素

导线振动的主要影响因素有悬挂点的高度、风向、线路全国地区的地理条件、档距大小及导线应力大小等。

导线悬挂点越高，地面对风的均匀性破坏程度就越小，风振动的风速范围将较大，因而振动持续时间较长，振幅较大。在平坦开阔地区导线与引起风速振动的范围如表3.1所示。

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****毕业设计（论文）

表3.1 开阔地区引起风振动的风速范围

档距（m） 导线悬挂高度(m) 风速范围（m/s） 150-250 12 0.5-4.0 300-450 25 0.5-5.0 500-700 40 0.5-6.0 700-1000 70 0.5-8.0 经过观测试验表明，风向对导线的震动有很大的影响。当风向与线路成45o～90o角时，导线产生稳定的振动，当风向与线路成30o～45o时，振动不连续且少有稳定振动，当夹角小于20o时，一般不会出现振动。

当线路经过平坦、开阔地区时，风的均匀性不易受到破坏，最易产生持续振动因此对于经过河流、湖泊、旷野的线路，应加强防振措施。

档距大小对振动也有较大的影响，当档距在75～100m以下时不需安装防振措施。当档距较大时，风输入给导线的振动能量加大，振动加剧。从而表明风给与导线的振动能量与档距成正比。

导线应力大小与振动有较密切的关系，结合国内外线路运行的实际情况可得，提高导线应力会导致振动频率增加，容易使导线过早疲劳从而加速了断股和断线的事故。因此为了限制导线振动的危害性，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3.2要求：

表3.2 线的平均应力的上限和防振措施 平均运行应力的上限 （瞬时破坏应力的%） LGJ 档距不超过500m的开阔地区 档距不超过500m的非开阔地区 档距不超过120m 不论档距大小 不论档距大小 线条 不需要 不需要 不需要 护线条 防振锤（阻尼线）或另加护25 25 25 16 18 18 22 GJ 12 18 18 — LJ 17 20 20 — 情况 防振措施 3.4 防振措施

导线的振动和舞动对导线的危害较大，引起导线振动的主要原因是风的作用，架空输电线路的导线受稳定的微风作用时，便在导线的背面形成以一定频率上下交替变化的气流涡流，从而使导线受到一个交替的脉冲力作用，当频率与导线固有频率相等时，导

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****毕业设计（论文）

线垂直平面产生共振，引起导线舞动。

导线振动的波形为驻波，即波节不变，波腹上下交替变化。在一年中，导线振动的时间达全年的30％－35％，无论导线以什么频率振动，线夹出口总是为一波节点，所以导线振动使导线在线夹出口反复扭折，使材料疲劳，最终导致导线断线或断股事件发生，对导线的运行安全危害很大。

鉴于导线振动的起因及危害，我们必须采取相应的措施来保护线路安全运行，在该设计中主要从下面两方面来保护：

(1).采用防振线夹，利用设备本身对导线的阻尼作用，减少导线的振动； (2).采用防振锤（导线使用FD-5 避雷线使用FG-50型）

安装防振锤的原则：最大波长和最小波长的情况下，防振锤的安装位置在线夹出口的第一个半波内。

表3.3 防震锤与导线避雷线的配合表 2型号 质量（kg） 使用绞线截面积（mm） FD-5 FG-50 钢绞线 50 铝绞线 300~400 7.2 2.4 数量（个） 28 56 (3).采用阻尼线。

高频振动时阻尼线消振效果较好，阻尼线比较适合小截面导线的防振，对大跨越档距则往往采用阻尼线加防震锤的联合防振措施，以发挥各自的优势。

本线路处于平原地带受风的影响较大，故采用防振锤防振，具体计算详见计算书部分。

3.5 防振锤选取与安装

在架空线路上安装防振锤是目前广泛采用的防振措施之一，防振锤的安装设计需要确定防振锤的型号，安装个数和安装位置。 3.5.1 防振锤个数的选择

防振锤的型号需与导线和避雷线相匹配，他们的配合关系如表3.4所示。

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表3.4 防振锤与架空线的配合表 防振锤 FD-1 型号 适用导、地LGJ-35～50 线型号 防振锤 FD-6 型号 适用导、地LGJQ-500～630 线型号 GJ-35 GJ-50 GJ-70 GJ-100 FG-35 FG-50 FG-70 FG-100 LGJ-70～95 150 LGJ-120～LGJ-185～240 LGJQ-300～400 LGJ-300～400 FD-2 FD-3 FD-4 FD-5 防振锤的安装个数与档距有关，档距越大，需要安装的防振锤数量就越多，它们之间对应关系见表3.5所示。

