论文总字数：27671字
摘 要
本设计拟建设一条35kV架空线路。已知的气象情况、地理状况和材料金具参数等。设计书包括说明书、计算书、曲线图和杆塔平面示意图三部分。其中，主要内容有导线的应力和弧垂计算、杆塔配套金具和型号的的选择、定位、直线杆塔荷载校验、防振锤的安装等，说明书中阐述了相关的理论依据和所需的计算公式，计算书中写明了详细的计算过程。
关键字：架空线路；设计方案；应力；弧垂；荷载
Abstract
This design was to build a 35kV overhead lines. Known meteorological, geographical conditions and materials fitting parameters. Design includes a description, calculation sheets, charts and Tower sketch of three parts. Among them, the main contents calculation of stress and SAG of the wire, Tower accessory fittings and model selection, positioning, straight line Tower load calibration, damper installation, described in the specifications related to the theoretical basis and the formula you want, calculations such as the detailed calculation procedures.
Key words：Overhead-line；design-proposal；strain；sag；load
目录
1. 绪论 1
1.1设计的意义、目的 1
1.2本设计的主要内容 1
2. 说明书 2
2.1 线路工程概况 2
2.2 导线、避雷线的应力、弧垂计算 2
2.2.1 导线应力、弧垂计算 2
2.2.2 避雷线的应力、弧垂曲线 5
2.3 杆塔型式的选择 6
2.3.1 选择原则 6
2.3.2 选择结果 6
2.3.3 杆塔头部尺寸的校验 7
2.4 绝缘子及金具的选择 7
2.4.1 绝缘子的选择 7
2.4.2 金具的选择 8
2.5 室内定位 9
2.5.1 杆塔定位的原则 9
2.5.2 具体的排杆定位 9
2.6 线路的防振设计 10
2.6.1 根据导线和避雷线型号、直径，选用防振锤 10
2.6.2 确定防振锤的数量 11
2.6.3 防振锤的安装距离s0的确定 11
2.7 风偏角校验 12
2.8 小结 12
3. 设计计算书 13
3.1 架空线路的应力、弧垂计算 13
3.1.1 导线的比载计算在说明书中已经计算出 13
3.2 绝缘子及金具的选择 21
3.2.1 绝缘子的选择 21
3.2.2 绝缘子串片数的选择 21
3.3 杆塔室内定位 21
3.3.1 判断导线的最大弧垂出现的气象条件 21
3.3.2杆塔的标准定位高度Hd 22
3.3.3 最大弧垂模板的制作及排杆 22
3.4 杆塔荷载计算 24
3.4.1 相关参数 24
3.4.2 各个气象组合下的荷载校验 25
3.4.3 绝缘子风偏角校验 28
3.4.4 线路的防震设计 29
附录1：应力弧垂曲线附录2：绝缘子金具组装图 34
附录3：杆型图 36
附录4：平断面图 38
绪论
1.1设计的意义、目的
作为电网的重要设施，各种电压等级的架空线路在国民经济建设中发挥着重要作用。从长距离的输电到短距离的配电，采用架空线路具有造价低，施工简便，建设速度较快，运行维护方便，故障检修较快等一系列优点。
架空送电线路的设计工作是个较为复杂的系统工程，涉及到的方方面面较多，本课题主要是进行架空送电线路初步设计的部分内容，根据所提供的原始资料，计算绘制导地线机械特性曲线；选择杆塔、绝缘子、金具型式，进行绝缘配合设计；制作定位模板进行室内定位及校验；进行杆塔强度、基础稳定性计算；导地线 防振设计等。
