500KV单回路送电线路设计 高压输配电线路运行施工与维护毕业论文.doc

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1、1 目 录 第 1 章 引言1 第 2 章 导、地线设计1 2.1 气象区条件及选取导、地线型号1 2.2 导线比载计算及临界档距的求.2 2.3 应力弧垂的求取及应力弧垂曲线的绘制.6 2.4 杆塔定位及定位后的校验.9 第 3 章 金具设计.16 3.1 绝缘子数量的选择.16 3.2 防震锤的设计.16 第 4 章 杆塔设计荷载.18 4.1 杆塔荷载的来源与分类.18 4.2 5A-ZB1 塔荷载计算19 4.3 5A-ZB1 塔荷载分布图26 第 5 章 自立式铁塔的内力计算28 5.1 自立式铁塔内力计算简介. 28 5.2 自立式铁塔的内力计算. 29 5.3 双腹杆平面的桁架的

2、内力计算 32 第 6 章 基础的上拔下压强度校验计算33 6.1 自立式铁塔基础简介 33 6.2 自立式铁塔基础校验计算 33 第 7 章 防雷设计 35 7.1 防雷设计简介.35 7.2 防雷设计的计算.35 结束语 .46 参考文献47 2 单回路 500KV 架空送电线路设计 摘 要：500k 高压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、防雷接地设计、基础设计等问题。导线应导电性能良好，具有一定的机械强度，且重量轻、 价格低廉。铁塔的选用应根据各种气象条件下的受力情况及运输、线路占用走廊等因素进行综合的技 术比较。基础的选择应根据线

3、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：500KV；输电线路； 杆塔荷载设计；防雷接地 第 1 章 引 言 高压输电打破了地域的局限，增大了传输容量和距离，降低传输每瓦电力的线路造 价以及降低输电线路的损耗。 本设计主要进行 500KV 输电线路工程设计。 本论文选用全国第典型气象区的气象条件，采用四分裂导线。XP-16 式绝缘子以 单回路垂直排列杆塔设计。 第 2 章 导、地线设计 2.1 气象区条件及选取导、地线型号 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

4、方程，求出待求 气象条件下的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，以纵坐标表示弧垂（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：5km。 2）气象条件：第典型气象区。 3）地质条件：坚硬粘土。 4）地形条件：平原。 5）污秽等级：0 级。 6）输送方式及导线型号：单回路，LGJ400/50 导线。 7）地线：GJ-70 导、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。 1.通过查阅全国典型气象区气象条件得第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

5、内部过电压风速 b = 10mm v = 10m/s v = 25m/s v = 10m/s v = 15m/s 2.通过查阅钢芯铝绞线规格（GB1179-83）知 3 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=95940N A=419mm2 d =26.6mm Go=1295kg/km 注：其中导线截面积 A=(铝)391.91 mm2+(钢)27.10 mm2 =419 mm2 3.通过查阅镀锌钢绞线规格（GB1200-88）知 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=78528N A=72.19mm2 d=11.0mm Go=615kg/km

6、 4.计算导线铝对钢的截面比：391.91/27.10=14.46 5.查阅钢芯铝绞线弹性系数和膨胀系数（GB1179-83）知 线膨胀系数 弹性模量 =20.910 -6 1/ E=63000N/mm2 6.查阅导线及避雷线的机械物理特性（SDJ379）知 线膨胀系数 弹性模量 =11.510 -6 1/ E=181423N/mm2 2.2 导地线比载计算及临界档距的求取 2.2.1 导线的相关计算 一、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

7、.8Go/A10-3=32.81210-3（N/m-mm 2 ） (2)覆冰比载：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=55.9010-3(N/m-mm2)Abd)(73. (3)覆冰时导线的垂直总比载：架空线自重比载和覆冰比载之和。 g3(20,0)=g1（0，0）+g 2（5，0）=58.6610 -3(N/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（0，v）= sin210 -3Acdvf6. 当 v=30m/s 时 =0.75,c=1.1(d17mm), =90.f g4(0,3

