架空输电线路［110kV架空输电线路初步设计］110kV 架空输电线路初步设计 目录 前言 第一章 原始资 料介绍 1 第二章 设计说明书 2 第一节 路径的选择 2 第二节 导线及避雷线部分 2 第三节 导体的应力及弧垂 4 第四节 杆 塔的选择 7 第五节 杆塔基础设计 11 第六节 绝缘子及金具的 选择 13 第七节 防雷防振及接地保护装置的选择 16 第三章 计算任务书 18 第一节 导线截面选择及校验计算部分 18 第二 节 导线的应力及弧垂计算 20 第三节 导线的防振设计 27 第 四节 杆塔头部尺寸校验 29 第四章 结束语 31 参考资料 31 附录一 弧垂应力曲线图 32 附录二 杆塔一览图 33 附录三 杆 塔基础 34 附录四 绝缘配合 35 第一章 原始资料介绍 一、设 计情况 由于国民经济的高速发展，现有城市电网难以满足工业 用电及人民群众生活用电的需求，需新建一 110kV 架空线路,该 输电线路采用单回输电方式，线路总长5km，输送功率20MW, 功率因数 0.8，最大利用小时数为 6000小时该地区用电量年增 长率为 18%该地区处于平原，该输电线路经过的地势较平坦， 相对高度较小，沿线耕地较少，多为居民区、工厂、道路等，沿 线树木较少，土质含沙量大，地下水位较浅。
二、设计气象条件 表 1-1 线路经过地区的自然条 气象条 件类别气温（°C）风速（m/s）覆冰厚度（mm）最高气温 +40 0 0 最低气温 -20 0 0 最大风速 -5 30 0 覆冰情况 -5 10 10 年平均气温 +15 0 0 外过电压 +15 10 0 内过电压 +15 15 0 安装情况 -10 10 0 冰的比重 0.9g/cm3 第二章 设计说明书 第一节 路径的选择 该线路从110kV （A站）构架出线至110kV （B站）进线构架线路全长5km，全线经过的地区地势较平坦， 相对高度较小，沿线耕地较少，多为居民区，工厂，河流，道路 等，沿线树木较少沿途有公路到达，交通运输方便，有利于施 工、运行、维护经工作人员对本地地形反复考察绘制出的路径 图如下所示全线导线对地最小距离为 7.0 米，线路与其他设施交叉跨越 规定要满足下表中的要求表 2-1 交叉跨越一览表 跨越物 跨越次数 与跨越物的安全 距离（m）河流1 6 10kV线路3 3低压线路4 3通讯线路4 3 道路 1 7 第二节 导线及避雷线部分 电力线路是电力系统的 重要组成部分，它担负着输送和分配电能的任务，从电源向电力 负荷中心输送电能的线路称作输电线路，输电线路按照结构可以 分为电缆线路和架空线路，架空线路由杆塔、导线、避雷线、绝 缘子、横担及金具构成。
一、导线 导线是固定在杆塔上输送电流的金属线，由于经 常承受着拉力、冰、雨、雪以及温度变化的影响，同时还受空气 中化学杂志的侵蚀，所以导线的材料除了应有良好的导电率以外 还应有足够的机械强度和防腐性能合理的选择导线截面积，对 电网安全运行和电能质量有重大意义随着经济的快速发展，对 电力的需求越来越大，35kV及以上电压等级的线路要按经济电 流密度选择导线截面积，然后再校验其他技术条件我们在选择 导线的时候还应该考虑线路投运后 5 年的发展需要计算公式为：--线路的最大负荷电流 --经济电流密度 本设计选用的导 线型号为LGJ-300 / 40具体计算详见计算书）表2-2 LJG- 300/40 钢芯铝绞线的相关参数 根数/直径 计算界面积 外径 直 流电阻 计算拉断力 计算质量 铝 钢 铝 钢 合计 24/3.99 7/2.66 300 38 338 23.94 0.096 ***** 1133 二、避雷线 避雷线作 用是防止雷电直接击于导线上，并把雷电流引入大地避雷线悬 挂于杆塔顶部，并在每基杆塔上均通过接地线与接地体相连接， 当雷云放电雷击线路时，因避雷线位于导线的上方，雷首先击中 避雷线，并藉以将雷电流通过接地体泄入大地，从而减少雷击导 线的几率，起到防雷保护作用。
35kV线路一般只在进、出发电厂 或变电站两端架设避雷线，110kV及以上线路一般沿全线架设避 雷线，避雷线常用镀锌钢绞线避雷线根据与导线配合的原则我 们选择的型号为GJ-50型表2-3常用导线避雷线配合表导线型号LGJ-35〜70 LGJ- 95〜185 LGJQ-150〜185 LGJ-240〜300 LGJQ-240〜400 LGJ- 400 LGJQ-500及以上 避雷线型号 GJ-25 GJ-35 GJ-50 GJ-70 第 三节 导体的应力及弧垂 架空线路的导线和避雷线，周期性的遭 到外部荷载的作用，在导线和避雷线上产生不同的应力这些荷 载来自自身重力、冰重和风压这些荷载可能是不均匀的，但为 了方便计算一般按沿导线均匀分布进行处理在架空线路机械计 算时，常把导线受到的机械荷载用“比载”表示一、导线的比载 1.自重比载 导线本身重量所造成的比载称 为自重比载 按下式进行计算 式中 m--每公里导线的重量；S--导线截面积2. 冰重比载 导线覆冰时由于冰的重量所造成的比载称为冰 重比载，假设冰层沿导线均匀分布成一个空心的圆柱体，冰重比 载可按下式进行计算 式中 b--覆冰厚度；d--导线直径；s--导线截面积。
