220kV 双分裂双回路输电线路设计学 生：阳文闯 指导教师：孟遂民 （三峡大学科技学院）摘要：本设计讲述了某平丘区段架空输电线路设计的全部内容，主要设计步骤是按《架空输电线路设计》书中的设计步骤，和现实中的设计步骤是不一样的。

本设计包括导线、地线的比载计算、临界档距、最大弧垂的判断，力学特性的计算，金具的选取，定位排杆，代表档距的计算，各种校验，杆塔荷载的计算，接地装置的设计以及基础设计等。

在本次设计中，重点是线路设计，杆塔定位和基础设计。

关键词： 导线 避雷线 比载 应力 弧垂 杆塔定位Abstract ：In this text, it includes all the steps in of overhead power transmission line design, which is Accordance with 《the design of overhead power transmission line 》, but it is not the same with the reality .this article discussed the conductor and the ground wire's coMParing load critical span .the maximum arc-perpendiculer judgement .mechanics property's fixed position of shaft-tower. various checking .representative span's calculating. load ppplied on iron tower calculating. equipment used in the ground connection design. metal appliance choose .In this paper, it is the focal point of line design. iron tower design and fundament design ,at last ,it is simply introduced the iron tower erecting's design and fundament design followed with fundament construction.Key words ：conductor overhead ground wire coMParing load stress arc-perpendiculer fixed position of shaft-tower(此文档为word 格式，下载后您可任意编辑修改！)优秀论文 审核通过 未经允许 切勿外传前言电力作为一个国家的经济命脉不论是对于国家的各种经济建设还是对于普通老百姓的生活都起着至关重要的作用，而输电线路则是电力不可缺少的一个组成部分。

目前我国大部分地区都面临着缺电这一问题，国家正在加紧电网建设，许多地方新建和改建了一批输电线路，输电线路的规划设计也就相当重要了，输电线路工程设计是电力建设的重要组成部分，同时也对输电线路正常运行起着决定性作用。

本文针对一条具体的输电线路——220kV输电线路进行了设计，其中包括比载、临界档距、应力弧垂、安装弧垂的计算，排定杆塔位置，进行各种杆塔定位校验，进行防振设计，选择接地装置，完成绝缘子串的组装图、杆塔地基基础设计等。

1.１课题研究目的输电线路工程设计是电力建设的重要组成部分，同时也对输电线路正常运行起着决定性作用。

本课题与输电线路工程专业联系比较紧密，通过这个输电线路工程的设计能够巩固和加深对本专业知识的理解，使我们的实际工程设计能力得到锻炼，培养及提高独立思考、分析和解决实际问题的能力。

为今后更好的从事线路相关工作提供了理论依据和专业基础，达到了培养工程实际运用能力的目的。

1.２本课题的工作任务本课题是在给定某平丘区段220kV输电线路工程设计的基本气象条件，污秽等级和平断面图的情况下，完成导、地线应力及弧垂计算，线路分段、杆塔定位和杆塔型式的确定，杆塔塔头荷载计算，防振，接地设计计算，铁塔的基础设计，以及后期数据整理和一些杆塔定位图，绝缘子串组装图，基础施工图等的绘制。

2 设计参数及已知条件本线路是某平丘区段220kV双分裂双回路线路，导线采用2LGJ-30040钢芯铝绞线，选配地线采用镀锌钢绞线GJ-50，线路经过地区污秽等级为Ⅲ级。

根据，本工程所处区域的泄漏比距要求不小于2.8cmkV。

设计气象条件为典型气象VI区，最大设计风速为25ms，覆冰厚度为10mm，最高气温为40℃，最低气温为-20℃。

金具、绝缘子型号选择及绝缘配合，导线换位，房屋拆迁，对弱电流线路的影响，均按220kV电压等级考虑，今后升压改造时，可根据当时情况进行处理；导线对地距离，交叉跨越以及防雷接地，均按相关规程确定。

3 导线应力弧垂计算及曲线绘制3.1导线应力弧垂曲线的绘制步骤3.1.1应力弧垂曲线的计算项目应力弧垂曲线的计算项目见下表3－1。

表3－1 应力弧垂曲线的计算项目计算项目最大风速最厚覆冰安装有风最低气温最高气温外过有风外过无风内过电压年均气温应力曲线导线ΔΔΔΔΔΔΔΔΔ地线ΔΔΔΔΔΔ弧垂曲线导线ΔΔΔ地线Δ注带Δ者为需要绘制的曲线，无Δ者为不需要绘制的曲线3.1.2应力弧垂曲线的计算步骤（1）确定工程所采用的气象条件；（2）依据选用的架空线规格，查取有关参数和机械物理性能；（3）计算各种气象条件下的比载；（4）选定架空线各种气象条件下的许用应力（包括年均运行应力的许用值）；（5）计算临界档距值，并判定有效临界档距和控制气象条件；（6）判定最大弧垂出现的气象条件；（7）以控制条件为已知状态，利用状态方程式计算不同档距、各种气象条件下架空线的应力和弧垂值；（8）按一定比例绘制出应力弧垂曲线。

