110kv架空輸電線路畢業(yè)設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計(論文)</b></p><p>　　題 目 名 稱 110kV架空輸電線路設計(2) </p><p>　　學 生 姓 名 </p><p>　　學 號

2、 </p><p>　　系 、專 業(yè) 電氣工程系、09輸電線路工程 </p><p>　　指 導 教 師 </p><p>　　2013年5月11日</p><p><b>　　目錄</b></p>&l

3、t;p>　　內容提要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．I</p><p>　　英語提要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．II</p><p>　　1輸電線路基本知識．．．．．．．．．．．．

4、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1</p><p>　　1.1輸電線路分類．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1</p><p>　　1.2架空輸電線路結構和組成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2</p>

5、<p>　　1.3輸電線路施工．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3</p><p>　　2 設計原始資料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6</p><p>　　2.1線路概況．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

6、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6</p><p>　　2.2線路路徑方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6</p><p>　　2.3設計用氣象條件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8</p

7、><p>　　2.4導地線選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8</p><p>　　3 導地線計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10</p><p>　　3.1架空線概述．．．．．．．．．．．．．

8、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10</p><p>　　3.2導線計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10</p><p>　　3.3導線應力弧垂．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

9、．．．．．．．16</p><p>　　3.4地線計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17</p><p>　　3.5地線應力弧垂．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18</p><p>　　4金具設計．．

10、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23</p><p>　　4.1絕緣子選用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23</p><p>　　4.2防振錘選用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

11、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25</p><p>　　5防雷與接地．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28</p><p>　　5.1防雷設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28</p><

12、;p>　　5.2接地設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28</p><p>　　6導線跨越設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30</p><p>　　7桿塔與基礎．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

13、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32</p><p>　　7.1桿塔選用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32</p><p>　　7.2基礎設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33&

14、lt;/p><p>　　心得體會．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35</p><p>　　參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36</p><p>　　附錄．．．．．．．．．．．．．．．．．

15、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37</p><p><b>　　內容提要</b></p><p>　　本次畢業(yè)設計為110kV架空輸電線路設計，根據現有的技術規(guī)程DL/T 621-1999及線路原始資料，完成線路的導地線設計、金具設計、桿塔設計、基礎設計、防雷設計等工作。</p>

16、<p>　　本設計主要分為七章，其中第一章主要介紹輸電線路的基本知識，包括線路分類、架空線組成和結構、施工等方面。第二章對設計原始資料進行介紹，包含線路概述、設計用氣象條件、路徑方案等。第三章是本設計的重點，以第二章的原始資料為基礎，進行導地線七種比載的計算及導地線應力弧垂特性曲線的繪制。第四章為金具設計，包括絕緣子的選用和防震錘的選擇。第五章為防雷設計。第六章為跨越設計，包括跨高速和跨河流等設計。第七章為桿塔選型及基礎設

17、計，包括桿塔選型、組裝、基礎設計、施工等。</p><p>　　關鍵詞：110kV；線路設計；桿塔；接地</p><p><b>　　Summary</b></p><p>　　The graduation design based on design specification, guidelines and policies for the

18、 national economic construction, technical regulations, the criterion, in combination with the practical situation of project, ensure reliable power supply, flexible scheduling, meet all technical requirements.</p>

19、<p>　　The design lines of 110 kv overhead transmission lines, is directly related to the safe operation of the power supply reliability. The main content of the transmission line design in corresponding to a certa

20、in wire section, terrain conditions, and the combination of the meteorological conditions, the meteorological condition and the span is calculated under the guide of ground stress and HuChui; According to the calculation

21、 result to draw stress HuChui curve and installation instruction project </p><p>　　In this paper, according to the current technical procedures and data of lightning protection for overhead lines, hardware a

22、nd tower, the principle of the technology, its main content for wire ground wire design, hardware design, the tower design, foundation design, lightning protection design , etc.</p><p>　　Key words: 110 kv; C

23、ircuit design; Tower; grounding</p><p>　　1 輸電線路基本知識</p><p>　　1.1 輸電線路分類</p><p>　　輸電線路分類方法很多，按輸送電流的種類，可分為交流輸電線路和直流輸 電線路，按線路架設材料不同，可分為架空輸電線路和電纜輸電線路。一般主要 按電壓等級和回路數分類。 </p><

24、p>　　（1）按線路電壓分類 </p><p>　　輸電線路按電壓等級分為 35kV、110kV、220kV、 330 kV、500 kV、 750kV、 1000kV 輸電線路。其中，330 kV、500 kV、 750kV、稱為超高壓輸電線路，1000kV 稱為特高壓輸電線路。</p><p>　?。?）按桿塔上的回路數目分類 </p><p>　　a 單

25、回路線路桿塔 </p><p>　　桿塔上只有三相導線及架空地線的送電線路，稱為單回路線路。</p><p><b>　　b 雙回路線路 </b></p><p>　　桿塔上有兩回三相導線及架空地線的送電線路，稱為雙回路線路。另外，亦 有雙回路分桿(塔)并行的送電線路。 </p><p><b>　　c 多回路

26、線路</b></p><p>　　桿塔上有三回及以上的導線和架空地線的送電線路，稱為多回路線路。</p><p>　?。?）按桿塔材料分類</p><p><b>　　a 鐵塔線路 </b></p><p>　　整條送電線路以角鋼或鋼管組合的鐵塔作支持物。 這類線路耗用的鋼材比較多，使用土地面積少，整齊美觀，