3. 导线自重和冰重总比载 4.无冰风压比载 无冰时作用在每 米每平方毫米导线上的风压荷载称为无冰时风压比载可按下式 进行计算c-风载体型系数当导线直径d17时c=1.2；当导线直径dM17时c=1.1 v--设计风速；d--导线直径；s--导线截面积；a--风速不均匀系数，采用表2-4所示值表 2-4 各种风速下的风速不均匀系数 设计风速 m/S 20 以 下 20~30 30~35 35 以上 a 1.0 0.85 0.75 0.70 5. 覆冰风压比载 导线覆冰时作用在每米每平方毫米导线上的风压荷载称为无冰 时风压比载可按下式进行计算 c--风载体型系数当导线直径 d17 时 c=1.2；当导线直径dM17时c=1.1 v--设计风速；d--导线直径；s--导线截面积；a--风速不均匀系数，采用表 2-4 所示值6. 无冰有风时的综合比载 无冰有风时导线上作用着垂直 方向的比重和水平方向的比重按相量合成可得综合比载7. 覆冰有风时综合比载 导线覆冰有风时，导线上作用着垂 直总比载，覆冰风压比载按相量合成可得覆冰有风时综合比载当气象条件变化时，导线受温度和荷载的作用，导线材料的 应力，弧垂及线长也将随着变化，不同的气象条件下导线的应力 可以根据状态方程进行计算。
悬挂于两杆塔间的一档导线，弧垂 越大导线的应力越小，反之弧垂越小应力就越大因此从导线强 度安全角度考虑应加大弧垂从而减小应力，以提高安全系数但 是，若要片面的强调增大弧垂，为保证对地安全距离，在档距相 同的条件下则必须增加杆塔高度，或在同等杆塔高度下减小档距 结果使基建投资费用大大增加，同时，增大弧垂导线固定不稳， 也就增大了相间短路的机率通常的处理方法是，在机械强度允 许的范围内尽量减小弧垂二、临界档距 临界档距是指最大应力同时出现在最大比载 和最低气温时的档距，凡小于此临界档距的实际档距导线的最大 应力的控制气象条件必定是最低气温；凡大于此临界档距的实际档距导线的最大应力的气象控制 条件必定是最大比载可能出现最大应力的气候情况一般有三种 ①最低气温时；② 覆冰时；③ 最大风速时，除上述三种情况外，再加上平均气温时最大 应力为年平均运行应力的上限根据比载控制应力，将有关数据 按的值由小到大列出表格，遇到的值相同时可取较小者编入序号 舍弃较大者表 2-5 可控条件排列表 出现控制应力的气象条件 控制应 力比载温度(C)比值顺序代号最低气温108.817 32.754 -20 0.301 A 最大风速 108.817 48.967 -5 0.450 B 年平均气温 68.011 32.754 15 0.482 C 覆冰 108.817 61.123 -5 0.562 D 其它 档距根据上面的算法即可求出，判定有效临界档距，列出有效临 界档距判别表，即可求出临界档距。
计算见计算书) 表 2-6 临 界 档 距 控 制 条 件 判 别 表 A B C 253.269(m) i366.784(m) 219.116(m) 164.639(m) 0 177.088(m)档距在 0〜164.639 (m)范 围内由编号 A 所代表的条件控制；档距在 164.639〜219.116 范围内由编号 C 所代表的条件控 制；当档距大于219.116时有编号D代表的条件控制三、计算各种气象条件下的应力和弧垂 导线的架设安装是 在不同气象条件下进行的，施工时需对照事先做好的表格，查出 对应的弧垂，以确定松紧程度，使其在任何气象条件都不超过允 许值且满足耐振条件，并且导线对地和被跨物之间的距离符合要 求，保证运行的安全利用状态方程求出最低气温、最高气温和平均气温三种气象 条件下的应力和弧垂，并作出表格表 2-7 各温度下的应力弧垂 温度 档距 50 100 150 165 200 220 250 300 350 400 500 t= - 20C 应力 108.817 108.817 108.817 106.69 102.309 99.716 93.586 84.776 78.149 73.468 68.806 弧垂 0.0941 0.376 0.847 1.044 1.6 1.987 2.734 4.347 6.418 8.917 14.876 t= 15C 应力 63.304 63.176 68.282 68.011 68.011 67.957 66.436 64.478 63.087 62.19 60.822 弧垂 0.169 0.648 1.349 1.639 2.408 2.915 3.852 5.715 7.95 10.534 16.829 t=40C。
