35KV架空输电线路设计毕业设计.doc
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前言
通过对单回路35KV架空送电线路设计，培养学生运用所学的基本理论和方法解决实际问题的能力，提高学生实际技能以及分析思维能力和综合运用知识能力，使学生能够掌握文献检索查阅分析的基本方法，提高学生阅读外文书刊和进行科学研究的能力。
为使66KV及以下架空电力线路的身机做到供电安全可靠，技能先进,经济合理，便于施工和检修维护，必须认真贯彻国家的技术经济政策，符合发展规划，积极慎重的采用新技术，新材料，新设备。
综合考虑运行，施工，交通条件等因素，统筹兼顾，全面安排，进行多方案的比较，做到经济合理，安全适用。
架空线路设计必须从实际出发，结合地区特点，杆塔结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用可靠度指标度量结构构件的可靠度，在规定的各种载组合作用下的极限条件，满足线路安全运行的临界状态。
关键词：
导线，避雷线设计，金具设计，杆塔结构设计，防雷设计
目录
前言 1
第一章导地线设计 4
1.1导线地线设计 4
1.2导线的比载 5
1.3导线的机械物理特性 6
1.4确定控制气象 6
1.5计算临界档距 7
1.6计算应力弧垂的MATLAB程序 7
1.7各种气象条件下的应力弧垂 8
1.8地线的设计 10
1.8.1地线的比载：
11
1.8.2地线的机械物理特性 12
1.8.3确定控制气象 12
1.8.4计算临界档距 12
1.9计算应力弧垂的MATLAB程序 13
1.9.1各种气象条件下的应力弧垂 14
第二章杆塔定位 15
2.1在断面图上布置塔位的原则要求 15
2.2估计耐张段代表档距 16
2.3计算应力和比载 16
2.4计算k值 16
2.5制作模板 16
2.6用模板排定直线杆塔塔位 17
2.7杆塔定位后的校验 17
2.7.1杆塔的水平档距和垂直档距 17
2.7.2水平线间的距离校验 17
2.7.3间隙圆的校验 18
2.7.4计算风偏角 20
2.7.5导线在各种情况下与杆塔之间的最小距离 20
2.7.6导线的悬垂角 20
2.7.7导线及避雷线的上抜校验 21
2.7.8绝缘子串强度校验 22
2.7.9交叉跨越 22
2.7.10边线风偏对地距离 22
第三章金具设计 23
3.1绝缘子的选择 23
3.1.1绝缘子串设计 24
3.1.2悬式绝缘子种类及片数确定 24
3.2防震锤设计 24
第四章杆塔设计 26
4.1设计条件 26
4.2各种荷载组合气象条件 26
4.3导线地线技术数据 26
4.4绝缘子串金具和防振锤数量和重量表 26
4.5杆塔荷载计算 27
4.5.1正常运行情况最大风 27
4.5.2冰重荷载 30
4.5.3事故断导线情况 32
4.5.4事故断地线情况 32
4.5.5杆塔的安装荷载 33
4.6地震荷载 35
第五章杆塔的内力计算 36
5.1杆塔的内力输出 36
5.2杆塔强度和稳定性校验 38
第六章 基础设计 39
6.1基础受力分析 40
6.2直线铁塔分开式基础的上拔下压稳定校验 41
6.2.1上拔稳定验算 42
6.2.2下压稳定校验 43
第七章防雷设计 44
7.1接地电阻计算 44
7.2杆塔接地装置 44
7.2.1一般地区 44
7.2.2高土壤地区 45
7.3耐雷水平的计算 45
7.3.1对于的地区 46
7.3.2对于的地区 47
7.4雷击跳闸率的计算 48
7.4.1对于的地区 48
7.4.2对于的地区 50
第八章施工技术 52
8.1.铁塔的组立方式 52
8.2施工技术安全规程 52
8.2.1杆塔起吊的一般安全要求 52
8.2.2内拉线抱杆分解起吊应采取的安全措施 53
8.3地面组装工器表 53
参考文献 55
结束语 55
54
第一章导、地线设计
查导地线参数，根据气象区条件，计算导地线的七种比载，计算出临界档距，判断出控制气象，以控制气象为第I状态，待求气象为第II状态，利用状态方程，求出待求气象下不同档距的应力与弧垂，并计算出安装条件下，不同温度时的各个档距的应力及相应弧垂，以横坐标表示档距，以纵坐标为弧垂（应力），绘制出导线应力弧垂曲线及导线的安装曲线。
1）耐张段长度：
2km。
2）气象条件：
第Ⅲ典型气象区。
3）地质条件：
坚硬粘土。
4）地形条件：
平原。
5）污秽等级：
Ⅲ级。
6）输送方式及导线：
单回路，LGJ210/35导线。
7）地线：
GJ-50
1.1导线、地线设计：
确定导线、地线型号;计算导线的各种参数，绘制应力—弧垂曲线、杆塔定位图。
通过查阅全国典型气象区气象条件得第V典型气象区条件如下表1-1
冰厚
复冰风速
最大风速
雷电过电压风速
内部过电压风速
b=5mm
v=10m/s
v=25m/s
v=10m/s
v=15m/s
通过查阅钢芯铝绞线规格（GB1179-83）得知表1-2
导线计算拉断力
导线计算截面积
导线外径
导线计算质量
Tm=74250N
