电气类-杆塔课程设计(门型无叉梁)

电气类（输电线路方向）《输电线路杆塔设计》课程设计设计说明书题目：110KV—门型直线电杆设计（直立无叉梁）班级：2007148120姓名：学号：指导老师：文中三峡大学电气与新能源学院年月目录一、整理设计用相关数据……………………………..（1）气象条件表…………………………（2）杆塔荷载组合情况表…………………………（3）导线LGJ-150/8相关参数表…………………（4）地线GJ-35相关参数表…………………（5）绝缘子数据表……………………..（6）线路金具的选配表………………..（7）电杆结构及材料…………………..（8）地质条件………………………..二、导地线相关参数计算…………………（1）导线比载的计算…………………..（2）避雷线比载的计算………………….（3）导线最大弧垂的计算………………..三、电杆外形尺寸的确定…………………..（1）电杆的总高度……………….（2）横担的长度………………….四、荷载计算………………………五、电杆杆柱的强度验算及配筋计算……………….（1）正常情况的弯矩计算……………（2）断线情况时的弯矩计算…………（3）安装导线时的强度验算……………（4）杆柱弯扭验算…………….（5）正常情况的裂缝宽度验算………………（6）电杆组立时的强度验算…………………六、电杆基础强度校验……………..七、拉线及附件设计……………………..八、参考文献………………..九、附图1整理设计用相关数据1.1整理该典型气象Ⅳ区的计算用气象条件参数如下表1表1计算用气象条件最大风速覆冰有风最低气温年均气温最高气温内过电压外过有风外过无风安装有风气温（℃）-5-5-201040151515-10风速（m/s)25100001510010冰厚（m)0500000001.2杆塔荷载组合情况1.2.1正常运行情况的荷载组合如下表2表2正常情况荷载组合表运行情况一（大风）运行情况二（覆冰）运行情况三（低温）气温（℃）-5-5-20风速（m/s）25100冰厚（m）0501.2.2直线杆塔断线情况的荷载组合如下表3表3断线情况荷载组合单回线路与双回线路断导线各种回路断地线气温（℃）-5-5风速（m/s）00冰厚（m）00断线情况断一相或一相分裂导线，地线未断导线未断，有一根地线出现不平衡张力1.2.3安装情况的荷载组合其气象条件为：10m/s、无冰、相应气温。直线型荷载组合有：1）提升导线、地线及其附件时发生的荷载2）导线及地线锚线作业时，导线及地线的锚线张力1.3导线LGJ-150/8相关参数，（参考《架空线路设计》）整理后列下表4表4导线LGJ-150/8参数截面积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[p]MPa安全系数K许用应力[0]Mpa年均应力上限[cp]MPa152.8166600021.2×10-632860461.4204.32.581.7251.0751.4地线GJ-35相关参数（参考《架空线路设计》）整理后列下表5表5地线GJ-35参数截面积A(mm2)导线直径d(mm)弹性系数E(kg/mm2)温度膨胀系数(1/°C)公称抗拉强度(Mpa)计算质量(Kg/km)最小破断力KN)37.27.81850811.5×10-6147027554.631.5导线绝缘子串数据根据任务书上的相关要求选有7片X—4.5绝缘子，根据参考书4，查得绝缘子串组装图和每组绝缘子串材料表分别如图1和表6图1绝缘子串组装图表6每组绝缘子串材料表件号名称质量(kg)数量型号＋(长度mm)1挂板0.561Z-7（60）2球头挂环0.271QP-7（50）3绝缘子57X-4.5（146）4悬垂线夹2.01CGU-3（102）5预绞丝0.21FYB-150/8绝缘子串长度＝1012mm绝缘子串重量35.0kg适用导线LGJ-150/81.6地线金具选配数据根据参考书4，查得金具组装图和每组金具材料表分别如图2和表7图2送电线路地线悬垂串组装图序号1名称地线个数单重（kg）长度（mm）总重(kg)长度（mm）U型挂环10.5802挂环10.551003悬垂线夹11.4082.52.45262.51.7电杆结构及材料根据任务书上的要求，电杆的结构为：电杆采用离心法制造，选用顶径270mm，电杆根部埋深为3m，锥度为1/75的拔梢杆，电焊连接。电杆的材料：当壁厚大于35mm时，离心混凝土等级不得低于C40,钢筋宜采用Ⅰ级、Ⅱ级、冷拉Ⅲ级钢筋或冷拔钢丝（参考书5）。所以当选用壁厚为50mm的电杆时，可选用混凝土等级为C40，采用Ⅱ级钢筋。1.8地质条件一般电杆基础为粘性土，选用塑型指标13Ip，液性指数5.0IL，空隙比e=0.8，计算容重)(173mkNs。查参考书5可知，土的上拨角25，土的计算内摩擦角35,土的承载力特征值)(2202mfkNa。其参数列于下表8表8地质参数表参数IPILes（kN/m3）())(fa(kN/m3)数值130.50.81725352202导地线相关参数计算2.1导线比载计算2.1.1导线的自重比载)/(6125.298.15280665.94.4611010103331mMPaAqg2.1.2冰重比载)/(0539.19)(728.271010332mMPaAbdb2.1.3垂直比载)/(6664.48)0539.196125.29(103123mMPa2.1.4水平比载假设风向垂直于线路方向即90，1sin，110kV线路0.1c。由下式可以得到不同情况下的水平比载。)