500kv输电线路 课程设计.docx
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500kv输电线路课程设计
专业课程设计（线路）设计报告
500kV架空输电线路设计
班级：
机械0807班
姓名：
日期：
2011-9-3
华北电力大学
机械工程系
1.概述
1.1课程设计的目的
1）综合运用有关先选秀课程的理论和生产实际只是进行输电架空线路设计训练，使理论和实际结合起来，是这些只是得到进一步巩固、加深和拓展。
2）学习和掌握架空输电线路设计的一般方法和步骤，培养设计能力和实际解决问题的能力。
3）进行基本技能的训练，对计算、运用设计资料以及进行经验估算的方面的基本技能得到一次综合训练，提高技能水平。
1.2课程设计任务
1）架空线路设计部分：
绝缘配合设计；比载计算；绘制应力弧垂曲线表；地线应力的选配方法；计算架空线对杆塔的作用力；
2）铁塔结构设计部分：
铁塔外形尺寸校核；铁塔荷载计算；铁塔选材；螺栓设计；铁塔基础作用力计算；
3）铁塔基础设计部分：
铁塔的配筋计算；铁塔基础上拔稳定性验算；铁塔基础承载里验算；铁塔基础强度验算。
2．设计题目及要求
2.1设计题目
500kV架空输电线路设计
2.2设计参数
气象条件B
表2-1气象条件B
气象条件
气温（℃）
风速（m/s）
冰厚（mm）
最高气温
40
0
0
最低温度
-40
0
0
覆冰
-5
10
10
最大风速
-5
32
0
安装情况
-15
10
0
雷电过电压
15
10
0
操作过电压
-5
16
0
导地线型号B：
LGJ-630/45
地线型号：
JLB40-150
表2-2导地线参数
型号
LGJ-630/45
LJB40/150
结构（股数/直径mm）
铝股
45/4.2
钢（铝包钢）19/3.15
钢芯
7/2.8
铝—
截面积（
）
铝股
632.45
钢（铝包钢）/铝56.27/91.8
钢芯
43.1
总截面积
666.55
148.07
外径（mm）
33.6
15.75
单重（kg/km）
2060
696.7
计算拉断力（kN）
148.7
90.62
弹性模量（Mpa）
65000
109000
线膨胀系数（
）
20.5
13
直流电阻
0.04633
0.295
最大使用应力（Mpa）
85
183.60
年平均运行应力（N/
）
53
年平均运行应力占抗拉强度
25%
25%
安全系数
3
级污秽区
水平档距B：
500m
5A-ZM2
塔形设计条件、单线图、司令图见附录。
1）工程地质条件：
土壤为一般粘性土，粘性土为可塑状态，土的计算容重
，上拔角
，计算摩擦角
，承载力特征值
。
2）基础作用力见铁塔设计结果。
3）材料：
混凝土强度等级采用C20，取钢筋混凝土的容重约为
。
3.设计方法和步骤
3.1线路设计部分
根据经验选择悬式绝缘子型号：
XWP-160，
污秽等级Ⅱ，爬电距离h=400mm，
查《指导书》表3-1，a=1.82~2.0，本次计算取a=2，
爬电比距a=2.5cm/kv公称高度155mm，
确定绝缘子片数，按照绝缘配合条件确定，其公式如下：
取n=25。
根据上式可以得到绝缘子的总长：
3.1.2导线和地线的比载计算
a）根据地线型号，查表确定地线参数.
