500KV输电线路典型
设计题目：长吉单回路送电线路新建工程
500KV吉长送电线路工程第一耐张段总任务书
设计摘要
第一章架空线力学计算及排塔定位
第一节导线的力学计算 4-16 第二节地线的力学计算 16-28 第三节排塔定位 29-42 第二章架空线金具设计
第一节确定防震措施，绘制防震锤安装图 43-45 第二节选择线路金具，绘制绝缘子串组装图 45-47 第三章电气设计48-54
第四章杆塔结构设计
第一节杆塔荷载计算 54-63 第二节断线张力荷载计算 63
第三节安装荷载计算 63-66
第四节荷载组合 66-67
第五节 sap2000内力分析及内力验算 67-70
第五章基础设计71-77 SAP2000内力分析结果
设计总结
读书笔记
英文翻译
附录
附录一导线应力弧垂曲线
附录二地线应力弧垂曲线
附录三导线安装曲线
附录四地线安装曲线
附录五杆塔风荷载计算分段图
参考文献
1、《架空送电线路技术规程》SDJ3-79
2、《架空电力线路设计》王力中编
3、《杆塔结构及基础》刘树堂编
4、《高压架空送电线路设计手册（第二版）》东北电力学院编
5、《线路电器技术》陈化钢编
6、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
7、《高压架空送电线路技术机械计算》周振山编
8、《建筑结构制图标准》GB/T 50105-2001
9、《架空送电线路施工》孙传坤编
10、《送电线路金具设计》程应镗编
11、《线路运行与检修1000问》山西省电力公
晋城送电分公司编
第一章 架空线力学计算及排塔定位
第一节 导线的力学计算
一、设计资料查询，选择导线型号
1、耐张段总长6000m ，高差350m ，经过第七气象区。
2、根据《架空送电线路设计》第8页，500kv 送电线路可不验算电晕的导线最小外径为24.362?、82.263?、46.21?，本设计采用四分裂导线，选择导线型号为LGJ240/30。
由《架空送电线路设计》第245页查得所选的导线(LGJ240/30)相关数据如下：导线面积296.275mm A =，导线直径
mm d 6.21=，计算拉断力N P 75620=,单位长度质量
km kg G /2.9220=，由第47页查得LGJ240/30导线的最终弹性系
数2mm /73000
N E =，线膨胀系数C /1106.196-?=α。 3、由《架空送电线路设计》第45页查得第七气象区的资料如表1-1：
二、计算导线比载
1、导线的最大使用应力及平均应力上限计算
导线的破坏应力2/03.27496
.27575620
mm N A P P ==
=σ。 取导线的设计安全系数为k=2.5，则导线的最大使用应力为:
2max /61.1095
.203
.274mm N k
P
==
=
σσ。 取平均应力上限安全系数k=4，则导线的平均应力上限为：
2/51.684
03
.2744
mm N P
==
=
σσ平。 2、导线的比载计算 （1）自重比载1g
233301mm m /1075.321096
.2752
.9228.9108.9g -?=??=?=
---N A G （2）冰重比载2g
2
33
32mm m /1075.311096
.2756.21101073.2710d b b 73
.27g -?=?+?=?+=---N A
）（）
（（3）垂直总比载3g
2
333213mm m /1050.641075.311075.32g -?=?+?=+=---N g g
（4）风压比载4g
3
322
41010sin 6125
.0g --??=θαA
cdv F ，其中αF 为风速不均匀系
数，c 为风载体型系数。
○
1当v=30m/s 时，αF =0.61，c=1.1，则 2
33
2
3
22
4(0,30)mm m /1095.2810196
.275306.211.161.06125.010
sin 6125
.0g -?=??????=?=---N A
cd F θνα
○
2当v=15m/s 时，αF =0.75，c=1.1，则 2
33
2
3
22
4(0,15)mm m /1090.810196
.275156.211.175.06125.010
sin 6125
.0g -?=??????=?=---N A
cd F θνα
○
3当v=10m/s 时，αF =1.0，c=1.1，则 2
33
2
3
22
4(0,10)mm m /1027.510196
.275106.211.116125.010
