架空输电线路设计课件

架空输电线路[110kV架空输电线路初步设计]110kV架空输电线路初步设计目录前言第一章原始资料介绍 1 第二章设计说明书 2 第一节路径的选择 2 第二节导线及避雷线部分 2 第三节导体的应力及弧垂 4 第四节杆塔的选择7 第五节杆塔基础设计11 第六节绝缘子及金具的选择13 第七节防雷防振及接地保护装置的选择16 第三章计算任务书18 第一节导线截面选择及校验计算部分18 第二节导线的应力及弧垂计算20 第三节导线的防振设计27 第四节杆塔头部尺寸校验29 第四章结束语31 参考资料31 附录一弧垂应力曲线图32 附录二杆塔一览图33 附录三杆塔基础34 附录四绝缘配合35 第一章原始资料介绍一、设计情况由于国民经济的高速发展，现有城市电网难以满足工业用电及人民群众生活用电的需求，需新建一110kV架空线路,该输电线路采用单回输电方式，线路总长5km，输送功率20MW，功率因数0.8，最大利用小时数为6000小时。

该地区用电量年增长率为18%。

该地区处于平原，该输电线路经过的地势较平坦，相对高度较小，沿线耕地较少，多为居民区、工厂、道路等，沿线树木较少，土质含沙量大，地下水位较浅。

二、设计气象条件表1-1 线路经过地区的自然条气象条件类别气温（ºC）风速(m/s) 覆冰厚度(mm) 最高气温+40 0 0 最低气温-20 0 0 最大风速-5 30 0 覆冰情况-5 10 10 年平均气温+15 0 0 外过电压+15 10 0 内过电压+15 15 0 安装情况-10 10 0 冰的比重0.9g/cm3 第二章设计说明书第一节路径的选择该线路从110kV（A站）构架出线至110kV （B站）进线构架线路全长5km，全线经过的地区地势较平坦，相对高度较小，沿线耕地较少，多为居民区，工厂，河流，道路等，沿线树木较少。

沿途有公路到达，交通运输方便，有利于施工、运行、维护。

经工作人员对本地地形反复考察绘制出的路径图如下所示。

一.导地线设计1.1 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，利用状态方程，求出待求气象下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，以纵坐标为弧垂（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IV 典型气象区。

3) 地质条件：坚硬粘土。

4) 地形条件：平原（跨越通信线路、输电线路、公路）。

5) 污秽等级：2级。

6) 输送方式及导线：双回路，LGJ-300/50导线。

1.2 导线 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。

通过查阅全国典型气象区气象条件得第Ⅱ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 内部过电压风速 b = 5mm v = 10m/sv = 25m/sv = 10m/sv = 15m/s通过查阅钢芯铝绞线规格（GB1179-83）得知 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=103400N A=348.36mm 2d =24.26mmGo=1210kg/km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=101040NA=95.14mm 2d=12.48mmGo=633.2kg/km查阅钢芯铝绞线弹性系数和膨胀系数（GB1179-83）得知线膨胀系数 弹性模量 α=18.9×10-61/℃E=76000N/mm 2查阅地线线弹性系数和膨胀系数得知线膨胀系数 弹性模量 α=13×10-61/℃E=147200N/mm 21.3 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：有架空线本身自重引起的比载。

东南大学成贤学院11输配电1班龚向文新浪微博：@作家涵文博题目：某110KV线路，通过我国Ⅲ气象区，导线型号为LGJ-185/25,做出相关的应力弧垂曲线、安装曲线。

