输电杆塔设计课程设计
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输电杆塔及基础设计随着电气设备的普及和城市化进程的加速,越来越多的电力输电线路需要建设。
因此,输电杆塔的设计成为了一项十分重要的工程项目,它关系到整个电力工程的安全可靠性。
本文将从输电杆塔及基础设计的角度出发,详细介绍输电杆塔的设计过程、设计要点和设计流程。
一、设计过程设计输电杆塔的过程是一个复杂的系统工程,需要结合选址、材料、制造、运输、安装等多方面因素,完成电力工程的目标。
其主要分为以下几个阶段:1、需求分析需求分析是设计输电杆塔的第一步。
在需求分析的过程中,需要将客户的需求和电力工程的技术要求进行整合分析,并确定产生设计的根本基础。
这一步非常重要,因为整个设计的方向和目标都将从这里开始确定。
2、设计方案制定依据需求分析所得的结果,确定输电杆塔的功能、特点、结构,设计出合理的方案,并进行若干方案比较,确定最佳的设计方案。
3、材料选用由于输电杆塔需要承受较大的风、雨、火等外力,所以材料的选择必须充分考虑材料的强度、抗腐蚀性等因素。
常用的材料有钢、混凝土等。
4、制造与加工制造与加工是设计过程中的一个非常重要的环节。
这个环节的主要目的是根据设计方案制造出质量稳定、可靠耐用的输电杆塔。
5、运输输电杆塔通常是由运输车辆运送到工程现场。
因此,运输过程必须充分考虑安全和稳定性,保证输电杆塔到达现场时不会损坏或变形。
6、安装输电杆塔的安装是一个非常关键的步骤,需要注意保证安全、稳定和可靠性。
需要按照设计方案固定杆塔,将配件正确安装在杆塔上,并对输电线路进行必要的检测和测试。
二、设计要点设计输电杆塔时,需要充分考虑以下要点,以确保输电杆塔在使用过程中能够正常工作。
1、结构设计输电杆塔需要在承受外部力的情况下,保持结构的稳定性和安全性。
因此,在设计中需要合理设置杆塔的支撑点和配重点,并根据输电线路的需求,设计合理的杆塔结构。
2、设计荷载输电杆塔需要承受如风、雨、火等自然因素的力量,因此在设计中,需要考虑实际情况下的荷载。
《输电杆塔设计》课程设计任务书一、设计的目的。
《输电杆塔及基础设计》课是输电线路专业重要的专业课之一,《输电杆塔及基础设计》课程设计是本门课程教学环节中的重要组成部分。
通过课程设计,使学生能系统学习和掌握本门课程中所学的内容,并且能将其它有关先修课程(如材料力学、结构力学、砼结构,线路设计基础、电气技术)等的理论知识在实际的设计工作中得以综合地运用;通过课程设计,能使学生熟悉并掌握如何应用有关资料、手册、规范等,从设计中获得一个工程技术人员设计方面的基本技能;课程设计也是培养和提高学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。
二、设计题目 钢筋混凝土刚性基础设计 三、设计参数直线型杆塔: Z1-12(铁塔总重56816N ,铁塔侧面塔头顶宽度为400mm ) 电压等级: 110kV 绝缘子: 8片×P -70(总重469N) 地线金具: 总重35N地质条件: 粘土,塑性指标I L =0.25,空隙比e =0.7基础柱的尺寸:600mm ×600mm四、设计计算内容1. 荷载计算(正常情况Ⅰ、Ⅱ,断边导线三种情况) 2. 计算基础作用力(三种情况) 3. 基础结构尺寸设计 4. 计算内容(1)上拔稳定计算 (2)下压稳定计算 (3)基础强度计算 五、设计要求1. 计算说明书一份(1万字左右) 2. 图纸2张 (1)铁塔单线图 (2)基础加工图参数姓名 气象条件导线型号地线型号水平档距(m ) 垂直档距 (m ) 刘畅III LGJ-240/40 1×7-9-1270-A500500目录任务书一、整理设计用相关数据--------------------------------------------------1二、杆塔荷载计算---------------------------------------5三、基础作用力计算---------------------------------------------------------7四、基础设计------------------------------------------------------------------9 参考文献-----------------------------------------------------------------------12 感想-----------------------------------------------------------------------12 荷载图--------------------------------------------------------------------------13)/(1036.4710)31.1305.34()0,5(333m