1、精選優質文檔-傾情為你奉上三峽大學電氣與新能源學院輸電線路35KV電桿設計說明書學期: 專業：輸 電 線 路 工 程課程名稱：輸電桿塔及基礎設計班級學號： 姓名： 指導老師： 文 中 輸電線路桿塔設計課程設計一、設計題目：35KV門型直線電桿設計（自立式帶叉梁）二、設計參數：電壓等級：35kV避雷線型號：GJ一35電桿錐度：1/75電桿根部埋深：3m頂 徑：270mm氣象條件：級絕緣子：7片×一4.5地質條件：粘土，s=16 kN/m3，=20°，=30°， 設計參數如下：參數姓名導線型號水平檔距（m）垂直檔距（m）避雷線支持力TmaxTminLGJ-150/45

2、24037044004300三、設計成果要求:1設計說明書一份（1.5萬字,含設計說明書插圖）2圖紙若干（1）電桿尺寸布置圖（2）電氣間隙效驗圖（2）正常運行情況下的抵抗彎矩圖（3）事故時的彎矩圖目 錄一、整理設計用相關數據.11 任務書參數.12 氣象條件列表.13 導線LGJ-150/35相關參數表.14 導線比載計算.15 地線相關參數.36 地線比載計算.37 絕緣子串和金選擇.38 地質條件.49 桿塔結構及材料.4二、電桿外形尺寸的確定.41 桿的呼稱高度.42 導線水平距離.53 間隙圓校驗.54 地線支架高度確定.65 桿塔總高度.7三、 桿塔荷載計算.7 1 標準荷載.7 2

3、 設計荷載.9四、電桿桿柱的強度驗算及配筋計算.111 配筋計算.112 主桿彎矩計算.113 事故情況下的彎矩計算.124 裂縫計算.135 單吊點起吊受力計算.13五、基礎設計.14 1 土壤特性.14 2 抗壓承載力計算15 3 底盤強度計算15八、參考文獻.16九、附圖附圖1尺寸布置圖.17附圖2間隙圓校驗圖.18附圖3正常運行最大風情況下的抵抗彎矩圖.19附圖4事故時彎矩圖.20一、 整理設計用相關數據1、任務書所給參數： 表 1導線型號水平檔距垂直檔距地線支持力Tmax TminLGJ150/30240360440043002、 氣象條件列表：表 2氣象條件氣 溫（）風 速（m/s

4、）覆 冰（mm）最高溫+4000最低溫-2000覆冰-5105最大風-5250安裝-10100外過電壓+15100內過電壓、年均溫+101503、 根據任務書提供導線LGJ-150/35的參數，（參考書二）整理后列下表： 表 3 1截面積A(mm2)導線直徑d(mm)彈性系數E(MPa)溫度膨脹系數(1/°C)計算拉斷力(N)計算質量(Kg/km)抗拉強度MPa安全系數 K許用應力Mpa年均應力上限 MPa181.6217.508000017.8×10-665020676.2340.102.5136.0485.034、 計算導線的比載: （1）導線的自重比載： （2）冰重比

5、載： （3）垂直總比載： （4） 無冰風壓比載：假設風向垂直于線路方向可以得出下式：1） 外過電壓，安裝有風：v=10m/s, =1.0,=1.1 2） 內過電壓 v=15m/s, =0.75,=1.1 3) 最大風速 v=25m/s,設計強度時，=0.85,=1.1 4）最大風速 v=25m/s,計算風偏時，=0.61,=1.1 （5）覆冰風壓比載計算： v=10m/s,計算強度和強度時，=1.0,=1.2 （6）無冰綜合比載1) 外過電壓，安裝有風： 2) 內過電壓 ： 3) 最大風速計算強度時：4）最大風速計算風偏時：（7）覆冰綜合比載： 將有用比載計算結果列表： 表 4 - 2 單位：

6、=0.75,=1.1=1.0,=1.236.51217.17553.68735.19211.35650.71154.8755、計算比值，將計算的結果列入下表：由于最大風速和覆冰有風比載和氣溫都相同，故比載小的不起控制作用。表 5 - 1氣象條件覆冰有風最低溫年均溫許用用力 (Mpa)136.04136.0485.03比載()54.87536.51236.512溫度5-2010/0（）0.4030.2680.429排序bac計算臨界檔距： =265.97 m =虛數：=虛數 臨界檔距列表如下 表 5 2氣象條件最低氣溫覆冰有風年平均溫臨界檔距=265.97=虛數=虛數-因此，檔距在0265.97

