220kV连平架空线路设计开题报告

1. 研究目的与意义

选题背景

作为电网的重要设施，各种电压等级的架空线路在国民经济建设中发挥着重要作用。从长距离的输电到短距离的配电，采用架空线路具有造价低，施工简便，建设速度较快，运行维护方便，故障检修较快等一系列优点。 架空送电线路的设计工作是个较为复杂的系统工程，涉及到的方方面面较多，本课题主要是进行架空送电线路初步设计的部分内容，根据所提供的原始资料，计算绘制导地线机械特性曲线；选择杆塔、绝缘子、金具型式，进行绝缘配合设计；制作定位模板进行室内定位及校验；进行杆塔强度、基础稳定性计算；导地线 防振设计等。

意义 输电线路的工程设计是设计单位根据工程具体条件和生产管理等部门的意见进行设计。输电线路设计是贯彻国家电网公司集约化管理的基础工作，是对以往输电线路工程设计成果和建设经验的广泛吸纳，是对前人成果的总结和借鉴，是提高集成创新能力的具体体现。

2. 课题关键问题和重难点

本课题主要进行的是架空线路设计，本课题主要进行线路设计的研究，目前国内外在这方面的研究进展国内主要以国家标准的形式而国外主要以私营为主形成各自为政的局面。

课题的关键问题和难点主要有以下几个方面：

1.排杆定位。两种塔型选择完毕后，运用制作好的弧垂模板进行推算，然后进行k值的检验。

3. 国内外研究现状（文献综述）

本课题是工程设计类研究，架空输电线路作为电力系统的一个重要组成部分。架空线路架设于地面上，利用绝缘子和空气绝缘的电力线路。

架空线路由导线、架空地线、绝缘子串、杆塔、接地装置等部分组成。

1.导线承担传导电流的功能，必须具有足够的截面以保持合理的通流密度。导线都是处在高电位。为了减小电晕放电引起的电能损耗和电磁干扰，导线还应具有较大的曲率半径。超高压输电线路，由于输送容量大，工作电压高，多采用分裂导线（即用多根导线组成一相导线。2分裂、3分裂或4分裂导线使用最多。特高压输电线路则采用6、8、10或12分裂导线）。文献[1]中对线路工程毕业设计概述，架空线的应力和弧垂计算，断线张力和不平衡张力计算等做了比较基础的介绍。文献[2]中指出送电线路的导线截面除根据经济电流密度选择外还要按电晕及无线电干扰等条件进行校验大跨越的导线截面宜按允许载流量选择并应通过技术经济比较确定。海拔不超过1000m地区采用现行钢芯铝绞线国标时。验算导线允许载流量时导线的允许温度钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线可采用 70℃(大跨越可采用 90℃)钢芯铝包钢绞线(包括铝包钢绞线)可采用 80℃(大跨越可采用 100℃)或经试验决定镀锌钢绞线可采用 125℃环境气温应采用最高气温月的最高平均气温风速应采用0.5m/s(大跨越采用0.6m/s)太阳辐射功率密度应采用0.1W/cm2。

2.架空地线（又称避雷线）主要用于防止架空线路遭受雷闪袭击所引起的事故，它与接地装置共同起防雷作用。文献[2]中指出导线和地线(以下简称导地线)的设计安全系数不应小于2.5地线的设计安全系数宜大于导线的设计安全系数。导地线在弧垂最低点的最大张力应按式下面公式计算

式Tmax中导地线在弧垂最低点的最大张力N

Tp导地线的拉断力N

Kc导地线的设计安全系数

悬挂点的设计安全系数不应小于2.25

架设在滑轮上的导地线还应计算悬挂点局部弯曲引起的附加张力

在稀有风速或稀有覆冰气象条件时弧垂最低点的最大张力不应超过拉断力的60%悬挂点的最大张力不应超过拉断力的66%。

地线应满足电气和机械使用条件要求可选用镀锌钢绞线或复合型绞线验算短路热稳

定时地线的允许温度钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线可采用 200钢芯铝包钢绞线(包括铝包钢绞线)可采用 300镀锌钢绞线可采用 400计算时间和相应的短路电流值应根据系统情况决定地线选用镀锌钢绞线时与导线的配合不宜小于表1的规定

表1地线采用镀锌钢绞线时与导线配合表

500kV线路的地线采用镀锌钢绞线时标称截面不应小于70mm2。等等

3.绝缘子串是由单个悬式绝缘子串接而成，需满足绝缘强度和机械强度的要求。主要根据不同的电压等级来确定每串绝缘子的个数，也可以用棒式绝缘子串接。对于特殊地段的架空线路，如污秽地区，还需采用特别型号的绝缘子串。文献[2]还对绝缘子串做出了一些规定。

4.杆塔是架空线路的主要支撑结构，多由钢筋混凝土或钢材构成，根据机械强度和电绝缘强度的要求进行结构设计。文献[3]则是对输电杆塔类型，杆塔荷载计算方法，环形截面钢筋混凝土构件强度计算，钢筋混凝土电杆内力计算，杆塔基础设计，钢结构构件计算基本知识，铁塔的形式及特点，铁塔结构设计及内力计算等做了详细的介绍。文献[4]对杆塔做出了一些规定。

[1]张芙蓉，倪良华．电气工程专业毕业设计指南输配电分册[M]．北京：中国水利水电出版社，2003．

[2]DL/T5092-1999110～500kV架空送电线路设计技术规程[M]．北京：中国电力出版社，1999．

[3]陈祥和，田启华．输电杆塔设计[M]．北京：中国三峡出版社，2000．

[4]DL/T5154-2002架空送电线路杆塔结构设计技术规定[M]．北京：中国电力出版社，2002．

4. 研究方案

220kv连平架空线路设计先根据给定条件计算导地线的应力、弧垂，绘制应力弧垂曲线。

再根据计算结果选择直线杆、耐张（转角）杆塔塔型，选择确定绝缘子（串）型号规格及其金具，选择避雷线规格及其金具。制作弧垂曲线模板，直线杆塔定位。在检验杆塔强度及基础稳定性设计。

最后进行线路防振设计,选择防振锤型号，安装距离等。

5. 工作计划

第一阶段绘制导地线的应力、弧垂曲线

（1）计算导线的应力、弧垂，绘制应力弧垂曲线。

（2）计算避雷线的应力、弧垂，绘制应力弧垂曲线。