三峡大学电气与新能源学院课程设计说明书学期:专业:输电线路工程课程名称：输电杆塔及基础设计班级学号：姓名：指导老师：《输电杆塔设计》课程设计任务书一、设计题目:110ＫV门型直线电杆设计(自立式带叉梁）二、设计参数:电压等级：110kV避雷线型号:GJ一35电杆锥度:１/7５电杆根部埋深:3m顶径:270mm气象条件:Ⅳ级绝缘子：７片×一4.5地质条件：粘土，γs=16 kＮ/ｍ3，α=20°，β=30°,三、设计成果要求:１.设计说明书一份(1.5万字,含设计说明书插图）２．图纸若干(1)电杆尺寸布置图(2)电气间隙效验图（２)正常运行情况下的抵抗弯矩图（3）事故时的弯矩图目录一、整理设计用相关数据………………………………．…………………….．11 任务书参数………………………………………………………．………１２气象条件列表..........．........................................................． (1)3导线LＧJ-1５０/３5相关参数表．.……………………………………．.……１4 导线比载计算................................................................． (1)5 地线相关参数…………………………………………………………….３6 地线比载计算……………………………………………………………．３7 绝缘子串和金选择……………………………………………………….３8 地质条件………………………………………………………………….４9 杆塔结构及材料………………………………………………………….４二、电杆外形尺寸的确定 (4)1 杆的呼称高度……………………………………………………………．4２导线水平距离……………………………………………………………．5 3间隙圆校验……………………………………………………………….５4地线支架高度确定 (6)5 杆塔总高度………………………………………………………………．7三、杆塔荷载计算 (7)1标准荷载…………………………………………………………………．7 ２设计荷载…………………………………………………………………．9四、电杆杆柱的强度验算及配筋计算.......................................．. (11)1配筋计算................．.. (11)2 主杆弯矩计算………….．…………………………………………..……1１3 事故情况下的弯矩计算 (12)4 裂缝计算...................................................．．.. (13)5单吊点起吊受力计算 (13)五、基础设计………….……………….………………………………..……．.141 土壤特性...………………………………………………………………．142 抗压承载力计算 (15)3 底盘强度计算……………………………………………………………1５八、参考文献…………………………………………………………………．.16九、附图附图1尺寸布置图.．....．．．..． (1)７附图2间隙圆校验图 (18)附图３正常运行最大风情况下的抵抗弯矩图.......................................1９附图４事故时弯矩图.............................................................．....． (20)m MPa /1087.65310)75.117512.36()0,5(333--⨯=⨯+=γ)/(1012.5361062.1810665.89.267610)0,0(3331m MPa Aqg ---⨯=⨯⨯=⨯=γ)/(1075.117102.6181)5.517(5728.27)0,5(332m MPa --⨯=⨯+⨯=γ)/(10625.0),0(324m MPa Av d v sc f -⨯=μαγmMpa /1024.66102.618110.5171.10.1625.0)10,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γ一、 整理设计用相关数据1、任务书所给参数:４、 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：(4) 无冰风压比载：假设风向垂直于线路方向0.1v 110;190sin ,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=1.1m Mpa /1079.111102.618115.5171.175.0625.0)15,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γm Mpa /102.19351062.18125.5171.185.0625.0)25,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γm Mpa /1056.225102.618125.5171.161.0625.0)25,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γmMpa /1056.311102.618110)52.517(2.10.1625.0)10,5(3325--⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=γ2） 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,计算强度和强度时,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 /10108.3710624.6512.3600,0)10,0(332224216--⨯=⨯+=+=），（）（γγγ 2) 内过电压 ：m Mpa /1015.8381079.111512.36)15,0(33226--⨯=⨯+=γ3) 最大风速计算强度时:m Mpa /10711.501092.135512.36)25,0(33226--⨯=⨯+=γ4)最大风速计算风偏时：m Mpa /1096.3441056.225512.36)25,0(33226--⨯=⨯+=γ（7)覆冰综合比载：m Mpa /1075.8541056.31187.65310,50,5)10,5(332225237--⨯=⨯+=+=）（）（γγγ 将有用比载计算结果列表：表 ４ － 2 单位：5、计算比值0/σγ，将计算的结果列入下表:由于最大风速和覆冰有风比载和气温都相同，故比载小的不起控制作用。
mMpa /103-⨯=265.9７ m=虚数:=虚数临界档距列表如下均气温。
5、地线GJ －3５相关参数列于下表：6、 地线比载计算:地线的比载计算同导线比载计算，计算值列于下表:表 6 单位:m Mpa /103-⨯])10268.0()10403.0[(80000))]205(80000108.1704.13604.136[24)//()]([2423236---⨯-⨯⨯---⨯⨯⨯+-⨯=--+-=（a a b b a b a b ab E t t E l σγσγασσ])10268.0()10429.0[(80000))]20(10(80000108.1704.13603.85[24)//()]([2423236c ac ---⨯-⨯⨯--⨯⨯⨯+-⨯=--+-=a a c c a c a E t t E l σγσγασσ])10403.0()10429.0[(80000))]5(10(80000108.1704.13603.85[24)//()]([2423236b c bc ---⨯-⨯⨯--⨯⨯⨯+-⨯=--+-=b bc c b c E t t E l σγσγασσ外过电压内过电压设计强度计算风偏外过电压内过电压设计强度计算风偏７7．872 47.76８125．64０14.435２4.３５97６.6８455.03235.９３579.１7981.5９３109．291 9５．３55１30．６７87、绝缘子串及金具选取:件号名称质量（kg) 数量型号绝缘子组装图1 挂板0．56 1 Z-７2 球头挂环０．27 １QP-７3 绝缘子 5.0 7 X-4．54 碗头挂板0．82 1 W－7Ａ5 悬垂线夹 2.0 １CＧU－3６铝包带0.０３31×10绝缘子串长度λ＝１3０４ｍm绝缘子串重量３8.68kg适用导线LＧJ-150／3５（2)地线绝缘子串及金具选择:件号名称质量(kｇ)数量型号+(长度ｍm) 金具图形1 挂板０.５６ 1 Ｚ-７(60)2 球头挂环0.27 1 ＱP-７(50)3 绝缘子 3.3 1 XDP1-7(182)４悬垂线夹5．７ 1 CＧU-2(７0)绝缘子串长度λ=362mm绝缘子串重量9．83kg适用避雷线GJ-358、地质条件：土的状态γs（kN/m3) α(°) β(°）m（ｋN/m3) 粘性土软塑16 20 ３0 4８9、杆塔结构及材料材料:普通直立钢筋混凝土门型电杆(带叉梁）电压等级:１1０kv电杆锥度：1/75根部埋深:３m顶径：270mｍ二、 电杆外形尺寸的确定1、杆塔呼称高度:（参考书－）公式(3－1)h h f H x ∆+++=max λ ① 施工裕度h ∆的确定:根据设计任务书提供的水平档距m L h 240=，查表（3-7)为了更加安全取h ∆＝０.7m ② x h 为导线到地面及被跨越物的安全距离:假定此杆塔安装处取居民区,根据(参考书-)x h =７．0ｍ ③λ绝缘子串的长度:根据所选择的绝缘子型号及金具确定为1.304ｍ。
④ m ax f 的确定:根据任务书给的档距,控制气象条件为年均气温。
采用状态方程式，用计算机软件算出最高温条件和最后覆冰条件下的弧垂，经过比较，最大弧垂发生在最高气温条件下。
经计算，得到最高温气象条件L ＝260ｍ下最大弧垂m ax f =4．５89m 。
则杆塔的呼称高度H ＝1．３04+4．589+7＋０.７＝13.５9５m 2、导线水平线间距离确定: 根据参考书目一公式３－３m f UD m 14.92589.465.01304.14.065.01104.0max =⨯++⨯=++=λ3、间隙圆校验：（1）规程规定最小间隙:工频电压时为0.25ｍ,操作过电压时为0.７m,雷电过电压时为1.０ｍ,考虑带电作业时需增加0.5m 。