应力 30.856 40.101 48.278 49.417 52.105 53.349 54.11255.034 55.802 56.578 56.86 弧垂 0.331 1.018 1.908 2.256 3.1433.711 4.729 6.696 8.988 11.64 18.001 第四节 杆塔的选择 一、 杆塔的作用及类型 架空线路的杆塔是用来支持导线和避雷线的， 并使导线与导线，导线与避雷线，导线与大地及其它被跨越物间 保持一定的安全距离，杆塔按照用途分又可以分为以下几类：1. 直线杆塔 直线杆塔包括直线水泥杆塔和直线铁杆塔等， 直线杆塔用于线路的直线段上，线路正常运行时有垂直荷载和水 平荷载，能支持断线和其他顺线路方向的张力，在顺线路方向张 力的作用下直线杆塔的悬垂绝缘子允许偏斜，杆塔也允许有一定 的绕度，直线杆塔有直线杆、直线带转角杆、直线换位杆等2•耐张杆塔 线路较长时一般3〜5km还需要一基耐张杆塔， 以便承受导线和避雷线的张力，耐张杆塔是用来锚固导线、限制 线路故障范围、便利施工与检修的除承受导线风压和重力外， 还承受导线张力，大多数兼有转角，因此，还有角度力故杆塔 强度要求较高，结构也较复杂，钢材消耗量和造价都比较高。
3. 转角杆塔 转角杆塔位于线路转角处，线路转向内角的补 角称为转角4. 终端杆塔 终端杆塔位于线路的首、末端，终端杆塔是输电 线路进出变电所或发电厂的最后或最初一基杆塔其特点是一侧 （线路侧）承受很大导线张力，而另一侧（变电所侧）承受很小 的松弛张力这是因为变电所门型架的设计只能承受很小的导线 避雷线张力终端杆一般也兼转角由于杆塔两侧导线、避雷线 的不平衡张力很大，所以材料消耗量大、造价高，塔型与耐张塔 相似5. 换位杆塔 换位杆塔是 110kV 及以上的线路为使三相导线 在空间进行换位的特种杆塔在中性点直接接地的电力网中长度 超过100km的送电线路均应换位换位循环长度不宜大于200km 本线路长 50km 不考虑换位二、杆塔型式的选择 1.杆塔选型应从安全可靠维护方便并结合施工制造地形地质和基础型式等条件进行技术经济比较2. 在平地和丘陵等便于运输和施工的地区宜因地制宜地采 用拉线杆塔和钢筋混凝土杆3. 在走廊清理费用比较高及走廊较狭窄的地带宜采用导线 三角形排列的杆塔;对非重冰区还宜结合远景规划采用双回路或 多回路杆塔;在重冰区地带宜采用单回路导线水平排列的杆塔;在 城市或城郊可采用钢管杆塔。
4. 一般直线杆塔如需要带转角 ,在不增加塔头尺寸时不宜大 于悬垂转角杆塔的转角角度,对和 500kV 及 330kV 以下杆塔分别 不宜大于和 5. 带转动横担或变形横担的杆塔不应用于居民区、检修困难 的山区、重冰区、交叉跨越点以及两侧档距或标高相差较大容易 发生误动作的杆塔位三、对杆塔尺寸的要求：1. 杆塔塔高及塔头尺寸应使导线在最大弧垂或最大风偏时 仍能满足对地距离、对交叉跨越物、对临近地面障碍物距离的要 求；2. 塔头尺寸还需满足导线之间以及导线与地线间空气间隙 距离要求以及档距中央导线相间最小距离要求；对需带电作业的杆塔，还应考虑带电作业的安全空气间隙3. 杆塔塔头结构、尺寸需满足规定风速下悬垂绝缘子串或跳 线风偏后，在工频电压、操作过电压、雷电过电压作用下带电体 与塔构的空气间隙距离要求；4. 地线对导线的防雷保护角要求四、杆塔呼称高的确定 杆塔的呼称高是指杆塔下横担下缘 到设计地面的竖直距离，用H表示杆塔呼称高的确定主要考虑 导线与地面、建筑物、树木、道路、河流、各电压等级的电力线 路的安全距离的要求确定呼称高的公式为：式中--为悬垂绝缘子串长度；--为导线最大弧垂；--为发生最大弧垂时导线到设计地面的最小距离表 2-8；--为施工裕度 表 2-8 导线对地面的最小距离 标称电压 （kV） 经过地区 110 220 330 500 居民区 7.0 7.5 8.5 14 非居 民区 6.0 6.5 7.5 11 交通困难地区 5.0 5.5 6.5 8.5 表 2-9 施工裕 度 档距 200 200~350 350~600 600~800 800~1000 施工裕度 0.5 0.5~0.7 0.7~0.9 0.9~1.2 1.2~1.4 由可知：杆塔定位档距增大， 则每千米杆塔基数减少，但杆塔呼称高增高，杆塔定位档距减少， 杆塔呼称高降低，但每千米杆塔基数增多。
