输电线路杆塔课程设计(共19页).doc

《输电线路杆塔课程设计(共19页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《输电线路杆塔课程设计(共19页).doc（19页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、精选优质文档-倾情为你奉上三峡大学电气与新能源学院课程设计说明书学期: 专业：输 电 线 路 工 程课程名称：输电杆塔及基础设计班级学号： 姓名： 指导老师： 输电杆塔设计课程设计任务书一、设计题目：110KV门型直线电杆设计（自立式带叉梁）二、设计参数：电压等级：110kV避雷线型号：GJ一35电杆锥度：1/75电杆根部埋深：3m顶 径：270mm气象条件：级绝缘子：7片一4.5地质条件：粘土，s=16 kN/m3，=20，=30， 设计参数如下：参数姓名导线型号水平档距（m）垂直档距（m）避雷线支持力TmaxTminLGJ-150/2523037044004300三、设计成果要求:1设计说

2、明书一份（1.5万字,含设计说明书插图）2图纸若干（1）电杆尺寸布置图（2）电气间隙效验图（2）正常运行情况下的抵抗弯矩图（3）事故时的弯矩图目 录一、整理设计用相关数据.11 任务书参数.12 气象条件列表.13 导线LGJ-150/35相关参数表.14 导线比载计算.15 地线相关参数.36 地线比载计算.37 绝缘子串和金选择.38 地质条件.49 杆塔结构及材料.4二、电杆外形尺寸的确定.41 杆的呼称高度.42 导线水平距离.53 间隙圆校验.54 地线支架高度确定.65 杆塔总高度.7三、 杆塔荷载计算.7 1 标准荷载.7 2 设计荷载.9四、电杆杆柱的强度验算及配筋计算.111

3、 配筋计算.112 主杆弯矩计算.113 事故情况下的弯矩计算.124 裂缝计算.135 单吊点起吊受力计算.13五、基础设计.14 1 土壤特性.14 2 抗压承载力计算15 3 底盘强度计算15八、参考文献.16九、附图附图1尺寸布置图.17附图2间隙圆校验图.18附图3正常运行最大风情况下的抵抗弯矩图.19附图4事故时弯矩图.20一、 整理设计用相关数据1、任务书所给参数： 表 1导线型号水平档距垂直档距地线支持力Tmax TminLGJ150/30240360440043002、 气象条件列表：表 2气象条件气 温（）风 速（m/s）覆 冰（mm）最高温+4000最低温-2000覆冰-

4、5105最大风-5250安装-10100外过电压+15100内过电压、年均温+101503、 根据任务书提供导线LGJ-150/35的参数，（参考书二）整理后列下表： 表 3 1截面积A(mm2)导线直径d(mm)弹性系数E(MPa)温度膨胀系数(1/C)计算拉断力(N)计算质量(Kg/km)抗拉强度MPa安全系数 K许用应力Mpa年均应力上限 MPa181.6217.508000017.810-665020676.2340.102.5136.0485.034、 计算导线的比载: （1）导线的自重比载： （2）冰重比载： （3）垂直总比载： （4） 无冰风压比载：假设风向垂直于线路方向可以得出

5、下式：1） 外过电压，安装有风：v=10m/s, =1.0,=1.1 2） 内过电压 v=15m/s, =0.75,=1.1 3) 最大风速 v=25m/s,设计强度时，=0.85,=1.1 4）最大风速 v=25m/s,计算风偏时，=0.61,=1.1 （5）覆冰风压比载计算： v=10m/s,计算强度和强度时，=1.0,=1.2 （6）无冰综合比载1) 外过电压，安装有风： 2) 内过电压 ： 3) 最大风速计算强度时：4）最大风速计算风偏时：（7）覆冰综合比载： 将有用比载计算结果列表： 表 4 - 2 单位：=0.75,=1.1=1.0,=1.236.51217.17553.68735

6、.19211.35650.71154.8755、计算比值，将计算的结果列入下表：由于最大风速和覆冰有风比载和气温都相同，故比载小的不起控制作用。表 5 - 1气象条件覆冰有风最低温年均温许用用力 (Mpa)136.04136.0485.03比载()54.87536.51236.512温度5-2010/0（）0.4030.2680.429排序bac计算临界档距： =265.97 m =虚数：=虚数 临界档距列表如下 表 5 2气象条件最低气温覆冰有风年平均温临界档距=265.97=虚数=虚数-因此，档距在0265.97m时控制气象条件是最低温，在265.97m时控制条件是年均气温。5、地线GJ-

