电气工程及其自动化（输电线路方向）《输电杆塔设计》课程设计设计说明书题目：110KV普通硂电杆及基础设计班级：20081481学生姓名：学号：2008148126指导教师：王老师三峡大学电气与新能源学院2011年7月目录一、整理设计用相关数据 (1)（1）气象条件表 (1)（2）杆塔荷载组合情况表 (1)（3）导线LGJ-150/25相关参数表 (1)（4）地线GJ-35相关参数表 (1)（5）绝缘子数据表 (2)（6）线路金具的选配表 (2)（7）电杆结构及材料 (3)（8）地质条件 (3)二、导地线相关参数计算 (4)（1）导线比载的计算 (4)（2）地线比载的计算 (5)（3）导线最大弧垂的计算 (7)三、电杆外形尺寸的确定 (9)（1）电杆的总高度 (9)（2）横担的长度 (11)四、荷载计算 (12)五、电杆杆柱的强度验算及配筋计算 (15)（1）正常情况的弯矩计算 (15)（2）断线情况时的弯矩计算 (16)（3）安装导线时的强度验算 (17)（4）杆柱弯扭验算 (18)（5）正常情况的裂缝宽度验算 (18)（6）电杆组立时的强度验算 (19)六、电杆基础强度校验 (21)七、拉线及附件设计 (22)八、参考文献 (22)九、附图110KV普通自立式硂电杆设计一、整理设计用相关数据：（1）气象条件表见后面第四步“荷载计算”最后面。
（3）导线LGJ-150/25相关参数表LGJ-150/25的相关参数：GJ-35的相关参数：根据电力金具手册（第二版）查得导线相关数据：电杆结构为上字型，材料为钢筋混凝土。
（8）地质条件见任务书。
二、导地线相关参数计算 （1）导线比载的计算根据《架空输电线路设计》（孟遂民）计算比载： 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，0.1110;190sin ,90==︒==c kV βθθ线路可以得出下式：)/(10625.0),0(324m MPa Av d v sc f -⨯=μαγ1）外过电压，安装有风：v=10m/s,f α=1.0,sc μ=1.1 2）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=1.1 4）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,计算强度和风偏时，f α=1.0,sc μ=1.2 6.无冰综合比载1）外过电压，安装有风：)/(1072.34)10,0(36m MPa -⨯=γ 2）内过电压：)/(1032.37)15,0(36m MPa -⨯=γ3）最大风速,设计强度时：)/(1061.49)25,0(36m MPa -⨯=γ4）最大风速,计算风偏时：)/(1076.42)25,0(36m MPa -⨯=γ 7.覆冰综合比载：将计算的结果汇成下表（单位：m MPa /103-⨯）1.地线的自重比载：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，0.1110;190sin ,90==︒==c kV βθθ线路可以得出下式：)/(10625.0),0(324m MPa Av d v sc f -⨯=μαγ1）外过电压，安装有风：v=10m/s,f α=1.0,sc μ=1.2 2）内过电压：v=15m/s,f α=0.75,sc μ=1.23）最大风速：v=25m/s,设计强度时，f α=0.85,sc μ=1.2 4）最大风速：v=25m/s,计算风偏时，f α=0.61,sc μ=1.2 5.覆冰风压比载计算：v=10m/s,计算强度和风偏时，f α=1.0,sc μ=1.26.无冰综合比载1）外过电压，安装有风：)/(1043.79)10,0(36m MPa -⨯=γ 2）内过电压：)/(1053.85)15,0(36m MPa -⨯=γ3）最大风速,设计强度时：)/(1025.114)25,0(36m MPa -⨯=γ 4）最大风速,计算风偏时：)/(1030.98)25,0(36m MPa -⨯=γ 7.覆冰综合比载：将计算的结果汇成下表（单位：m MPa /103-⨯）1.计算比值0/σγ，将计算的结果列入下表：2.计算临界档距：根据《架空输电线路设计》（孟遂民）列表求解临界档距：由此得出无论档距多大，年均气温为控制气象条件。
3.计算最大弧垂：1）判断最大弧垂发生的气象条件：以年均气温问第一气象条件，覆冰无风为第二气象条件，根据《架空输电线路设计》（孟遂民）求解状态方程。
第一状态：)/(1005.3431m MPa -⨯=γ，C t ︒=101，)(24.741MPa =σ；第二状态：)/(1006.5332m MPa -⨯=γ，C t ︒-=52。
其他条件：无高差，档距l=255m 。
根据以上条件和公式求解得)(03.105MPa b =σ；根据《架空输电线路设计》（孟遂民）求解临界温度：解得C C t j ︒<︒=⨯⨯⨯⨯⨯-+-=---4020.2176000109.1803.105)1006.531005.341(5633 所以最大弧垂发生在最高气温下。
2）计算最大弧垂：根据《架空输电线路设计》（孟遂民）求解最高气温下的导线应力； 第一状态：)/(1005.3431m MPa -⨯=γ，C t ︒=101，)(24.741MPa =σ； 第二状态：)/(1005.3431m MPa -⨯=γ，C t ︒=402。