A=246.09mm2
d=20.38mm
Go=853.9kg/km
注：
其中导线截面积A=（铝）244.29mm2+（钢）31.67mm2=275.96mm2表1-3
地线计算拉断力
地线计算截面积
地线外径
地线计算质量
Tm=58720N
A=49.46mm2
d=9.0mm
Go=423.7kg/km
计算导线铝对钢的截面比：
211.731/34.36=6.162
查阅钢芯铝绞线弹性系数和膨胀系数（GB1179-83）得知表1-4
线膨胀系数
弹性模量
α=19×10-61/℃
E=76000N/mm2
查阅地线线弹性系数和膨胀系数得知表1-5
线膨胀系数
弹性模量
α=11.5×10-61/℃
E=181420N/mm2
1.2导线的比载：
导线单位面积、单位长度的荷载称为比载。
比载在导线荷载的计算中是最适合的参数。
线路设计中常用的比载有7种。
（1）自重比载：
由架空线本身自重引起的比载。
g1（0,0）=9.8Go/A×10-3=34.00×10-3N/m-mm2
（2）冰重比载：
架空线上覆冰后，冰重除以架空线长度及架空线截面积即为冰重比载。
g2（5,0）=×10-3=14.299×10-3N/m-mm2
（3）覆冰时导线的垂直总比载：
架空线自重比载和冰重比载之和。
g3（5,0）=g1+g2=48.299×10-3N/m-mm2
（4）无冰时导线风压比载：
无冰时导线每单位长度、每单位截面积上的风压荷载。
g4=·sin2θ×10-3
当v=25m/s时=0.85c=1.1θ=90°
g4（0,25）=29.642×10-3N/m-mm2
当v=15m/s时=1.0c=1.1θ=90°
g4（0,15）=12.554×10-3N/m-mm2
当v=10m/s时=1.0c=1.1θ=90°
g4（0,10）=5.580×10-3N/m-mm2
（5）覆冰时风压比载：
覆冰时导线每单位长度、每单位截面积的风压荷载。
g5（5.10）=·sin2θ×10-3=9.074×10-3N/m-mm2
（6）无冰有风时的综合比载：
在导线上垂直方向作用的自重和风压比载的几何和。
g6（0,25）=45.107×10-3N/m-mm2
g6（0,15）=36.244×10-3N/m-mm2
g6（0,10）=34.455×10-3N/m-mm2
（7）有冰有风时的综合比载：
在导线上垂直方向作用着自重和冰重的比载与在水平方向作用着覆冰风压比载的几何和。
g7=
g7（5,10）=49.144×10-3N/m-mm2
1.3导线的机械物理特性
（1）导线的抗拉强度：
导线的计算拉断力与导线的计算接面积的比值称为导线的抗拉强度或瞬时破坏应力。
σp=Tm/A=301.72MPa
（2）最大应力：
σmax=σp/K=120.688MPa（K=2.5）
其中K为导线地线的安全系数，在设计中K取值不应小于2.5，避雷线的设计安全系数，宜大于导线的设计安全系数。
（3）平均应力
σ=σp×25%=75.43MPa
1.4确定控制气象
表1-6
项目条件
最低气温
年平均气温
覆冰
最大风速
控制应力
120.688MPa
75.43MPa
120.688MPa
120.688MPa
比载
34.00
34.00
49.144
45.107
温度
-10℃
15℃
-5℃
-5℃
g/σk
2.82×10-4
4.51×10-4
4.07×10-4
3.74×10-4
排列序号
A
D
C
B
1.5计算临界档距
L=
经计算得：
LAB=194.418m
LAC=162.412m
LAD=虚数m
LBC=0m
LBD=虚数m
LCD=虚数m
列临界档距判别表确定有效临界档距表1-7
A
B
C
D
LAB=194.418m
LBC=0m
LCD=虚数m
LAC=162.412m
LBD=虚数m
LAD=虚数m
—————————————|———————————————＞
CLAB=153.257mD
有效临界档距控制区及控制气象条件：
控制气象条件为年均气温。
（1）年均气温为控制气象，b=0mm,v=0m/s,ti=15℃,
计算各条件下的应力弧垂
1.6计算应力弧垂的MATLAB程序
L=50—400所取档距
E=76000弹性模量
σ=75.43/120.688控制气象条件下的控制应力
=0.000019线膨胀系数
Gi=0.03400控制气象条件下的比载
gj=所求控制气象条件下的比载
ti=控制气象条件下的温度
tj=所求控制气象条件下的温度
B=σ-E*gi2*L2/（24*σ2）-E*（t2-ti）
D=Egj2L2/24
rr=[1–B0–D]
S=roots（rr）应力（绘图时此数据乘以5）
f=gjl2/（8*S）弧垂（绘图时此数据乘以30）
1.7各种气象条件下的应力弧垂
表1-8
1.覆冰条件下的应力弧垂
L
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
σ
104.45
98.91
101.44
100.39
99.58
98.98
98.54
98.21