sin 6125
.0g -?=??????=?=---N A cd F θνα
（5）覆冰时的风压比载5g
覆冰时的风速为v b =10m/s ，αF =1.0，c=1.2，则
2
33
2
3
2
5(10,10)mm m /1008.111096
.27510)206.21(0.1735.010
)2(735
.0g -?=??+??=?+=---N A
b d b F να
（6）有冰无风时的综合比载6g
2
3322)30,0(422
16(0,30)/1071.431095.2875.32g mm m N g g -?=?+=+=--
2
3322)15,0(422
16(0,15)/1094.331090.875.32g mm m N g g -?=?+=+=--
2
3322)10,0(422
16(0,10)/1017.331027.575.32g mm m N g g -?=?+=+=--
（6）有冰有风时的综合比载7g
2
3322522
37/1044.651008.115.64g mm m N g g -?=?+=+=--
三、计算临界档距，判断控制气象
1、计算临界档距
可能出现最大应力的气象条件有：最低气温、年平均气温、最大覆冰、最大风速，它们对应的比载与应力的比值计算如下：
a 最低气温：C t g 40,10299.061
.1091075.32)(min 33max 1
-=?=?=--σ;
b 年平均气温：C t g 5,10478.051
.681075.32)(33
1
-=?=?=--平平σ;
c 最大覆冰：C g 5t 10597.061
.1091044.65)(b 33
max 7
-=?=?=--，σ;
d 最大风速：C g 5t 10399.061
.1091071.43)(
f 33
max
)
30,0(6-=?=?=--，σ。
2max
121min max ab g g t t 24(24
）
（）（）（）平平平σσασσ--+-=
E L
m
69.145)10299.0()10478.0(405-106.192461.10951.68(73000
24
2
3236=?-?+???+-=
---）（）
232362
1
27min max
)1075.32()1044.65()
405(106.192461.109t t 24---?-?+-????=--=g g L b ac ）（ασ
m 24.248=
232362
1
26min max )1075.32()1071.43()
405(106.192461.109t t 24---?-?+-????=--=g g L f ad ）（ασ
m 84.485=
212max 7b max bc g g t t 24(24
）
（）（）（）平
平平σσασσ--+-=
E L
m
0.325)10478.0()10597.0(55-106.192451.6861.109(73000
24
2
3236=?-?+???+-=
---）（）212max 6f max bd g g t t 24(24
）
（）（）（）平
平平σσασσ--+-=
E L
m
98.439)10299.0()10399.0(55-106.192451.6861.109(73000
24
2
3236=?-?+???+-=
---）（）
2
7
2662726b max
)
55(106.192461.109t t 24g g g g L f cd -+-????=--=-）（ασ 0=
2、判断控制气象
把最低气温（a ）、年平均气温（b ）、最大覆冰（c ）和最大风速（d ）按比载与应力的比值从小到大排列，制成表1-2，并将以上六个档距填入下表：
距值l ab =145.69，故l ab =145.69是第一个有效临界档距。紧接着对第一个临界档距l ab 的第二个下标b
代表的b 栏进行判别，由于b 栏只有一个临界档距l bd ，且l bd =325>0,故l bd 是第二个有效临界档距。紧接着对第二个代表档距的第二个下标d 对应d 栏进行判别，由于d 栏中有一个零值，故淘汰此栏。因此，有两个代表档距，它们是l ab =145.96 和l bd =325。
当实际档距l< l ab =145.69时，控制气象为a-最低气温；当实际档距l ab =145.69
三、绘制导线的应力弧垂曲线
1、各气象类型对应的比载及温度如表1-4所示；
态与第二状态所对应的数据分别代入状态方程式：
)(24242
22
02
22
0I ∏I I I ∏∏∏---