27、使用年限較長。</p><p><b>　　b 混凝土桿線路 </b></p><p>　　整條送電線路以鋼筋混凝土電桿作支持物，一般有分段焊接式和分段焊接與整根拔梢 式的鋼筋混凝土電桿兩種?；炷岭姉U可以節(jié)約大量鋼材，但拉線桿 占地多，且施工運輸不便。</p><p>　　c 鋼管桿送電線路鋼管桿指送電線路以分段連接的錐形鋼管單桿作支持物。它

28、占地少，美觀，便于在市區(qū)內架設。</p><p>　　d 混合式桿塔送電線路 混合式桿塔送電線路是指電力線路的支持物包括有鐵塔、混凝土桿或鋼桿等組成的線路。</p><p>　　1.2 架空輸電線路結構組成和作用 架空輸電線路主要有基礎、桿塔、導線、避雷線、絕緣子、金具及接地裝置 等部件組成。</p><p>　　導線用來傳導電流，輸送電能。地線是當雷擊導

29、線時把雷電流引入大地，以保護線路絕緣免遭大氣過電壓的破壞。桿塔用來支撐導線和地線，并使導線和導線之間，導線和地線之間，導線和桿塔之間以及導線和大地、公路、鐵軌、水面、通信線路等被跨越物之間，保持一定的安全距離。絕緣子是用來固定導線，并使導線與桿塔之間保持絕緣狀態(tài)。金具在架空送電線 路中主要用于支持、固定、連接、接續(xù)、調節(jié)及保護作用。拉線是用來加強桿塔 基礎的強度，承擔外部荷載的作用力，以減少桿塔的材料消耗量，降低桿塔的造價。桿塔基礎是將

30、桿塔固定于地下，以保證桿塔不發(fā)生傾覆 。</p><p><b>　?。?）桿塔基礎 </b></p><p>　　桿塔的地下部分，用于穩(wěn)定桿塔的裝置叫基礎。基礎的作用是將桿塔、導地線荷載傳到土壤，并承受導地線、斷線張力等所產生的上拔、下壓或傾覆力。桿塔基礎分為電桿基礎和鐵塔基礎兩大類。電桿及拉線宜采用預制裝配式基礎。鐵塔宜采用現澆鋼筋混凝土基礎或混凝土基礎。有條件時

31、，應優(yōu)先采用原狀基礎。 輸電線路結構礎。包括有巖石基礎、機擴樁基礎、掏挖（半掏挖）基礎、爆擴樁基礎和鉆孔樁基礎等。</p><p><b>　　(2) 桿塔 </b></p><p>　　桿塔是用來支持導線和避雷線及其附件的支持物，以保證導線與導線、導線與地線、導線與地面或交叉跨越物等有足夠的安全距離。</p><p>&

32、lt;b>　?、贄U塔的分類</b></p><p>　　a.直線桿塔，以懸掛的方式支持導地線，支承導地線的重力及作用于它們上面的風力，但不承受導地線張力的桿塔，且布置在線路直線上。直線桿塔又稱中間桿塔，可分為普通直線桿塔、換位直線桿塔和跨越直線桿塔。 </p><p>　　b.承力桿塔，以錨固的方式支持導地線，除支承導地線的重力和風力外， 還承受導地線張力的桿塔。承力桿塔

33、可分為以下幾種: 耐張桿塔，作用是對線路分段，承受斷線張力，控制事故范圍，同時便于施工與檢修;轉角桿塔，用于線路轉角處，在正常情況下承受導地線轉角合力，事故 斷線情況下承受斷線張力。</p><p>　　c.終端桿塔，用于線路起止兩端，允許帶有轉角和符合耐張桿塔受力條件，且經常承受導地線一側張力。 </p><p>　　d.耐張跨越桿塔，用于線路有河流、特大山谷、特高交叉物等地方。<

34、/p><p>　　e.懸垂轉角桿塔。以懸掛方式支持導地線，桿塔布置在線路的轉角處。</p><p>　　②常規(guī)桿塔型號表示方法</p><p>　　a 按桿塔用途分類代號含義</p><p>　　Z—直線桿塔，D—終端桿塔，ZJ—直線轉角桿塔，F—分支桿塔，N— 耐張桿塔，K—跨越桿塔，J—轉角桿塔，H—換位桿塔</p><p

35、>　　b 按桿塔外形或導線布置型式代號含義</p><p>　　S—上字型，SZ—正傘型，C—叉骨型（鳥骨型），SD—倒傘型，M—貓 頭型 ，T—田字型，V—V 字型，W—王字型，J—三角型 ，A—A 字型，G— 干字型， Me—門型 Y—羊角型，Gu—鼓型，B—酒杯型 </p><p>　　c 桿塔材料和結構代號含義</p><p>　　G—鋼筋混凝土電桿，

36、T—自立式鐵塔，X—拉線式鐵塔 </p><p><b>　　d 高度代號含義 </b></p><p>　　桿塔高度是指橫擔對地面的距離（m），稱為呼稱高，一般用數字表示。 </p><p>　　e 鐵塔型號表示方法 </p><p>　　鐵塔型號由字母及數字共六個部分組成，例：220 Z B T-33，表示該塔為22

37、0k直線酒杯型自立鐵塔，第一級呼稱高33m。</p><p>　　f 鋼筋混凝土桿型號表示方法</p><p>　　鋼筋混凝土電桿型號與鐵塔型號的表示方法基本相同，通常不寫出線路電壓等級的代號。例：NMeG2-21，表示無拉線耐張門型鋼筋混凝土電桿，第二級呼稱高為 21m。1.3 輸電線路施工</p><p>　　輸電線路施工圖是各項設計原則和設計思想的具體體現，

