1、毕 业 设 计 说 明 书作 者： 金彪 学 号： 0714490507 学 院： 输变电技术学院 专 业： 高压输电线路施工运行与维护 题 目： 220KV双回路输电线路工程设计 2010 年 6 月0东北电力大学2010届专科毕业生设计毕 业 设 计 中 文 摘 要220KV输电线路工程设计主要研究线路所用导线、地线型号、铁塔定位、铁塔型式、受力分析、金具选用、基础校验等问题。具体如下：导线的选用。导电率高，耐热性能良好，具有一定的机械强度，且重量轻、运送方便、价格低廉的材料。金具的选用。链接部分的结构和尺寸必须与绝缘子相同。每种形式的绝缘子配合其机械强度的金具有较大的耐雷水平。铁塔的选用
2、。考虑各种气象条件下的受力情况及运输，线路占用走廊等因素后进行综合的技术比较。基础的选择。应对线路的地形，地质，水文等情况及基础的受力条件进行综合来确定。关键词 220KV双回路输电线路 防雷设计 金具设计 杆塔结构设计 基础设计 前 言随着经济的发展和人口的增加，可供输电线路走廊的用地日趋紧张，因此提高单位线路走廊宽度的输电能力是许多国家共同面临的问题。因此，研究远距离大容量输电技术是一项十分重要和相当紧迫的任务。此次设计包括导地线设计、杆塔结构设计、金具设计、基础设计、防雷接地设计、施工组织设计，通过设计的内容，并绘制出相应配套的设计图纸。线路设计必须贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策，
3、做到安全可靠、经济适用、符合国情，此外必须从实际出发，结合地区特点，按国家标准和电力行业标准有关规定的要求设计。导地线的设计首先要确定导线、避雷线型号，计算导地线的各种参数，通过计算出的这些参数，绘制出导地线的应力弧垂曲线，最后根据以上数据曲线进行杆塔定位，绘制出平断面图与杆塔定位图。目 录第一章 导线 地线设计31.1导线 地线设计31.2导线的设计41.2.1导线的比载41.3导线的机械物理特性51.3.1导线的机械物理特性51.3.2确定控制气象51.3.3地线的比载：101.3.4地线的机械物理特性111.3.5确定控制气象111.4导线验算14第二章 杆塔设计152.1杆塔定位152
4、.2杆塔定位后的校验162.2.1杆塔的水平档距和垂直档距162.2.2杆塔的最大允许挡距162.2.3导线的悬点应力172.2.4导线悬垂角182.2.5绝缘子串强度192.3杆塔荷载计算242.3.1杆塔荷载计算24第三章 绝缘子串的设计553.1绝缘子串的选择553.1.1污秽等级及线路直线杆绝缘子串单位泄漏距离553.1.2悬式绝缘子片数确定563.2悬垂串的串的设计563.3 防振锤的设计573.3.1导线的防振措施57第四章 基础设计604.1 铁塔基础上拔校验624.2 下压稳定校验62第五章 防雷设计645.1杆塔接地645.2耐雷水平的计算665.2.1耐雷水平的计算665.