如果用每千米线路造 价来衡量线路的经济情况，一定存在某一档距，使线路造价最为 经济这样的档距称为经济档距，对应的呼称高称为经济呼称高表2-10输电线路杆塔经济呼称高 线路电压等级（kV）钢 筋混凝土电杆（m） 铁塔（m） 35〜60 10〜12 15 110 13 15^ 18 154 17 18〜20 220 21 23代表档距为400时最大弧垂发生在 最大气温时，最长绝缘子串长度本设计杆塔呼称高 =2.4+11.64+6+0.8=20.84m 结合本线路实际情况，本设计所确 定的杆塔经济呼称高为 24 米跨越杆塔要有足够的高度本设计用 27m五、线间距离的确定 1.导线水平排列线间距离的确定 水平 排列的两相导线线间距离应按下列要求并结合运行经验确定对 1000m以下档距水平线间距离宜按下式计算D—导线水平线间 距离；—悬垂绝缘于串长度；—送电线路标称电压； —导线最大弧垂 弧垂与档距的函数关系为代入上式可得到线间距离与档距 的函数关系，档距越大所需的线间距离也越大本设计应力弧垂 计算中计算的最大弧垂所以 2.导线垂直排列线间距离的确定 导线垂直排列时，使线间距离接近的因素有：导线覆冰不均匀或 者导线覆冰脱落产生跳跃。
垂直线间距离宜采用水平线间距离计 算结果的 75%，即 使用悬垂绝缘子串的杆塔其垂直线间距离不 宜小于表 2-11所列数值 表 2-11 使用悬垂绝缘子串杆塔的最小 垂直线间距离 标称电压（kV） 110 220 330 500垂直线间距离（m） 3.5 5.5 7.5 10 覆冰地区上下层相邻导线间或地线与相邻导线间的水平偏移如无运行经验不宜小于表 2-12 所列数值 表 2-12 相邻的上下层导线或导线与避雷线之间的最小水平偏移 标称电压（kV） 110 220 330 500 设计冰厚 10mm 0.5 1.0 1.51.75 4.两相导线倾斜排列其等效水平线间距离 导线三角排列时 计算出的等效水平间距不应小于下式计算出的结果等效水平线 间距离的计算公式为 式中：--导线三角排列的等效水平线间距 离，m；--导线间水平投影距离， m；--导线间垂直投影距离， m根据上述计算尺寸以及本线路经过地区的地质条件（地势较 平坦，相对高度较小，沿线耕地较少，多为居民区，工厂，道路 等，沿线树木较少，土质含沙量大，地下水位较浅）从安全、经 济和导线截面积方面综合考虑选取ZM1ZM2为直线杆塔,J1J2, J3 为转角和耐张杆塔。
导线三角形排列，地线水平排列表2-13杆塔一览表 塔型名称 呼高（m）水平档距（m） 垂直档距（m）允许转角（°）串型 塔重（kg）作用 数量（个） ZM1 24 310 450 I 2508 直线 4 ZM2 27 400 600 3200 跨越 4 J1 24 400 500 0 〜20 4302 耐张 4 J2 24 400 500 20 〜40 4903 转角 1 J3 24 400 500 40 〜60 5619 转角 1 第五节 杆塔基础设计 输电线路杆塔及拉线的基础，应使杆塔在各 种受力的情况下不至于倾覆、下陷或上拔因此对基础施工的质 量要求必须严格，工程数据，资料的记录必须齐全，以利于长期 安全运行钢筋混凝土电杆直接将杆腿埋入地下，铁塔则借助于 钢筋混凝土的基础和底脚来固定一、铁塔基础承受以下几种荷重 1.由杆塔、导线、避雷线、 绝缘子、金具等的自重而产生的垂直荷重，还应计及覆冰荷重和 安装时工人、工具及附件的荷重2.由风力产生的荷重力，转角杆塔的角度荷载3.由两侧导线、避雷线张力不平衡由事故断线而产生的张力 和冲击力4. 组立杆塔及架空线时产生的安装负重二、基础型式的选择 杆塔基础根据杆塔类型、地形、地质 及施工条件的不同，一般采用以下几种类型。
1) 现场浇制的混凝土和钢筋混凝土基础：适用在施工季节砂 石和劳动力条件较好的情况下2) 预制钢筋混凝土基础：这种基础适合于缺少砂石、水源的 塔位或者需要在冬季施工而不宜在现场浇制基础时采用预制钢 筋混凝土基础的单件重量要适应于至塔位的运输条件，因此预制 基础的部件大小和组合方式有所不同3) 金属基础：这种基础适合于高山地区交通运输条件极为困 难的塔位4) 灌注桩式基础：灌注桩式基础可分为等径灌注桩和扩底短 桩两种当塔位处于河滩时， 考虑到河床冲刷及防止漂浮物对 铁塔影响，常采用等径灌注桩深埋基础扩底短桩基础最适用于 粘性土或其他坚实土壤的塔位本地区沙石较少，土质疏松宜采用预制钢筋混凝土阶梯式基 础选择的杆塔基础要与杆塔的参数相吻合表 2-14 杆塔塔重及基础作用力 塔型名称 呼称高( m) 塔 重(kg)上拔腿作用力下压腿作用力上拔力水平力下压力 水平力 ZM1 24 2508 