=-
t t E l Eg l Eg ασσσσ ……………………
……（1-1） 其中令)(242
22
0I ∏I I I ---
=t t E l Eg A ασσ,2
22
24∏∏=
σl Eg B ,则式（1-1）
可简化为0203
0=--I ∏B A σσ。以年平均气温为第一状态，最大覆冰为第二状态为例，运用迭代法编得C 程序如下： main() {
floatl,g1=0.03275,f,g2=0.06544,A,B,t1=-5,t2=-5,c=68.51,x ,x1,x0,dx;
scanf("%f",&l);
A=c-(73000*g1*g1*l*l)/(24*c*c)-73000*0.0000196*(t2-t1); B=73000*g2*g2*l*l/24;
printf("%f,%f",A,B);
x0=1.0;
do{
dx=(x0*x0*x0-A*x0*x0-B)/(3*x0*x0-2*A*x0);
x1=x0;
x0=x0-dx;
}
while(x0!=x1);
printf("\nc=%f\n",x0);
f=(g2*l*l)/(8*x0);
printf("f=%f",f);
}
每隔50m，利用以上程序，分别求得表1-4中九中气象类型下的应力和弧垂，见表1-5：
表1-5 地线的应力弧垂曲线数据表
比载单位：3
?N/m-mm2 温度单位：°C 应力单位：N/mm2 弧
10-
3、绘制导线的应力弧垂曲线图,如图1。
四、绘制导线的安装曲线
1、绘制安装曲线时以档距为横坐标，弧垂和应力为纵坐标，运用程序（同应力弧垂曲线程序）从最高施工气温至最低施工气温没隔10°绘制一条弧垂和应力曲线，程序计算数据如下表1-6：表1-6 导线的安装曲线数据表
比载单位：3
?N/m-mm2 温度单位：°C 应力单位：N/mm2 弧
10-
2。
第二节 地线的力学计算
一、设计资料，选择地线型号
1、根据《架空输电线路设计》第9页表1-5规定，500KV 线路的地线采用镀锌钢绞线时标称截面不应小于70mm 2。根据此规定选择结构形式191?、直径11mm 、抗拉强度1270MPa 、A 级锌层的钢绞线，标记为20015004/12700.11191-----?T YB A ,所选择的地线直径d=11.0mm ，A=72.22mm 2，G 0=60.12kg/hm=601.2kg/km ，σP =1270N/mm 2。
2、由于地线只有钢线构成，由《架空输电线路设计》第46页查得钢线的弹性系数E=200900N/mm 2,线膨胀系数
C /1105.116-?=α
二、计算地线比载
1、地线的最大使用应力及平均应力上限计算：
由于地线采用钢绞线，易腐蚀，其设计安全系数按规定应比导线的设计安全系数大，取地线最大使用应力的设计安全系数为3.0>2.5,年平均运行应力的设计安全系数为 5.0>4.0，即
P σσ%20=平。
地
线
的
最
大
使
用
应
力
为
:
2max /33.4230.31270
mm N k
P
==
=
σσ； 地
线
的
平
均
运
行
应
力
上
限
为
：
2/2545
1270
5
mm N P
==
=
σσ平。 2、地线的比载计算 （1）自重比载1g
233301mm m /1058.811022
.722
.6018.9108.9g -?=??=?=
---N A G （2）冰重比载2g
2
33
32mm m /1063.801022
.7211101073.2710d b b 73
.27g -?=?+?=?+=---N A
）（）
（（3）垂直总比载3g
2
333213mm m /1021.1621063.801058.81g -?=?+?=+=---N g g
（4）风压比载4g
3
322
41010sin 6125
.0g --??=θαA
cdv F ，其中αF 为风速不均匀系
数，c 为风载体型系数。
○1当v=30m/s 时，αF =0.61，c=1.2（线径<17mm 时，c 取1.2），则
2
33
2
3
22
4(0,30)mm m /1046.6110122
.7230112.161.06125.010
sin 6125
.0g -?=??????=?=---N A
cd F θνα
○
2当v=15m/s 时，αF =0.75，c=1.2，则 2
33
2
3
22
4(0,15)mm m /1089.1810122
.7215112.175.06125.010
sin 6125
.0g -?=??????=?=---N A