38、是從事輸電線路施工的依據，也是從事輸電線路運行和檢修的重要技術指標。一般來講，輸電線路施工圖有以下六部分。</p><p><b>　　(1)總體部分</b></p><p>　　總體部分包括線路路徑圖 桿塔一覽圖及桿塔使用條件一覽表線路桿塔明細表線路平斷面圖線路換位圖及與通信線路平行關系圖等。</p><p><b>　?、倬€路路徑

39、圖</b></p><p>　　它是通過測量最終確定的線路走向圖，一般繪于五萬分之一或十萬分之一地形圖上，圖上繪出了線路起點終點轉角度數和中間經過位置。它對線路施工中的器材堆放 運輸和工地布置以及線路運行中巡線和檢修工作安排能起指導作用。</p><p>　　②桿塔一覽圖及使用條件一覽表</p><p>　　它給出了全年所使用的桿塔型號 高度及使用條件，

40、并給出了全線所使用各種型號桿塔的數量。</p><p><b>　　a.線路桿塔明細表</b></p><p>　　它是全線情況的概況，它按桿塔編號逐號寫出桿塔襠距導地線附件接地裝置 基礎交叉跨越等的簡要，是分析全線概況進行施工測量和施工的重要技術文件，其示例如表1-24所示。</p><p><b>　　b.線路平斷面圖</b

41、></p><p>　　設計根據平斷面圖定出干他的位置型號高度基礎施工基面和土石方開挖量。施工參照平斷面確定放線位置緊線位置弧垂觀測檔；按照交叉跨越物的垂直距離對照現場情況，在放線緊線過程中采取保護措施，并在施工后作為檢查依據。</p><p>　　c.線路換位圖。 在導線的各種排列方式中，除等邊三角形排列外，其他排列方式均不能保證倒顯得線距間距離相等，從而三相倒顯得電感 電容及三相

42、阻抗都不相等，造成三相電流的不平衡。這種不平衡對發(fā)電機 電動機和電力系統(tǒng)的運行以及輸電線路附近的弱電線路均會帶來一系列的不良影響。為了避免這些影響，各相導線應在空間輪流交換導線的位置，以平衡三相阻抗。經過完全換位的線路，其各相導線在空間每一位置的各段長度之和相等。進行一次完全換位通常稱為完成了一個換位循環(huán)。在中性點直接接地的電力網中，當線路長度在100~200km之間，一般應有一個換位循環(huán)；線路長度大于200km，則一般宜安排兩個或多個

43、換位循環(huán)。線路如有換位，應有設計部門提供線路換位示意圖和換位安裝圖。</p><p>　　d.與通信線路平行關系圖。測量鄰近如有通信線路，則應有與通信線路平行關系圖和通信線保護圖。</p><p><b>　　(2)導線部分</b></p><p>　　導線部分包括導線 避雷線機械特性曲線圖安裝曲線圖和特殊耐張段安裝表等。這些圖表示施工人員進行

44、導線和避雷線的緊線安裝時，確定觀測弧垂的依據，同時也是進行驗收和運行檢查的依據。</p><p><b>　　(3)桿塔部分</b></p><p>　　桿塔部分主要有桿塔加工圖和組裝圖。加工圖供桿塔制造廠按圖加工，組裝圖供現場施工人員進行組裝。</p><p><b>　　(4)基礎部分</b></p>&

45、lt;p>　　基礎部分包括基礎施工圖和組裝圖。</p><p>　　(5)絕緣子金具部分</p><p>　　輸電線路絕緣子金具附件的組裝方式，只要線路上有的都應有組裝圖，如懸垂絕緣子串組裝圖耐張絕緣子串組裝圖防震錘安裝圖等，以便施工時應用。</p><p><b>　　(6)接地部分</b></p><p>　　

46、由于輸電線路桿塔形式不同，經過地區(qū)的土壤電阻率不同，接地裝置的形式也將不同。設計部門根據具體情況，選擇了相應的接地裝置型號，并提出了相應的要求。 </p><p><b>　　2 設計原始資料</b></p><p><b>　　2.1 線路概況</b></p><p>　　檀合至桃花110kV輸電線路，起于檀合22

47、0kV變電站110kV出線506間隔，止于桃花變電站110kV進線間隔，額定電壓為110Kv,經濟輸送容量為47.3MVA，導線采用LGJ2470/30，地線采用JLB20A-50，同桿架設ADSS通信光纜，線路全長106km,其中在出檀合220kV變電站約0.6km部分，考慮為檀合變電站西側110kV間隔將來出線預留線路通道，這部分段按雙回設計，但本次只架設一回；線路進桃花變電站約0.7km部分，考慮線路走廊緊張問題采用與寶瑤至桃花1

48、10kV線路雙回共桿架設，其余部分均為單回線路。</p><p>　　本工程沿線地形以丘陵、山地為主，地質多為硬塑粘性土和松砂石，海拔在201m-310m之間，植被發(fā)育較好，植被主要為油茶樹、松、杉；線路全線附近都有公路或簡易公路穿插其中，交通比較方便，便于施工與運行；各種地形所占比例如表2.1所示：</p><p>　　表2.1 線路地形比例表</p><p>&

49、lt;b>　　2.2線路路徑方案</b></p><p>　　檀江-桃花110千伏線路成東西走向，沿線經檀江鄉(xiāng)、雨溪橋鎮(zhèn)。本次設計根據圖上地形及實地勘測確定了二個線路路徑方案，具體情況如下： </p><p>　　方案一：線路由220千伏檀合西側110千伏505間隔向西偏南方向出線，經雙回終端塔左轉,至劉家院子后山上再左轉，線路改為單回路平行與長陽鋪變-檀江變220千伏線

