1、第一章 輸配電線路的基本知識(shí),精求技能 崇尚文明,電力生產(chǎn)示意圖,G,電能用戶,發(fā)電機(jī),升壓變壓器,降壓變壓器,輸電線路,電力系統(tǒng),電力網(wǎng),動(dòng)力系統(tǒng),配電線路,輸電線路是電力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電能遠(yuǎn)距離傳輸?shù)囊粋€(gè)重要環(huán)節(jié)，包括架空線路和電纜線路。,1.輸配電線路的分類,1.1 輸配電線路的作用和特點(diǎn),一、輸配電線路的分類及作用,輸配電線路分類,按電壓等級(jí)分類,按結(jié)構(gòu)分類,按電能性質(zhì)分類,輸電線路,配電線路,架空線路,電纜線路,交流輸電線路,直流輸電線路,輸電線路： 電壓等級(jí)35KV 高壓輸電線路電壓等級(jí)為35220kV 超高壓輸電線路電壓等級(jí)為330500kV,配電線路： 電壓等級(jí)380/220V,6

2、、10kV 高壓配電線路電壓等級(jí)為110kV 低壓配電線路電壓等級(jí)為1kV以下 注：高壓配電線指從變電站將電能送至配電用變壓 壓器的架空（或電纜）電力線。低壓配電線指 從配電變壓器將電能送至各個(gè)用電點(diǎn)的線路。,2.輸配電線路的特點(diǎn),與電纜線路相比，采用架空輸電線路具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：,（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工制造容易，施工簡(jiǎn)便，建設(shè)速度快， 施工周期短。 （2）投資少，經(jīng)濟(jì)效益好。 （3）輸送容量大。 （4）容易發(fā)現(xiàn)運(yùn)行線路中的故障，并易于修復(fù)。,絕緣線路與架空明線相比具有許多優(yōu)點(diǎn)：,（1）如發(fā)生短線事故時(shí)，僅在短線兩端處有電，中間線 路對(duì)外無電，從而減輕了對(duì)外界的危險(xiǎn)程度。 （2）架空明線因電動(dòng)力

3、易造成混線，在穿越樹林時(shí)易引 起短路或接地故障，而使用架空絕緣導(dǎo)線即可避免 上述事故。,1.2 輸配電線路的結(jié)構(gòu)及各部件分類,1導(dǎo)線,2避雷線,3絕緣子,4桿塔,5拉線,6線夾,7拉線盤,8底盤,9防振錘,1.輸電線路的構(gòu)成,架空輸電線路的組成元件主要有：,導(dǎo)線、避雷線（或稱架空地線，簡(jiǎn)稱地線）、金具、絕緣子、 桿塔、拉線和基礎(chǔ)等,2.各部件作用及分類,作用：用來傳導(dǎo)電流、輸送電能。 導(dǎo)線的材料特性：良好的導(dǎo)電率、足夠的機(jī)械強(qiáng)度、防腐性能。 常用材料為鋁、鋁合金、鋼和鋼材料。,架空輸電線一般采用以單根金屬線為中心，將數(shù)根乃至數(shù)十根 導(dǎo)線繞制而成的絞線。如LJ型，表示鋁絞線；LGJ型，表示鋼芯鋁

4、絞線；LGJJ型，表示加強(qiáng)型鋼芯鋁絞線；LGJQ型，表示輕型鋼芯鋁絞線。例：導(dǎo)線型號(hào)LGJ150/20，指鋼芯截面20mm2、鋁導(dǎo)體截面為150mm2的鋼芯鋁絞線。,（1）導(dǎo)線,A、大檔距導(dǎo)線 采用硅銅線、鍍鋅鋼線、鋁包鋼線 B、防腐導(dǎo)線 采用鍍鋁鋼線、鋼芯涂防腐油 C、自阻尼導(dǎo)線 （或稱防振導(dǎo)線） D、光滑導(dǎo)線 E、分裂導(dǎo)線 F、擴(kuò)徑導(dǎo)線,(2)避雷線（架空地線）,防止雷直擊導(dǎo)線 雷擊塔頂時(shí)對(duì)雷電流有分流作用，減少流入桿塔的雷電流， 使塔頂電位降低 對(duì)導(dǎo)線有耦合作用，降低雷擊塔頂時(shí)對(duì)導(dǎo)線絕緣上的電壓； 對(duì)導(dǎo)線有屏蔽作用，降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓。,避雷線作用：,特殊用途導(dǎo)線：,(3)線路金具,