MPa --⨯=⨯+=γ)/(1005.341075.27780664.93.96410)0,0(3331m MPa A qg ---⨯=⨯⨯=⨯=γ)/(1031.131075.277)521.66(5728.27)0,5(332m MPa --⨯=⨯+⨯=γ一、 整理设计用相关数据1、任务书所给参数: 导线型号 水平档距 (m) 垂直档距 (m) 地线型号 最小破拉断力 (kN ) LGJ-240/40 5005001×7-9-1270-A57.802、 气象条件列表:表 2气象条件 气 温(℃)风 速(m/s )覆 冰(mm )最高温 +40 0 0 最低温 -10 0 0 覆冰 -5 10 5 最大风 -5 25 0 安装 -5 10 0 外过电压 +15 10 0 内过电压、年均温 +1515 0冰的密度)/(3cm g0.93、 根据任务书提供导线LGJ-240/40的参数,(参考书二)整理后列下表: 表 3截面积A (mm 2)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 σ]AT j95.0MPa 安全系数 K许用应力[0σ][p σ]/K Mpa年均应力上限 [cp σ] 0.25[p σMPa 277.75 21.66 76000 18.9×10-6 83370 964.3 285.152.5 114.0671.294、 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:)/(10625.0),0(324m MPa Av d v sc f -⨯=μαγmMpa /1036.51075.2771066.211.10.1625.0)10,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γm Mpa /1005.91075.2771566.211.175.0625.0)15,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γm Mpa /1048.281075.2772566.211.185.0625.0)25,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γm Mpa /1044.201075.2772566.211.161.0625.0)25,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γmMpa /1055.81075.27710)5266.21(2.10.1625.0)10,5(3325--⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=γ(4) 无冰风压比载:假设风向垂直于线路方向0.1v 110;1sin ,90===c K βθθ线路可以得出下式:1)外过电压,安装有风:v=10m/s, f α=1.0,sc μ=1.12)内过电压 v=15m/s, f α=0.75,sc μ=1.13)最大风速 v=25m/s,设计强度时,f α=0.85,sc μ=1.14)最大风速 v=25m/s,计算风偏时,f α=0.61,sc μ=1.1(5)覆冰风压比载计算: v=10m/s,计算强度和风偏时,f α=1.0,sc μ=1.2(6)无冰综合比载1) 外过电压,安装有风:m Mpa v /1047.341036.505.3400,0)10,0(332224216--⨯=⨯+=+=),()(γγγ 2) 内过电压 :m Mpa /1023.351005.905.34)15,0(33226--⨯=⨯+=γ3) 最大风速计算强度时:m Mpa /1039.441048.2805.34)25,0(33226--⨯=⨯+=γ 4)最大风速计算风偏时:m Mpa /1071.391044.2005.34)25,0(33226--⨯=⨯+=γ(7)覆冰综合比载:m Mpa /1013.481055.836.4710,50,5)10,5(332225237--⨯=⨯+=+=)()(γγγ将有用比载计算结果列表:表 4 单位:)0,0(1γ )0,5(2γ )0,5(3γ )25,0(4γfα=0.85,sc μ=1.1)10,5(5γf α=1.0,sc μ=1.2)25,0(6γ )10,5(7γ 34.0513.3147.4628.488.5544.3948.134、地线1×7-9-1270-A 相关参数列于下表: 3-m MPa /1011.18810)47.106636.81()0,10(333--⨯=⨯+=γ)/(1047.1061048.49)109(10728.27)0,10(332m MPa --⨯=⨯+⨯=γ)/(10625.0),0(324m MPa Av