/(10625.0),0(324mMPaAvdvscf1）外过电压，安装有风：sm/10，0.1f，2.1sc，所以)/(8534.78.152162.10.1625.0)10,0(1010103324mMPa2）内过电压：sm/15，75.0f，2.1sc，所以mMPa/2526.138.152162.175.0625.0)15,0(10101533243）最大风：sm/25，计算强度时，85.0f，2.1sc，所以mMPa/7212.418.152162.185.0625.0)25,0(1010253324计算风偏时，61.0f，所以mMPa/9411.298.152162.161.0625.0)25,0(10102533244）覆冰风压比载：sm/10，计算强度和计算风偏时候的f相同，0.1f，2.1sc，所以mMPa/7618.128.1522516(2.10.1625.0)10,5(1010103324）2.1.5事故比载事故情况：无冰无风，所以其比载为导线的自重比载。2.1.6无冰综合比载1）外过电压，安装有风，有mMPa/6362.30)10,0(10108534.76125.29332262）内过电压，有mMPa/4427.32)15,0(10102526.136125.29332263）最大风：计算强度时，有mMPa/1621.51)25,0(10107212.416125.2933226计算风偏时，有mMPa/1114.42)10,0(10109411.296125.29332262.1.7覆冰综合比载计算强度和计算风偏时大小相等，有mMPa/3119.50)10,5(10108534.76664.4833227将各种情况气象条件下的比载计算值汇于下表9表9LGJ-150/8导线的比载(单位:mMPa/103)项目自重)0,0(1覆冰无风)0,5(3无冰综合)10,0(6无冰综合)15,0(6无冰综合用于强度)25,0(6无冰综合用于风偏)25,0(6覆冰综合用于强度)10,5(7数据29.612548.666430.636232.442751.162142.111450.3119备注0.1f2.1sc75.0f2.1sc85.0f2.1sc61.0f2.1sc0.1f2.1sc2.2地线比载同理可得地线在各种情况下的比载，结果如表10表10地线GJ-35（71）比载(单位:mMPa/103)项目)0,0(1)0,5(3)10,0(6)15,0(6)25,0(6)10,5(7136.935数据83.997131.76485.40490.899117.4132.3导线的最大弧垂计算2.3.1计算临界档距，并确定控制条件1）计算可能的应力控制气象条件的/，并排序，如下表11。表11可能的应力控制条件最大风速最厚覆冰最低气温年均气温许用应力][0（MPa）81.719981.719981.719951.0749比载)/(mMPa0.0503120.0511620.0296120.029612]/[0（1/m）0.00061570.00062610.00036240.0005798温度t(℃)-5-5-2010]/[0由小到大编号cdab2）按等高悬点考虑，计算个临界档距为根据临界档距的计算公式：][][][][00)(cos002422iijjEEttlijijij（1）如两种气象条件下架空线许用应力相等，则上式为ijttlijij220)(24cos（2）由上述两式计算各临界档距为虚数lab5209.157lac1158.171lad7269.1555lbc8233.1363lbd虚数lcd3）判断有效临界档距，确定控制条件。将各临界档距值填入有效临界档距判别表12，容易看出8233.1363lbdm为有效临界档距。实际档距mllbd8233.1363，则年均气温为控制条件。表12有效临界档距判别表可能的控制条件a(最低气温)b(年均气温)c(最大风速)d(最厚覆冰)临界档距（m）1363.82332.3.2计算最大弧垂当档距为270.00m、高差为0时，控制气象条件：年均气温。最大弧垂出现的气象条件为最高温或覆冰无风。根据参考书（《架空线路设计》教材）中相关确定最大弧垂发生气象条件的方法可得，当控制比载mMPa/621.29103、用应力MPa07.51][0、t=10℃时，计算的临界温度2.162tj℃t_max,则最大弧垂发生在覆冰无风气状态：MPa74.59，f_max=7.432m求外过电压状态的弧垂，用于档距中央导线与地线的垂直距离计算：f_max=5.283m3杆塔外形尺寸的确定3.1电杆呼高计算根据参考书5中相应计算公式：hhfxHmax（3）式中绝缘子串的长度，mm1224；最大弧垂，mf432.7max；导线考虑其对非居民区的高度，则mhx6；施工裕度mh6.0（参考书5，表3-7）。所以电杆的呼高mmH15256600600074321224，可取电杆呼高H=15.5m。3.2电杆塔头尺寸3.2.1计算导线支架长度由于为门型杆，则导线的排列方式为水平排列。单回路导线之间的水平距离由（4）式确定（参考书5）。fDUmmax65.01104.0（4）根据条件有，mDm262.3432.765.0110110224.14.0，考虑一定的裕度可选择导线之间的水平距离，mDm5.3，导线支架长度mLDm75.322。3.2.2电杆横担长度的确定1）计算外过电压、内过电压、运行电压、带电作业，四种情况绝缘子的风偏角这四种情况在110kV下，带电部分与杆塔