97.97
97.78
f
0.147
0.82
1.79
3.21
5.06
7.33
10.02
13.14
16.67
20.62
2.最高温度条件下应力弧垂
L
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
σ
42.733
41.01
45.25
46.41
47.61
47.66
48.01
48.25
48.43
48.56
f
0.249
1.00
2.04
3.53
5.43
7.73
10.45
13.58
17.13
21.09
3.最低气温条件下应力
L
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
σ
99.73
96.63
89.98
78.49
69.36
63.26
59.39
56.88
55.18
53.99
4.年平均气温条件下应力
L
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
σ
65.07
65.07
63.41
59.02
56.07
54.18
52.94
52.1
51.51
51.08
5.事故条件下应力
L
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
σ
92.71
90.01
84.13
74
66.26
61.18
57.95
55.83
54.58
54.19
6.外过无风电压条件下应力
L
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
σ
65.07
65.7
63.41
59.02
56.07
54.18
52.94
52.1
51.51
51.08
7.外过有风条件下的应力
L
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
σ
65.12
65.24
63.72
59.46
56.6
54.75
53.54
52.71
52.13
51.71
8.内过电压条件下的应力
L
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
σ
65.32
65.9
64.94
61.18
58.63
56.97
55.87
55.17
54.58
54.19
9.安装情况条件下的应力
L
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
σ
92.73
90.11
84.36
74.39
66.78
61.77
58.57
56.49
55.04
54.03
10.最大风条件下的应力
L
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
σ
74.38
79
82.32
82.21
82.12
82.06
82.02
81.99
81.97
81.95
安装曲线计算（此表为依据绘制安装曲线:
应力乘以5,弧垂乘以50）
表1-9此时gj=g6（0,10）=33.206×10-3N/m-mm2
温度
L
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
-10
σ
155.73
155．00
153.83
152.28
150.46
148.43
146.32
144.19
142.13
140.18
f
0.07
0.28
0.63
1.13
1.79
2.61
3.60
4.77
6.13
7.67
-5
σ
148.58
147.97
146.98
145.70
144.19
142.54
140.84
139.14
137.51
135.99
f
0.07
0.29
0.66
1.18
1.86
2.71
3.74
4.94
6.33
7.90
-0
σ
141.44
140.96
140.19
139.19
138.04
136.79
135.51
134.26
133.06
131.95
f
0.08
0.31
0.69
1.24
1.95
2.83
3.89
5.12
6.54
8.15
5
σ
134.13
133.98
133.45
132.78
132.00
131.18
130.35
129.54
128.78
128.07
f
0.08
0.32
0.72
1.30
2.04
2.95
4.04
5.31
6.76
8.39
10
σ
127.19
127.03
126.78
126.46
126.11
125.73
125.36
125.00
124.66
124.36
f
0.08
0.34
0.76
1.36
2.13
3.08
4.20
5.50
6.98
8.64
15
σ
120.08
120.12
120.19
120.27
120.36
120.46
120.55
120.64
120.72
120.80
f
0.09
0.36
0.80
1.43
2.23
3.21