d v sc f -⨯=μαγmMpa /1064.131048.491092.10.1625.0)10,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γmMpa /1002.231048.491592.175.0625.0)15,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γm Mpa /1047.721048.492592.185.0625.0)25,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γm Mpa /10521048.492592.161.0625.0)25,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γmMpa /1096.431048.4910)1029(2.10.1625.0)10,10(3325--⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=γ)/(10636.811048.490665.899.41110)0,0(3331m MPa A qg ---⨯=⨯⨯=⨯=γ截面积A (mm 2)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[p σ]Mpa安全系数K许用应力 [0σ]Mpa年均应力上限 [cp σ]MPa49.489.05900023.0×10-657800411.91196.143.0398.71277.445、 地线比载计算:地线的比载计算同导线比载计算,根据GB50545-2010规定,地线的覆冰厚度应比导线覆冰厚度增加5mm ,因此b=10mm 。
三峡大学架空输电线路施工课程设计说明书学期: 秋季专业:输电线路工程课程名称:架空输电线路施工班级学号:姓名:指导老师:年月号目录1 任务书―――――――――――――――――――――――― 12 组织施工方案――――――――――――――――――――― 22.1课题来源――――――――――――――――――― 22.2施工方案选择――――――――――――――――― 22.3现场布置――――――――――――――――――― 32.4组立程序――――――――――――――――――― 52. 5注意事项―――――――――――――――――――92.6力学计算―――――――――――――――――――9 3施工设备工器具需求―――――――――――――――――――34 施工人员需求――――――――――――――――――――――45 参考书目――――――――――――――――――――――――5第二部分组织施工方案2.1课题来源:此次课程设计的杆塔是220KV—Z1型塔,黑龙江送变电工程公司曾经采用单抱杆分解组立,杆塔呼称高度为27m,重量5745Kg,最大段重量1048Kg,其他尺寸见杆塔示意图1如下:2.2组立方案选择:此杆塔是输电线路中比较常见的杆塔,组立的方法比较多,参考书目一后,先拟定以下方案:1)座腿式抱杆整体组立杆塔,其特点式进行杆塔整体施工布置时使抱杆固定座落在位于上部的两个塔腿,其抱杆根部能够随着铁塔的起立而转动。
抱杆的制造、运输、布置、拆移都比较方便;施工设计计算简单。
2)倒落式抱杆整立杆塔,首先在地面把组装好,然后使用倒塔式“人字形”抱杆进行起吊。
3)普通大型吊车组立杆塔。
图14)外拉线抱杆分解组立杆塔,可以采用冲天抱杆、“士字形”型抱杆进行组立。
5)内拉线分解组塔,采用双吊起立,效率高。
以上方案都可以进行组立此塔,此次设计采用外拉线单抱杆组立铁塔,其大致思路如下:在抱杆头部挂有滑轮,通过穿入滑轮的钢绳可以起吊塔材,根部有以尾绳,使其能够固定在铁塔主材之上,随着塔的组装增高,抱杆也随着增高,直至整个铁塔组立完毕,再将抱杆落回地面。
电气工程及其自动化(输电线路方向)《输电杆塔设计》课程设计设计说明书题目:110KV普通硂电杆及基础设计班级:20081481学生姓名:学号:2008148126指导教师:王老师三峡大学电气与新能源学院2011年7月目录一、整理设计用相关数据 (1)(1)气象条件表 (1)(2)杆塔荷载组合情况表 (1)(3)导线LGJ-150/25相关参数表 (1)(4)地线GJ-35相关参数表 (1)(5)绝缘子数据表 (2)(6)线路金具的选配表 (2)(7)电杆结构及材料 (3)(8)地质条件 (3)二、导地线相关参数计算 (4)(1)导线比载的计算 (4)(2)地线比载的计算 (5)(3)导线最大弧垂的计算 (7)三、电杆外形尺寸的确定 (9)(1)电杆的总高度 (9)(2)横担的长度 (11)四、荷载计算 (12)五、电杆杆柱的强度验算及配筋计算 (15)(1)正常情况的弯矩计算 (15)(2)断线情况时的弯矩计算 (16)(3)安装导线时的强度验算 (17)(4)杆柱弯扭验算 (18)(5)正常情况的裂缝宽度验算 (18)(6)电杆组立时的强度验算 (19)六、电杆基础强度校验 (21)七、拉线及附件设计 (22)八、参考文献 (22)九、附图110KV普通自立式硂电杆设计一、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见后面第四步“荷载计算”最后面。