一、查出气象资料和导线参数1、整理Ⅲ气象区的计算用气象条件，示于表1-1中表1-1 计算用气象条件2、LGJ—185/25型导线的有关参数，汇集于表1-2中LGJ-185/25导线有关参数表1-2二、计算步骤1、计算架空线路比载自重比载：310010qgA γ-=⨯（，）100γ=（，）33706.19.806651032.7710211.29--⨯⨯=⨯冰重比载：32()5027.72810b d b A γ-+=⨯（，）250γ=（，） 335(518.9)27.7281015.6810211.29--⨯+⨯⨯=⨯垂直总比载：312500050γγγ=+（，）（，）（，）350γ=（，）33332.771015.681018.4510---⨯+⨯=⨯无冰风压比载：23V4c f sc 025d sin 10W A γβαμθ-=⨯（，）4025γ（，）= 33390.6251.00.85 1.118.91032.6710211.29--⨯⨯⨯⨯⨯=⨯覆冰风压比载：23V5c f sc 510(2)sin 10W d b A γβαμθ-+⨯（，）=5510γ（，）= 3362.51.0 1.2 1.0(18.925)1010.2610211.29--⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯无冰综合比载：60γ（，25）33601046.2710γ--=⨯（，25）覆冰综合比载：70γ（5，1）33701049.5210γ--=⨯（5，1）∵γ6＜γ7∴最大风速不可能作为控制气象条件2、确定应力值许用应力[σ0]=40%σp=106.86年均应力上限[σcp]=25%σp=66.79 3、确定临界挡距，判定控制气象条件4、计算临界挡距代入公式ij lABL ==虚数ACL ==虚数BC L 139.93==m控制气象条件树图如下：A 为控制气象条件（即年均气温） 三、计算各气象条件的应力状态方程：222221020121220201()2424E l E l E t t γγσσασσ-=--- 673000,19.610E α-==⨯（1） 最高气温○1L=50 γ2=32.77×10-3 γ1=32.77×10-3 σ01=66.79t 2=40℃ t 1=15℃-322-322-60222020********.77105073000.5066.7919.61073000(4015)242466.79 =35.624σσσ⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=--⨯⨯-⨯（）（327710）解得1、 L=100，方法同○102 =σ解得42.114 2、 L=150，方法同○102 =σ解得47.340 3、 L=200，方法同○102 =σ解得51.328 4、 L=250，方法同○102 =σ解得54.357 5、 L=300，方法同○102 =σ解得56.669 6、 L=350，方法同○102 =σ解得58.45 7、 L=400，方法同○102 =σ解得59.839 8、 L=450，方法同○102 =σ解得60.931 9、 L=500，方法同○102 =σ解得61.80110、 L=550，方法同○102 =σ解得62.5011 11、 L=600，方法同○102 =σ解得63.071(2)最低气温○1L=50 γ2=32.77×10-3γ1=32.77×10-3 σ01=66.79t 2=-10℃ t 1=15℃-322-322-60222020********.7710507300032.775066.7919.61073000(1015)242466.79 =101.522σσσ⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=--⨯⨯-⨯（）（10）解得1、 L=100，方法同○102 =σ解得98.599 2、 L=150，方法同○102 =σ解得94.346 3、 L=200，方法同○102 =σ解得89.557 4、 L=250，方法同○102 =σ解得85.038 5、 L=300，方法同○102 =σ解得81.229 6、 L=350，方法同○102 =σ解得78.245 7、 L=400，方法同○102 =σ解得75.974 8、 L=450，方法同○102 =σ解得74.26 9、 L=500，方法同○102 =σ解得72.957 10、 L=550，方法同○102 =σ解得71.954 11、 L=600，方法同○102 =σ解得71.170(3)最大风速○1L=50 γ2=42.67×10-3γ1=32.77×10-3 σ01=66.79t 2=-5℃ t 1=15℃-322-322-60222020273000105073000.5066.7919.61073000(515)242466.79=95.107σσσ⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=--⨯⨯--⨯（42.67）（327710）解得1、L=100，方法同○102=σ解得94.312 2、L=150，方法同○102=σ解得93.26 3、L=200，方法同○102=σ解得92.19 4、L=250，方法同○102=σ解得91.237 5、L=300，方法同○102=σ解得90.449 6、L=350，方法同○102=σ解得89.822 7、L=400，方法同○102=σ解得89.329 8、L=450，方法同○102=σ解得88.941 9、L=500，方法同○102=σ解得88.635 10、L=550，方法同○102=σ解得88.392 11、L=600，方法同○102=σ解得88.195(4）覆冰○1L=50 γ2=49.52×10-3γ1=32.77×10-3 σ01=66.79t 2=-5℃ t 1=15℃-322-322-6022202027300010507300032.775066.7919.61073000(515)242466.79=95.616σσσ⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=--⨯⨯--⨯（49.52）（10）解得1、 L=100，方法同○102 =σ解得96.154 2、 L=150，方法同○102 =σ解得96.834 3、 L=200，方法同○102 =σ解得97.507 4、 L=250，方法同○102 =σ解得98.099 5、 L=300，方法同○102 =σ解得98.59 6、 L=350，方法同○102 =σ解得98.988 7、 L=400，方法同○102 =σ解得99.305 8、 L=450，方法同○102 =σ解得99.560 9、 L=500，方法同○102 =σ解得99.764 10、 L=550，方法同○102 =σ解得99.92911、 L=600，方法同○102 =σ解得100.064 (5)年均气温因为只受年均气温控制γ2=32.77×10-3 γ1=32.77×10-3 σ01=66.79 t 2=15℃ t 1=15℃ L=50-322-322-60222020273000.105073000.775066.7919.61073000(1515)242466.79 =66.79σσσ⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=--⨯⨯-⨯（3277）（3210）解得L=100 02=66.79σ L=150 02=66.79σ L=200 02=66.79σ L=250 02=66.79σ L=300 02=66.79σ L=350 02=66.79σ L=40002=66.79σ L=450 02=66.79σ L=500 02=66.79σ L=550 02=66.79σL=600 02=66.79σ四、计算最高温度下的弧垂弧垂的计算公式：2108L f γσ= （γ1=32.77×10-3 ）L=50 σ0=35.624 -3232.771050=0.2874835.624f ⨯⨯=⨯ L=100 σ0=42.114 -3232.7710100=0.97266842.114f ⨯⨯=⨯ L=150 σ0=47.34 -3232.7710150=1.94689847.34f ⨯⨯=⨯ L=200 σ0=51.328 -3232.7710200=3.192215851.328f ⨯⨯=⨯ L=250 σ0=54.357 -3232.7710250=4.709892854.357f ⨯⨯=⨯ L=300 σ0=56.669 -3232.710300=6.505541856.669f ⨯⨯=⨯ L=350 σ0=58.45 -3232.7710350=8.584955858.45f ⨯⨯=⨯ L=400 σ0=59.839 -3232.7710400=10.95272859.839f ⨯⨯=⨯ L=450 σ0=60.931 -3232.7710450=13.61361860.931f ⨯⨯=⨯L=500 σ0=61.801 -3232.7710500=16.57032861.801f ⨯⨯=⨯ L=550 σ0=62.501 -3232.7710550=19.82553862.501f ⨯⨯=⨯ L=600 σ0=63.071 -3232.7710600=23.38079863.071f ⨯⨯=⨯五、作出应力弧垂曲线（详见附录一）六、计算-10℃―40℃安装曲线-10℃时：○1L=50 γ2=32.77×10-3γ1=32.77×10-3 σ01=66.79t 2=-10℃ t 1=15℃-322-322-60222020********.77105073000.5066.7919.61073000(1015)242466.79=101.522σσσ⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=--⨯⨯--⨯（）（327710）解得2-32-311000210032.771000.4034888101.522f γσ⨯⨯==⨯=⨯10101、L=100，方法同○102=σ解得98.599100f=0.41545 2、L=150，方法同○102=σ解得94.346100f=0.43417 3、L=200，方法同○102=σ解得89.57100f=0.45735 4、L=250，方法同○102=σ解得85.038100f=0.48169 5、L=300，方法同○102=σ解得81.229100f=0.50428 6、L=350，方法同○102=σ解得78.245100f=0.52353 7、L=400，方法同○102=σ解得75.974100f=0.53917 8、L=450，方法同○102=σ解得74.260100f=0.55161 9、L=500，方法同○102=σ解得72.957100f=0.56146 10、L=550，方法同○102=σ解得71.954100f=0.56929 11、L=600，方法同○102=σ解得71.170100f=0.575560℃时○1L=50 γ2=32.77×10-3γ1=32.77×10-3 σ01=66.79t 2= 0℃ t 1=15℃-322-322-60222020********.77105073000.5066.7919.61073000(015)242466.79 =87.489σσσ⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=--⨯⨯-⨯（）（327710）解得2-32-311000210032.771000.46828887.489f γσ⨯⨯==⨯=⨯10101、 L=100，方法同○102 =σ解得85.409 100f =0.47960 2、 L=150，方法同○102 =σ解得82.562 100f =0.49614 3、 L=200，方法同○102 =σ解得79.963 100f =0.51464 4、 L=250，方法同○102 =σ解得76.963 100f =0.53224 5、 L=300，方法同○102 =σ解得74.845 100f =0.54729 6、 L=350，方法同○102 =σ解得73.216 100f =0.5594802 =σ解得71.983 100f =0.56906 8、 L=450，方法同○102 =σ解得71.047 100f =0.57656 9、 L=500，方法同○102 =σ解得70.329 100f =0.58244 10、 L=550，方法同○102 =σ解得69.771 100f =0.587099 11、 L=600，方法同○102 =σ解得69.332 100f =0.5908210 ℃时○1L=50 γ2=32.77×10-3γ1=32.77×10-3 σ01=66.79t 2=10 ℃ t 1=15℃-322-322-60222020********.77105073000.5066.7919.61073000(1015)242466.79 =73.62σσσ⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=--⨯⨯-⨯（）（327710）解得2-32-311000210032.771000.556418873.62f γσ⨯⨯==⨯=⨯10101、 L=100，方法同○102 =σ解得72.788 100f =0.56276 2、 L=150，方法同○102 =σ解得71.730 100f =0.5710702=σ解得70.757100f=0.57892 4、L=250，方法同○102=σ解得69.932100f=0.58575 5、L=300，方法同○102=σ解得69.289100f=0.59118 6、L=350，方法同○102=σ解得68.799100f=0.59539 7、L=400，方法同○102=σ解得68.427100f=0.59863 8、L=450，方法同○102=σ解得68.143100f=0.60113 9、L=500，方法同○102=σ解得67.923100f=0.60307 10、L=550，方法同○102=σ解得67.751100f=0.604604 11、L=600，方法同○102=σ解得67.613100f=0.6058420 ℃时○1L=50 γ2=32.77×10-3 γ1=32.77×10-3 σ01=66.79 t2=20℃t1=15℃-322-322-60222020********.77105073000.5066.7919.61073000(2015)242466.79 =60.069σσσ⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=--⨯⨯-⨯（）（327710）解得2-32-311000210032.771000.681928860.069f γσ⨯⨯==⨯=⨯10101、 L=100，方法同○102 =σ解得61.072 100f =0.67073 2、 L=150，方法同○102 =σ解得62.175 100f =0.65883 3、 L=200，方法同○102 =σ解得63.133 100f =0.64883 4、 L=250，方法同○102 =σ解得63.891 100f =0.64113 5、 L=300，方法同○102 =σ解得64.472 100f =0.63535 6、 L=350，方法同○102 =σ解得64.913 100f =0.63104 7、 L=400，方法同○102 =σ解得65.251 100f =0.62777 8、 L=450，方法同○102 =σ解得65.511 100f =0.62528 9、 L=500，方法同○102 =σ解得65.714 100f =0.6233502 =σ解得65.875 100f =0.621822 11、 L=600，方法同○102 =σ解得66.004 100f =0.6206130 ℃时○1L=50 γ2=32.77×10-3γ1=32.77×10-3 σ01=66.79t 2=30 ℃ t 1=15℃-322-322-60222020********.77105073000.5066.7919.61073000(3015)242466.79 =47.168σσσ⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=--⨯⨯-⨯（）（327710）解得2-32-311000210032.771000.868448847.168f γσ⨯⨯==⨯=⨯10101、 L=100，方法同○102 =σ解得51.380 100f =0.79725 2、 L=150，方法同○102 =σ解得54.030 100f =0.75814 3、 L=200，方法同○102 =σ解得56.693 100f =0.72253 4、 L=250，方法同○102 =σ解得58.739 100f =0.69737 5、 L=300，方法同○102 =σ解得60.297 100f =0.6793502 =σ解得61.486 100f =0.66621 7、 L=400，方法同○102 =σ解得62.402 100f =0.65643 8、 L=450，方法同○102 =σ解得63.116 100f =0.649003 9、 L=500，方法同○102 =σ解得63.680 100f =0.64326 10、 L=550，方法同○102 =σ解得64.129 100f =0.638752 11、 L=600，方法同○102 =σ解得64.492 100f =0.635156 40℃时应力已经在前面算出，直接算弧垂。