8、0)=28.93410-3(N/m-mm2) 当 v=15m/s 时 =1.0 ,c=1.1, =90.f g4(0,15)=9.7610-3(N/m-mm2) 4 当 v=10m/s 时 =1.0,c=1.1 ,=90.f g4(0,10)=4.2610-3(N/m-mm2) （5）覆冰时的风压比载：覆冰时导线每单位长度、每单位截面积的风压荷载。 g5（5，10）= sin210 -3=6.43210-3(N/m-mm2)Avbd(735.0 （6）无冰有风时的综合比载：在导线上垂直方向作用的自重比载和风压比载的几何 之和。 2416g g6（0,30）=46.56710 -3(N/m-mm

9、2) g6（0,15）=31.8610 -3N/m-mm2 g6（0,10）=30.62210 -3(N/m-mm2) （7）有冰有风时的综合比载：在导线垂直方向上作用着的自重和覆冰的比载与在水 平方向作用着覆冰时的风压比载的几何和。 g7= 253 g7（5，10）=43.34810 -3N/m- mm2 二、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=Tm0.95/A=95940N0.95/(425.24mm 2）=217.55(Mpa) （2） 控制应力： max=p/K=217.55/2.5=87.010

10、024MPa) 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） 年平均气温下的运行应力： p=p25%=58.029(Mpa) 三、可能控制气象条件列表： 最低温度 最大风速 年均气温 覆冰 控制应力 (MPa) 103.835252 4 103.835254 64.8970327 5 103.835252 4 比载（N/m- mm2） 32.81210- 3 40.98210- 3 32.81210- 3 58.6610-3 温度() -10 10 +15 -5 g/ k 3.4810-4 5.3510-4 5

11、.5710-4 4.9810-4 排列序号 A C D B 5 四、计算临界档距： L= )/()/(24242jjii ikgkEtE （ 五、查得 A（最低气温） D(年均气温) L LAC=24.1m 当 L 24.1m 时，年均气温（D）为控制气象条件, t I=-5, gI=30.30910-3(N/m-mm2),b=0mm,v=0m/s. 2.2.2 地线的相关计算 一、地线的比载： (1)自重比载：由架空线本身自重引起的比载。 g1(0,0)=9.8Go/A10-3=83.99210-3（N/m-mm 2 ） (2)覆冰比载：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

12、重比 载。 g2(5,0)= 10-3=31.92510-3(N/m-mm2)Abd)(73. (3)覆冰时导线的垂直总比载：架空线自重比载和覆冰比载之和。 g3(5,0)=g1（0，0）+g 2（5，0）=115.91810 -3(N/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（0，v）= sin210 -3Acdvf6. 当 v=30m/s 时 =0.75,c=1.2(d17mm), =90.f g4(0,30)=77.44510-3(N/m-mm2) 当 v=10m/s 时 =1.0,c=1.2 ,=90.f g4(0,10)=11.4

13、7310-3(N/m-mm2) （5）覆冰时的风压比载：覆冰时导线每单位长度、每单位截面积的风压荷载。 g5（5，10）= sin210 -3=22.410-3(N/m-mm2)Avbd(735.0 （6）无冰有风时的综合比载：在导线上垂直方向作用的自重比载和风压比载的几何 之和。 6 2416g g6（0,30）=114.24810 -3(N/m-mm2) g6（0,10）=84.77210 -3(N/m-mm2) （7）有冰有风时的综合比载：在导线垂直方向上作用着的自重和覆冰的比载与在水 平方向作用着覆冰时的风压比载的几何和。 g7= 253 g7（5，10）=118.06210 -3N/

14、m- mm2 二、地线的机械物理特性 （4） 地线的抗拉强度：地线的计算拉断力与地线的计算接面积的比值称为地线 的抗拉强度或瞬时破坏应力。 p=Tm0.95/A=1110.05N0.95/(49.46mm 2）=1054.5(Mpa) （5） 控制应力： max=p/K=1054.5/3=351.5（MPa) 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，取 3.0。 （6） 年平均气温下的运行应力： p=p25%=263.6(Mpa) 三、可能控制气象条件列表： 最低温度 最大风速 平均气 温 覆冰 控制应力(MPa)

15、 351.5 351.5 263.6 351.5 比载（N/m- mm2） 83.99210 -3 114.24810- 3 84.77210 -3 118.06210- 3 温度() -10 +10 +15 -5 g/ k 23.8910 -5 32.510-5 32.1510 -5 33.5910-5 排列序号 A C B D 四、计算临界档距： L= )/()/(24242jjii ikgkEtE （ 经计算得： LAB=822.58m LAC=1159.14m 7 LAD=286.4m LBC=481.51m LBD=0m LCD= 402.25m 五、列临界档距判别表, 确定有效临界