110 12 14 146 14 16 ZM2 27 3206 108 13 13 148 15 15 J1 24 4302 265 34 35 314 36 38 J2 24 4903 399 46 47 451 52 50 J3 24 5619 493 61 57 550 68 60 表 2-15 所选基础 及其参数 基础型号 容许上拔力 容许水平力 容许下压力 型基 础 117.7 31.5 51.5 194.2 型基础 117.7 31.5 31.5 194.2 型基础 280.5 41.0 41.0 511.7 型基础 450.8 55.0 55.0 606.1 型基础 533.4 74.6 74.6 779.5 第六节 绝缘子及金具的选择 一、绝缘子 绝缘子是用来支撑和悬挂导线，并使导线和杆塔绝缘，它应具有 足够的绝缘强度和机械强度，同时对化学物质的侵蚀具有足够的 抵御能力，并能适应大气条件的变化。
一）绝缘子的种类和用途 1.针式绝缘子：针式绝缘子主要用 于线路电压不超过35kV,导线张力不大的直线杆或小转角杆塔 优点是制造简易、价廉，缺点是耐雷水平不高，容易闪络2•瓷横担绝缘子:这种绝缘子已广泛用于110kV及以下线路, 它具有许多显著的优点,如：绝缘水平高；同时起到横担和绝缘子的作用,能节约大量钢材,并能提高 杆塔悬挂点高度,可节约线路投资 25%~30%；运行中便于雨水冲洗3.悬式绝缘子：在 35kV 及以上架空线路采用通常把它们 组装成绝缘子串使用,每串绝缘子的数目与额定电压有关二）绝缘子的选择 1.绝缘子串型号、片数、串数的确定地 区污秽等级主要根据地区的污湿特征、运行经验以及外绝缘表面 污秽物的等值附盐密度三个因数综合确定我过污秽等级分5级 如表 2-16所示2. 绝缘子串型号需考虑线路的运行电压、绝缘子的允许机电 荷载和拟承受的外荷载、以及一定的安全系数3 .绝缘子串片数通常根据设计所要求的工频电压泄漏比距 和所选绝缘子单片泄漏距离数值来确定,也可按绝缘子串的污闪 电压来选择,同时所选绝缘子串片数还应满足操作过电压要求, 并考虑雷电过电压的需要绝缘子串的泄漏距离应满足下式 式中D一绝缘子串的泄漏距离，cm；U—线路额定电压，KV；d—泄漏比距，cm/KV。
知道每片绝缘子的泄漏电流距离，即可决定绝缘子的片数 n绝缘子的泄漏电流距离指两极间沿绝缘件外表面轮廓的最短距 离直线杆塔每串绝缘子片数为 n = D/S（5—13） 式中D一绝缘子串应有的泄漏距离，cm；S—每片绝缘子的泄漏距离，cm；n—直线杆绝缘子串的绝缘子片数表 2-16 各污秽条件下的泄露比距 对线路穿过地区实地考 察，该地区为丨级污秽区，所以设计采用丨级污秽区标准设计本设计全线采用硅橡胶复合绝缘子，直线杆塔悬垂串用棒形 悬式复合绝缘子FXBW4-110/100,每相单串；转角及耐张杆塔耐张串用XWP-70，每相单串；跨越一级及以上公路、110kV及以上线路每相双串在导线 端安装一个均压环选 择 悬式硅橡 胶复合绝 缘子的 最小公称 爬电距 离为： FXBW4-110/100 的最小公称爬电距离为*****.*****=3168， XWP- 70 的最小公称爬电距离为*****=*****.*****=3168所选绝缘子满 足要求二、金具的选择 悬垂线夹选取中心回转式悬垂线夹 XGU-4， 耐张线夹导线选取导线用液压型耐张线夹NY300/40，避雷线选 取避雷线用压缩型耐张线夹NY-50G。
设计采用的安全系数：导 线金具不小于 2.5，避雷线金具不小于 3.0表 2-17 所选金具主要尺寸 型号 主要尺寸 标称破坏何重（kN） 重量 （kg） H L R C M XGU-4 110 250 13.5 18 16 403.0 型号 主要尺寸 握力 重量 D1 D2 D3 L1 L2 r L3 NY300/4040 16 18 535 55 11.0 265 88 3.1 NY-50G 18 16 155 110 315 600.7 四，杆塔头部尺寸的校验 杆塔头部尺寸布置的重原则是满 足导（地）线的绝缘配合，主要有以下三个方面：1. 导线与杆塔身的距离应满足大气过电压，内部过电压及正 常工作电压三种电压的间隙要求，以及满足带点作业的间隙要求2. 导线之间的水平或垂直距离，应满足按档距中央接近程度 所需要的距离（包括由于风吹动而引起的不同期摆动或不均匀覆 冰的影响等）. 3.