其他条件：无高差，档距l=255m 。
根据以上条件和公式求解得)(23.582MPa =σ；代入《架空输电线路设计》（孟遂民）P67 公式4-39中得出最大弧垂； 三、电杆外形尺寸的确定 （1）电杆的总高度1．杆塔呼称高度的确定：根据《输电杆塔及基础设计》（陈祥和）有h h f H x ∆+++=max λ。
λ为绝缘子串长度，前面以列表为1267mm 。
m ax f 为导线的最大弧垂，前面已计算为4.75m 。
x h 为导线到地面及被跨越物的安全距离，查阅《输电杆塔及基础设计》（陈祥和），取6m 。
h ∆为施工裕度，取0.7m 。
则杆塔呼称高度为：再根据《输电杆塔及基础设计》（陈祥和），取呼称高度为13m 2．导线间垂直距离的确定：根据《输电杆塔及基础设计》（陈祥和）可以求出导线间垂直距离。
导线水平排列线间距离： 导线垂直排列线间距离：再查阅《输电杆塔及基础设计》（陈祥和），取3.5m 3．地线支架高度的确定：要确定地线支架高度，必须先确定横担的长度。
1）空气间隙校验：查阅《输电杆塔及基础设计》（陈祥和）得 ①基本风压：②绝缘子串所受风压：绝缘子串风荷载计算式：()j z J A n n P 0211ωμ+= ③导线风荷载计算： ④导线自重比载计算：⑤绝缘子串风偏角，即⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=-2/2/tan 1j d j d G G P P ϕ计算： 根据γϕλ,,267.1R m d 和=值，制作好间隙圆校验图，三种气象条件下间隙校验合格。
2）带电作业校验：带电作业气象条件刚好和外过电压气象条件相同，绝缘字串风偏角雷雷ϕϕ=，人体活动范围0.5m,带电作业安全距离m 0.1R =带。
校验结果：地电位作业风偏人员对导线作业时，作业人员只能在杆塔顺线方向前后作业，不得在杆塔横线路方向作业。
否则带电作业安全距离不够。
3）地线支架高度的确定：由下一步“横担的长度”求得横担长为2m ，根据《输电杆塔及基础设计》（陈祥和）求得地线与导线间的垂直投影距离：m a a h b d bd 65.325tan 3.02tan =︒-=-=α。
所以地线支架高度为：m h h b d bd b 745.2362.0267.165.3=+-=+-=λλ 综上取2.8m 。
4）验算地线保护角：根据《高电压技术》（赵智大）得： 所以地线高度是安全的。
综上得电杆总高度为3+13+3.5+2.8=22.3m ，主杆分段处取距离地面7米处。
（2）横担的长度上字型杆塔的上横担长度确定根据《输电杆塔及基础设计》（陈祥和） 1）正常运行电压情况下： 2）操作过电压： 3）雷电过电压： 4）空气间隙校验：综上，上横担长度取2m ，下横担长度取2.4m 。
安全起见，横担采用转动横担。
四、荷载计算1．运行情况I ：最大设计风速、无冰、未断线。
1）地线重力为： 2）地线风压为： 3）导线重力为： 4）绝缘子串风荷载： 5）导线风压：2.运行情况II ：覆冰、有相应风速、未断线。
1）地线重力： 2）地线风压： 3）导线重力：4）绝缘子串的风荷载： 5）导线风压：3.断导线情况I 、II ：断一根导线、无冰、无风：1）地线重力：)(1182N G B =2）导线重力：未断导线相：)(2577N G D = 断导线相：3）导线断线张力：)(7575%3521644%max N X T T D D =⨯== 地线支持力：)(4450),(4550min max N T N T =∆=∆ 4.断地线情况：无冰、无风、导线未断：1）导线重力：)(2577N G D =2）地线重力：)(6874.96211824.962`N G G B B=+=+= 3）地线断线张力：)(3217%2016083%max N X T T B B =⨯== 5.安装情况I ：起吊上导线、有相应风速、无冰： 1）地线重力：)(1182N G B =2）地线风压：)(14925517.371074.153)10(4N L A P P B B B =⨯⨯⨯==-γ 3）导线重力：)(2577N G D =4）导线风压：)(30025511.1731079.63)10(4N L A p P D D D =⨯⨯⨯==-γ 挂上导线时，存在拉力21T T 和。
根据《输电杆塔及基础设计》（陈祥和）)(1176),(317421N T N T ==；所以它们引起的垂直荷载1T G 和横向荷载1T P为：)(110673.33.13174)(297873.35.3317411N P N G T T =⨯==⨯=，则)(1517)(86111000)(11N P KP P N G G G K G DT FT D=+==+++=∑∑ 6.安装情况II ：起吊下导线：地线、导线的重力和风压同安装情况I 。
正在起吊下导线时下横担处的总重力为：五、电杆杆柱的配筋计算及强度验算 （1）正常情况的弯矩计算根据《输电杆塔及基础设计》（陈祥和）计算正常情况下的弯矩：)(15.1∑∑++=Z h p ph Ga M x x x 其中x h Z 5.0=，x P 可根据《输电杆塔及基础设计》（陈祥和）求得。