(3)导线LGJ-150/25相关参数表LGJ-150/25的相关参数:3(4)地线GJ-35相关参数表GJ-35的相关参数:(5)绝缘子数据表(6)线路金具的选配表根据电力金具手册(第二版)查得导线相关数据:如图所示;地线相关数据:如图所示:(7)电杆结构及材料电杆结构为上字型,材料为钢筋混凝土。
(8)地质条件见任务书。
二、导地线相关参数计算(1)导线比载的计算根据《架空输电线路设计》(孟遂民)计算比载:1.导线的自重比载:)/(1005.341011.17380665.90.601)0,0(331m MPa --⨯=⨯⨯=γ 2.冰重比载:)/(1070.171011.173)51.17(5728.27)0,5(332m MPa --⨯=⨯+⨯⨯=γ 3.垂直总比载:)/(1075.5110)70.1705.34()0,5(333m MPa --⨯=⨯+=γ4.无冰风压比载:假设风向垂直于线路方向,0.1110;190sin ,90==︒==c kV βθθ线路可以得出下式:)/(10625.0),0(324m MPa Av d v sc f -⨯=μαγ 1)外过电压,安装有风:v=10m/s,f α=1.0,sc μ=1.1 )/(1079.61011.173101.171.10.1625.0)10,0(3324m MPa --⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γ 2)内过电压:v=15m/s,f α=0.75,sc μ=1.1 )/(1046.111011.173151.171.175.0625.0)15,0(3324m MPa --⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γ 3)最大风速:v=25m/s,设计强度时,f α=0.85,sc μ=1.1 )/(1008.361011.173251.171.185.0625.0)25,0(3324m MPa --⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γ 4)最大风速:v=25m/s,计算风偏时,f α=0.61,sc μ=1.1 )/(1089.251011.173251.171.161.0625.0)25,0(3324m MPa --⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γ 5.覆冰风压比载计算:v=10m/s,计算强度和风偏时,f α=1.0,sc μ=1.2 )/(1074.111011.17310)521.17(2.10.1625.0)10,5(3325m MPa --⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=γ 6.无冰综合比载1)外过电压,安装有风:)/(1072.34)10,0(36m MPa -⨯=γ2)内过电压:)/(1032.37)15,0(36m MPa -⨯=γ3)最大风速,设计强度时:)/(1061.49)25,0(36m MPa -⨯=γ4)最大风速,计算风偏时:)/(1076.42)25,0(36m MPa -⨯=γ7.覆冰综合比载:)/(1006.53)10,5(37m MPa -⨯=γ将计算的结果汇成下表(单位:m MPa /103-⨯)(2)地线比载的计算1.地线的自重比载:)/(1086.771017.3780665.91.295)0,0(331m MPa --⨯=⨯⨯=γ 2.冰重比载:)/(1074.471017.37)58.7(5728.27)0,5(332m MPa --⨯=⨯+⨯⨯=γ3.垂直总比载:)/(1060.12510)74.4786.77()0,5(333m MPa --⨯=⨯+=γ4.