7、35相关参数列于下表： 表 5 1截面积A(mm2)地线直径d(mm)弹性系数E(MPa)温度膨胀系数(1/C)计算拉断力(N)计算质量(Kg/km)抗拉强度Mpa安全系数K许用应力Mpa年均应力上限MPa37.15 7.811.510-643424 295.01168.9 3.0389.63233.86、 地线比载计算：地线的比载计算同导线比载计算，计算值列于下表：表 6 单位： 外过电压内过电压设计强度计算风偏外过电压内过电压设计强度计算风偏77.87247.768125.64014.43524.35976.68455.03235.93579.17981.593109.29195.3551

8、30.6787、绝缘子串及金具选取： 表 7 1 导线绝缘子和金具件号名称质量(kg)数量型号绝缘子组装图 1挂板0.561Z-72球头挂环0.271QP-73绝缘子5.07X-4.54碗头挂板0.821W-7A5悬垂线夹2.01CGU-36铝包带0.033110绝缘子串长度1304mm绝缘子串重量38.68kg适用导线LGJ-150/35（2）地线绝缘子串及金具选择： 表 7 2件号名称质量(kg)数量型号(长度mm)金具图形1挂板0.561Z-7(60)2球头挂环0.271QP-7(50)3绝缘子3.31XDP1-7(182)4悬垂线夹5.71CGU-2(70)绝缘子串长度362mm绝缘子

9、串重量9.83kg适用避雷线GJ-358、地质条件： 表 8土的状态s(kN/m3)()()m(kN/m3)粘性土软塑162030489、杆塔结构及材料材 料：普通直立钢筋混凝土门型电杆（带叉梁）电压等级：110kv电杆锥度：1/75根部埋深：3m顶 径：270mm二、 电杆外形尺寸的确定1、杆塔呼称高度：（参考书）公式（31） 施工裕度的确定：根据设计任务书提供的水平档距，查表（37）为了更加安全取0.7m 为导线到地面及被跨越物的安全距离：假定此杆塔安装处取居民区，根据（参考书）7.0m 绝缘子串的长度：根据所选择的绝缘子型号及金具确定为1.304m。 的确定:根据任务书给的档距，控制气象

10、条件为年均气温。采用状态方程式，用计算机软件算出最高温条件和最后覆冰条件下的弧垂，经过比较，最大弧垂发生在最高气温条件下。经计算，得到最高温气象条件L=260m下最大弧垂=4.589m。 则杆塔的呼称高度H=1.304+4.589+7+0.7=13.595m2、导线水平线间距离确定：根据参考书目一公式333、间隙圆校验：（1）规程规定最小间隙：工频电压时为0.25m，操作过电压时为0.7m，雷电过电压时为1.0m，考虑带电作业时需增加0.5m。 （2）绝缘子串基本风压： 1）正常运行最大风时： 2）内过电压时： 3）外过电压时： （3）绝缘子串所受风压： （4）导线风荷载计算（5）导线自重比载

11、计算 （6）绝缘子串风偏角，即计算，即（7）杆塔横担长度的确定： （参考书目一）公式312 ： 其中R为最小空气间隙，为绝缘子串长， 为风偏角，b为杆塔上脚钉外露部分加杆径一半的长度。根据规程，R取1.00m，=1.304m，取最大风偏值23.97，b偏于安全考虑，取0.3m。计算得到 ：=2（1.00+1.304+0.3）=3.660m由于三相导线呈水平排列：则横担长度： D=2=23.660=7.320m 考虑到杆塔半径影响，取横担长度为8.00m （8）根据CAD作图进行间隙圆校验，起控制作用的是带电作业情况，导线与杆塔间隙满足带电作业要求。4、地线支架高度的确定 （1）防雷保护角：根据

12、规程规定，可取防雷保护角=25。根据下图，取a=0.3m，b根据横 担结构，取b=2.0m（参考书一公式3-8 ）（2）计算地线支架高度：（参考书目一公式3-7）H1=H2-1+2=3823.65-1304+362=2881.65mm取整后，地线支架高度取3.0m，此时防雷保护角减小，有利于防雷。（3）地线之间水平距离校验：（参考书目一公式3-9）D=4000+2300=4600mm53823.65=19118.25mm，符合要求。5、杆塔总高度确定： 杆塔总高H+H1+H2=13.595+3.0+3.0=19.595m根据杆塔的分段，可取杆塔总高度为21.0m（加入地下埋深），分段为9m+6