16、档距控制区及控制气象条件： A B C D LAB=822.58m LBC=481.51m LCD=402.25m LAC=1159.14m LBD=0m LAD=222.43m A（最低气温） D(覆冰) L LAC=222.43m 当 LL AD=286.4m 时，最低气温（A）为控制气象，t I=-10, gI=83.99210-3(N/m-mm2),b=0,v=0; 当 LL AD=286.4m 时，最低气温（A）覆冰（D）同为控制气象条件； 当 LL AD=286.4m 时，覆冰（D）为控制气象条件, t I=-5, gI=118.06210-3(N/m-mm2),b=15mm,v=

17、15m/s. 2.3 应力弧垂的求取及应力弧垂曲线的绘制 一、计算各条件下的应力弧垂： 024)(243 LEgtELgjjijiij 计算应力弧垂的 MATLAB 程序 L=50500 所取档距 E=63000 弹性模量 I= 控制气象条件下的控制应力 =20.9e-6 线膨胀系数 gI= 控制气象条件下的比载 gII= 所求控制气象条件下的比载 tI= 控制气象条件下的温度 tII= 所求控制气象条件下的温度 B= I -E*gi2*L2/(24* I 2)-E* (tII-tI) D=Egj2L2/24 rr=1 B 0 D S=roots(rr) 应力 f=gjl2/(8*S) 弧垂

18、当 LL AC=24.1m 时， I=87.010024Mpa, gI=30.30910-3N/m-mm2, tI=-10; 8 当 LL CD=87.94m 时， I=54.381265Mpa, gI=30.30910-3N/m-mm2, tI=15. 气象 条件 最高温 最低 气温 年均 气温 事故 外过 有风 外过 无风 内过 电压 安装 覆冰无风 覆冰 有风 最大 风 档距 应力(mpa) 弧垂 (m) 应力(mpa) 应力(mpa) 应力(mpa) 应力(mpa) 应力(mpa) 应力(mpa) 应力(mpa) 应力(mpa) 弧垂 (m) 应力(mpa) 应力(mpa) 0 21.

19、18 0 87.0154.0973.8454.0954.0954.0973.8480.43 0 80.43 60.68 10 21.66 0.02 87.0154.1473.8654.1454.1454.1573.8680.46 0.01 80.47 60.8 20 22.89 0.07 87.0154.2973.89 54.3 54.2954.33 73.9 80.57 0.03 80.6 61.16 30 24.38 0.14 86.8554.38 73.8 54.4 54.3854.46 73.8 80.59 0.06 80.66 61.58 40 25.91 0.23 86.5154.

20、3873.5454.4154.3854.5173.5680.49 0.1 80.62 62.03 50 27.43 0.35 86.0754.3873.2254.4254.3854.5873.2480.37 0.16 80.58 62.56 60 28.91 0.47 85.5554.3872.8354.4454.3854.6672.8780.22 0.23 80.52 63.17 70 30.32 0.61 84.9454.3872.3954.4554.3854.7472.4480.05 0.31 80.45 63.82 80 31.65 0.77 84.2554.38 71.9 54.47

21、54.3854.8371.9679.87 0.41 80.38 64.5 90 32.9 0.93 83.5 54.3871.3654.4954.3854.9371.4379.68 0.52 80.31 65.2 100 34.08 1.11 82.6754.3870.7954.5154.3855.0370.8879.47 0.64 80.23 65.91 110 35.18 1.3 81.7954.3870.1954.5354.3855.1270.2979.25 0.78 80.14 66.62 120 36.21 1.51 80.8754.3869.5754.5554.3855.2269.

22、6979.03 0.93 80.06 67.31 130 37.17 1.72 79.9 54.3868.9354.5754.3855.3269.0778.81 1.09 79.97 67.99 140 38.08 1.95 78.9154.3868.2954.5954.3855.4168.4578.58 1.27 79.88 68.65 150 38.93 2.19 77.8954.3867.6454.6154.38 55.5 67.8278.36 1.46 79.8 69.29 160 39.72 2.44 76.8754.3867.0154.6254.3855.5867.2178.13

23、1.67 79.71 69.91 170 40.46 2.71 75.8554.3866.3854.6454.3855.67 66.6 77.92 1.89 79.63 70.5 180 41.16 2.98 74.8354.3865.7754.6654.3855.7466.01 77.7 2.12 79.55 71.06 190 41.81 3.27 73.8354.3865.1854.6754.3855.8265.44 77.5 2.37 79.47 71.61 200 42.43 3.57 72.8554.3864.6254.6954.3855.8964.89 77.3 2.64 79.