50、路走向跨過邵水支流，至灣里院子西側山腰跨過高速公路，在臺上雷家西側山腳右轉，線路轉為向西偏北走線平行高速公路走線，經羊角沖、甘長沖，再過牛家?guī)X山頂左轉至張家院子右轉至起碼坪，線路在此轉為正北方與寶桃線雙回共桿再次跨過高速公路沿楊家?guī)X山腳右轉經雙回終端塔進桃花；線路全長約10.6km。曲折系數為1.29。</p><p>　　方案一路徑沿線地形以丘陵、山地為主，地質多為硬塑粘性土和松砂石,海拔在210米～310米之

51、間，植被發(fā)育較好，植被主要為油茶樹、松、杉；線路全線附近都簡易公路穿插其中，交通較為方便。</p><p>　　方案二：線路由220千伏檀合西側110千伏502間隔向西偏南方向出線，經雙回終端塔左轉,至劉家院子后山上再左轉，線路改為單回路平行與長陽鋪變-檀江變220千伏線路走向跨過河流，至灣里院子西側山腰跨過高速公路，線路在臺上雷家西側山右轉，經長口子、王家院 子、大院里，在黃家塘右轉，過瓦子塘水庫和新院子南側的

52、小山包，在翁沖右轉，過劉家院子、四方井在恩香院右轉，至起碼坪，線路在此轉為正北方與寶桃線雙回共桿再次跨過高速公路沿楊家?guī)X山腳右轉經雙回終端塔進桃花變電站；線路全長約11.6km。曲折系數為1.43.</p><p>　　方案二路徑沿線地形以丘陵、平地為主，地質多為硬塑粘性土,海拔在210米～270米之間，樹木稀疏；線路全線附近都有公路或簡易公路穿插其中，交通較為方便。</p><p>　　

53、方案一與方案二線路路徑比較如表2.2所示。</p><p>　　表2.2 線路路徑方案比較</p><p>　　兩個路徑方案各有優(yōu)缺點，方案一長度較短、曲折系數小，但沿線地形起伏較方案二大，需砍伐樹木較多，方案二地勢平坦，大多為平地和丘陵，樹木較少，交通極其方便，但線路較方案一要長1km，曲折系數大，所經地區(qū)院落較多。綜合比較研討，最終確定方案一為本線路的設計方案。</p>

54、<p>　　2.3 設計用氣象條件 </p><p>　　根據氣象局提供的該地區(qū)氣象資料以及本工程臨近送電線路的運行情況狂，本次設計氣象條件取值如下：最高氣溫：,最低氣溫：，最大風速：25m/s，最后覆冰：15mm。</p><p>　　設計用氣象條件如表2.3所示。</p><p>　　表2.3 設計用氣象條件一覽表</p><p&

55、gt;<b>　　2.4 導地線選擇</b></p><p>　　導線截面的選擇應從其電氣性能和經濟性能兩方面考慮，保證安全經濟地輸送電能。一般先按經濟電流密度初選導線截面，再按允許電壓損失、發(fā)熱、電暈、等條件校驗、大跨越的導線截面宜按允許載流量選擇，并通過技術經濟進行比較確定。</p><p>　　導線最大使用應力：按規(guī)程規(guī)定安全系數不小于2.5,結合本工程的實際情

56、況，經計算導線破壞應力為260.32Mpa,在設計冰厚15MM控制條件時,其最大使用應力取104.13Mpa，安全系數為2.5。</p><p>　　經過驗算，選取導線型號為LGJ240/30，根據導線選擇地線為JLB20A-50。導地線參數如表2.4所示。</p><p>　　表2.4 導地線參數表</p><p><b>　　3 導地線設計</

57、b></p><p><b>　　3.1 架空線概述</b></p><p>　　在架空輸電線路中，導線和地線統(tǒng)稱為架空線。在輸電線路中，銅是最為理想的導電材料，其導電性能和機械強度均好，但是銅的價格昂貴，除特殊需要外，輸電線路一般不適用。</p><p>　　鋁質輕價廉，導電性能僅次于銅，但機械強度較低，僅用于相鄰桿塔間水平距離較小的1

58、0kV及以下電壓等級線路中。此外，鋁的抗腐蝕性也較差，不易在污穢區(qū)使用。</p><p>　　鋁合金的導電性能與鋁相近，機械強度接近銅，但價格卻比銅低，并有較好的抗腐蝕性能，不足之處是鋁合金受震動斷股的現象較為嚴重使其使用受到限制。隨著斷股問題的解決，鋁合金將成為一種很有用途的導線材料。</p><p>　　鋼具有較高的機械強度，且價格較低，但導電性能較差。鋼材料的架空線一般作為地線使用，

59、作為導線使用僅用于跨越江河山谷的大檔距及其他要求機械強度大的場合。為防腐蝕，鋼線需要鍍鋅處理。</p><p>　　常用導線為鋼芯鋁絞線，鋼芯鋁絞線的內芯為單股或多股鍍鋅鋼絞線，外層為單層或多層的鋁絞線。由于交流電的集膚效應，四周電阻率較小的鋁部截面主要起截流作用，機械荷載則主要由芯部的鋼線承受。因此鋼芯鋁絞線既有較高的導電率，又有較好的機械強度，成為目前最常用的導線品種。分裂導線使用普通型號的導線，安裝間隔棒保

60、持其間隔和形狀。這相當于大大增加了導線的半徑，其表面電位梯度小，臨界電暈電壓高，單位電抗小，導納大，且無需專門制造，因此超高壓輸電線路中廣泛采用了分裂導線，我國220kV和330kV多采用二分裂導線，500kV線路多采用四分裂導線。</p><p><b>　　3.2導線計算</b></p><p>　　(1)導線截面機械強度校驗</p><p&g