避雷线的布置应满足对导线防雷保护的要求经校验杆塔尺寸满足下表要求校验过程见计算书）表 2-18规程规定空气间隙采用数值 电压等级（kV） 35 110 220雷 过电压时（m） 0.45 1.00 1.90操作过电压时（m） 0.25 0.7 1.45 工频电压时（m） 0.1 0.25 0.55第七节 防雷防振及接地保护装 置的选择 一、防雷保护措施 根据电力行业标准《交流电气装置 的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620—1997）及《设计规程》规定， 本工程采用以下措施防雷：1. 防雷本线路全线架设两根地线；2. 塔头布置两根地线之间的距离不超过地线与导线垂直距 离的 5 倍，地线对边导线的保护角不大于20度；3. 在外过电压 15 度无风时，在档距中央，导线与地线间的 距离满足下式要求：S=0.012L+1；式中S--档距中央导线与地线间的距离（m）；L一档距（m）（计算条件为±15C。
无冰、无风）二、防振措施 导线的振动和舞动对导线的危害较大，引起 导线振动的主要原因是风的作用，架空输电线路的导线受稳定的 微风作用时，便在导线的背面形成以一定频率上下交替变化的气 流涡流，从而使导线受到一个交替的脉冲力作用，当频率与导线 固有频率相等时，导线垂直平面产生共振，引起导线舞动导线振动的波形为驻波，即波节不变，波腹上下交替变化 在一年中，导线振动的时间达全年的 30％－35％，无论导线以 什么频率振动，线夹出口总是为一波节点，所以导线振动使导线 夹出口反复扭折，使材料疲劳，最终导致导线断线或断股事 件发生，对导线的运行安全危害很大鉴于导线振动的起因及危害，我们必须采取相应的措施来保 护线路安全运行，在该设计中主要从下面两方面来保护：1.采用防振线夹，利用设备本身对导线的阻尼作用，减少导 线的振动；2.采用防振锤（导线使用 FD-5 避雷线使用 FG-50 型） 安 装防振锤的原则：最大波长和最小波长的情况下，防振锤的安装 位置夹出口的第一个半波内表 2-19 防震锤与导线避雷线的配合表 型号 使用绞线截 面积（）质量（kg）数量（个）钢绞线 铝绞线FD-5 300〜400 7.2 28 FG-50 50 2.4 56 3.采用阻尼线。
高频振动时阻尼线消振效果较好，阻尼线比较适合小截面导 线的防振，对大跨越档距则往往采用阻尼线加防震锤的联合防振 措施，以发挥各自的优势本线路处于平原地带受风的影响较大，故采用防振锤防振， 具体计算详见计算书部分三、接地保护 根据规程规定：有地线的杆塔均应接地土 壤电阻率为100WpW500Qm，除利用杆塔的自然接地外，还应 装设人工接地装置在雷雨季节干燥时，自立杆塔的工频接地电 阻按不大于15Q设计，每基杆两腿和塔四腿均装设接地引下线 及接地装置，人工接地体采用申12圆钢，接地体及引下线应热镀 锌防腐并敷设成放射型，埋深不小于0.8m为便于测量变电站 接地网的电阻，在变电站的地线挂线架上，装设一片XWP-70型 悬式绝缘子正常时地线与变电站连接，测量电阻时拆开杆塔 接地电阻满足有关规程的要求不大于下表所列值 表 2-20 杆塔 工频接地电阻土壤电阻率（Qm） W100 100W500 500W10001000W2000 2000杆塔工频接地电阻（Q） 10 15 20 25 30经测 量的被设计经过地区土壤电阻率为200Qm杆塔工频接地电阻 简易计算公式第三章 计算任务书 第一节 导线截面选择及校验计算部分 一、按经济电流密度选择导线截面 表 3-1 经济电流密度 （A/mm2） 导线材料 最大负荷利用小时 3000 以下 3000~5000 5000 以上 铝线、钢芯铝线 1.65 1.15 0.9 铜线 3.0 2.25 1.75 铝芯电缆 1.92 1.73 1.54 铜芯电缆 2.5 2.25 2.0 I二P/查 表3-1得J=0.9A/mm,则单回路线路总的截面积为 我们在选择 导线的时候还应该考虑线路投运后5年的发展需要。
本地负荷年 增长为 18%所以应选择导线的截面积为：由附表查得选择钢芯铝铰线 LGJ-300/40表3-2导线与避雷线配合原则导线型号LGJ-35〜70 LGJ- 95〜185 LGJQ-150〜185 LGJ-240〜300 LGJQ-240〜400 LGJ- 400 LGJQ-500及以上 避雷线型号 GJ-25 GJ-35 GJ-50 GJ-70 根 据上表的配置原则避雷线选择 GJ-50. 表 3-3 LJG-300/40 钢芯 铝绞线的相关参数 根数/直径 计算界面积 外径 直流电阻 计 算拉断力 计算质量 铝 钢 铝 钢 合计 24/3.99 7/2.66 300 38 338 23.94 0.096 ***** 1133表3-4 GJ-50型避雷线的规格和物理 特性参数 计算外径 mm 计算截面 mm2 单位质量 kg/km 9.0 49.46 423.7综合瞬时破坏应力弹性系数线膨胀系数（1/C 1224.5 ***** 11.5x10-6二、导线截面的校验（1）按电晕条件 进行校验 为了降低电能损耗，防止产生电晕干扰，对于 110kV 及以上电压等级的线路应按电晕条件校验截面积 ,所选导线截面 积不得小于下表所列数值。