24、4 72.12 210 43.01 3.88 71.9154.3864.07 54.7 54.3855.9564.3777.11 2.91 79.32 72.61 220 43.55 4.21 70.9954.3863.5654.7154.3856.0263.8776.93 3.21 79.26 73.08 2.4 应力弧垂的求取及安装曲线的绘制 9 一、安装曲线的数据计算： 当 LL AC=24.1m 时， I=87.010024Mpa, gI=30.30910-3N/m-mm2, tI=-10; 当 LL CD=87.94m 时， I=54.381265Mpa, gI=30.30910-3

25、N/m-mm2, tI=15. 二、在不同气温下，安装时的应力与弧垂： 此时 gII=g6(0,10)=31.39910-3N/m-mm2 ，t II= -20 +40; L(m) 50 88 90 95 100 150 200 250 300 350 400 450 500 (MP a) 97 97 97 97 95 72 53 44 40 37 36 35 34-20. f(m) 0.1 0.3 0.3 0.3 0.4 1.2 2.9 5.5 8.7 12.6 17.2 22.3 28.0 (MP a) 91 91 91 90 89 67 51 43 39 37 35 35 34-15 .

26、 f(m) 0.1 0.3 0.3 0.3 0.4 1.3 3.0 5.6 8.9 12.8 17.3 22.5 28.2 (MP a) 84 85 85 84 83 62 48 41 38 36 35 34 34-10. f(m) 0.1 0.3 0.3 0.4 0.4 1.3 3.2 5.8 9.1 13.0 17.5 22.6 28.3 (MP a) 78 78 78 78 77 58 46 40 37 36 35 34 34-5. f(m) 0.1 0.3 0.4 0.4 0.5 1.5 3.3 6.0 9.2 13.2 17.7 22.8 28.5 (MP a) 71 72 72 7

27、2 71 54 44 39 37 35 34 34 340. f(m) 0.1 0.4 0.4 0.4 0.5 1.6 3.5 6.1 9.4 13.3 17.8 22.9 28.7 (MP a) 65 66 66 66 65 50 42 38 36 35 34 34 33+5. f(m) 0.1 0.4 0.4 0.5 0.5 1.7 3.6 6.3 9.6 13 18 23 28 (MP a) 58 61 61 61 59 47 40 37 35 34 34 33 33+10. f(m) 0.1 0.4 0.5 0.5 0.6 1.8 3.8 6.4 9.7 13.6 18.2 23.3

28、29.0 (MP a) 52 55 55 55 54 44 39 36 35 34 34 33 33+15. f(m) 0.5 0.6 0.6 0.6 0.7 1.9 3.9 6.6 9.9 13.8 18.3 23.4 29.2 (MP a) 46 50 50 50 49 41 37 35 34 34 33 33 33+20. f(m) 0.2 0.6 0.6 0.7 0.7 2.1 4.1 6.8 10.1 14.0 18.5 23.6 29.3 (MP a) 40 45 45 46 45 39 36 35 34 33 33 33 33+25. f(m) 0.2 0.66 0.69 0.7

29、7 0.86 2.2 4.2 6.9 10 14 18 23 29 (MP a) 35 41 41 41 41 37 35 34 33 33 33 33 32+30. f(m) 0.2 0.7 0.7 0.8 0.9 2.3 4.4 7.1 10.4 14.3 18.8 23.9 29.6 10 (MP a) 30 37 37 38 37 35 34 33 33 33 32 32 32+35. f(m) 0.3 0.81 0.84 0.94 1.0 2.4 4.5 7.2 10.5 14.4 18.9 24.1 29.8 (MP a) 26 33 33 34 37 33 33 32 32 32