61、t;　　為了保證電力安全運行安全可靠，一切電壓等級的電力線路都要具有必要的機械強度。對于跨越鐵路，通航河流和運河、公路、通信線路和居民區(qū)的線路，其導線截面不應小于35mm。通過其他地區(qū)的線路最小允許截面：35kV以上線路為25 mm，35kV以下線路為16 mm.任何線路都不允許使用單股導線。線路按其主要程度可分3個等級，如表3.1所示。： </p><p>　

62、　表3.1 架空輸電線路等級分類</p><p>　　本線路采用的導線型號LGJ240/30，其截面為275.96>35,滿足條件；同樣，地線JLB20A-50，其截面為49.48>35,ye 滿足條件。</p><p>　　(2)熱穩(wěn)定條件校驗</p><p>　　所過導線的最大容許持續(xù)電流大于該線路在正?；蚬收虾筮\行方式下可靠通過的最大持續(xù)電流。查《

63、高電壓技術》 表9得， GLJ240/30在時的載流量為I=624A，大于導線經濟電流=239.44A，滿足條件。</p><p>　　(3)電壓損耗校驗：</p><p>　　查《架空輸電線路設計》附錄表，LGJ-240/30型電阻為0.1181 感抗忽略。</p><p>　　滿足條件。 </p><p><b>

64、;　　（4）導線的比載</b></p><p><b>　?、?自重比載</b></p><p>　　自重比載是架空線自身質量引起的比載，其大小可認為不受氣象條件變化的影響。自重比載計算式為：</p><p><b>　?、?冰重比載 </b></p><p>　　冰重比載是架空線的覆冰

65、重量引起的比載。在覆冰厚度為b時，單位長度架空線上的覆冰質量計算式為：</p><p><b>　?、?垂直總比載:</b></p><p>　　垂直總比載即為自重比載與冰重比載之和。</p><p><b>　?、?無冰風壓比載</b></p><p>　　無冰風壓比載指的是線路在無冰條件下，風向

66、在垂直于導線方向的作用力所產生的比載，其中包括最大風壓比載和安裝風壓比載。</p><p>　　最大風速時：v=25</p><p><b>　　基本風壓為：</b></p><p><b>　　安裝風速：v=10</b></p><p><b>　　基本風壓為：</b><

67、;/p><p>　?、?覆冰風壓比載b=15，v=10</p><p>　　覆冰風壓比載是指線路在覆冰情況下，冰重比載、自動比載、風壓比載的矢量和。</p><p>　　各種風速下的風速不均勻系數如表3.2所示。</p><p>　　表3.2 各種風速下的風速不均勻系數a</p><p><b>　　⑥ 無冰綜

68、合比載</b></p><p>　　無冰綜合比載即無冰有風時，架空線自重比載和無冰風壓比載的矢量和，即</p><p><b>　?、?覆冰綜合比載 </b></p><p>　　覆冰綜合比載即架空線的垂直總比載和覆冰風壓比載的矢量和，即</p><p>　　表3.3 各氣象條件下導線比載的計算值</

69、p><p>　　(5) 計算臨界檔距與判斷控制氣象條件</p><p>　　架空線的狀態(tài)方程式給出了各種氣象條件下架空線應力之間的關系。氣象條件變化時，架空線的應力隨之變化。必存在一種條件，在該氣象條件下架空線的應力最大，這一氣象條件稱為控制氣象條件，簡稱控制條件。在輸電線路的設計中，必須保證控制條件下架空線的應力不超過允許使用應力，從而保證其他氣象條件下架空線的應力均小于許用應力。</

70、p><p>　　架空線的應力除與比載、氣溫有關外，還與檔距l(xiāng)的大小有關。在其他條件相同的情況下，檔距不同，出現最大應力的控制氣象條件可能不同。出現最大應力的控制氣象條件可能不同。在最大風速的氣溫與最后覆冰的氣溫相同的氣象區(qū)，二者中比載大者架空線的應力大。因此，架空線的最大應力在最低氣溫或最大比載條件下出現。氣溫低時，架空線收縮拉緊而使 應力增大，架空線荷載增大而使應力增大。究竟最低氣溫和最大比載哪一種氣象條件為控制條

71、件，取決于檔距的大小。</p><p>　　當檔距很小趨于0時，等高懸掛點架空線的狀態(tài)方程變?yōu)?lt;/p><p>　　上式表明，在檔距很小時，架空線的應力變化僅決定于溫度而與比載的大小無關。因此對于小檔距架空線，最低氣溫將成為控制條件。</p><p>　　當檔距很大趨于無限大時，將等高懸點架空線的狀態(tài)方程式兩端除以，并令檔距l(xiāng)趨于無限大，狀態(tài)方程式變?yōu)?lt;/p&

72、gt;<p>　　上式表明，在檔距很大時，架空線的應力變化僅決定于比載而與溫度無關。因此對于大檔距架空線，最大比載氣象條件成為控制條件。</p><p><b>　?、?臨界檔距</b></p><p>　　在僅考慮最低氣溫和最大比載兩種氣象情況下，檔距l(xiāng)由零逐漸增大至無限大的過程中必然存在這樣一個檔距：氣溫的作用和比載的作用同等重要，最低氣溫和最大比載

73、同時成為控制條件。兩個及以上氣象條件同時成為控制條件時的檔距成為臨界檔距，用表示。當實際檔距時，架空線的最大應力出現在最低氣溫時，最低氣溫為控制條件；反之，最大比載為控制條件。</p><p>　　實際上，相當一部分氣象區(qū)的最大風速和最厚覆冰的溫度并不相同，不能只從比載的大小來確定二者哪一個可能成為控制條件。此外，架空線還應具有足夠的耐振能力，這決定于年均運行應力的大小，該應力是根據年均氣溫計算的，不能大于年均運

