輸電桿塔及基礎設計課程設計

1、三峽大學電氣與新能源學院桿塔課程設計說明書學期: 秋季專業(yè)：輸電線路工程課程名稱：輸電桿塔及基礎設計班級學號： 2009148210 姓名：指導老師：文老師 2012 年 12 月 目錄一桿塔外形的尺寸1桿塔高度及弧垂132導線比載4-63檔距計算64間隙及帶電作業(yè)的校驗785地線支架的高度9-11 二部分1避雷線的比載計算112運行情況1213三配筋計算1配給計算14四強度校驗1計算條件142荷載列表153裂縫計算16174單吊點起吊計算175斷線情況內力計算.18五基礎設計1抗壓承載力計算及驗算192地盤強度計算20 六總結1課程設計小結21180LGJ150/25275390465045

2、50181LGJ150/3528039547004600設計參數(shù)表格 ：第一部分 確定桿塔的尺寸外形（1）桿塔的呼稱高度（參考書）公式（31） 施工裕度的確定，根據設計任務書提供的水平檔距，查表（37）為了更加安全取0.7m 為導線到地面及被跨越物的安全距離，假定此桿塔安裝處取非居民區(qū)，根據（參考書）6.0m 絕緣子串的長度：（參考書目五）（圖一）件號名稱質量(kg)數(shù)量型號(長度mm)1掛板0.561Z-7（60）2球頭掛環(huán)0.271QP-7（50）3絕緣子5.04X-4.5（146）4懸垂線夾5.71CGU-3A（157）5預絞絲1.441FYH-240/40絕緣子串長度1289

3、mm絕緣子串重量42.97kg適用導線LGJ-150/20（表一）覆冰時導線的自重：G=n（）絕緣子串，金具的重量：絕緣子的最大使用載荷：，K取2.7由以上結果可以看出，絕緣子的強度時肯定足夠的 桿塔的最大弧垂可能成為控制氣象條件的最低溫，最大風，覆冰有風和年均溫，（參考書二）整理該典型氣象四區(qū)的相關參數(shù)如下表二最低溫最大風覆冰有風年均溫氣溫（°C）205510風速（m/s）025100冰厚（mm）00502 根據任務書提供導線LGJ-150/20的參數(shù)，（參考書二）整理后列下表三截面積A(mm2)導線直徑d(mm)彈性系數(shù)E(MPa)溫度膨脹系數(shù)(1/°C)計算拉斷力(N

4、)計算質量(Kg/km)抗拉強度MPa安全系數(shù)K許用應力Mpa年均應力上限MPa164.516.677300019.6×10-646630549.4269.292.5107.7267.32（2） 計算導線的比載 A導線的自重比載： B冰重比載：C垂直總比載D 無冰風壓比載,假設風向垂直于線路方向，可以得出下式：1） 外過電壓，安裝有風：v=10m/s,=1.0,=1.22） 內過電壓 v=25m/s,=0.85,=1.23) 最大風速 v=25m/s,設計強度時，=0.61,=1.24）最大風速 v=30m/s,計算風偏時，=0.61,=1.2E覆冰風壓比載計算： v=10m/s,計

5、算強度和強度時，=1.0,=1.2F無冰綜合比載1) 外過電壓，安裝有風： 2) 內過電壓 ：3) 最大風速,設計強度時：4）最大風速 v=30m/s,計算風偏時， G 覆冰綜合比載將計算的結果匯成下表四（單位：）32.7551.0133.6235.17=0.75,=1.151.99=1.0,=1.243.7552.443 計算比值，將計算的結果列入下表五：（單位1/m）氣象條件最大風覆冰有風最低溫年均溫許用用力(Mpa)107.72107.72107.7267.32比載()51.9952.4432.7532.75溫度°C-552010比值0.48260.48690.30410.48

6、65編號bdaC4 計算臨界檔距，利用列表法（表六）氣象條件abcd臨界檔距Lab=224.092mLac=75.9454mLad=220.9mLbc=不存在lbd不存在Lcd=4096.836由此得出年均溫為控制氣象條件5由任務書給出最大弧垂發(fā)生在最高溫氣象條件下，需要求出此狀態(tài)的應力已知條件：，t=10°C ,無高差，檔距為L=265m，t=40°C通過狀態(tài)方程求解：參考書目二解法：系數(shù)A26.155系數(shù)B229100通過迭代法得出：參考書目三：所以得出桿塔的呼稱高度：1.289+5.365+6+0.7=13.354m（3）單回路兩相導線水平列表間距的確定根據參考書目一