30、 32 32 32+40. f(m) 0.3 0.9 0.9 1.0 1.1 2.6 4.7 7.4 10.7 14.6 19.1 24.2 29.9 2.5 杆塔定位及定位后的校验 一、杆塔定位： 1）定位的原则要求：使导线上任一点在任何情况下，必须保证对地及障碍物的安全距 离（限距） 。 限距与弧垂的公式是： )(305.167.-95.4-3-h-fxmax mH= ， H-杆塔呼称高 ，-绝缘子串长 ， -限距 ， 。最 大 弧 垂maxf xh安 全 限 距 2）估计耐张段代表档距： 在应力-弧垂曲线查出 =16.305m 对应的覆冰（产生最大弧垂）时的档距为定位maxf 档距 l

31、定 =435m， 以 0.9(平地取 0.9)乘以定位档距作为估算的代表档距：l 代 =0.9340=391.5（m） 3）由此代表档距在应力-弧垂曲线上查出“产生最大弧垂那一气象条件” （覆冰时）的 应力 =54.1Mpa. 4)按 242 32 x10.1.5408x=xgZ x(m) Zx(m) -250 18.35 -200 11.73 -150 6.6 -100 2.93 -50 0.73 0 0 50 0.73 100 2.93 150 6.6 200 11.73 250 18.35 5）制作模板把模板曲线画一条曲线是最大弧垂曲线，在其下端相距 + =11.7m 画另xh 一条曲线

32、叫限距曲线（比例横向 1：5000，纵向 1：500） 11 （ ） 6）用模板排定直线杆塔塔位（定位图比例 :横向 1：5000，纵向 1：500） 从耐张杆 1 开始排起（图） 第一杆和最后一杆定位公式 m 其余各杆3.27.0-3-hx=H m5.16.95.4-3h-xi=H 在耐张杆 1 上自地面向上量取 AB=21.3m，使限距曲线通过 B 点，且与地面相切，并 要求模板的纵轴始终保持垂直。 量取限距曲线与地面的垂直距离 CD=16.305m，则 CD 即为第 2 根直线杆的位置。 移动模板使限距曲线通过 D 点，并与地面相切。 量取限距曲线与地面的垂直距离 EF=16.305m，

33、则 EF 为第 3 根直线杆塔的位置。 依次排定。 杆塔定位后的校验： （1） 杆塔的最大允许档距： m58.0SD)(726gfl 36.72(m)f.14.maxax axm=。U （2） 导线的悬点应力： 最大覆冰时： , g=g7=30.309MPaO38.54 23m10N l2.94.chsl72.910sh109.473h 31 l h 50 26.8 100 47.6 200 87.7 400 146.1 600 186.4 12 按实际的档距和高差在图中得到的点，均落在曲线的下方，表明悬点应力未超过允许 值，符合设计要求 （3）导线悬垂角： vd4vd3vddvd l1036

34、9.52ltan472.9104.l2tang1 右右右右右右左 l 从断面图上量取杆塔两侧的垂直档距 ，在图上得到的相应点，经检查各点均在vd右左 L 曲线下方，符合要求。 （4）导线及避雷线的上拔 悬挂点高差系数 ： 025.36941.0 93.75.2 01371.453 289.60 3为负值且较大，在最低气温或最大风时可能出现上拔力，最大风 =97.732MPa, 800 200.9 1000 197.2 1300 146.2 1700 0 vdl右 左 017 32 5 0 16 38 1 00 15 49 2 00 13 80 3 00 12 34 4 00 10 92 5 0

35、0 97 0 6 00 85 6 523467089L。VD104506789012。VD 13 最低气温 =97.732MPa. 最大风时 shshchd lll 58732.019.4732.813= 最低气温时 shshchd lll 69.3 单位：米。 从横断面上量得被检查杆塔的水平档距和垂直档距，这些点均在曲线的上方，不 会上抜。 (5)悬垂绝缘子串的摇摆角： ,其中 ， ， ， m2，jzsj AwunP KNG021)(375.1n280.1su4.jA ，249.1)5/93.(.0zu ；KN73.0.6.281）（正jP1844912.0）（操j 026.281）（雷j

36、条件 (m) R（m） tan 正常 0.3 0.15 915.038tan 雷电 0.3 0.45 74.t shl 大lchd（ 最 低 气 温 ）（chdl 50 2 18.75 100 4 37.5 200 8 75 300 12 112.5 400 16 150 500 20 187.5 600 24 225 14 操作 0.3 0.3 43.081tan 带电 0.3 0.60 5.16.t tan2gttan4d shddldjjchd gAlGPl 最大风时： sh shchdl ll049.386 91087.325.94.22. 9732.10.45.73.5.27 3 雷

37、电过电压时： sh shchdl ll36.0781 371025.369.724.51 372.91042.69.73.5.2 33 内过电压时： sh shchdl ll304.58.2 410793.24.8.251 4732.910.6.8.473.9. 3 检修时： sh shchdl ll180.39.7 5.10793.26.54.2841 5.184.6027.673.95. 33 （m）shl最大风的 (m)chdl外过电压的 (m)chdl内过电压的 (m)chdl检修的 (m)chdl 50 -70.8 -132.0 -39.7 -78.1 100 -73.2 -150.