3.2导线应力弧垂曲线计算3.2.1整理计算用气象条件见表3－2表3-2 II象区计算气象条件表气象项目最高气温最低气温最厚覆冰最大风安装有风外过有风外过无风内过电压年均温气温（℃）+40 -20 -5 -5 -10 +15 +15 +10 +10 风速（ms）0 0 25 25 10 10 0 15 0 冰厚（mm）0 0 10 0 0 0 0 0 03.2.2导线2-LGJ30040有关参数见表3－3表3-3 LGJ－30040导线参数表截面积 (mm 2)导线 直径 (mm)弹 性 系 数 (MPa)温度膨 胀系数 （1℃）抗拉 强度 (MPa)安全系数 计算拉断力（N ）许用应力[]（MPa ） 年均运行应力[]（MPa ）单位长度质量 （Kgk m ） 338.99 23.94 73000 19.6³10-6258.442.80 92220 92.30 64.611133上表中的抗拉强度用以下公式计算922200.950.95258.44338.99p j Mpa σT ==⨯=A (3-2-1)——抗拉强度，即架空线的瞬时破坏应力，MPa——计算拉断力，N ——截面积，安全系数：根据设计规程导线的安全系数K ≥2.5。

取K=2.80许用应力[]由以下公式计算[]258.4492.302.80p Pa σσ===M K (3-2-2) 年均运行应力：在采取防震措施的情况下，不应超过的25%。

因此平均应力由以下公式计算[]25%258.440.2564.61cp p Mpa σσ=⨯=⨯= (3-2-3)3.2.3导线LGJ-30040比载的计算各气象条件下导线比载的计算值可由架空输电线路设计中的公式求得： 以下公式的符号如下： —— 比载，MPam b ——覆冰厚度,mm ；v ——风速,ms ；q ——架空线单位长度质量，kgkm ；g ——重力加速度，g=9.80665ms ； ——风速v 时的理论风压，Pa ；μsc ——风载体型系数，线径d ＜17mm 时μsc=1.2,线径d17mm 时c=1.1； d ——架空线外径；——风速不均匀系数，35KV 的数值见表3-4表3-4 220kV 线路用风速不均匀系数设计风速（ms ）10及其以下15 25-30以下计算杆塔荷载 1.00 1.00 0.85 校验杆塔电气间隙1.000.750.61（1）自重比载333111339.80665(0,0)101032.7810(/)338.99qg Mpa m A γ---⨯=⨯=⨯=⨯（2）冰重比载332()10(23.9410)(10,0)27.7281027.72810338.99b d b A γ--+⨯+=⨯=⨯⨯（3）垂直总比载333312(10,0)(0,0)(10,0)32.781027.761060.5410(/)MPa m γγγ---=+=⨯+⨯=⨯ （4）无冰风压比载1）安装有风，外过有风23104233(0,10)sin 100.625101.0 1.00 1.123.9410 4.8610(/)338.99c f wa scd AMpa m γβμθ---=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯ 2）内过电压 计算风偏时：23154233(0,15)sin 100.625151.00.75 1.123.94108.1910(/)338.99c f sc wa cd AMpa m γβμθ---=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯ 计算强度时：23154233(0,15)sin 100.625151.0 1.0 1.123.941010.9210(/)338.99c f sc wa d AMpa m γβμθ---=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯ 3）、最大风计算强度时：23304233(0,25)sin 100.625251.00.85 1.123.941025.7910(/)338.99c f sc wa d AMpa m γβμθ---=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯ 计算风偏时：23304233(0,25)sin 100.625251.00.61 1.123.941018.5110(/)338.99c f wa scd AMpa m γβμθ---=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯（5）覆冰风压比载235(10,10)(2)sin 10vc f sc w ad b A γβμθ-=+⨯2330.625101.0 1.00 1.2(23.94210)109.7210(/)338.99Mpa m --⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯（6）无冰综合比载1）安装有风，外过有风2261432323(0,10)(0,0)(0,10)(32.7810)(4.8610)33.1410(/)Mpa m γγγ---=+=⨯+⨯=⨯2）内过电压 计算强度时：2261432323(0,15)(0,0)(0,15)(32.7810)(10.9210)34.5510(/)Mpa m γγγ---=+=⨯+⨯=⨯计算风偏时：2261432323(0,15)(0,0)(0,15)(32.7810)(8.1910)33.7810(/)Mpa m γγγ---=+=⨯+⨯=⨯3）最大风速计算强度时：2261432323(0,25)(0,0)(0,25)(32.7810)(25.7910)41.7110(/)Mpa m γγγ---=+=⨯+⨯=⨯计算风偏时：2261432323(0,25)(0,0)(0,25)(32.7810)(18.5110)37.6410(/)Mpa m γγγ---=+=⨯+⨯=⨯（7）覆冰综合比载22735(10,10)(10,0)(10,10)γγγ=+32323(60.5410)(9.7210)59.7510(/)Mpa m ---=⨯+⨯=⨯ 由以上计算可列表格3-5表3－5 各类比载计算结果汇总表比载类别 计算结果备 注 自重比载（MPam ） 冰重比载（MPam ） 垂直总比载（MPam ）无冰风压比载（MPam ）安装有风，外过有风μsc=1.1 αf=1.00 内过电压、（计算强度） 内过电压 （计算风偏）μsc=1.1 αf=1.00 μsc=1.1 αf=0.75最大风（计算强度）最大风（计算风偏）μsc=1.1 αf=0.85 μsc=1.1 αf=0.61覆冰风压比载（MPam）μsc=1.2 αf=1.00无冰有风时的综合比载（MPam）安装有风、外过有风μsc=1.1αf=1.00内过电压（计算强度）内过电压（计算风偏）μsc=1.1αf=1.00μsc=1.1αf=0.75最大风（计算强度）最大风（计算风偏）μsc=1.1αf=0.85μsc=1.1αf=0.61覆冰综合比载（MPam）μsc=1.2 αf=1.003.2.4计算临界档距，判断控制条件（1）可能控制条件的有关参数见表3-6现实中，某些气象区最大风速和最厚覆冰时的气温并不相同，不能只从比载的大小来确定二者哪个可能是控制条件。