13、m+6m。三、杆塔荷载计算(一)、杆塔标准荷载1、运行情况：最大设计风速，无冰、未断线。 （1）地线重力为： GB=（2）地线风压：（3）导线重力:（4）绝缘子串风压：=（5）导线风压： 2、运行情况：覆冰、相应风速，未断线。 级气象区，从规程中查得：V=10m/s,t=-5,b=5mm。（1） 设计冰厚为5mm ,覆冰系数取K=1.075,则地线重力为 （2）地线风压为 （3）导线重力为 （4）绝缘子串风荷载为（5）导线风压为 3、断导线情况、：断一根导线荷载组合情况为无冰无风。（1）地线重力：（2）导线重力： 未断导线相：断导线相为： （3）断线张力：LGJ-150/35型导线计算拉断力为

14、Tp=65020N 导线最大使用张力为 导线最大使用张力百分比为35%，则 地线支持力： Tmax = 4400N ，Tmin =4300N.4、断地线情况：荷载组合情况为无冰、无风、导线未断。（1）导线重力：（2）地线重力：（3）断线张力：GJ-35最小破断拉力Tp=43424N 地线最大使用张力为 地线最大使用张力百分比值为20%，则 5、安装情况：荷载组合情况为有相应风速、无冰。 规程中查得：V=10m/s，t=-5，b=0（1）地线重力：地线风压为：（2）导线重力：导线风压： （二）杆塔设计荷载 1、运行情况：最大设计风速，无冰、未断线。 （1）地线重力为： （2）地线风压为：（3）导

15、线重力:（4）导线风压： 2、运行情况：覆冰、相应风速，未断线。 级气象区，从规程中查得：V=10m/s,t=-5,b=5mm。（1） 设计冰厚为5mm ,覆冰系数取K=1.075,则地线重力为 （2）地线风压为 （3）导线重力为 （4）导线风压为 3、断导线情况、：断一根导线荷载组合情况为无冰无风。（1）地线重力：（2）导线重力： 未断导线相： 断导线相为： （3）断线张力： 地线支持力： Tmax = 1.44400=6160N ，Tmin =1.44300=6020N.4、断地线情况：荷载组合情况为无冰、无风、导线未断。（1）导线重力： （2）地线重力：（3）断线张力（地线不平衡张力）：

16、 5、安装情况：荷载组合情况为有相应风速、无冰。 规程中查得：V=10m/s，t=-5，b=0（1）地线重力： 地线风压为：（2）导线重力： 导线风压：四、电杆杆柱的配筋计算及强度验算1、配筋计算：初步选用配筋为，C30混泥土断面外半径：钢筋的面积：2）设计处的剪切力V：剪力由混泥土承受，环形截面的螺旋筋仅按配置构造。2、正常情况下的弯矩计算： 设杆身厚度为50mm，则根据图示尺寸计算：零点弯矩位置： 弯矩为零处杆径为：2、主杆弯矩计算：（1）杆身风压计算高度变化系数取构件体形系数杆塔风荷载调整系数。 A点单位长度杆身风压为 B点单位长度杆身风压为C点单位长度杆身风压为 O点单位长度杆身风压为

17、 （2） 各段风压合力作用点高度： （3）各段弯矩计算： 3、事故情况下弯矩计算：事故断边导线荷载已列于荷载设计值图中。荷载系数为0.75，地线支持力Tmax = 1.44400=6160N ，Tmin =1.44300=6020N.则杆根弯矩为：横担处主杆弯矩： 正常大风时弯矩图 事故时弯矩图 4、裂缝计算：5、单吊点起吊受力计算：取横担和绝缘子串总重为4000N，将锥形电杆自重按等径电杆均布荷载，取电杆比重为1.5KN/m计算，电杆起吊组装图如下图所示，B点为起吊点，C点为支称点。起吊中两杆受力相同，故可只计算一根杆受力。1求支座反力2计算各点的弯矩BC段产生的最大弯矩：从上面结果可以看出

18、，吊装杆塔时是安全的。 吊装弯矩图五、基础设计1、土壤特性：s=16 kN/m3，=20，=30，承载力特征值。2、抗压承载力计算 （1）杆塔传给基础的荷载为：下压力：上拔力：故此电杆不会对基础产生上拔力。（2）底盘压应力计算选取规格为0.80.80.18的底盘,质量为277kg，体积为0.115底盘上方土重为：（参考书一公式11-61） （3）底盘承载力验算 由于基础埋深超过0.5m，故计算时 ，则底盘抗压承载力符合要求。3、底盘强度计算 （1）（参考书一公式11-63） 故底盘强度符合要求。参考文献1陈祥和，输电杆塔及基础设计2孟遂民，架空输电线路设计3东北电力设计院，电力工程高压送电线路设计手册第二版4DL_T5092-1999(110-500KV架空送电线路设计技术规程)5懂吉锷，电力金具手册2001第二版，中国电力出版社6，周泽存，高电压技术第二版，中国电力出版社专心-专注-专业