5、2.2对于的地区685.2.3对于的地区695.3雷击跳闸率的计算695.3.1雷击跳闸率的计算：695.3.2对于的地区71第六章 编制铁塔施工技术手册726.1说明铁塔施工技术手册726.2组装方法及要求726.3整体立塔各部分受力计算73参考文献：78致敬80设计条件：1. 耐张段长度：5km。2. 气象条件：第V典型气象区。3. 地质条件：砂质土。4. 地形条件：山区、跨越输电线路、通信线路。5. 污秽等级：3级。6. 输送方式及导线：双回路，LGJ400/50导线。7. 土壤电阻率第一章 导线 地线设计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；绘
6、制平面图、断面图和杆塔定位图。表11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 = 10mmv = 10m/sv = 30m/sv = 10m/sv = 15m/s表12通过查阅钢芯铝绞线规格（GB1179-83）得知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=123400NA=451.55mm2d =27.63mmGo=1511kg/km注：其中导线截面积A=(铝)399.73mm2+(钢)51.88mm2 =451.55 mm2表13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=90620NA=148.07mm
7、2d=15.75mmGo=696.6kg/km计算导线铝对钢的截面比：306.21/27.10=11.3表14查阅钢芯铝绞线弹性系数和膨胀系数（GB1179-83）得知线膨胀系数弹性模量=20.510-6 1/E=65000N/mm2表15查阅地线线弹性系数和膨胀系数得知线膨胀系数弹性模量=15.510-6 1/E=103600N/mm21.2导线的设计1.2.1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：有架空线本身自重引起的比载。g1(0,0)=9.8Go/A10-3=32.81210-3N/m- mm2
8、(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(10,0)=10-3=23.1110-3N/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(10,0)=g1+g2=55.89810-3N/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=sin210-3 当v=30m/s时=0.85 c=1.1 =90g4(0,30)=28.6710-3N/m- mm2 当v=15m/s时=1.0 c=1.1 =90g4(0,15)=4.1210-3N/m- mm2当v=15m/s时=1.0 c=
9、1.1 =90g4(0,10)=9.27610-3N/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（10.10）=sin210-3=7.752810-3N/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（0,30）=47.27510-3N/m- mm2g6（0,15）=33.0810-3N/m- mm2g6（0,10）=33.0810-3N/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（10,10）=58.6610-3N/
10、m- mm21.3导线的机械物理特性1.3.1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。p=Tm/A=250.25MPa（2） 最大应力max=p/K=100.1MPa （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=p25%=62.56MPa1.3.2确定控制气象 表16最低温度最大风速覆冰年平均气温控制应力103.835MPa103.835MPa103.835MPa64.897MPa比载32.81210-347.7510-358
11、.6610-332.81210-3 温度-40-5-5-5 g/k3.1610-44.5510-45.6510-45.05610-4 排列序号ABDC计算临界档距L= 经计算得：LAB=388.94mLAC=130.88mLAD=271.83mLBC=i558.11mLBD=0mLCD=461.488m列临界档距判别表 确定有效临界档距ABCDLAB=388.94m LBC=i558.11mLCD=461.488mLAC=130.88m LBD=0m LAD271.83m A D有效临界档距控制区及控制气象条件：控制气象条件为覆冰和最低气温此时最低气温ti=-40 i=103.835MPa g
12、i=32.81210-3N/m- mm2覆冰 ti=-5 i=103.835MPa gi=64.89710-3N/m- mm2计算各条件下的应力弧垂计算应力弧垂的MATLAB程序L=50500 所取档距E=69000 弹性模量=62.56或100.1 控制气象条件下的控制应力=20.5e-6 线膨胀系数gi= 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=-E*gi2*L2/(24*2)-E* (tj-ti)D=Egj2L2/24rr=1 B 0 D S=roots(rr) 应力f=gjl2/(8*S) 弧垂（1） 最高气温
13、条件下的应力弧垂此时 tj=40L5010015020025030035040045050018.729.6537.6342.8946.9250.552.554.455656.54f0.551.382.453.835.467.389.5712.0514.818.14（2） 覆冰条件下应力弧垂此时 tj=-5L5010015020025030035040045050062.371.7979.9785.1189.3392.7495.5197.7599.5799.82f0.280.971.973.284.896.788.9611.4414.2117.5（3） 最低气温条件下应力此时 tj=-40L5
14、0100150200250300350400450500103.8103.8101.795.6489.6584.4480.2977.2474.7871.68（4） 最大风条件下应力此时 tj=-5L5010015020025030035040045050060.8568.1874.4577.8880.6782.984.6786.0787.286.94（5） 安装条件下应力此时 tj=-15L5010015020025030035040045050071.3773.574.4572.6671.1469.9569.0468.3667.8466.36（6） 外过电压条件下应力此时 tj=15L501
15、0015020025030035040045050035.8843.8349.852.9855.3957.2258.6159.6960.5360.34（7） 内过电压条件下应力此时 tj=-5L5010015020025030035040045050058.9262.8465.7966.1566.4366.6666.8366.9567.0566.12（8） 年平均气温条件下应力此时 tj=-5 L5010015020025030035040045050058.7562.3264.964.964.964.964.964.964.963.9124.8633.1241.4737.7335.8934.