7、公式33（4） 間隙圓校驗.1) 規(guī)程給出的最小空氣間隙為 2) 三種氣象情況下絕緣子串風偏角基本風壓 絕緣子串所受風壓 導線風荷載計算導線自重比載計算絕緣子串風偏角，即計算，即 根據值，制作好間隙圓校驗圖，三種氣象條件下間隙校驗合格。（5）帶電作業(yè)校驗。帶電作業(yè)氣象條件剛好和外過電壓氣象條件相同，絕緣字串風偏角，人體活動范圍0.5m,帶電作業(yè)安全距離。校驗結果：地電位作業(yè)風偏人員對導線作業(yè)時，作業(yè)人員只能在桿塔順線方向前后作業(yè)，不得在桿塔橫線路方向作業(yè)。否則帶電作業(yè)安全距離不夠。（5）桿塔橫擔和地線水平距離的確定桿塔塔頭示意圖（圖二）（參考書目一）公式39上圖中2）橫擔長度：（6）地線支架的

8、高度 (1)防雷保護角，根據參考書目四，線路在避雷保護角取25°其中取a=300mm,c=1289mm,b=2045mm根據示意圖一：(2)避雷保護角的驗算：參考書目六，公式824(3)避雷線的相關參數(shù)，根據參考書目三和四，任務書的要求，選地線：結構形式：1×7，截面積為37.15mm,公稱直徑7.8mm 公稱抗拉強度為1470Mpa,A級渡鋅層的鋼絞線。標記為：1×7-7.8-1470-A-CB 12000-88地線的相關的金具表格：（圖三）件號名稱質量(kg)數(shù)量型號(長度mm)1掛板0.561Z-7(60)2球頭掛環(huán)0.271QP-7(50)3絕緣子3.31

9、XDP1-7(182)4懸垂線夾5.71CGU-2(70)絕緣子串長度362mm絕緣子串重量9.83kg適用避雷線1×7-7.8-1470-A（表七）所以圖二中地線支架的高度H1=h+d-c=3742+362-1289=2815mm由參考書表一3-10.d取3.50m。至此桿塔的結構尺寸基本確定桿塔總高度H=13354+2815+3500+3000=22670mm至此桿塔的結構尺寸基本確定第二部分，桿塔的荷載計算（1） 避雷線的比載計算已知參數(shù)鋼絞線1×7-7.8-1470-A的彈性系數(shù)E=181400N/mm2,溫度膨脹系數(shù)a=11.5×10-6(1/°

10、;C)，截面積為56.30mm,公稱直徑9.6mm，計算拉斷力71.50KN,還要乘一個換算系數(shù)0.92，導線的比載已經在上一部分計算過了，不用重復，避雷線的計算方法和導線的計算方法是一樣的。下面圖示四為自己所編的小計算程序，這里只給出了計算的結果：（表八）截面積A(mm2)導線直徑d(mm)彈性系數(shù)E(MPa)溫度膨脹系數(shù)(1/°C)計算拉斷力(N)計算質量(Kg/km)抗拉強度Mpa安全系數(shù)K許用應力Mpa年均應力上限MPa37.157.818140011.5×10-65020030.931596.512.5638.6399.133（圖四）外過電壓 內過電壓 設計強度

11、計算風偏外過電壓 內過電壓 設計強度 計算風偏85.6548.68134.3383.6615.7435.94119.73139.05（二） 運行情況一氣象條件：最大設計風速，無冰，未斷線，其中，v=25m/s,t= 5,b=0地線重量GB: GB=地線風壓PB：導線重量GD:導線風壓PD:氣象條件：覆冰，相應風速，v=10m/s,b=5mm,t=5°地線重量GB ：（四）斷導線情況，斷一根導線的荷載組合情況為：無冰，無風（5）斷地線情況：斷地線的荷載組合情況：無冰，無風，導線未斷至此：桿塔的外力荷載安要求計算得出第三部分 配筋計算1）初步選用配筋為，C40混泥土斷面外半徑：鋼筋的面積