表3-5 不必验算电晕的导线 额定电压 110 220 330 500导 线外径 9.6 21.3 2x21.3 3x27.4~4x21.3 导线型号 LGJ-50 LGJ- 240 LGJ-240x2 LGJQ-400x3~300x4 （2）按机械强度进行校验为保证电力系统安全可靠的运行，一切电压等级的输电线路都要 具有一定的机械强度，对于线路跨越铁路、通航河流、公路、通 信线路和居民区的线路，其导线截面不得小于35mm,导线LGJ- 300/40 导线能满足机械强度要求3） 热稳定校验 所选导线的最大容许持续电流应大于该线 路正常或故障后运行方式下可靠通过的最大持续电流查表可知 GLJ-300/40在40C时的载流量为624A大于五年后导线的经济 电流131.2=254A，所选导线满足要求4） 按电压损耗校验 所选导线满足要求第二节 导线的应力及弧垂计算 一、比载计算 查表及资料 可知 LGJ-300/40 导线的参数为：计算截面积 计算直径 单位质 量，覆冰厚度覆冰风速 最大风速雷过电压时的风速内过电压时 风速1.自重比载 2.冰重比载 3.垂直总比载 =（32.754+27.742） x=60.496x（） 4•无冰风压比载5•覆冰风压比载6•无冰综合比 载 7.覆冰有风时综合比载 二、临界档距以及控制条件下的控制 范围。
查资料可知：LGJ-300/40导线的计算拉断力二*****N,计算 截面积=338.99，所以导线的综合瞬时破坏应力， LGJ-300/40 导 线的铝钢结构比为24/7查表得弹性系数E=*****，弹性伸长系数 = 1/E=13.7x，膨胀系数=19.6x （C一）控制应力 取安全系数K=2.5，则最大使用应力为：在 平均气温时 ， 控 制 应 力 为 平均运行的 上限， 即 272.043x25%=68.011 （二）可能控制条件列表 可能出现最大应 力的气候情况一般有三种： ①最低气温时；② 覆冰时；③ 最大风速时，除上述三种情况外，再加上平均气温时最大 应力为年平均运行应力的上限根据比载控制应力，将有关数据 按的值由小到大列出表格，遇到的值相同时可取较小者编入序号 舍弃较大者表 3-6 可控条件排列表 出现控制应力的气象条件 控制应 力比载温度(C)比值顺序代号最低气温108.817 32.754 -20 0.301 A 最大风速 108.817 48.967 -5 0.450 B 年平均气温 68.011 32.754 15 0.482 C 覆冰 108.817 61.123 -5 0.562 D (三) 计算临界档距(四)确定控制条件 表 3-7 临界档距控制条件判 别表 A B C 253.269(m) i366.784(m) 219.116(m) 164.639(m) 0 177.088(m)从表中可以看出，A栏中选取一个最小的临近档距 164.639m为第一个有限临界档距，然后转到C栏219.116m,大 于，故选为有效临界档距。
把有效临界档距标注在水平轴上，档 距在0~164.639 (m)范围内由编号A所代表的条件控制；档距在 164.639~219.116 范围内由编号 C 所代表的条件控 制；当档距大于219.116时有编号D代表的条件控制三、各种气象条件下的应力和弧垂计算 导线的假设安装是 在不同条件下进行的，施工时需对照事先做好的表格，查出对应 的弧垂，以确定松紧程度，使其在任何条件下都不超过允许值且 满足耐振条件，并且导线对地和被跨物之间的距离符合要求，保 证运行的安全一)最低气温(T=-20C)当L=50m时，应力由最低气 温控制=108.817 g=32.754x 0.0941m 当 L=100m 时，应力由最 低气温控制 0.376m 当 L=150m 时，应力由最低气温控制 0.847m 临界档距，当 L=165m 时应力由年平均气温控制 当 L=200m 时，应力由年平均气温控制 当 L=220m 时，应力由最 大比载控制 当L=250m时,应力由最大比载控制 当L=300m时， 应力由最大比载控制 当 L=350m 时，应力由最大比载控制 当 L=400m 时，应力由最大比载控制 当 L=500m 时，应力由最大 比载控制 (二)平均气温时 C 当 L=50m 时，应力由最低气温 控制 当L=100m时，应力由最低气温控制 当L=150m时，应力 由最大比载控制 当 L=165m 时，为临界档距应力由年平均气温 