表3.5 防振锤个数选择表

防振锤个数 架空线直径（mm） d＜12 12≤d≤22 22＜d＜37.1 1 档距范围（m） ≤300 ≤350 ≤450 2 档距范围（m） ＞300～600 ＞350～700 ＞450～800 3 档距范围（m） ＞600～900 ＞700～1000 ＞800～1200 3.5.2 防振锤安装距离的确定

防振锤的安装位置应在驻波的波腹处,以便最大限度的消耗能量。然而,对于不同的风速，导线具有不同的振动频率和波长,为了使防振锤在各种稳定振动的风速下均有良好的防振效果,防振锤的位置应顾及到最长和最短的稳定振动波。

振动波的最大半波长为

?max2?d400vmind400vmax9.81?max?19.81?min(m)

振动波的最小半波长为

式中

?min2??1(m)

、v——稳定风速的上、下限，m/s ； vmaxmin——最低气温时导线的最大应力， N/mm2 ； max21

?

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?——最高气温时导线的最小应力，N/mm2。 min为了对最大波长和最小半波长具有相同的防振效果，防振锤的安装距离为:

? S0??maxmin22?max?min22?

式中， S0——防振锤距线夹出口的距离（m）。

3.5.3 防振锤的安装方法

当防振锤的个数不止一个时，采用的安装方法有等距离安装和不等距离安装两种方法。等距离安装即防振锤之间的距离均为S0，这种方法可能会使有的防振锤安装在波节或波节附近，起不到防振的作用。

不等距离安装防振锤常用的方法有两种：

（1）方法一。当需要安装两个防振锤时，若两个防振锤同型号，则 S1?S0,S2?1.75S0

若两个防振锤不同型号，则

? S1?1.1?min，S2?1.1?max

?22（2）方法二。当需要安装两个以上防振锤时

i???min?nmax??min2??2? ??min Si?i2???min?nmax?1??2?2???n——防振锤的安装数量；

i——防振锤序号。

式中

按照设计规程规定，钢芯铝绞线年平均运行应力大于破坏应力的16%，钢绞线年平均运行应力大于破坏应力的12%，即需采取防振措施。据此，本工程设计冰厚15mm地段均需采取防振措施。本工程采用防振锤防振，导线采用FD-4型防振锤，避雷线采用FD-1型防振锤。

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4 杆塔型式的选择

4.1 杆塔塔型选择的要求

输电线路杆塔型式的确定，应根据国家经济建设发展水平，不断总结杆塔设计、运行和施工的经验，择优选取技术先进、经济合理、安全适用的杆塔型式。线路杆塔型式是多种多样的，一条线到底选用何种杆塔外型结构，主要取决于线路的电压等级、线路的回路数、线路经过地区的气象条件以及地质情况等。进行一条线路的设计，必须结合工程特点，确定杆塔所采用的型式。

4.2 杆塔在线路中的分类和用途

4.2.1 直线杆

直线杆塔的杆型用于线路直线段，它承受线路正常运行时的垂直荷载和横向水平风荷载，在顺线路方向也有一定承载能力，以支持断线或其他情况的纵向张力。 平地和丘陵地区的110kV的线路广泛采用不带拉线的钢筋混凝土单杆，常用的杆头型式有上字型、鸟骨型和斜三角型。

4.2.2 耐张杆

一般指直线耐张杆或小于5o的转角杆是一种坚固、稳定的杆型,在正常运行时受到的载，基本与直线杆相同。不同的是它将两侧的线路从机械结构上分隔为两个区段，从而便于施工和检修，同时限制线路机械事故的范围。

4.2.3 转角杆

转角杆用于线路的转角向处，分直线型和耐张型。35kV以上的转角50o以下用耐张型。转角杆比直线杆多承受沿分角线方导线张力的合力，合力大小随转角角度增大而递增。为平衡此合力，必须加强杆型材料或在转角反方向侧增加拉线。