1.2本设计的主要内容
- 塔型的选择。有以下三点：
- 塔型的选择一定要考虑到导线和地线的型号要符合设计要求；
- 最大风速，最大的覆冰，选择的塔型要在这些值的范围内；
- 就是水平档距、垂直档距和转角系数。
- 排杆定位。两种塔型选择完毕后，运用制作好的弧垂模板进行推算，然后进行K值的检验。
- 路径选择。设计路径既要考虑施工运行的方便，又要保证杆塔的安全和经济合理。应尽量避开塌方滑坡地区，当线路与山脊交叉时，尽量从平缓处通过，同时还要注意施工对环境的影响。
- 防振设计。防振设计要满足各种条件下线路防振的要求，其中包括极端天气条件下的防振要求。
说明书
2.1 线路工程概况
本设计是根据电力系统规划设计，拟建一条35kV天浦架空线路，导线采用LGJ-185/30。线路路径：沿线路路径情况见提供的平断面图，沿线路土质为轻质粘土，孔隙比0.6，液性指数1，地下水在表面下2米，地区污秽等3级。气象条件：相当于我国典型气象区的第Ⅱ区。
2.2 导线、避雷线的应力、弧垂计算
2.2.1 导线应力、弧垂计算
- 确定所采用的计算气象条件（Ⅱ级气象区）
表2.1 气象区参数
代表情况 | 温度(℃) | 风速(m/s) | 冰厚(mm) |
最高气温 | 40 | 0 | 0 |
最低气温 | -10 | 0 | 0 |
最大风速 | 10 | 30 | 0 |
覆冰 | -5 | 10 | 5 |
安装 | 0 | 10 | 0 |
年平均气温 | 15 | 0 | 0 |
外过电压（有风） | 15 | 10 | 0 |
内过电压 | 15 | 15 | 0 |
(2) 确定导线的计算参数（LGJ-185/30）
表2.2 导线的计算参数
名称 | 数据 | ||
导线总面积A(mm2) | 210.93 | ||
导线外径d (mm) | 18.88 | ||
导线温度膨胀系数α (1/℃) | 18.9×10-6 | ||
最终弹性系数E (N/mm2) | 76000 | ||
导线单位长度质量q(kg/km) | 732.6 | ||
导线瞬时破坏应力σp(N/mm2) | 289.6885 | ||
导线安全系数 | 2.5 | ||
(3) 比载计算
表2.3 导线的各种比载
名称 | 符号 | 公式(×10-3MPa/m) | 结果(×10-3MPa/m) |
自重比载 | γ1(0,0) | q.g/A | 34.0604 |
冰重比载 | γ2(5,0) | 27.728b(d b)/A | 15.6958 |
垂直比载 | γ3(5,0) | γ1(0,0) γ2(5,0) | 49.7562 |
无冰风压比载 | γ4(0,30) | βcαfµsc dv2 sin2θ/(1.6A) | 41.5375 |
γ4(0,30) | βcαfµsc dv2 sin2θ/(1.6A) | 33.7838 | |
γ4(0,10) | βcαfµsc dv2 sin2θ/(1.6A) | 6.1537 | |
覆冰风压比载 | γ5(5,10) | βcαfµsc (d 2b) v2 sin2θ/(1.6A) | 10.2688 |
无冰有风 综合比载 | γ6(0,30) | [γ12(0,0) γ42(0,30)]1/2 | 53.7166 |
γ6(0,30) | [γ12(0,0) γ42(0,30)] 1/2 | 47.9735 | |
覆冰有风综合比载 | γ7(5,10) | [γ32(10,0) γ52(10,10)] 1/2 | 50.8048 |
上表中µsc为风载体型系数： 线径lt;17mm 取1.2；
线径≥17mm 取1.1；
覆冰(不论线径大小) 取1.2。
αf为风速不均匀系数。
表2.4 风速不均匀系数
设计风速(m/s) | 15及其以下 | 20~30 | 30~35 | 35及以上 |
αf | 1.0 | 0.85 | 0.75 | 0.7 |
(4) 确定应力值
① 架空线许用应力
（2.1）
② 平均运行应力σcp
（2.2）
(5)判断临界档距