5、金 具,線 夾：懸垂線夾，耐張線夾,連接金具：U型掛環(huán)，球頭掛環(huán)， 碗頭掛環(huán)， 直角掛板,接續(xù)金具：導(dǎo)線各種壓接方式所用的接續(xù)管， 及補(bǔ)修管、并溝線夾、預(yù)絞線等。,保護(hù)金具：a. 防振金具（防振錘、護(hù)線條、 阻尼線、補(bǔ)修線、鋁包帶。絕緣 金具（間隔棒、均壓環(huán)、屏蔽環(huán)、 重錘）。,拉線金具：可調(diào)式UT型線夾、楔型線夾和拉 線棒等。,懸垂線夾,耐張線夾,耐張線夾,球頭掛環(huán),碗頭掛環(huán),直角掛板,U型掛環(huán),接續(xù)金具,保護(hù)金具,拉線金具,(4)絕緣子,作用：用于支承或懸吊導(dǎo)線使之與桿塔絕緣，保證線路具 有可靠的電氣絕緣強(qiáng)度。,絕緣子的種類,針式絕緣子,瓷橫擔(dān)絕緣子,懸式絕緣子,其他類型絕緣子,針式絕緣子

6、,瓷橫擔(dān)絕緣子,懸式絕緣子,防污式懸式絕緣子,(5)桿塔,從桿塔型式和受力上主要?jiǎng)澐譃椋?直線桿塔、耐張桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔和終端桿塔四種。 耐張桿塔：能承受較大的導(dǎo)線張力差，同時(shí)能夠承受導(dǎo)線 對(duì)桿塔的斷線張力。 轉(zhuǎn)角桿塔：主要用于線路轉(zhuǎn)角處，允許受力小于耐張桿塔， 終端桿塔：用于線路首、末端，或電纜線路與架空線路的 分界處，允許受力大于耐張桿塔，轉(zhuǎn)角與終端 桿塔從型式和受力上類似于耐張桿塔，轉(zhuǎn)角桿 塔承受垂直線路方向水平力，還承受導(dǎo)線張力 引起的角度合力，終端桿塔能承受單側(cè)導(dǎo)線張 力。 直線桿塔：是位于兩承力塔之間的中間桿塔，正常情況下 不承受導(dǎo)線的張力，僅承受導(dǎo)地線及相關(guān)金具、 附屬設(shè)施的垂直地

7、表方向的重力和風(fēng)引起的垂 直線路方向的水平力。,終端桿塔,轉(zhuǎn)角桿塔,耐張桿塔和直線桿塔,(6)拉線和基礎(chǔ),拉線：用來平衡作用于桿塔的橫向荷載和導(dǎo)線張力，可以減少 桿塔材料的消耗量，降低線路造價(jià) 作用： A .提高桿塔的強(qiáng)度，承擔(dān)外部荷載對(duì)桿塔的作用力，以 減少桿塔的材料消耗量，降低線路造價(jià)。 B. 連同拉線棒和拉線盤，一起將桿塔固定在地面上，以 保證桿塔不發(fā)生傾斜和倒塌。,基礎(chǔ)：,桿塔基礎(chǔ)：是用來支撐桿塔，并將桿塔固定在地面上， 以保證桿塔不發(fā)生上拔、傾斜、倒塌和下沉等的設(shè)施。,1.3 導(dǎo)線截面的選擇方法,一、導(dǎo)線截面選擇的要求,線路年運(yùn)行費(fèi)低，符合總的經(jīng)濟(jì)利益。 導(dǎo)線在運(yùn)行中的溫度不應(yīng)超過其

8、最高允許溫度。 所選定的導(dǎo)線截面必須大于按機(jī)械強(qiáng)度所要求的最小截面 110kV及以上電壓等級(jí)的輸電線路，導(dǎo)線截面應(yīng)按電暈條件 進(jìn)行驗(yàn)算。,二、導(dǎo)線截面選擇與校驗(yàn)的方法,1.導(dǎo)線截面的選擇,按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面,其中S為導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面，Imax為線路在正常運(yùn)行方式下的最大負(fù)荷電流，J為經(jīng)濟(jì)電流密度,經(jīng)濟(jì)電流密度(A/mm2）,2.導(dǎo)線截面的校驗(yàn),（1）電暈校驗(yàn),不必驗(yàn)算電暈的導(dǎo)線（適用于海拔小于1000m的地區(qū)）,（2）機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn),架空線路的等級(jí),允許的導(dǎo)線最小截面積（mm2）或直徑（mm）,（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn),一切電壓等級(jí)的電力線路都要按發(fā)熱條件校驗(yàn)導(dǎo)線截面。 所選導(dǎo)線的最大容許持續(xù)電流