cd F θνα
○
3当v=10m/s 时，αF =1.0，c=1.2，则 2
33
2
3
22
4(0,10)mm m /1019.1110122
.7210112.116125.010
sin 6125
.0g -?=??????=?=---N A
cd F θνα
（5）覆冰时的风压比载5g
覆冰时的风速为v b =10m/s ，αF =1.0，c=1.2，则
2
33
2
3
2
5(10,10)mm m /1055.311022
.7210)2011(0.1735.010
)2(735
.0g -?=??+??=?+=---N A
b d b F να
（6）有冰无风时的综合比载6g
2
3322)30,0(422
16(0,30)/1014.1021046.6158.81g mm m N g g -?=?+=+=--
2
3322)15,0(422
16(0,15)/1074.831089.1858.81g mm m N g g -?=?+=+=--
2
3322)10,0(422
16(0,10)/1044.821019.1158.81g mm m N g g -?=?+=+=--
（6）有冰有风时的综合比载7g
2
3322522
37/1025.1651055.3121.162g mm m N g g -?=?+=+=--
三、计算临界档距，判断控制气象
1、计算临界档距
可能出现最大应力的气象条件有：最低气温、年平均气温、
最大覆冰、最大风速，它们对应的比载与应力的比值计算如下：
a 最低气温：C t g 40,10193.033
.4231058.81)(min 33max 1
-=?=?=--σ;
b 年平均气温：C t g 5,10321.0254
1058.81)(33
1
-=?=?=--平平σ;
c 最大覆冰：C g 5t 10390.033
.4231025.165)(b 33
max 7
-=?=?=--，σ;
d 最大风速：C g 5t 10241.033
.4231014.102)(
f 33
max
)
30,0(6-=?=?=--，σ。
2max
121min max ab g g t t 24(24
）
（）（）（）平平平σσασσ--+-=
E L
虚数
）
（）=?-?+???+-=
---2
3236)10193.0()10321.0(405-105.112433.423254(200900
24
232362
1
27min max
)1058.81()1025.165()
405(105.112433.423t t 24---?-?+-????=--=g g L b ac ）（ασ
m 52.289=
232362
1
26min max )1058.81()1014.102()
405(105.112433.423t t 24---?-?+-????=--=g g L f ad ）（ασ
m 98.676=
212max 7b max bc g g t t 24(24
）
（）（）（）平
平平σσασσ--+-=
E L
m
15.642)10321.0()1039.0(55-105.112425433.423(200900
24
2
3236=?-?+???+-=
---）
（）212max 6f max bd g g t t 24(24
）
（）（）（）平
平平σσασσ--+-=
E L
虚数
）
（）=?-?+???+-=
---2
3236)10321.0()10241.0(55-105.112425433.423(200900
24
2
7
2662726b max
)
55(105.112433.423t t 24g g g g L f cd -+-????=--=-）（ασ 0=
2、判断控制气象
把最低气温（a ）、年平均气温（b ）、最大覆冰（c ）和最大风速（d ）按比载与应力的比值从小到大排列，制成表1-7，并将以上六个档距填入下表：
对d栏进行判别；由于d栏中有一虚数值和一个零值，故淘汰d 栏中的所有临界档距，直接对b栏进行判别；b栏中无零值和虚
数值，且b栏中只有一个临界档距值l
bd =642.15，故l
bd
=642.15
是唯一的有效临界档距。
当实际档距l< l
bd
=642.15时，控制气象为b-年平均气温；
当实际档距l> l
bd
=642.15时，控制气象为c-最大覆冰，如表1-8所示：
三、绘制导线的应力弧垂曲线
1、各气象类型对应的比载及温度如表1-4所示；
态与第二状态所对应的数据分别代入状态方程式：