74、行應力規(guī)定上限值。因此，最低氣溫、最大風速、最厚覆冰和年平均氣溫四種氣象條件都有可能成為控制條件，是輸電線路設計時必須考慮的。</p><p>　　四種氣象條件中每兩種之間存在一個臨界檔距，于是可得到六個臨界檔距。對于某些特殊要求的檔距。除上述四種氣象條件外，可能還需要考慮其他的控制條件。</p><p>　?、?導線的允許控制應力</p><p>　　查表得導線的

75、計算拉斷力為:</p><p>　　抗拉強度為： </p><p>　　最大使用應力為： </p><p>　　年平均氣溫下的最大使用應力為： </p><p>　?、?可能成為控制條件的氣象條件如表3.4所示。</p><p>　　表3.4 氣象列

76、表</p><p>　　查表得LGJ240/30導線的參數如下：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　臨界檔距的判定如表3.5所示。</p><p>　　表3.5 臨界檔距判定</p><p>　　綜上：當L<192時，年平均氣溫為控制氣象條件，當L>192時

77、，最后覆冰為控制氣象條件。</p><p>　　3.3 導線應力弧垂</p><p>　　為了使用方便，常將各種氣象條件下架空線的應力和有關弧垂隨檔距的變化用曲線表示出了。這種曲線稱為應力弧垂曲線，亦稱力學特性曲線。此外，為方便架線施工，需要制作各種可能施工溫度下架空線在無冰、無風氣象下的弧垂隨檔距變化的曲線，稱為安裝曲線，亦稱放線曲線。</p><p>　　架空線

78、的應力弧垂曲線表示了各種氣象條件下應力（弧垂）與檔距之間的變化關系。在確定出檔距后，很容易從曲線上得到各種氣象條件下的應力和弧垂值。為保證曲線比較準確而又不使計算量過大，檔距l(xiāng)的間距一般取為50m，但須包括各有效臨界檔距處的值。由于曲線在有效臨界檔距附近的變化率較大，此區(qū)間的取值宜密一些。在檔距較大時，曲線一般變化比較平滑，可根據精確度要求的不同，適當放大取值間隔。</p><p>　　為保證導線在施工與運行中的

79、安全可靠性，就必須掌握這種導線應力隨氣象條件變化的規(guī)律，而反映一定代表檔距的耐張段中，導線應力變化與氣象條件變化間的關系方程——導線的狀態(tài)方程：</p><p>　　求解各氣象條件下的應力及弧垂，并利用此數據繪制出導線的機械特性曲線。導線的應力特性表如表3.6所示。</p><p>　　表3.6 導線應力特性表表</p><p>　　LGJ240/30的應力弧垂曲

80、線如下圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 導線的應力弧垂曲線</p><p><b>　　3.4 地線計算</b></p><p>　　輸電線路是否架設地線，應根據線路電壓等級、負荷性質和系統(tǒng)運行方式，并結合當地已有線路的運行經驗、地區(qū)雷電活動的強弱、地形地貌特點及土壤電阻率高低等來決定。在計算耐雷水平后、通過技術經濟比較，采用合理

81、的防雷方式。</p><p>　　110kV輸電線路宜沿全線架設地線，在年均雷暴日數不超過15日或運行經驗證明雷電活動輕微的地區(qū)，可不架設地線。無地線的輸電線路，宜在變電站或發(fā)電廠的進線段架設1-2km的地線。在年平均雷暴日數超過15日的地區(qū)的220kV-330kV輸電線路，應沿全線架設地線，山區(qū)宜采用雙地線。500kv輸電線路應全線架設雙地線。</p><p>　　在桿塔上，地線對邊導線

82、的保護角，500kV輸電線路采用330kV線路及220kV雙地線線路宜采用左右，山區(qū)110kV單地線輸電線路宜采用25°左右。兩根地線的距離，不應超過地線與導線間垂直距離的5倍。</p><p>　　在氣溫15°、無風的氣象條件下，檔距中央導線與地線之間的距離D應滿足 </p><p>

83、;<b>　　(1) 地線的選擇</b></p><p>　　地線應滿足電氣和機械使用條件的要求，可選用鍍鋅鋼絞線或復合型導線，重冰區(qū)、嚴重污染區(qū)可提高一、二級或選用防腐型架空線。當地線兼用于減少潛供電流、降低工頻過電壓、改善對通信設施的干擾影響、作為高頻載波通道等，可采用良導體架空線，其截面積應滿足綜合利用的載流要求。當利用地線進行光纖通信時，可采用OPGW型復合光纖電纜。</p&g

84、t;<p>　　當地線僅用于防雷時，可逐基桿塔接地，以提高防雷的可靠性。但逐基桿塔接地會產生較大的附加電能損失，如一條200-300km的220kV輸電線路的附加電耗每年可達幾十萬千萬時。</p><p>　　當地線有綜合利用時，可采用絕緣地線。絕緣地線利用一只帶有放電間隙的無裙絕緣子與桿塔隔開，雷擊時利用放電間隙擊穿接地，因此絕緣地線的先導階段能夠預先建弧，在雷擊過后能夠及時切斷間隙中的工頻電弧回

85、復正常運行狀態(tài)，在線路重合閘成功時不至燃燒；在線路發(fā)生短路事故時，間隙也能被擊穿，并保證短路事故消除后，間隙能熄弧回復正常。放電間隙值應根據地線上感應電壓的續(xù)流熄弧條件和繼電保護的動作條件確定，一般為10-40mm。還應當注意，絕緣地線上往往感應有較高的對地電壓，在導線和地線都不換位時，330、500kV輸電線路絕緣地線的感應往往可達23kV和50kV左右。因此絕緣地線的線路必須進行適當的換位，對其的任何操作都應按帶電作業(yè)考慮。<