38、3 -54.9 -69.1 200 -78.1 -186.9 -85.3 -51.1 300 -83.0 -223.5 -115.7 -33.1 15 400 -87.9 -260.1 -146.1 -15.1 500 -92.8 -296.7 -176.5 2.8 600 -97.7 -333.3 -206.9 20.8 在定位图上查水平档距的实际垂直档距，均在此曲线的上方，符合要求。 第 3 章 金具设计 确定防振措施、选择绝缘子型号与片数、绘制绝缘子串组装图。 3.1 绝缘子数量的选择 绝缘子是用来支撑和悬挂导线，并使导线与杆塔绝缘。它应具有足够的绝缘强度和 机械强度，同时对污秽物质的侵

39、具有足够的抵抗能力，并能适应周围大气条件的变化， 如温度和湿度变化对它本省的影响等。 高压架空电力线路绝缘子的选择，应按 DL/I5092-1999110-500kV 架空送电线路 设计技术规程的规定进行。 直线杆塔上绝缘子串的绝缘子数量，应按表 4-1 所列数量选用。 表 4-1 直线杆塔上绝缘子串的绝缘子数量 电压等级（kV） 35 60 110 154 220 330 500 XP-70 型 3 5 7 10 13 19 -绝缘子 数量 XP-160 型 - - - - - - 28 本次 500kV 线路设计，架设在一般地区，污秽等级为 0 级，杆塔架设的平均海拔 低于 1km。所以选

40、用 28 片普通绝缘子组成悬垂绝缘子串。 3.2 防震锤的设计 3.2.1 防震锤型号的选择 我国目前主要生产的防振锤型号为 F-18 型。各种导线不但直径和单位长度重力 16 不同，而且在实际工程中它们的悬挂点高度、应力、档距也不同。因此，在发生振动过 程中，它们的振幅、频率范围、风速范围等都有差异，也就是说振动的能量大小也不相 同。所以就不能只采用一中型号的防振锤来解决所有导线的振动问题，必须分别对待。 一般来讲：直径大的和单位重力大的导线，相应的防振锤要大些，见表 4-2. 表 3-2 导线与防振锤型号配合表 适 用 导 线 型 号 截 面 防振锤型号 GJ LJ LGJ LGJJ LG

41、JQ F-1 300400 300400 300500 F-2 185240 185240 185240 F-3 120185 120150 150 150 F-4 70 F-5 7095 F-6 50 F-7 35 F-8 3550 3.2.2 防震锤数量的选择 当导线直径小档距大，或者导线直径大而档距也大时，风传给导线的能量就大，往 往需采用多个防振锤才能防止振动的危害，一般取 1 3 个，大跨越至要 67 个之多。 其个数的决定，应根据表 4-3 查出所需防振锤个数。 表 3-3 防振锤个数与档距、导线直径大小的关系 防 振 锤 个 数导线地线直径 （mm） 1 2 312d30l603

42、l 906l57517.37l 4l 84l 28l 3.2.3 防震锤安装距离的计算 本设计采用 LGJ-400/25 导线，查表 4-2 选用 F-1 型防振锤；档距介于 450m 和 800m 之间，采用两个防振锤。 计算最大、最小“半波长” ；mgVD125.039.8710482.6.9402 31maxinmax ；5 31inmaxin 防振锤的安装方式：若采用等距安装，第一个防振锤一定在第一个最小半波内。但 是，其他防振锤就不一定都在最小半波，可能会装在节点或节点附近，那么这个防振锤 17 就起不到防振作用，安装在节点上的饿防振锤，反而会起相反的作用。对线路安全运行 很不利。因

