220kV窑刘线输电线路SZ型角钢塔头设计开题报告

1. 研究目的与意义

高压输电线路工程中需要使用大量的直线杆塔，其塔重直接影响到线路工程总造价。因此对于铁塔的塔头尺寸应合理设计，既要保证带电部分相互之间及其与接地部分之间必须保证足够的安全距离，防止相间短路和对地短路，又要尽可能减小塔重以降低成本。本课题主要针对220kV线路工程的SZ型铁塔进行塔头规划设计，选择确定绝缘子串型及型号与片数、计算各种工况下的风偏角、绘制间隙圆、确定横担尺寸、避雷线支架高度等。确保杆塔塔头尺寸必须满足大风、操作过电压、雷电过电压等各种气象情况下绝缘配合要求。

通过本课题的研究能够对架空输电线设计有较为深刻的理解。同时也能通过完成本毕业设计，巩固加深所学的专业知识，并且学会灵活的运用所学的知识对问题进行分析和解决，并为毕业后尽快适应工作岗位打下良好的基础。

2. 课题关键问题和重难点

（1）绘制应力弧垂曲线。（2）确定悬垂串串型，选择绝缘子型号、片数及其金具。（3）确定地线对导线的保护角，确定地线悬挂高度（地线支架高度）。（4）确定塔头间隙，计算各工况的悬垂绝缘子串风偏角。（5）根据线间距离、水平偏移距离等确定横担尺寸；绘制塔头间隙圆。

难点：确定工程所采用的气象条件，选定架空线各种气象条件下架空线的应力和许用应力，计算各种气象条件下的比载计算临界档距值，并判定有效临界档距和控制气象条件，判定最大弧垂出现的气象条件以控制条件为已知状态，利用状态方程式计算不同档距、气象条件下架空线的应力和弧垂值按一定比例绘制出应力弧垂曲线。计算跳线作图中的原始数据。条线校验计算，相间距离校验。

3. 国内外研究现状（文献综述）

在进行输电线路设计时，不同的情况、环境下有着不同的要求，由中国计划出版社出版的文献^[1]中，提出了制定标准的目的，标准的适用范围及执行相关标准的要求，在设计输电线路时，需要按照相关的内容，做到相关的要求，以保证设计的可靠性及可行性。

同为中国计划出版社出版的文献^[2]中，部分条文为强制性条文，必须严格执行以保证设计的安全可靠。后续内容中有着在各种条件情况下对不同环境以及经济适用条件下不同的设计建议以及施工建议，适用于交流110kv~750kv架空输电线路的设计，其中交流110kv~750kv适用于单回、同塔双回及同塔多回输电线路设计，交流750kv适用于单回输电线路设计。文献[2]中提及了一般线路和大跨越导线线间距离计算应符合的规定，给本设计提供了线间距离的计算方法。

污秽区、雷电区域的绝缘子选择对于架空线的安全运行起关键作用，文献[3]对架空输电线路运行环境进行了分类着重对污秽区、雷电区域的绝缘子选择提出了较为详细的指导意见对覆冰区和鸟害区等其他区域的绝缘子选择仅提出了原则性意见。本标准适用于110kv~750kv交流架空输电线路的外绝缘配置直流架空输电线路的外绝缘配置可参考采用,规定了架空输电线路在污秽区、雷电区域、覆冰区域、鸟害区域外绝缘的配置方法,不包括线路杆塔塔头的空气间隙的取值和选择也不涉及海拔或覆冰对外绝缘配置水平的影响。文献[4]提出的统一爬电比距定义为爬电距离与绝缘子两端最高运行电压（对于交流系统，为最高相电压）之比，提出了划分电网污秽等级采用现场污秽度的概念，它包括等值附盐密度和灰密两个参数，不同于gb/t16434-1996只采用等值盐密划分电网污秽等级的做法；明确规定现场污秽度应在绝缘子连续3年～5年积污后进行测量。“选择非参照绝缘子的爬电比距时，应通过符合设计污秽要求的雾中耐受试验加以验证；根据污耐受电压法给出了100kv—750kv架空输电线路所用的绝缘子串参考片数。”^[4]

4. 研究方案

开始前先通过学校图书馆和知网多方面的查找资料，提前复习excel和cad使用方法，应力弧垂曲线用excel进行计算。

进行杆塔结构承载能力计算来核算结构或构件在各种不同荷载作用下会不会发生破坏。包括强度、稳定与承载重复荷载时的疲劳计算。进行杆塔结构正常使用极限状态计算用来核算结构或构件是否满足正常使用情况下的各种规定的限值。

绝缘子选型和决定片数时35kv及以上线路在选择悬垂绝缘子串每串绝缘子片数时，一般要考虑在运行电压下不发生湿污闪，在内过电压下不发生雨闪或把雨闪概率限制到合理的程度，同时不应少于《规程》规定的片数。

5. 工作计划

本毕业设计进行220kv窑刘线输电线路sz型角钢塔头设计，现将课题的工作计划安排如下：

一.绘制应力弧垂曲线

第1~3周：根据工况概况以及气象条件选择导线型号、避雷线型号，计算导线参数及比载及避雷线的比载、参数、临界档距，并绘制应力弧垂曲线。