220kv单回路架空输电线路设计

河南工业职业技术学院Henan Polytechnic institute

毕业设计（论文）

题目：220kv单回路架空输电线路设计

系别：电气工程系

专业：电力系统自动化

班级：电力1101班

姓名：陈德炳

学号：0403110114

指导老师：申一歌

日期：2014.05.01

目录

摘要 (2)

第一章导线地线设计 (3)

1.1第III气象区的条件及参数 (3)

1.2临界档距及控制气象的判断 (5)

1.3地线比载计算 (6)

第二章杆塔结构设计 (9)

2.1杆塔定位 (9)

第三章金具设计 (11)

3.1绝缘子的选择 (11)

3.2确定每联绝缘子片数 (11)

3.3选择绝缘子后校验 (12)

3.4防震锤设计 (13)

第四章防雷设计 (15)

4.1杆塔接地 (15)

4.2雷击跳闸率计算 (16)

第五章基础设计 (18)

5.1关于铁塔基础的设计 (18)

5.2铁塔基础四种类型 (18)

5.3下压稳定校验 (18)

后记 (20)

参考文献 (21)

摘要

随着国民经济快速增长，各地电网建设迅猛发展，从过去的“几年建一条线路”到现在的“一年建几条线路”实现了跨越式发展，供电可靠性进一步提高，电网输送能力大大增强，但输电线路建设的内部环境和外部空间却越来越小。如何应对新形势，最大限度地满足电网建设需要已成为技术部门不断研究的课题。本文从设计角度围绕导线的选择和导线的风荷载以及杆塔的定位和校验，杆塔的结构，金具的选择，基础的设计，防雷接地的设计等方面提出了意见和看法。本论文的设计分为二个部分，第一部分为设计和计算部分，通过设计地形，选择导线，计算相关参数能确定导线弧垂位置，杆塔的结构和形状以及荷载情况。第二部分为校验阶段，根据220KV输电线路高安全性，保证送电线路稳定运行等条件，进行详细准确的荷载、间隙、电阻值等校验，为提高线路安全运行的安全系数提供有利参数。

关键词输电线路杆塔设计防雷设计金具设计

第一章 导线地线设计

1.1导线比载计算

1.1.1相关参数的确定

本架空送电线路设计中，导线选用LGJ-300/70型钢芯铝绞线，查阅钢芯铝绞线规格表（GB1179-83）得LGJ-300/70导线的规格参数如表2-1 表2-1 LGJ-300/70导线规格参数

系数如表2-2

表2-2 LGJ300/70导线弹性系数和膨胀系数

条件：覆冰厚度b=15mm ，覆冰时风速v =15m/s ，最大风速v =30m/s ，雷电过电压时风速10v =m/s ，内过电压时风速v =15m/s 。 1.1.2 导线比载计算

作用在导线上的机械荷载有自重、冰重和风压。这些荷载可能是不均匀的，但为了便于计算，一般按沿导线均匀分布考虑。在导线计算中，常把导线受到得机械荷载用比载表示，所以比载是指导线单位长度、单位截面积上的荷载。常用的比载共有七种，计算如下：

1. 自重比载：导线本身重量所造成的比载。

331(0,0)9.89.81402

1010376.61

Ta G g

A --⨯=

⨯=⨯=36.48310-⨯N/m-mm 2

2. 冰重比载：导线覆冰时，由于冰重产生的比载。

332(15,0)()15(25.215)

27.73

1027.7310376.61

b d b g A --+⨯+=⨯=⨯⨯ 344.4010-=⨯N/m-mm 2

3. 覆冰时导线的垂直总比载：架空线自重比载和冰重比载之和。

3333(0,0)1(0,0)2(15,0)36.481044.401080.8810g g g ---=+=⨯+⨯=⨯N/m-mm 2

4. 无冰时风压比载：无冰时作用在导线上每米长每平方毫米的风压荷载。计算公式：

2

234(0,)0.6125

sin 10f v cdv g A

-α=θ⨯

当风速25v =m/s 时，风压不均匀系数0.61f α=，因为导线直径27.63d =mm ﹥17mm ，故导线的风载体型系数 1.1c =，风向与架空线轴线之间的夹角90o θ=，此时风压比载为：

4(0,30)g =30.43310-⨯N/m-mm 2

当风速15v =m/s 时，风压不均匀系数 1.0f α=，导线的风载体型系数

1.1c =，风向与架空线轴线之间的夹角90o θ=，此时风压比载为：

34(0,15)10.1410g -=⨯N/m-mm 2

当风速10v =m/s 时，风压不均匀系数 1.0f α=，导线的风载体型系数

1.1c =，风向与架空线轴线之间的夹角90o θ=，此时风压比载为：

34(0,10) 4.5110g -=⨯N/m-mm

2

5. 覆冰时风压比载：覆冰导线每米长每平方毫米的风压荷载。

覆冰时风速10v =m/s ，查得风速不均匀系数 1.0f α=，导线的风载体型系数 1.2c =，风向与架空线轴线之间的夹角90o θ=，此时风压比载为：

2

235(15,15)9.8(2)sin 1016f c d b v g A

-α+=

θ⨯324.2410=⨯N/m-mm 2

6. 无冰有风时的综合比载：无冰有风时，导线上作用着垂直方向的比载和水平方向的比载，按向量合成得综合比载。

36(0,30)47.5110g -==⨯N/m-mm 2

36(0,15)37.8610g -==⨯N/m-mm 2

36(0,10)36.7610g -==⨯N/m-mm 2

7. 有冰有风时的综合比载：导线覆冰有风时，综合比载为垂直比载和覆冰风压比载的向量和。

37(15,15)84.4310g -==⨯N/m-mm 2

1.2 临界档距及控制气象的判断

1.2.1 导线的机械物理特性

1.导线的抗拉强度：导线的计算拉断力与导线的计算接面积的比值称为导线的抗拉强度或瞬时破坏应力。

128000

339.82376.67

m p T A σ=

==MPa 2. 最大使用应力：

339.82

135.932.5

p

max K

ασ=

=

=MP 其中K 为导线地线的安全系数，在设计中K 取值不应小于2.5，避雷线的设计安全系数，宜大于导线的设计安全系数。

3. 年平均运行应力上限：

25%25%339.8284.96p p σσ==⨯=MPa

1.2.2 可能控制气象条件列表