43、此，采用不等距方法来消除。 安装两个防振锤，第一、第二个防振锤安装位置分别按下式计算： m；19425.08.5120.min1 S m；38.i2 安装距离 为悬垂线夹出口处到防振锤导线挂点间的距离。S 3.2.4 阻尼型间隔棒的安装距离 如何合理地选择间隔棒的安装位置，仍然是一个正在探索中的问题。但是，目前国 内外已广泛采用按不等距离安装的方式。参考国外厂家所推荐的安装距离，初步拟 定下述几项原则： （1）第一次档距对第二次档距（或倒第一对倒第二次档距）的比值宜选在 0.550.65 左右。此外，间隔棒不宜布置成对于档距中央呈对称分布。 （2）端次档距长度，对阻尼性能良好的间隔棒可选在 3

44、045m 范围内，对阻尼性能 一般或非阻尼型间隔棒可选在 2535m 范围内。 （3）最大次档距长度，对阻尼性能良好的间隔棒，一般不宜超过 8090m, 对阻尼 性能一般或非阻尼型间隔棒一般不宜超过 6065m。 3.2.5 阻尼型间隔棒的技术要求 （1）耐短路电流向心压力的机械强度： 送电线路发生短路事故时，分裂导线受电磁作用将产生较大的向心压力，间隔棒的 各部件应在经受这一压力时不发生破坏或永久变形。 间隔棒的向心力按下式计算： dsFtnIscdsFtIcnF lg)1(132.lg1256.1 式中 F短路电流向心力，N;n分裂导线根数；Isc系统可能出现的最大短路电 流，kA;Ft子

45、导线张力，N；s分裂导线间距，m;d子导线直径，m. （2） 两夹头之间的拉、压强度： 分裂导线间隔棒的机械强度应能承受导线覆冰不平衡张力（如仅单根导线覆冰） 、 次档距振荡及单根导线上人时在子导线之间产生的拉、压力。考虑到可能出现的严 重情况，一般该强度应不低于 4000N。 （3） 夹头握力： 送电线路不仅要求在正常运行或导线在微风振动情况下，间隔棒对导线有稳固的握 力，以防止磨损导线。而且还要求由于不均匀覆冰等原因使导线发生扭转时，间隔 棒夹头应能握住导线，以保证外力消除（如覆冰脱落）后，导线能有自行恢复到原 位置的能力。恢复力矩有两个来源，即 M=M1+M2，M 1是因夹头偏离其平衡位

46、置后， 由两侧张力合成的结果。这个力矩可近似地表述为： 18 M1=-2n r2sin(0)LFt 式中 n分裂导线根数;Ft子导线张力，N; L次档距长度（即两间隔棒之间的长度） ，m; r间隔棒分裂半径，m; 间隔棒的扭转角度。 国外资料及国内实测结果表明，在长期运行情况下，铝截面为 300mm2的钢芯铝 绞线，间隔棒夹头扭握力不应低于 2530Nm,铝截面为 400mm2的钢芯铝绞线，间 隔棒夹头扭握力不应低于 3540Nm. (4)活动性： 间隔棒应具有充分的活动性，以避免由于导线的振动、振荡、弛度差及不均匀覆冰 时，夹头附近的导线出现高应力疲劳损坏。 (5)电气性能： 间隔棒应符合线

47、路金具防电晕及无线电干扰的要求，此外，对采用橡胶做阻尼元 件或做夹头防松件的间隔棒而言，橡胶应具有一定的导电性能，以防止在子导线 之间的不平衡电压作用下橡胶元件发热损坏。 第 4 章 杆塔设计荷载 4.1 杆塔荷载的来源与分类 （1）杆塔荷载的来源主要为以下几个方面： 1）杆塔自重与杆塔自身的风荷载。 2）杆塔起着架空支持电线（导线与地线的简称）的作用，作用在电线上的所有荷载 都要通过电线挂点传给杆塔。如电线重量、电线覆冰荷载、电线风荷载、电线不平衡张 力（包括电线转角张力） 、温度变化引起的电线张力变化、事故断线引起的张力变化、 防振锤和重锤的重量等。 3）架线施工时紧线、锚线、挂线、吊线引起的荷载。 4）绝缘子串的重力荷载与风荷载也要传给杆塔。 5）杆塔组立时所发生的施工荷载。 6）拉线结构的永久拉线荷载。 7) 地震荷载与电线舞动产生的荷载。 8）其他不可预见的或偶然荷载。 （2）杆塔荷载分类为： 1）永久荷载：导线及地线，绝缘子及