86、/p><p>　　輸電線路的電磁感應對附加通信線路有一定影響，當對重要通信線路的影響超過規(guī)定標準時，為加強對通信線路的保護，可以考慮與地線配合架設屏蔽地線。屏蔽地線需要使用良導電材料，目前多用LGJ-95/55鋼芯鋁絞線。</p><p>　　復合光纖地線多采用OPGW型復合光纖電纜。復合光纖電纜外層鋁合金絞線起防雷保護和屏蔽作用。復合光纖地線可根據工程實際需要向生產廠家定制。</p&g

87、t;<p>　　(2) 地線比載的計算

88、 </p><p><b>　?、?自重比載</b></p><p>　　自重比載是地線自身質量引起的比載，其大小可認為不受氣象條件變化的影響。自重比載計算式為</p><p><b>　?、?冰重比載</b></p&

89、gt;<p>　　冰重比載是地線的覆冰重量引起的比載。在覆冰厚度為b時，單位長度地線上的覆冰質量計算式為</p><p><b>　?、?垂直總比載:</b></p><p>　　垂直總比載即為自重比載與冰重比載之和</p><p><b>　?、?無冰風壓比載</b></p><p>

90、;　　無冰風壓比載指的是線路在無冰條件下，風向在垂直于導線方向的作用力所產生的比載，其中包括最大風壓比載和安裝風壓比載</p><p>　　最大風速時：v=25</p><p><b>　　基本風壓為：</b></p><p><b>　?、?最大風壓比載</b></p><p><b>

91、　　安裝風速：v=10</b></p><p><b>　　基本風壓為：</b></p><p><b>　　⑥ 安裝風壓比載</b></p><p>　?、?覆冰風壓比載b=15，v=10</p><p>　　覆冰風壓比載是指線路在覆冰情況下，冰重比載、自動比載、風壓比載的矢量和。&l

92、t;/p><p><b>　?、?無冰綜合比載</b></p><p>　　無冰綜合比載即無冰有風時，地線自重比載和無冰風壓比載的矢量和，即</p><p><b>　?、?覆冰綜合比載 </b></p><p>　　覆冰綜合比載即架空線的垂直總比載和覆冰風壓比載的矢量和，即 </p>

93、<p><b>　　。</b></p><p>　　各種氣象條件下導線的比載如表3.7所示。</p><p>　　表3.7 各氣象條件下導線比載的計算值</p><p>　　地線的最大使用應力： </p><p>　　年平均運行應力

94、 </p><p>　　控制氣象條件列表如表3.8所示。</p><p>　　表3.8 控制氣象條件列表</p><p>　　(2) 計算臨界檔距并判斷控制氣象 </p><p>　　查表得JLB20A-50地線的參數如下：</p><p><b>　　，</b></p>

95、;<p>　　有效臨界檔距判定如表3.9所示。</p><p>　　表3.9 有效臨界檔距判定</p><p>　　由列表有，可知Lcd =103.63為臨界檔距 。最低氣溫和最后覆冰同時成為控制氣象條件。</p><p>　　地線應力特性表如表3.10所示。</p><p>　　表3.10 地線應力弧垂特性表</p&

96、gt;<p>　　JLB20A-50的應力弧垂曲線如下圖3.2所示</p><p>　　圖3.2 地線應力弧垂曲線</p><p><b>　　4 金具設計</b></p><p><b>　　4.1 絕緣子選用</b></p><p><b>　　(1)絕緣子的選擇&l

97、t;/b></p><p>　　絕緣子是用來支撐和懸掛導線，并使導線與桿塔絕緣。它應具有足夠的絕緣強度和機械強度，同時對污穢物質的侵蝕具有足夠的抵抗能力，并能適應周圍大氣條件的變化，如溫度和濕度變化對它本身的影響等。</p><p>　　架空線常用的絕緣子有懸式絕緣子、瓷橫擔式絕緣子等。根據規(guī)程相關規(guī)定，考慮經濟性和線路電壓等級選擇懸式絕緣子。</p><p>

98、;　?、?按電壓等級選取絕緣子片數，如表4.1所示。</p><p>　　表4.1 操作過電壓與雷電過電壓要求懸垂絕緣子串的最少片數</p><p><b>　　② 絕緣子選型</b></p><p>　　為滿足三級污穢區(qū)要求，本工程選用有機合成絕緣子FXBW4-110/100（為達到3.0cm/千伏的爬電比距，須將合成絕緣子的公稱爬電距離加

99、大至33cm）。一般直線懸垂串、跳線串、龍門架檔耐張串采用單串，耐張串及重要跨越懸垂絕緣子串采用雙串。</p><p>　　根據電氣絕緣和機械強度要求,導線絕緣子串組裝片數機械特性及主要尺寸如表4.2所示。</p><p>　　表4.2 絕緣子串組裝型式表</p><p>　　絕緣子及電特性如表4.3所示。</p><p>　　表4.3

100、絕緣子機電特性表</p><p>　　絕緣子主要尺寸如表4.4所示。</p><p>　　表4.4 絕緣子主要尺寸</p><p>　　按污穢等級確定絕緣子片數,設計要求污穢等級為3級，需考慮增加絕緣子片數2片；按海拔高度確定絕緣子片數,設計要求通過平原地區(qū) 海拔在1000m以下，無需增加絕緣子片數；按桿塔全高確定絕緣子片數,設計中直線桿塔全高均低于40m，無需