7、m時控制氣象條件是最低溫，在265.97m時控制條件是年均氣溫。5、地線GJ-35相關參數列于下表： 表 5 1截面積A(mm2)地線直徑d(mm)彈性系數E(MPa)溫度膨脹系數(1/°C)計算拉斷力(N)計算質量(Kg/km)抗拉強度Mpa安全系數K許用應力Mpa年均應力上限MPa37.15 7.811.5×10-643424 295.01168.9 3.0389.63233.86、 地線比載計算：地線的比載計算同導線比載計算，計算值列于下表：表 6 單位： 外過電壓內過電壓設計強度計算風偏外過電壓內過電壓設計強度計算風偏77.87247.768125.64014.43

8、524.35976.68455.03235.93579.17981.593109.29195.355130.6787、絕緣子串及金具選取： 表 7 1 導線絕緣子和金具件號名稱質量(kg)數量型號絕緣子組裝圖 1掛板0.561Z-72球頭掛環0.271QP-73絕緣子5.07X-4.54碗頭掛板0.821W-7A5懸垂線夾2.01CGU-36鋁包帶0.0331×10絕緣子串長度1304mm絕緣子串重量38.68kg適用導線LGJ-150/35（2）地線絕緣子串及金具選擇： 表 7 2件號名稱質量(kg)數量型號(長度mm)金具圖形1掛板0.561Z-7(60)2球頭掛環0.271QP

9、-7(50)3絕緣子3.31XDP1-7(182)4懸垂線夾5.71CGU-2(70)絕緣子串長度362mm絕緣子串重量9.83kg適用避雷線GJ-358、地質條件： 表 8土的狀態s(kN/m3)(°)(°)m(kN/m3)粘性土軟塑162030489、桿塔結構及材料材 料：普通直立鋼筋混凝土門型電桿（帶叉梁）電壓等級：110kv電桿錐度：1/75根部埋深：3m頂 徑：270mm二、 電桿外形尺寸的確定1、桿塔呼稱高度：（參考書）公式（31） 施工裕度的確定：根據設計任務書提供的水平檔距，查表（37）為了更加安全取0.7m 為導線到地面及被跨越物的安全距離：假定此桿塔安裝

10、處取居民區，根據（參考書）7.0m 絕緣子串的長度：根據所選擇的絕緣子型號及金具確定為1.304m。 的確定:根據任務書給的檔距，控制氣象條件為年均氣溫。采用狀態方程式，用計算機軟件算出最高溫條件和最后覆冰條件下的弧垂，經過比較，最大弧垂發生在最高氣溫條件下。經計算，得到最高溫氣象條件L=260m下最大弧垂=4.589m。 則桿塔的呼稱高度H=1.304+4.589+7+0.7=13.595m2、導線水平線間距離確定：根據參考書目一公式333、間隙圓校驗：（1）規程規定最小間隙：工頻電壓時為0.25m，操作過電壓時為0.7m，雷電過電壓時為1.0m，考慮帶電作業時需增加0.5m。 （2）絕緣子

11、串基本風壓： 1）正常運行最大風時： 2）內過電壓時： 3）外過電壓時： （3）絕緣子串所受風壓： （4）導線風荷載計算（5）導線自重比載計算 （6）絕緣子串風偏角，即計算，即（7）桿塔橫擔長度的確定： （參考書目一）公式312 ： 其中R為最小空氣間隙，為絕緣子串長， 為風偏角，b為桿塔上腳釘外露部分加桿徑一半的長度。根據規程，R取1.00m，=1.304m，取最大風偏值23.97º，b偏于安全考慮，取0.3m。計算得到 ：=2×（1.00+1.304×+0.3）=3.660m由于三相導線呈水平排列：則橫擔長度： D=2×=2×3.660=7

12、.320m 考慮到桿塔半徑影響，取橫擔長度為8.00m （8）根據CAD作圖進行間隙圓校驗，起控制作用的是帶電作業情況，導線與桿塔間隙滿足帶電作業要求。4、地線支架高度的確定 （1）防雷保護角：根據規程規定，可取防雷保護角=25º。根據下圖，取a=0.3m，b根據橫 擔結構，取b=2.0m（參考書一公式3-8 ）（2）計算地線支架高度：（參考書目一公式3-7）H1=H2-1+2=3823.65-1304+362=2881.65mm取整后，地線支架高度取3.0m，此時防雷保護角減小，有利于防雷。（3）地線之間水平距離校驗：（參考書目一公式3-9）D=4000+2×300=46