无冰风压比载:假设风向垂直于线路方向,0.1110;190sin ,90==︒==c kV βθθ线路可以得出下式:)/(10625.0),0(324m MPa A v d v sc f -⨯=μαγ1)外过电压,安装有风:v=10m/s,f α=1.0,sc μ=1.2 )/(1074.151017.37108.72.10.1625.0)10,0(3324m MPa --⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γ2)内过电压:v=15m/s,f α=0.75,sc μ=1.2 )/(1041.351017.37158.72.175.0625.0)15,0(3324m MPa --⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γ3)最大风速:v=25m/s,设计强度时,f α=0.85,sc μ=1.2 )/(1061.831017.37258.72.185.0625.0)25,0(3324m MPa --⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γ4)最大风速:v=25m/s,计算风偏时,f α=0.61,sc μ=1.2 )/(1000.601017.37258.72.161.0625.0)25,0(3324m MPa --⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γ5.覆冰风压比载计算:v=10m/s,计算强度和风偏时,f α=1.0,sc μ=1.2 )/(1092.351017.3710)528.7(2.10.1625.0)10,5(3325m MPa --⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=γ6.无冰综合比载1)外过电压,安装有风:)/(1043.79)10,0(36m MPa -⨯=γ2)内过电压:)/(1053.85)15,0(36m MPa -⨯=γ3)最大风速,设计强度时:)/(1025.114)25,0(36m MPa -⨯=γ4)最大风速,计算风偏时:)/(1030.98)25,0(36m MPa -⨯=γ7.覆冰综合比载:)/(1063.130)10,5(37m MPa -⨯=γ将计算的结果汇成下表(单位:m MPa /103-⨯)(3)导线最大弧垂的计算1.计算比值0/σγ,将计算的结果列入下表:2.计算临界档距:根据《架空输电线路设计》(孟遂民)列表求解临界档距:由此得出无论档距多大,年均气温为控制气象条件。
《输电杆塔及基础设计》教学大纲课程中文名称:输电杆塔及基础设计课程英文名称:Tower and Foundation Design of Transmission Line课程编号:C1301学分:2.5学时:40 (其中:讲课学时:40 实验学时:0 实践学时:0 )先修课程:材料力学、结构力学、混凝土结构设计原理、土力学、架空输电线路设计。
适用专业:电气工程及其自动化(输电线路工程)课程类别:专业核心课程/必修使用教材:陈祥和,刘在国,肖琦《输电杆塔及基础设计》开课单位:电气与新能源学院一、课程性质本课程是电气工程及其自动化(输电线路工程方向)专业学生的专业核心课程和学位课程。
本课程是电力系统中高压架空输电线路工程设计的重要组成部分,主要介绍输电杆塔设计及杆塔基础设计的理论和方法。
本课程具有较强的理论性和工程实用性,并体现较强的学科交叉性。
二、教学目标【2】:1. 本课程支撑专业培养计划中毕业要求1和毕业要求6;2. 本课程支撑专业培养计划中毕业要求1中的指标点3:能将工程基础和专业知识用于输电线路工程问题的分析和优化,占该指标点达成度的10%;4. 本课程支撑专业培养计划中毕业要求6中的指标点2:了解与输电线路相关的技术标准、知识产权、产业政策、法律法规和企业管理体系。
占该指标点达成度的15%。
三、教学内容及要求(应包含各章节1.教学内容2.重难点3.考核要点4.教学方法5.作业安排)第一章概述1.教学内容(1)输电杆塔的基本类型及受力特性;(2)各种架空输电杆塔进行分类。
2.重、难点(1)按照不同的分类标准对各种架空输电杆塔进行分类。
3.考核要点(1)架空输电杆塔分类。
4.教学方法:课堂讲授、作业习题5.作业安排:思考题2第二章杆塔荷载的分析计算1.教学内容(1)杆塔荷载类型;(2)杆塔荷载组合;(3)杆塔设计原则;(4)杆塔荷载标准值的计算方法。
2.重、难点(1)杆塔结构设计方法、荷载分析与计算;3.考核要点(1)架空输电杆塔杆塔设计原则。
电气工程及其自动化(输电线路方向)《输电杆塔设计》课程设计设计说明书题目:110KV普通硂电杆及基础设计班级:20081481学生姓名:学号:2008148126指导教师:王老师三峡大学电气与新能源学院2011年7月目录一、整理设计用相关数据 (1)(1)气象条件表 (1)(2)杆塔荷载组合情况表 (1)(3)导线LGJ-150/25相关参数表 (1)(4)地线GJ-35相关参数表 (1)(5)绝缘子数据表 (2)(6)线路金具的选配表 (2)(7)电杆结构及材料 (3)(8)地质条件 (3)二、导地线相关参数计算 (4)(1)导线比载的计算 (4)(2)地线比载的计算 (5)(3)导线最大弧垂的计算 (7)三、电杆外形尺寸的确定 (9)(1)电杆的总高度 (9)(2)横担的长度 (11)四、荷载计算 (12)五、电杆杆柱的强度验算及配筋计算 (15)(1)正常情况的弯矩计算 (15)(2)断线情况时的弯矩计算 (16)(3)安装导线时的强度验算 (17)(4)杆柱弯扭验算 (18)(5)正常情况的裂缝宽度验算 (18)(6)电杆组立时的强度验算 (19)六、电杆基础强度校验 (21)七、拉线及附件设计 (22)八、参考文献 (22)九、附图110KV普通自立式硂电杆设计一、整理设计用相关数据:(1)气象条件表见后面第四步“荷载计算”最后面。