16、8834.2833.8933.6233.43安装曲线计算此时gj=g6(0,10)=33.0810-3N/m- mm2 温度L50100150200250300350400450500-40103.835103.835101.895.816189.901284.767180.681277.570775.234472.1490f0.0980.390.9131.722.874.396.278.6111.1214.32-3593.5593.8799.3298.8697.6086.1277.3171.1366.8863.92f0.110.420.721.432.524.116.248.8511.911
17、5.39-3090.75591.4190.3285.8681.7078.2678.2673.5772.0569.68f0.110.451.031.923.164.796.709.1011.6214.83-2580.4981.53100.199.2088.2278.9672.1467.4164.1561.84f0.120.480.801.592.794.496.689.3412.4215.91-2077.7879.3279.5276.8074.4372.5371.0970.0069.1767.23f0.130.521.162.153.475.137.129.4512.1015.33-1567.6
18、069.7098.0788.6379.7372.6667.6064.1061.6759.92f0.150.560.901.783.084.877.139.8212.9216.42-1065.02667.8469.6268.7668.3667.5167.1066.7966.5565.38f0.1590.6091.3362.4053.7965.5117.5489.90512.5815.82-555.0258.6586.5378.8972.2067.1563.6061.1459.4158.15f0.180.671.021.993.415.277.5810.3013.4116.92052.6857.2
19、860.8361.7962.5563.1363.5763.9064.1663.40f0.200.721.522.674.135.897.9610.3513.0516.30543.1048.7975.6970.1465.6362.3660.0858.4957.3556.51f0.230.811.172.243.755.688.0210.7613.8917.411041.1748.0253.3055.8557.8159.2960.4261.2961.9761.12f0.250.861.742.964.476.278.3810.7913.5116.771532.5140.5365.7862.4959
20、.9858.2156.9756.1055.4654.99f0.300.971.352.524.106.088.4611.2214.3717.892031.2640.3647.0450.8553.7455.9457.6258.9659.9659.96f0.331.021.973.254.806.658.7911.2213.9617.242524.2534.0457.0555.9655.1654.6154.2153.9353.7353.57f0.411.161.552.814.466.498.8911.6714.8318.363023.7934.3741.9546.6650.2552.9855.1
21、156.7858.1158.41f0.431.202.213.545.147.029.1911.6514.5017.693518.7029.1449.6650.4851.0651.4751.7651.9752.1352.25f0.531.351.783.124.826.889.3112.1115.2918.834018.8129.8137.8443.1547.2250.3852.8654.8256.4056.95f0.541.382.453.835.477.389.5812.0614.8618.141.3.3地线的比载： (1)自重比载：有地线本身自重引起的比载。g1(0,0)=9.8Go/A
22、10-3=83.48810-3N/m- mm2(2)冰重比载：地线上覆冰后，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=80.6610-3N/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(5,0)=g1+g2=164.1410-3N/m- mm2 (4)无冰时地线风压比载：无冰时导线每单位长度、每单位截面积上的风压荷载。 g4=sin210-3 当v=30m/s时=0.75 c=1.1 =90g4(0,30)=78.5310-3N/m- mm2 当v=15m/s时=1.0 c=1.1 =90g4(0,15)=23.0910-3N/m
23、- mm2当v=15m/s时=1.0 c=1.1 =90g4(0,10)=10.2610-3N/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）=sin210-3=34.71810-3N/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（0,30）=114.62210-3N/m- mm2g6（0,15）=86.63210-3N/m- mm2g6（0,10）=84.411610-3N/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（5,0）=167.77910-3N/m- mm21.3.4地线的机械物理特性(1)地线的抗拉强度：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。p=Tm/A=612MPa(2)最大应力：max=p/K=204MPa （K=3）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=p25%=153MPa1.3.5确定控制气象表17 最低温度最大风速覆冰年平均气温控制应力204MPa204MPa204MPa1