12、：2）設計處的剪切力V：剪力由混泥土承受，環(huán)形截面的螺旋筋僅按配置構造。第四部分 強度校核、校驗(一)計算條件（整理前面的結果）1線路電壓110kv2導線型號LGJ-150/20,地線型號1×7-7.8-1470-A3 設計水平檔距265m,垂直檔距380m4 采用固定線夾和固定橫擔5 主干采用離心法制造。全長2267mm,按（11335mm+11335mm）分段,壁厚50mm,主桿采用電焊連接，混泥土采用C40,級鋼筋.6 桿塔的呼稱高度13354m(二)計算荷載列表情況氣象，荷載及張力正常安裝斷線覆冰最大風最低溫氣象條件氣溫°C5-520-10-20冰厚mm50000風

13、速m/s10250100水平荷載(N)導線5441847地線354824垂直荷載(N)導線32302786278627862786地線19931299129912991299地線張力(N)斷導線殘存張力(N)65281 零力矩點位置的確定（計算模型圖參考附圖電桿外型圖）嵌固點的深度為3000/3=1000mm,參考書目一，等徑桿適合代帶叉梁的門型桿，此處使用等徑桿，取直徑為400mm2 正常情況主桿彎矩的計算（1）桿身風壓（2） 各段風壓合力作用點高度：（3）各段彎矩計算可以看出M2，M3 的彎矩比較接近，叉梁的起作用了由計算結果，可以看出主桿時足夠安全（4）單吊點起吊計算圖示門型桿為對稱結構

14、，半個橫擔重為2000N,計算單桿就行了，叉梁重量小忽略，C點為支撐點。1求支座反力2計算各點的彎矩對比設計強度，在起吊時是安全的。(5)斷導線情況下內力計算斷邊導線荷載系數(shù)取0.75,不帶拉線電桿，考慮地線支持力由此得出桿根彎矩：橫擔處主彎矩：由計算結果，可以看出主桿時足夠安全第五部分 基礎設計此處采用下壓基礎，基礎型號為DP12-2，適合主徑為400mm的桿，計算參考圖見附圖，基礎圖，下面進行強度驗算計算1 抗壓承載力計算地盤地面壓力：N為垂直下壓力計算值，其中應該加上導線地線在覆冰情況下的重力：取（粗沙）（參考書一表112）由于梯形體積計算復雜，土的重量計算采用簡化計算的方法進行，2.抗

15、壓承載力驗算偏心矩計算由于e>0.033a,所以采用下式計算：3地盤強度計算：參考書籍一，公式1154地盤強度是足夠的參考書目東北電力設計院，電力工程高壓送電線路設計手冊第二版DL_T5092-1999(110-500KV架空送電線路設計技術規(guī)程)1陳祥和，輸電桿塔及基礎設計2孟遂民，架空輸電線路設計5懂吉鍔，電力金具手冊2001第二版，中國電力出版社6，周澤存，高電壓技術第二版，中國電力出版社六課程設計小結 在沒有做課程設計之前只是單純的零散的課本知識沒有形成一定的體系，對各部分之間的聯(lián)系也不是很了解。這次課程設計的學習使我們對這門課有了更深入的了解。同時上一周關于線路設計的課程設計剛

16、好對應了這周的學習且為施工設計也做了一定的準備。原來對專業(yè)各方面的認識也漸漸由模糊變深刻了。理論的學習應該結合實際的生活，我們現(xiàn)在學習的有些內容是不能代替實踐經驗的。我們應該把課本上的知識和實際生活中的知識相結合，在平時有機會時多出去鍛煉鍛煉使理論升華。去工作單位后當一個有心人，在這次學習中遇到了一些難題，有的可以問同學解決，有的則要自己查書查資料。在這近似苦悶的生活中學的了工具書的用法及自學的能力。也從學習中看到了自己不足的一面，知識點的漏洞還有沒有形成結構性的體系，這些都是問題。問題發(fā)現(xiàn)了在以后的日子一定應該注意將其消滅。認真學習。興趣其實是從汗水中獲得的，一份耕耘一份收獲。到時能成為一個上塔能干活下塔能學習的輸電人。最后要感謝我們