电力工程设计手册20 架空输电线路设计随着社会的不断发展，电力工程在各个领域中起着至关重要的作用。

在电力系统中，架空输电线路是一种常见的输电方式，具有输电量大、建设周期短、运行成本低等优点。

架空输电线路的设计尤为重要。

本文将从架空输电线路设计的相关原理、要点和注意事项等方面展开讨论。

一、架空输电线路设计的原理1. 架空输电线路的作用架空输电线路是传送电能的重要工具，通过架设在电力塔上的导线来传输电能。

它起着将发电厂产生的电能传送至各个用电单位的作用，是电力系统中不可或缺的一部分。

2. 架空输电线路的基本原理架空输电线路的设计原理是利用电场的作用，通过导线上的电荷流动来传输电能。

在输电线路中，电流是通过导线上的电荷流动来传输的，而电压是通过电场来传输的。

在架空输电线路的设计中，需要考虑导线的材质、截面积等因素，以及电压的平衡和稳定等问题。

二、架空输电线路设计的要点1. 导线的选择在架空输电线路设计中，导线的选择至关重要。

首先需要考虑的是导线的材质，常见的有铝合金、钢芯铝、铜等，不同材质的导线在输电能力、价格等方面有差异，需要根据具体情况进行选择。

其次是导线的截面积，截面积越大，导线的输电能力越大，但成本也更高，需要综合考虑。

2. 支持结构的设计架空输电线路需要固定在电力塔上，因此支持结构的设计也是极为重要的。

支持结构需要考虑承载能力、稳定性等因素，以确保输电线路的安全和稳定运行。

3. 绝缘设计由于架空输电线路需要跨越大片区域，因此在设计中需要考虑绝缘问题，以防止因树木、建筑物等外界因素导致的短路、断电等问题。

因此绝缘设计也是架空输电线路设计中不可缺少的一环。

三、架空输电线路设计的注意事项1. 环境因素的考虑在架空输电线路的设计中，需要充分考虑当地的环境因素，如气候、地形、自然灾害等，以确保输电线路能够在各种复杂条件下稳定运行。

2. 安全性的保障架空输电线路设计需要充分考虑安全性问题，包括设计的稳定性、可靠性等方面，以确保输电线路能够长期稳定运行，不会对周围环境和人员造成危害。