4.2.4 终端杆

终端杆为承受单侧拉力的耐张杆，它位于线路的首末两端，即发电厂或变电站出线或进线的第一基杆。

4.2.5 跨越杆

跨越杆位于通讯线、电力线、河流、山谷、铁路等交叉跨越的地方。跨越杆是较高

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的直线型杆或耐张型杆。

4.3 钢筋混凝土电杆

钢筋混凝土电杆充分利用了钢筋和混凝土两种材料的特性,具有经久耐用、节约钢材、运行维护方便、施工方便等优势。

4.3.1 它的设计应该达到的要求

（1）杆塔各部分尺寸必须满足电器条件的要求； （2）必须满足强度、变形、稳定和抗裂的要求； （3）设计电杆应考虑制造、运输和施工安装的方便性。

4.3.2 结构的基本规定

（1）挠曲度。在荷载的长期效应组合（无冰、风速5m/s及年平均气温）作用下，设h为自地面起至计算点处高度；杆塔计算挠曲度不应超过下列数值：

①直线型无拉线单根钢筋混凝土电杆，5h/1000； ②直线型拉线塔塔顶，4h/1000；

③直线型拉线塔，拉线点以下塔身为拉线点高低的2/1000。

（2）裂缝允许宽度。在考虑荷载的短期效应组合并长期效应组合的影响下，普通和部分预应力钢筋混凝土构件的计算裂缝允许宽度分别为0.2mm和0.1mm；预应力钢筋混凝土构件的混凝土拉应力限制系数应小于1.0。 （3）长细比。构件允许最大的长细比见表4.1所示。

表4.1 构件允许最大的长细比

钢筋混凝土直线杆 预应力钢筋混凝土直线杆 耐张转角和终端杆 180 200 160 4.4 杆塔荷载的计算 4.4.1 导线、避雷线的垂直荷载

荷载按受力的方向一般分为垂直荷载、横向荷载和纵向荷载。垂直荷载G是指垂

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直于地面方向的荷载；横向荷载P是沿横担方向的荷载；纵向荷载T是指垂直于横担方向的荷载。

有冰时

G??1slch?Gj 无冰时

G??3slch?G'j

式中 ?1——自重比载； g——垂直总比载；

3 S——导线、避雷线的计算截面面积；

lch——垂直档距；

G——绝缘子串及金具的重量；

j G?——覆冰时绝缘子串及金具的重量； G??KG；

jj 设计冰厚20mm时，K=1.225。

4.4.2 杆塔风荷载的标准值

W?W???A

s0zszs 式中：W——风向与杆塔面相垂直时，杆塔风荷载标准值，kN； s W0——构件的体型系数，他的取值为：环形截面钢筋混凝土电杆为0.7；

As——构件承受风压投影面积的计算值，m2； d ——圆断面杆件直径，m； ?——杆塔风荷载的调整系数；

z

?——塔身背风面荷载降低系数 见表4.2所示。

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表4.2 塔身背风面荷载降低系?

As/A b/h ?0.1 ?1 2 1.0 1.0 0.2 0.85 0.90 0.3 0.66 0.75 0.4 0.50 0.60 0.5 0.33 0.45 >0.6 0.15 0.30 4.4.3 杆塔承载能力的极限状态

结构或构件达到最大承载能力或不适应继续承载的变形。其表达式为

?0(?GCGGK????QiCQiQiK)?R

式中?0——结构重要性系数。特别重要的杆塔结构取1：1；110kV电压线路的各类杆塔取1.0；临时使用的各类杆塔取0.9；

?G——永久负荷的分项系数，对结构受力有利时，取1.0；不利时取1.2；

?Qi——第i项可变负荷的分项系数；

GK——永久负荷标准值；

QiK——第i项可变负荷标准值；

?——可变负荷的组合系数；

CG、CQi——分别为永久荷载和可变负载效应系数； R——结构构件的抗力设计值。

本工程线路仍沿用在湖南省内通用的110KV杆塔型式。本工程全线地形以丘陵为主，在交通允许的情况下，可打拉线，有排杆场地，杆高在电杆使用范围内，优先采用了钢材耗量少，施工方便且有运行经验的预应力钢筋混凝土电杆，分别为Z21、Z22、Z23、Z24、Z25直线杆，J21、J22-18转角耐张杆；在超过电杆使用条件，排杆、立杆、打拉线困难的地方及重要交叉跨越处、线路通道狭窄处，采用自立式铁塔。共采用5种塔型，分别是：47Z2直线塔，FZ1-37.5直线跨越塔，JG1-18、JG2-18 、JG3-18转角塔。所选杆塔形式见表4.3所示。