13、00mm5×3823.65=19118.25mm，符合要求。5、桿塔總高度確定： 桿塔總高H+H1+H2=13.595+3.0+3.0=19.595m根據桿塔的分段，可取桿塔總高度為21.0m（加入地下埋深），分段為9m+6m+6m。三、桿塔荷載計算(一)、桿塔標準荷載1、運行情況：最大設計風速，無冰、未斷線。 （1）地線重力為： GB=（2）地線風壓：（3）導線重力:（4）絕緣子串風壓：=（5）導線風壓： 2、運行情況：覆冰、相應風速，未斷線。 級氣象區，從規程中查得：V=10m/s,t=-5,b=5mm。（1） 設計冰厚為5mm ,覆冰系數取K=1.075,則地線重力為 （2）地

14、線風壓為 （3）導線重力為 （4）絕緣子串風荷載為（5）導線風壓為 3、斷導線情況、：斷一根導線荷載組合情況為無冰無風。（1）地線重力：（2）導線重力： 未斷導線相：斷導線相為： （3）斷線張力：LGJ-150/35型導線計算拉斷力為Tp=65020N 導線最大使用張力為 導線最大使用張力百分比為35%，則 地線支持力： Tmax = 4400N ，Tmin =4300N.4、斷地線情況：荷載組合情況為無冰、無風、導線未斷。（1）導線重力：（2）地線重力：（3）斷線張力：GJ-35最小破斷拉力Tp=43424N 地線最大使用張力為 地線最大使用張力百分比值為20%，則 5、安裝情況：荷載組合情

15、況為有相應風速、無冰。 規程中查得：V=10m/s，t=-5，b=0（1）地線重力：地線風壓為：（2）導線重力：導線風壓： （二）桿塔設計荷載 1、運行情況：最大設計風速，無冰、未斷線。 （1）地線重力為： （2）地線風壓為：（3）導線重力:（4）導線風壓： 2、運行情況：覆冰、相應風速，未斷線。 級氣象區，從規程中查得：V=10m/s,t=-5,b=5mm。（1） 設計冰厚為5mm ,覆冰系數取K=1.075,則地線重力為 （2）地線風壓為 （3）導線重力為 （4）導線風壓為 3、斷導線情況、：斷一根導線荷載組合情況為無冰無風。（1）地線重力：（2）導線重力： 未斷導線相： 斷導線相為： （

16、3）斷線張力： 地線支持力： Tmax = 1.4×4400=6160N ，Tmin =1.4×4300=6020N.4、斷地線情況：荷載組合情況為無冰、無風、導線未斷。（1）導線重力： （2）地線重力：（3）斷線張力（地線不平衡張力）： 5、安裝情況：荷載組合情況為有相應風速、無冰。 規程中查得：V=10m/s，t=-5，b=0（1）地線重力： 地線風壓為：（2）導線重力： 導線風壓：四、電桿桿柱的配筋計算及強度驗算1、配筋計算：初步選用配筋為，C30混泥土斷面外半徑：鋼筋的面積：2）設計處的剪切力V：剪力由混泥土承受，環形截面的螺旋筋僅按配置構造。2、正常情況下的彎矩計

17、算： 設桿身厚度為50mm，則根據圖示尺寸計算：零點彎矩位置： 彎矩為零處桿徑為：2、主桿彎矩計算：（1）桿身風壓計算高度變化系數取構件體形系數桿塔風荷載調整系數。 A點單位長度桿身風壓為 B點單位長度桿身風壓為C點單位長度桿身風壓為 O點單位長度桿身風壓為 （2） 各段風壓合力作用點高度： （3）各段彎矩計算： 3、事故情況下彎矩計算：事故斷邊導線荷載已列于荷載設計值圖中。荷載系數為0.75，地線支持力Tmax = 1.4×4400=6160N ，Tmin =1.4×4300=6020N.則桿根彎矩為：橫擔處主桿彎矩： 正常大風時彎矩圖 事故時彎矩圖 4、裂縫計算：5、單吊點起吊受力計算：取橫擔和絕緣子串總重為4000N，將錐形電桿自重按等徑電桿均布荷載，取電桿比重為1.5KN/m計算，電桿起吊組裝圖如下圖所示，B點為起吊點，C點為支稱點。起吊中兩桿受力相同，故可只計算一根桿受力。1求支座反力2計算各點的彎矩BC段產生的最大彎矩：從上面結果可以看出，吊裝桿塔時是安全的。 吊裝彎矩圖五、基礎設計1、土壤特性：s=16 kN/m3，=20°，=30°，承載力特征值。2、抗壓承載力計算 （1）桿塔傳給基礎的荷載為：下壓力：上拔力：故此電桿不會對基礎產生上拔力。（2）底盤壓應力計算選取規格為0.8×0.