① 将最低气温，年平均气温，最大比载三种控制气象条件，按比载与应力的比值(γ/σ)按从小到大，如、C、B、A表示并将算得的临界档距Lk按C、B、A两种条件与其他控制条件组合顺序排成表，表格如下：
表2.5 导线的各种控制条件
项目 | 最低气温 | 覆冰有风 | 年均温 | 最大风 | |||
许用应力 | 115.8754 | 115.8754 | 72.4221 | 115.8754 | |||
比载×10-3 | 34.0604 | 50.8048 | 34.0604 | 53.7166 | |||
气温℃ | 15 | 10 | -10 | -5 | |||
γ/ [σ]×10-3 | 0.2939 | 0.4384 | 0.4703 | 0.4636 | |||
编号 | D | C | A | B |
② 计算各种临界档距 Lij
计算公式： （2.3）
由计算公式可以求出各临界档距如下：
LAB=虚数
LAC=虚数 LBC=547.1150m
LAD=虚数 LBD=365.6558m LCD=146.4007m
虚数
265.6558m 虚数
146.4007m 547.1150m 虚数
D C B A
图2.1 临界档距判断图
(6) 导线应力、弧垂计算
根据控制气象条件利用状态方程，分别求出各档距下的应力、弧垂值，并记录在表中。
(7) 作出导线的应力和弧垂曲线
根据上面计算出的导线应力、弧垂值，画出其对应的曲线。
2.2.2 避雷线的应力、弧垂曲线
(1) 根据导线的型号确定避雷线的型号。
按下表选取：
表2.6 导线、避雷线型号匹配
导线型号 | LGJ－35～LGJ－70 | LGJ－95～LGJ－185 | LGJ－240～LGJ－300 | LGJ－300以上 |
避雷线型号 | GJ－25 | GJ－35 | GJ－50 | GJ－70 |
由上表可得LGJ－185/30，选用的避雷线型号为GJ－35。安全系数为3.5。
(2) 计算气象条件
由于避雷线不用输送电力,故不需计算内过电压，外过电压(有风)情况，计算外过电压无风只是校验导线与避雷线在档距中央的距离配合。其他气象条件与导线一致。
(3) 确定避雷线的计算参数
表2.7 避雷线的计算参数
名 称 | 数 据 |
规 格 | GJ—35 |
截 面 积 (mm2) | 35.16 |
直 径 (mm) | 7.7 |
温度膨胀系数α (1/) | 0.0000115 |
弹性模量E (Gpa) | 181420 |
单位长度重量 (kg/km) | 292.7 |
安全系数 | 3.5 |
(4) 避雷线的各种比载计算
表2.8 避雷线的各种比载计算
名称 | 符号 | 公式(×10-3MPa/m) | 结果(×10-3MPa/m) |
自重比载 | γ1(0,0) | q.g/A | 81.6384 |
冰重比载 | γ2(5,0) | 27.728b(d b)/A | 50.7066 |
垂直比载 | γ3(5,0) | γ1(0,0) γ2(5,0) | 131.7160 |
无冰风压比载 | γ4(0,30) | βcαfµsc dv2 sin2θ/(1.6A) | 110.8682 |
γ4(0,10) | βcαfµsc dv2 sin2θ/(1.6A) | 16.4249 | |
覆冰风压比载 | γ5(5,10) | βcαfµsc (d 2b) v2 sin2θ/(1.6A) | 37.7560 |
无冰有风 综合比载 | γ6(0,30) | [γ12(0,0) γ42(0,30)]1/2 | 137.6829 |
γ6(0,10) | [γ12(0,0) γ42(0,10)] 1/2 | 83.2743 | |
覆冰有风综合比载 | γ7(5,10) | [γ32(10,0) γ52(10,10)] 1/2 | 137.0205 |
(5) 避雷线应力、弧垂的计算
根据防雷要求，避雷线在15℃，无风，无冰时的应力为
（2.4）
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