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表4.3 全线杆塔型估算数量及技术条件 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 塔型 Z21-21 Z22-24~27 Z23-21 Z25-24~27 J21-18 J22-18 47Z2-25 47Z2-30 FZ1-35.7 110JG1-18 110JG2-18 110JG3-18 合计 类别 直线杆 直线杆 直线杆 直线杆 转角杆 转角杆 直线铁塔 直线铁塔 直线跨越铁塔 转角铁塔 转角铁塔 转角终端铁塔 转角度 0°~30° 30°~60° 0°~30° 30°~60° 60°~90° 设计档距（米） 水平 350 350 500 450 400 400 450 450 450 350 350 350 垂直 440 440 625 550 350 350 650 650 700 500 500 500 数量 12 8 3 10 3 4 3 10 2 2 2 2 61

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5 杆塔基础的设计 5.1 杆塔基础基本要求

杆塔基础承受着杆塔荷载传递到基础顶面的外力作用。随着杆塔所受到的荷载的变

化，基础所受到得作用力随之变化。因此杆塔基础的设计应满足杆塔在各种受力情况下，杆塔不倾覆，杆基不下沉、不上拔，使线路能长期安全可靠地运行。

通常，线路所经过地区的地域辽阔，地形、地质情况不同，所使用的杆塔形式亦不同，所使用的杆塔形式亦不同，因此设计时应结合施工特点和杆塔受力情况来确定采用何种形式的基础。

5.1.1 基础设计荷载

基础设计荷载指杆塔在各种气象条件下线路的运行情况、断线情况和安装情况所承受的荷载传至基础顶面的作用力。

宽基铁塔基础的作用力有是上拔力、下压力和水平力。窄基铁塔基础的作用力有水平力、垂直力、和倾覆力矩。拉线杆塔的基础作用力有拉线的上拔力和柱体的下压力。

5.1.2 设计安全系数

基础设计采用允许承载力方法和安全系数法计算。基础作用力采用荷载标准值。基础的上拔和倾覆稳定设计用安全系数按表7.1取值。基础强度的设计安全系数按表7.2取值。

表5.1 上拔和倾覆稳定设计的安全系数

杆塔类型 K1 直线型 悬垂转角型、耐张型 转角型、终端型、大跨越型 1.6 2.0 2.5 上拔基础 K2 1.2 1.3 1.5 倾覆稳定 K3 1.5 1.8 2.2

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表5.2 强度设计安全系数

强度设计安全系数 2 受 力 特 征 符号 混凝土 结构 钢筋混凝土结构 受冲切、无腹筋斜截面受剪 K6 2.2 按抗压强度计算的受压构件、局部承压 按抗压强度计算的受压、受弯构件 轴心（偏心）受拉（压）、受弯、受扭、局部承压、斜截面受剪 K4 1.7 K4 K5 数值 1.7 2.7 5.2 杆塔基础的材料

5.2.1 基础材料

包括混凝土、钢筋、石材、钢材、螺栓、焊条等[7]。

（1）混凝土。混凝土基础的混凝土强度等级不宜低于C10。钢筋混凝土基础的混凝土强度等级不宜低于C15，当采用Ⅱ级、Ⅲ级钢筋或预制钢筋混凝土构件时，混凝土的强度等级不宜低于C20。

（2）钢筋。钢筋混凝土基础一般采用Ⅰ级～Ⅲ级钢筋。对C15强度等级混凝土的钢筋混凝土基础宜采用Ⅰ级钢筋，多数用于现场浇制。对C20强度等级混凝土的钢筋混凝土基础宜采用Ⅱ、Ⅲ级钢筋。