101、增加絕緣子片數；耐張絕緣子穿的絕緣字數量應比懸垂絕緣子串的同型絕緣子多1個。</p><p>　　絕緣子的泄露距離應滿足下式</p><p>　　式中 D——絕緣子的泄露距離，cm；</p><p>　　U——線路額定電壓，KV；</p><p>　　d——泄露比距，cm。</p><p>　　(2) 選擇絕緣子后校驗

102、</p><p>　　根據我國長期運行經驗，在一般的輕污穢區(qū)，片數按下式選定時可滿足工作電壓</p><p>　　n≥1.6Ue/λ </p><p>　　其中：Ue——————系統(tǒng)的額定電壓 kv，有效值。</p><p>　　λ——————每個絕緣子的泄漏距離 cm.</p&g

103、t;<p>　　1.6—————單位泄漏距離 cm/kv.</p><p>　　n≥1.6 Ue/λn=2.6×220÷40=14.3 所以取15片絕緣子合格。</p><p>　?、?按最大垂直荷載進行校驗</p><p>　　Gn=41.94×10-3 ×477×425.24=8507N

104、Gv=771.2N n=1.3×（884.2+8507）/70000=0.174串</p><p><b>　?、?按短路拉力校驗</b></p><p>　　n≥kT/R n=1.3×0.25×103900/70000=0.482串 ，因此取—串是正確的。</p><p><b>　　4.2 防振

105、錘選用</b></p><p>　　由風雪作用引起的架空線振動可分為微風振動、舞動、次檔距振動、脫冰跳躍和擺動，由電磁力引起的振動可分為短路振動和電暈振動。</p><p>　　(1) 防振錘的選擇</p><p>　　防震錘是目前使用最廣泛的一種積極防振措施，國內外均有幾十年的運行經驗，對減弱或消除架空線振動危害的效果顯著，可以將振動的最大雙倍振幅降低

106、至十分之幾。使用時，防震錘通過其線夾固定于架空線上，當架空線發(fā)生振動時，防震錘上下運動，利用重錘的慣性，使其鋼絞線產生內摩擦消耗架空線的大部分振動能量，空氣對重錘的阻尼消耗一部分能量，防震錘線夾處消耗和反射一部分能量。根據能量平衡原理，防震錘的能量消耗使微風振動的強度降低。</p><p>　　防振錘的自振頻率要和導線相近，這樣，當導線震動時，引起防振錘共振，使兩個重錘有較大的甩動，可以有效的消耗導線的振動能量。

107、</p><p>　　防震錘個數與檔距關系如表4.5所示。</p><p>　　表4.5 導線防振錘的設計</p><p>　　采用LGJ—240/30型導線，導線直線 D=25.2mm，檔距大于450m。選用FD—1型2個防振錘。</p><p>　　振動風速范圍與懸掛點高度關系如表4.6所示。</p><p>　

108、　表4.6 振動風速范圍</p><p>　　最高氣溫時導線最小拉力=56.2</p><p>　　最低氣溫時導線最大拉力=66.2</p><p><b>　　則最小半波長</b></p><p>　　==1.44m </p><p>　　==15.6m

109、 </p><p>　　S==1.32m </p><p>　　采用等距離安裝 第一個距離為S=1.32m,第二個距離為2S=2.64m。</p><p>　　如何合理地選擇間隔棒的安裝位置，仍然是一個正在探索中的問題。但是，目前國內外已廣泛采用按不等距安裝的方式。經驗取值，端次檔距為

110、40米，次檔距為90米。</p><p><b>　　5 防雷與接地</b></p><p><b>　　5.1 防雷設計</b></p><p>　　根據DL/T 621-1997《交流電氣裝置的過電壓和絕緣配合》規(guī)程規(guī)定，結合該地區(qū)已建線路情況，本工程全線采用雙避雷地線，桿塔上地線對邊導線的保護角也不大于25

111、6;。為防止雷擊檔距中央反擊導線，在+15℃無風情況下。檔距中央導線與地線間距離應滿足下列校驗公式的要求： </p><p>　　S≥0.012L+1 </p><p>　　式中：S—導線與地線間距離（m）</p><p><b>　　L—檔距（m）</

112、b></p><p>　　根據DL/T 621-1997《交流電氣裝置的過電壓和絕緣配合》規(guī)定，有避雷線的110千伏線路,在一般地壤電阻率地區(qū),其耐雷水平不低于40-75KA。本工程使用的桿塔經耐雷水平計算。在一般土壤電阻率地區(qū)是符合規(guī)程要求的。</p><p><b>　　5.2接地設計</b></p><p>　　根據DL/T 621

113、-1997《交流電氣裝置的接地》標準，每基桿塔均應接地，在雷季干燥時，每基桿塔的工頻接地電阻如表5.1所示。。</p><p>　　表5.1 桿塔的接地電阻</p><p>　　居民區(qū)和水田中的接地裝置，宜圍繞桿塔基礎敷設成閉合環(huán)形。利用自然接地極和外引接地裝置時，應采用不少于兩根導體在不同地點與桿塔接地網相連接。水平接地體的間距不宜小于5m。接地裝置的導體，應符合熱穩(wěn)定的要求?！督涣麟?/p>

114、氣裝置的接地》標準規(guī)定，按機械強度要求的接地圓鋼最小直徑為Φ8mm，桿塔接地裝置引出線的截面不應小于50mm2，并應熱鍍鋅。</p><p>　　接地引線與接地體的連接、接地體之間的連接應焊接，其搭接長度必須為圓鋼直徑的6倍（雙面焊）。</p><p>　　桿塔接地裝置采用方框水平放射型，接地裝置采用φ10圓鋼以水平方式敷設，接地引下線全部采用φ12熱鍍鋅圓鋼。</p>&l