导线型号：
LGJ-630/45，截面积A=666.5mm2，外径d=33.6mm，单重q=2060kg/km，计算拉断力148.7KN，弹性模量E=65000Mpa，线膨胀系20.5（10-6/℃），最大使用应力85Mpa，年平均应力53N/mm2，年平均运行应力抗拉强度（25℅）。
地线型号：
LJB40-150，总截面积A=148.07mm2,外径d=15.75mm,单重q=696.7kg/km，计算拉断力90.62KN，弹性模量E=109000Mpa，线膨胀系数13（10-6/℃），最大使用应力183N/mm2，年平均应力（
25℅）。
b）计算导线和地线的
并给出下列条件下的比载值：
公式如下:
表3-1导线比载
项目
比载（
Mp/m）
备注
自重比载
（0,0）
30.30785
冰重比载
（10,0）
18.137
垂直总比载
（10,0）
48.445
无冰风压比载
计算
最大风速
（0,32）
31.939
=1.2,
=0.75,
=1.1
校验
最大风速
（0,32）
25.977
=1.2,
=0.61,
=1.1
计算安装、外过电压情况
（0,10）
3.4656
=1.0,
=1,
=1.1
内过电压
（0,16）
6.654
=1.0,
=0.75,
=1.1
覆冰风压比载
（10,10）
6.031
=1.0,
=1,0,
=1.2
无冰综合比载
计算
最大风速
（0,32）
44.03
校验
最大风速
（0,32）
39.917
安装、外过电压
（0,10）
30.5053
内过电压
（0,10）
31.03
覆冰综合比载电气
（10,10）
48.819
表3-2地线比载：
项目
比载（
Mp/m）
备注
自重比载
（0,0）
46.1423
冰重比载
（10,0）
48.2202
垂直总比载
（10,0）
94.3625
无冰风压比载
计算
最大风速
（0,32）
73.522
=1.2,
=0.75,
=1.2
校验
最大风速
（0,32）
57.7979
=1.2,
=0.61,
=1.2
计算
安装、外过电压情况
（0,10）
7.9523
=1.0,
=1.0,
=1.2
内过电压
（0,16）
12.4579
=1.0,
=0.61,
=1.2
覆冰风压比载
（10,10）
18.108
=1.0,
=1,0,
=1.2
无冰综合比载
计算
最大风速
（0,32）
86.802
校验
最大风速
（0,32）
73.957
安装、外过电压
（0,10）
46.823
内过电压
（0,10）
47.794
覆冰综合比载电气
（10,10）
96.084
a）导线有关参数：
LGJ-630/45
截面积A（mm）
导线直径d（mm）
弹性系数E（MPa）
温膨系数α（1/°C）
计算拉断力Tj（N）
单位长度质量q（kg/km）
强度极限σp（MPa）
安全系数K
许用应力[σo]（MPa）
年均应力上限[σp]（MPa）
666.55
33.6
63000
20.9×10-6
148700
2060
211.93
2.5
84.774
52.98
其中：
可能控制成为气象条件的是：
最低气温、最大风速、覆冰有风、年均气温。
整理改非典型气象区四种可能控制条件的有关气象参数，列于表3-3。
b）列出导线控制条件参数表
表3-3导线控制条件参数表
最低气温
最大风速
覆冰有风
年均气温
温度t（℃）
-40
-5
-5
-5
比载
（Mpa/m）
30.308
44.03
48.819
30.308
许用应力[
]（Mpa）
84.774
84.774
84.774
52.98
/[
]（1/m）
0.3575
0.519
0.5759
0.57206
排序
a
/
c
b
由于最大风速和覆冰气象的气温相同，二者的许用应力相同，因此二者中比载小的不起控制作用，故不再把最大风速作为控制气象条件。
c）计算临界档距，按等高悬点考虑，确定控制条件，给出各个气象控制条件的控制范围；
公式：
表3-4有效临界档距判别表
可能控制条件
a
b
c
临界档距
根据列表法可知，无高差的时候有效临界档距为
1.当档距0≤l<165.217m时控制条件为a气像（最低气温）；
3.当档距l>1664.448m时控制条件为d气象（覆冰有风）
d）以控制条件为已知条件，列已知参数表，以各气象条件为待求条件，列出待求条件的已知条件:
表3-5已知条件及参数
已知条件
最低气温
年均气温
最大风速
控制区间
0～52.23
52.23～1023.2
1023.2～∞
温度（℃）
-10
15
15
覆冰厚度（mm）
0
0
0
风速（m/s）
0
18
35
比载（Mpa/m）
30.31
30.31
49.1
水平应力（Mpa）
85
53.13
85
表3-6待求条件的已知参数
参数
t（℃）
b（mm）
v（m/s）
比载（Mpa/m）
最高气温
40
0
0
30.30785
最低气温
-40
0
0
30.30785
年均气温
-5
0
0
30.30785
事故
-15
0
0
30.30785
外过有风
15
0
10
30.5053
外过无风
15
0
0
30.30785
内过电压
-5
0
16
31.03
安装
-15
0
10
30.503
覆冰无风
-5
10
0
48.445
覆冰有风
-5
10
10
48.819
最大风（计算）
-5
0
32
44.03
最大风（校验）
-5
0
32
39.917
e）利用状态方程，求得各待求条件下的应力和弧垂，并绘制曲线；
应力弧垂曲线：
表3-7应力弧垂计算
气象条件档距
lr（m）
最高气温
最低气温
年均气温
事故
外过有风
外过无风
fv（m）
fv（m）
50
13.170
0.7192
84.774
40.976
52.825
22.773
22.773
0.4187
100
22.757
1.6649
84.774
46.287
55.948
32.256
32.256
1.1824
150
30.513
2.7938
84.774
51.475
59.490
39.695
39.695
2.1617
165.217
32.685
3.1867
84.774
52.984
60.581
41.743
41.743
2.5116
200
35.692
4.2460
79.799
52.984
59.228
43.696
43.696
3.4911
250
39.140
6.0500
73.228
52.984
57.671
45.860
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