（3）石材。石材主要用于作电杆的底盘、拉线盘和卡盘等。

（4）钢材、螺栓和焊缝。基础设计所用的钢材、螺栓和焊缝计算均采用允许应力的计算。

5.3 杆塔基础型式

（1）“大开挖”基础。预先挖好基坑，将基础埋于其中或现场浇制基础，用回填土填实。回填土的土重用来保持基础的上拔稳定。

（2） 掏挖扩底基础。人工或机械掏挖成扩底土膜后，把钢筋骨架放入模内，然后注入混凝土。这类基础利用天然土体的强度和重量来保持上拔稳定。适用于无地下水影响的粘性土地区。

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（3） 扩桩基础。以爆扩成土模，在扩大端放入钢筋骨架注入混凝土。适用于可以爆扩成型的硬塑、可塑状态粘性土中。

（4）石锚桩基础。在岩石上钻凿成孔，放入钢筋并注入水泥砂浆或混凝土。这类基础在山区采用。

（5） 孔灌注桩基础。专门的钻具钻较深的孔，以水头压力货水头压力泥浆护壁，放入钢筋并浇注混凝土。在杆塔跨河的软弱地基可考虑使用。

（6）倾覆基础。指埋置在填实的回填土中承受较大倾覆力矩的电杆基础、窄基塔基础和宽基塔基础。

5.4 基础的上拔计算

“大开挖”基础和掏挖扩底基础称为普通基础。普通基础的上拔计算通常采用“土重法”计算。

阶梯形基础上拔的稳定计算： “土重法”计算上拔稳定时T为

T?式中 T——上拔力； Q0——基础自重；

(V?V0)?0K1??QK0

2?0——土的计算容量；

K1、K2——基础上拔稳定安全系数； V0——h深度内的基础体积；

t ?——水平力的的影响系数；

V——上拔土锥体体积。

上拔土锥体体积V的计算方法分两种，其中： （1）当h?h时

tc方形底板

4 V?ht(B2?2Bhttga?ht2tg2a)

3圆形底板

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V?（2）当h?h时

tc方形底板

?h42)t(D2?2 Dhtga?h2tgatt4342?2Bhtg V?h(B h ?a2h2t)g?a2(B? h)cctc3c圆形底板

V???422?2?22 h(DDhtga?htga?)Dh(?h) ?ccctc4?3??式中 B——方形底板边长； D——圆形底板的直径； a——回填土的计算上拔角；

h——回填抗拔土体的临界深度。按表5.3取用

c表5.3 临界深度hc

临界深度hc 圆形底板 砂石类 粘性土 稍密、密实 坚硬、硬塑 可塑 软塑 2.5D 2.0D 1.5D 1.2D 方形底板 3.0B 2.5B 2.0B 1.5B 土类 土的状态 本工程设计根据土质及铁塔型式采用现浇台阶式刚性基础和掏挖式基础混合使用，在土质较好、无地下水及非硬质岩石的直线塔和小转角铁塔采用掏挖式基础，其他地方基础采用现浇台阶式刚性基础；这两种型式基础施工简便，工期短，质量易保证。混凝土强度等级均采用C20级，胶结材料采用425#普通硅酸盐水泥；钢材：A3（Q235）。

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6 绝缘子串和金具 6.1 绝缘子串的选取

本工程绝缘子采用FXBW4-110/100型合成绝缘子，结构高度1240mm，直线杆塔全高超过40m，复合绝缘子长度采用1440mm。绝缘子爬电距离不小于3150mm。耐张串采用双联绝缘子串，跳线采用单串绝缘子串。合成绝缘子在高压侧加装均压环，跳线串采用配重式均压环。导线绝缘子串组装型式如表6.1所示，绝缘子机电特性如6.2所示，绝缘子主要尺寸如6.3所示。

表6.1 导线绝缘子串组装型式表

组 装 型 式 绝缘子型号及片数 单 串 悬 垂 双 串 单 串 耐 张 双 串 跳 线 单 串 13 FXBW4-110/100 23 FXBW4-110/100 13 FXBW4-110/100 23 FXBW4-110/100 13 FXBW4-110/100（重锤式）

表6.2 绝缘子机电特性表

型 号 机械破坏负荷（不冲击耐受电压(不小1分钟湿耐受电压小于)kN 于)(kV) （不小于）kV 最小击穿电压 （不小于）kV FXBW4-110/100 100 550 230 110