(3)导线LGJ-150/25相关参数表LGJ-150/25的相关参数:GJ-35的相关参数:根据电力金具手册(第二版)查得导线相关数据:电杆结构为上字型,材料为钢筋混凝土。
(8)地质条件见任务书。
二、导地线相关参数计算 (1)导线比载的计算根据《架空输电线路设计》(孟遂民)计算比载: 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,0.1110;190sin ,90==︒==c kV βθθ线路可以得出下式:)/(10625.0),0(324m MPa Av d v sc f -⨯=μαγ1)外过电压,安装有风:v=10m/s,f α=1.0,sc μ=1.1 2)内过电压:v=15m/s,f α=0.75,sc μ=1.13)最大风速:v=25m/s,设计强度时,f α=0.85,sc μ=1.1 4)最大风速:v=25m/s,计算风偏时,f α=0.61,sc μ=1.1 5.覆冰风压比载计算:v=10m/s,计算强度和风偏时,f α=1.0,sc μ=1.2 6.无冰综合比载1)外过电压,安装有风:)/(1072.34)10,0(36m MPa -⨯=γ 2)内过电压:)/(1032.37)15,0(36m MPa -⨯=γ3)最大风速,设计强度时:)/(1061.49)25,0(36m MPa -⨯=γ4)最大风速,计算风偏时:)/(1076.42)25,0(36m MPa -⨯=γ 7.覆冰综合比载:将计算的结果汇成下表(单位:m MPa /103-⨯)1.地线的自重比载: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,0.1110;190sin ,90==︒==c kV βθθ线路可以得出下式:)/(10625.0),0(324m MPa Av d v sc f -⨯=μαγ1)外过电压,安装有风:v=10m/s,f α=1.0,sc μ=1.2 2)内过电压:v=15m/s,f α=0.75,sc μ=1.23)最大风速:v=25m/s,设计强度时,f α=0.85,sc μ=1.2 4)最大风速:v=25m/s,计算风偏时,f α=0.61,sc μ=1.2 5.覆冰风压比载计算:v=10m/s,计算强度和风偏时,f α=1.0,sc μ=1.26.无冰综合比载1)外过电压,安装有风:)/(1043.79)10,0(36m MPa -⨯=γ 2)内过电压:)/(1053.85)15,0(36m MPa -⨯=γ3)最大风速,设计强度时:)/(1025.114)25,0(36m MPa -⨯=γ 4)最大风速,计算风偏时:)/(1030.98)25,0(36m MPa -⨯=γ 7.覆冰综合比载:将计算的结果汇成下表(单位:m MPa /103-⨯)1.计算比值0/σγ,将计算的结果列入下表:2.计算临界档距:根据《架空输电线路设计》(孟遂民)列表求解临界档距:由此得出无论档距多大,年均气温为控制气象条件。
3.计算最大弧垂:1)判断最大弧垂发生的气象条件:以年均气温问第一气象条件,覆冰无风为第二气象条件,根据《架空输电线路设计》(孟遂民)求解状态方程。
第一状态:)/(1005.3431m MPa -⨯=γ,C t ︒=101,)(24.741MPa =σ;第二状态:)/(1006.5332m MPa -⨯=γ,C t ︒-=52。
其他条件:无高差,档距l=255m 。
根据以上条件和公式求解得)(03.105MPa b =σ;根据《架空输电线路设计》(孟遂民)求解临界温度:解得C C t j ︒<︒=⨯⨯⨯⨯⨯-+-=---4020.2176000109.1803.105)1006.531005.341(5633 所以最大弧垂发生在最高气温下。
2)计算最大弧垂:根据《架空输电线路设计》(孟遂民)求解最高气温下的导线应力; 第一状态:)/(1005.3431m MPa -⨯=γ,C t ︒=101,)(24.741MPa =σ; 第二状态:)/(1005.3431m MPa -⨯=γ,C t ︒=402。
其他条件:无高差,档距l=255m 。
根据以上条件和公式求解得)(23.582MPa =σ;代入《架空输电线路设计》(孟遂民)P67 公式4-39中得出最大弧垂; 三、电杆外形尺寸的确定 (1)电杆的总高度1.杆塔呼称高度的确定:根据《输电杆塔及基础设计》(陈祥和)有h h f H x ∆+++=max λ。