4.37
5.70
7.21
8.90
20
σ
112.98
113.26
113.69
114.22
114.79
115.37
115.93
116.46
116.95
117.39
f
0.10
0.38
0.85
1.51
2.34
3.35
4.54
5.91
7.44
9.16
25
σ
105.90
106.47
107.31
108.32
109.40
110.48
111.51
112.47
113.35
114.14
f
0.10
0.40
0.90
1.59
2.46
3.50
4.72
6.12
7.68
9.42
30
σ
98.84
99.75
101.06
102.60
104.21
105.80
107.29
108.67
109.92
111.03
f
0.11
0.43
0.96
1.68
2.58
3.66
4.91
6.33
7.92
9.68
35
σ
91.18
93.12
94.97
97.08
99.25
101.33
103.27
105.05
106.64
108.07
f
0.12
0.46
1.02
1.77
2.71
3.82
5.10
6.55
8.16
9.95
40
σ
84.82
86.61
89.07
91.79
94.51
97.08
99.46
101.61
103.53
105.25
f
0.13
0.50
1.09
1.87
2.84
3.99
5.30
6.77
8.41
10.21
1.8地线的设计
选取GJ-50型号地线,查表知此地线d=9.0mmA=49.46mm2E=181420N/mm2α=11.5×10-61/℃Go=423.7kg/kmσ=1176.8mpa
1.8.1地线的比载：
地线单位面积，单位长度的荷载称为比载。
比载在地线荷载的计算中是最适合的参数。
线路设计中常用的比载有7种。
（1）自重比载：
有架空线本身自重引起的比载。
g1（0,0）=9.8Go/A×10-3=83.952×10-3N/m-mm2
（2）冰重比载：
架空线上覆冰后，冰重除以架空线长度及架空线截面积即为冰重比载。
g2（5,0）=×10-3=39.25×10-3N/m-mm2
（3）覆冰时地线的垂直总比载：
架空线自重比载和冰重比载之和。
g3（10,0）=g1+g2=123.20×10-3N/m-mm2
（4）无冰时地线风压比载：
无冰时地线每单位长度、每单位截面积上的风压荷载。
g4=·sin2θ×10-3
当v=25m/s时=0.85c=1.1θ=90°
g4（0,25）=65.13×10-3N/m-mm2
当v=15m/s时=1.0c=1.1θ=90°
g4（0,15）=27.58×10-3N/m-mm2
当v=10m/s时=1.0c=1.1θ=90°
g4（0,10）=12.26×10-3N/m-mm2
（5）覆冰时风压比载：
覆冰时地线每单位长度、每单位截面积的风压荷载。
g5（5.10）=·sin2θ×10-3=28.23×10-3N/m-mm2
（6）无冰有风时的综合比载：
在地线上垂直方向作用的自重和风压比载的几何和。
g6（0,25）=106.25×10-3N/m-mm2
g6（0,15）=88.36×10-3N/m-mm2
g6（0,10）=84.77×10-3N/m-mm2
（7）有冰有风时的综合比载：
在地线上垂直方向作用着自重和冰重的比载与在水平方向作用着覆冰风压比载的几何和。
g7=
g7（5,10）=126.39×10-3N/m-mm2
1.8.2地线的机械物理特性
（1）导线的抗拉强度：
导线的计算拉断力与导线的计算接面积的比值称为导线的抗拉强度或瞬时破坏应力。
σp=Tm/A=1187.22MPa
（2）避雷线在弧垂最低点的最大使用应力：
σmax=σp/K=474.89MPa（K=3）
注：
其中K为导线地线的安全系数，在设计中K取值不应小于2.5，避雷线的设计安全系数，宜大于导线的设计安全系数。
故地线安全系数取为3.
（3）平均应力上限为破断应力的25%：
σ=σp×25%=296.8MPa
1.8.3确定控制气象
表1-10
最低温度
年平均气温
最大风
覆冰
控制应力
474.89MPa
296.8MPa
474.89MPa
474.89MPa
比载
83.95×10-3
83.95×10-3
106.25×10-3
126.39×10-3
温度
-10℃
15℃
-5℃
-5℃
g/σk
1.76×10-4
2.83×10-4
1.85×10-4
2.66×10-4
排列序号
A
D
B
C
1.8.4计算临界档距
L=
经计算得：
LAB=270.88
LAC=186.72m
LAD=虚数m
LBC=0m
LBD=虚数m
LCD=虚数m
列临界档距判别表确定有效临界档距表1-11
A
B
C
D
LAB=270.88m
LBC=0m
LCD=虚数m
LAC=186.72m
LBD=虚数m
LAD=虚数m
——————————
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