表6.3 绝缘子主要尺寸 型 号 FXBW4-110/100 公称结构高度 H（mm） 1440±30 最小电弧距离公称爬电距离S连接型式标记 （mm） （mm） 1200 3300 16R 单重重量 （kg） 4.8 本次工程中悬垂绝缘子串在跨越高等级公路、河流，跨越35kV高压线路时采用双串，其它均采用单串，耐张绝缘子串均用双串。

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6.2 挂线金具

本工程挂线金具采用1997年国标定型金具，主要金具见6.4表所示：

表6.4 挂线金具

破坏荷重不小于 (KN) 40 40 握着力不小于70 握着力不小于60 握着力不小于70 握着力不小于60 金具名称 悬垂线夹 悬垂线夹 耐张线夹 耐张线夹 接续管 接续管 防 振 锤 防 振 锤 型号 XGU-4 XGU-2 NY-240/30 NY-50G JYD-240/30 JY-50G FR-3 FR-1 备注 用于LGJ-240/30 用于XGJ-50/7 用于LGJ-240/30 用于XGJ-50/7 用于LGJ-240/30 用于XGJ-50/7 用于LGJ-240/30 用于XGJ-50/7 导、避雷线接续金具均采用液压连接，导线与避雷线金具见附图五。 6.3 空气间隙

绝缘子串相配合的线路带电部分对杆塔的最小空气间隙值见表6.5所示：

表6.5 最小空气间隙值表

运行情况 最小空气间隙(MM) 大气过电压 1000 内部过电压 700 运行电压 250

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7 防雷与接地 7.1 防雷设计

本线路地处某市近郊，雷电活动较少，该区域的110KV及以上线路运行情况良好，因此本工程按通用设计全线采用双避雷地线，并逐基直接接地。杆塔上地线对边导线的保护角在25°左右。为防止雷击档距中央反击导线，在+15℃无风情况下。档距中央导线与地线间距离应满足下列校验公式的要求：

S≥0.012L+1

式中：S——导线与地线间距离（m）;

L——档距（m）.

根据DL/T 621-1997《交流电气装置的过电压和绝缘配合》6.1.3条规定，有避雷线的110kV线路,在一般地壤电阻率地区,其耐雷水平不低于40-75kA。本工程使用的杆塔经耐雷水平计算。在一般土壤电阻率地区是符合规程要求的。

7.2 接地设计

根据DL/T 621-1997《交流电气装置的接地》标准，每基杆塔均应接地，杆塔接地装置采用水平放射型。在雷季干燥时，每基杆塔的工频接地电阻应满足下表7.1所示。

表7.1 杆塔的接地电阻 土壤电阻率 100及以下 （Ω2米） 工频接地电阻 10 （不小于） 15 20 25 30 100~500 500~1000 1000~2000 2000以上 注：为保护变电设备提高进出线的耐雷水平，进出线2KM范围内已加大接地装置使接地电阻控制在10Ω以下，平地丘陵地区需采用防盗型接地装置。在线路中间土壤电阻率很高的地区,采用换土的方法，确保接地电阻不大于20Ω。

居民区和水田中的接地装置，宜围绕杆塔基础敷设成闭合环形。利用自然接地极和外引接地装置时，应采用不少于两根导体在不同地点与杆塔接地网相连接。水平接地体的间距不宜小于5m。接地装置的导体，应符合热稳定的要求。《交流电气装置的接地》标准规定，按机械强度要求的接地圆钢最小直径为Φ8mm，杆塔接地装置引出线的截面

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不应小于50mm2，并应热镀锌。接地引线与接地体的连接、接地体之间的连接应焊接，其搭接长度必须为圆钢直径的6倍（双面焊）。

本工程杆塔装设接地装置，接地装置采用φ10圆钢以水平放射方式敷设，在耕作区深度一般埋深不应小于0.8米，在山区一般埋深不应小于0.5米。接地引下线全部采用φ12热镀锌圆钢。

水田采用普通型接地装置，有人员经常活动的山地和丘陵地区采用防盗型接地装置。

7.3 避雷线绝缘设计

为便于变电站接地网电阻的测量，在变电站线路两端，门型避雷器挂线金具串采用一片带保护间隙的绝缘子XDP-70C与构架隔开，其余地段避雷线均直接接地。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1vl6.html