λ为绝缘子串长度,前面以列表为1267mm 。
m ax f 为导线的最大弧垂,前面已计算为4.75m 。
x h 为导线到地面及被跨越物的安全距离,查阅《输电杆塔及基础设计》(陈祥和),取6m 。
h ∆为施工裕度,取0.7m 。
则杆塔呼称高度为:再根据《输电杆塔及基础设计》(陈祥和),取呼称高度为13m 2.导线间垂直距离的确定:根据《输电杆塔及基础设计》(陈祥和)可以求出导线间垂直距离。
导线水平排列线间距离: 导线垂直排列线间距离:再查阅《输电杆塔及基础设计》(陈祥和),取3.5m 3.地线支架高度的确定:要确定地线支架高度,必须先确定横担的长度。
1)空气间隙校验:查阅《输电杆塔及基础设计》(陈祥和)得 ①基本风压:②绝缘子串所受风压:绝缘子串风荷载计算式:()j z J A n n P 0211ωμ+= ③导线风荷载计算: ④导线自重比载计算:⑤绝缘子串风偏角,即⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=-2/2/tan 1j d j d G G P P ϕ计算: 根据γϕλ,,267.1R m d 和=值,制作好间隙圆校验图,三种气象条件下间隙校验合格。
2)带电作业校验:带电作业气象条件刚好和外过电压气象条件相同,绝缘字串风偏角雷雷ϕϕ=,人体活动范围0.5m,带电作业安全距离m 0.1R =带。
校验结果:地电位作业风偏人员对导线作业时,作业人员只能在杆塔顺线方向前后作业,不得在杆塔横线路方向作业。
否则带电作业安全距离不够。
3)地线支架高度的确定:由下一步“横担的长度”求得横担长为2m ,根据《输电杆塔及基础设计》(陈祥和)求得地线与导线间的垂直投影距离:m a a h b d bd 65.325tan 3.02tan =︒-=-=α。
所以地线支架高度为:m h h b d bd b 745.2362.0267.165.3=+-=+-=λλ 综上取2.8m 。
4)验算地线保护角:根据《高电压技术》(赵智大)得: 所以地线高度是安全的。
综上得电杆总高度为3+13+3.5+2.8=22.3m ,主杆分段处取距离地面7米处。
(2)横担的长度上字型杆塔的上横担长度确定根据《输电杆塔及基础设计》(陈祥和) 1)正常运行电压情况下: 2)操作过电压: 3)雷电过电压: 4)空气间隙校验:综上,上横担长度取2m ,下横担长度取2.4m 。
安全起见,横担采用转动横担。
四、荷载计算1.运行情况I :最大设计风速、无冰、未断线。
1)地线重力为: 2)地线风压为: 3)导线重力为: 4)绝缘子串风荷载: 5)导线风压:2.运行情况II :覆冰、有相应风速、未断线。
1)地线重力: 2)地线风压: 3)导线重力:4)绝缘子串的风荷载: 5)导线风压:3.断导线情况I 、II :断一根导线、无冰、无风:1)地线重力:)(1182N G B =2)导线重力:未断导线相:)(2577N G D = 断导线相:3)导线断线张力:)(7575%3521644%max N X T T D D =⨯== 地线支持力:)(4450),(4550min max N T N T =∆=∆ 4.断地线情况:无冰、无风、导线未断:1)导线重力:)(2577N G D =2)地线重力:)(6874.96211824.962`N G G B B=+=+= 3)地线断线张力:)(3217%2016083%max N X T T B B =⨯== 5.安装情况I :起吊上导线、有相应风速、无冰: 1)地线重力:)(1182N G B =2)地线风压:)(14925517.371074.153)10(4N L A P P B B B =⨯⨯⨯==-γ 3)导线重力:)(2577N G D =4)导线风压:)(30025511.1731079.63)10(4N L A p P D D D =⨯⨯⨯==-γ 挂上导线时,存在拉力21T T 和。
根据《输电杆塔及基础设计》(陈祥和))(1176),(317421N T N T ==;所以它们引起的垂直荷载1T G 和横向荷载1T P为:)(110673.33.13174)(297873.35.3317411N P N G T T =⨯==⨯=,则)(1517)(86111000)(11N P KP P N G G G K G DT FT D=+==+++=∑∑ 6.安装情况II :起吊下导线:地线、导线的重力和风压同安装情况I 。
正在起吊下导线时下横担处的总重力为:五、电杆杆柱的配筋计算及强度验算 (1)正常情况的弯矩计算根据《输电杆塔及基础设计》(陈祥和)计算正常情况下的弯矩:)(15.1∑∑++=Z h p ph Ga M x x x 其中x h Z 5.0=,x P 可根据《输电杆塔及基础设计》(陈祥和)求得。