1. 研究目的与意义
选题背景:架空线路是电力系统中必不可少的重要部分,从输电线路到配电线路,各种电压等级的架空线路在国民经济的建设中发挥着巨大作用。同时电力的需求随着社会的进步而逐渐加大,社会需要更加稳定和可靠的运行为电力系统提供一个良好的工作环境。而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。
意义:根据给定的条件设计出安全、经济、合理的架空线路,是从事线路工作的工程技术人员的应该掌握的技术之一。因此本课题具有工程实用性。对于我们学习电气工程的应届毕业生来说,进行线路设计是我们对大学所学成果的一次综合性的整合和检阅,能够进一步提高我们分析问题和解决问题的能力,同时学会如何通过收集,整理和利用资料来为实践提供理论上的依据,为以后从事相关工作打下基础。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题:架空线路设计首先要进行路径的选择和杆塔的定位,然后进行导线、避雷线的选择,进行导线、避雷线应力弧垂的计算,还要进行杆塔型式、金具和绝缘子的选择,最后进行杆塔基础的设计、防振设计。
难点:通过给定的原始资料,如何进行导、地线应力弧垂计算和制作最大弧垂模板来进行杆塔室内定位;怎样选择杆塔、绝缘子、金具型式,来进行绝缘配合设计、杆塔强度计算、基础稳定计算及导地线防振设计等;根据任务书要求独立完成架空送电线路各部分设计内容;独立绘制导地线机械特性曲线、杆塔组装图,杆塔一览图,完成平断面定位图。
3. 国内外研究现状(文献综述)
架空输电线路主要由基础、杆塔、导线、避雷线、绝缘子、金具及接地装置等部件组成。其设计内容包括路径的选择,气象条件的校验,导线、地线、绝缘子和金具的选择与配合、绝缘配合、防雷和接地,杆塔型式的选择,杆塔结构的确定,基础的形式,杆塔定位、对地距离和交叉跨越等。导线用来传导电流,输送电能。地线是当雷击导线时把雷电流引入大地,以保护线路绝缘免遭大气过电压的破坏。杆塔用来支撑导线和地线,并使导线和导线之间,导线和地线之间,导线和杆塔之间以及导线和大地、公路、河流、通信线路等被跨越物之间保持一定的安全距离。绝缘子是用来固定导线,并使导线与杆塔之间保持绝缘状态。金具在架空送电线路中主要用于支持、固定、连接、接续、调节及保护作用。拉线是用来加强杆塔基础的强度,承担外部荷载的作用力,以减少杆塔的材料消耗量,降低杆塔的造价。杆塔基础是将杆塔固定于地下,以保证杆塔不发生倾覆。最后根据导线型号、气象条件和不同的档距选择防振锤型号、防振锤安装个数和计算出防振锤的安装距离。
路径选择是该工程进行设计的一个重要的阶段,着重对于线路路径的实行方案进行技术经济比较,从中选择出一个最佳的设计方案,对设计原则进行进一步的明确。
导线地线计算,首先查找导线参数,计算导线最大使用应力、平均应力上限,计算导线的应力和弧垂,绘制导线机械特性曲线(应力弧垂曲线)。在确定完导线型号后根据相关规程的要求确定避雷线的型号,计算避雷线最大使用应力。
导线的防振主要从三个方面入手:第一,减弱产生振动的条件,如尽量避免导线通过开阔地带,降低倒显得运行应力等;第二,加强导线自身的耐振能力,如采用疲劳强度极限高的导线,安装护线条,改善线夹结构等;第三,吸收导线的振动能量,降低振动强度,如安装防振锤和阻尼线,采用自阻尼大的导线等。在架空线上安装防振锤是目前广泛采用的防振措施之一,防振锤型号、安装个数和安装位置的确定。
4. 研究方案
通过计算导线的应力、弧垂,绘制出应力弧垂曲线。计算出避雷线的应力和弧垂。下面进行选择杆塔型式,首先先确定直线杆杆型、选择绝缘子串型号规格及其金具,选择避雷线规格及其金具,确定呼称高,确定杆头尺寸和确定电杆埋深,接下来确定耐张杆杆型、选择绝缘子串型号规格及其金具,选择避雷线连接金具,确定耐张杆的呼称高和杆头尺寸,确定电杆埋深。接下来制作弧垂曲线模板,进行杆塔室内定位。下面进行耐张杆杆头尺寸校验、耐张杆强度及基础稳定性设计。最后进行线路防振设计。
5. 工作计划
第1周:英文资料翻译。
第2-3周:查阅资料写开题报告,完成开题报告。
第4-5周:应力弧垂计算及曲线绘制。
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