控制 当L=200m时，应力由年平均气温控制 当L=220m时，为临界档距应力由最大比载控制 当 L=250m 时，应力由最大比载 控制 当L=300m时，应力由最大比载控制 当L=350m时，应力 由最大比载控制 当 L=400m 时，应力由最大比载控制 当 L=500m时，应力由最大比载控制 （三）最高气温时 Co当L=50m时，应力由最低气温控制 当L=100m时，应力由最低气 温控制 当 L=150m 时，应力由最底气温控制 J 当 L=165m 时， 为临界档距应力由年平均气温控制 当 L=200m 时，应力由年平 均气温控制 当 L=220m 时，为临界档距应力由最大比载控制 当 L=250m 时，应力由最大比载控制 当 L=300m 时，应力由最大 比载控制 当 L=350m 时，应力由最大比载控制 当 L=400m 时， 应力由最大比载控制 当L=500m时，应力由最大比载控制 第三 节 导线的防振设计 一、防振锤安装距离计算：安装防震锤时其安装位置的确定原则是：在最大波长和最小 波长情况下，防震锤都能发挥一定的防震作用，防震锤的安装位 置夹出口处第一个斑驳范围内，防震锤安装距离的计算式为 导线直径23.94mm，自重比载g1=32.754风速上限二4.5 m/s风 速下限=0.5，代表档距=400m，其最低气温时导线应力 =73.468MPa，最高气温时导线应力=56.68MPa。
防振锤的安装距离 当导线档距较大，悬点高度较高，风的 输入能量很大而使导线震动强烈，安装一个防震锤不足以将此能 量消耗至足够低的水平，这时就需要安装多个防震锤实际工程中 档距两侧各需安装防震锤的个数一般可按表 4-7 确定多个防震 锤一般均按等距离安装，即按前述方法算出第一个防震锤的安装 距离b,第二个为2b,第三个为3b表 3-8 防震锤安装个数 导 线直径 档距（ m） 防震锤安装 个数 12 3 V 12 W300 300〜600 600〜900 12~22 W350 350〜700 700〜1000 22〜37.1 W450 450〜800 800〜1200 本设计 中导线LGJ-300/40直径23.94mm，所有杆塔档距均小于450m， 所以杆塔各侧只需安装一个防震锤，本设计中共用14 杆杆塔导 线用防震锤FD-5共28个，避雷线GJ-50直径9.0杆塔各侧需安 装2个，共用防震锤FG-50共56第四节 杆塔头部尺寸校验 导线与杆塔身的距离应满足大 气过电压，内部过电压及正常工作电压三种电压的间隙要求，以 及满足带点作业的间隙要求；导线之间的水平或垂直距离，应满足按档距中央接近程度所 需要的距离。
导线截面A=338忽略不计则=500N （1）头部间隙校验 雷 电过电压时：操作过电压时：工频电压时：绝缘子串中长度最长的为双串耐张串长度为 2.24m， 雷过 电压时：带电体与杆塔之间的气隙 ；操作过电压时：9工频过电压时：9规程规定在海拔 1000m 以下的地区带电部分与杆塔构架的 空气间隙不应小于下表中的数值表3-9带电体与杆塔接地体的最小空气间隙电压等级（kV） 35 110 220 330 500 雷过电压 0.45 1.00 1.90 2.30 3.8 操作过电 压 0.25 0.7 1.45 1.95 2.7 工频电压 0.1 0.25 0.55 0.9 1.3 （二）校验档中的线间距离 导线的水平线间距离 上下导线间等效水 平距离 经校验所选杆塔尺寸满足要求第四章 结束语 经过一个多月的努力，毕业设计终于接近尾 声，这次毕业设计很是辛苦，我原在深圳实习，做设计的过程中 没有同学可以讨论，没有老师可以请教，也没有太有价值的资料， 自己一个人做设计的过程很是吃力还好在回校的这段时间得到 李芳老师和同学很大的帮助，才能够及时完成设计通过这次毕 业设计自己学到了很多知识，为以后的学习和工作打下了一定的 基础，在一定程度上增加了自己的知识含量，也锻炼了自己的实 际动手能力，也认识到了自己在知识上的匮乏和实际应用能力的 不足。
最后我在此向在设计中帮助过我的老师同学表示衷心的感 谢，在以后的学习和工作中我会更加努力的参考资料：1、《电力工程高压送电线路设计手册》 张殿生 主编 2、《输 配电线路设计》刘增良杨泽江主编3、《35-110KV输电线路 设计》 许建安 主编 4、《高压架空送电线路机械计算》 周正山 主编 5、《高压架空线路设计基础》 云南工业大学 曾宪凡 主编 6、《送电线路金具的设计、安装试验和应用》 7、《电力金具手 册》8、《110KV-500KV架空送电线路设计技术规程》9、《国家 电网通用设计》 附录一 弧垂应力曲线图 附录二 杆塔一览图 附录三 杆塔基础 附录四 绝缘配合。