9、應(yīng)大于該線路在正?；蚬?障后運(yùn)行方式下可能通過的最大持續(xù)電流。,（4）電壓損耗校驗(yàn),對(duì)于10KV及以下電壓等級(jí)的線路，如果電壓調(diào)整問題不 能或不宜由別的措施解決時(shí)，可按允許電壓損耗選擇導(dǎo) 線截面。,三、避雷線的選擇,1.對(duì)于各級(jí)電壓線路架設(shè)避雷線的要求有如下規(guī)定：,330500KV應(yīng)沿全線架設(shè)雙避雷線 220KV應(yīng)沿全線架設(shè)避雷線，山區(qū)需架設(shè)雙避雷線 110KV線路一般應(yīng)沿全線架設(shè)避雷線 60KV線路，負(fù)荷重要且所經(jīng)地區(qū)年平均雷暴 日數(shù)為30以上地區(qū)宜沿全線架設(shè)避雷線 35KV及以下線路，一般不沿全線架設(shè)避雷線,2. 按規(guī)程規(guī)定，避雷線與導(dǎo)線配合應(yīng)符合下表,四、線路換位,2.換位原則,高壓架空

10、線路的換位，主要是為了減小電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí) 電流和電壓的不對(duì)稱，并限制電力線路對(duì)通信線路的影響。,1.線路換位的作用,在中性點(diǎn)直接接地的電力網(wǎng)中，長(zhǎng)度超過100km的線路均應(yīng)換位。 循環(huán)長(zhǎng)度不宜大于200k m 中性點(diǎn)不直 接地的電力網(wǎng)中，可用換位或者變換線路相序的方法 來平衡不對(duì)稱電容電流。,3.換位方式分類,常用的線路換位方式有：滾式換位、耐張換位和懸空換位。 線路循環(huán)換位方式有：?jiǎn)窝h(huán)換位和雙循環(huán)換位。,第二章 線路設(shè)計(jì)用氣象條件,精求技能 崇尚文明,2.1 氣象資料,設(shè)計(jì)用氣象條件的三要素：風(fēng)速、覆冰厚度和氣溫。,風(fēng)速,風(fēng)對(duì)架空輸電線路的影響主要有： 風(fēng)吹在導(dǎo)線、桿塔及其附件上，增加

11、了作用在導(dǎo)線和桿 塔上的荷載；,導(dǎo)線在由風(fēng)引起的垂直線路方向的荷載作作用下，將偏 離無風(fēng)時(shí)的鉛垂直面，從而改變了帶電導(dǎo)線與橫擔(dān)、桿 塔等接地部件的距離；,導(dǎo)線在穩(wěn)定的微風(fēng)（0.55m/s）的作用下將引起振動(dòng); 在穩(wěn)定的中速風(fēng)（820m/s）的作用下將引起舞動(dòng);導(dǎo) 線的振動(dòng)和舞動(dòng)都將危及線路的安全運(yùn)行。,覆冰厚度,輸電線路覆冰對(duì)輸電線路安全運(yùn)行威脅有三個(gè)方面： 由于導(dǎo)線覆冰，荷載增大，引起斷線、連接金具破 壞、甚至倒桿等到事故； 覆冰嚴(yán)重，使導(dǎo)線弧垂顯著增大，造成導(dǎo)線與被跨 越物或?qū)Φ鼐嚯x過小，引起放電閃絡(luò)事故； 由于不同時(shí)脫冰使導(dǎo)線跳躍，易引起導(dǎo)線間以及導(dǎo) 線與避雷線間閃絡(luò)，燒傷導(dǎo)線或避雷線。

12、,霧淞冰密度較?。s0.10.4g/mm2），呈針狀或羽毛狀結(jié)晶。,雨淞冰密度較?。s0.50.9g/mm2），凍成渾然一體的透明狀冰殼，附著力很強(qiáng)。,覆冰大致分為霧淞冰和雨淞冰,氣溫,氣溫的變化，引起導(dǎo)線熱脹冷縮，從而影響架空輸電線路的弧垂和應(yīng)力。氣溫越高，導(dǎo)線由于熱脹引起的伸長(zhǎng)越大，所以需考慮導(dǎo)線對(duì)被交叉跨越物和對(duì)地距離應(yīng)滿足要求，反之，氣溫越低，線長(zhǎng)縮短越多，應(yīng)力增加越多，所以需考慮導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)滿足要求。,2.2 氣象資料搜集內(nèi)容,最高氣溫：可能出現(xiàn)最大弧垂用于桿塔定位 （桿高、桿位、安全距離等）,最低氣溫：可能出現(xiàn)最大受力用于桿塔強(qiáng)度校驗(yàn)、基礎(chǔ)校驗(yàn) 可能出現(xiàn)最小弧垂用于絕緣子串上拔、

13、上揚(yáng)校驗(yàn),年平均氣溫：用于振動(dòng)、絕緣子串倒掛校驗(yàn),最大風(fēng)速：可能出現(xiàn)最大受力用于桿塔、基礎(chǔ)強(qiáng)度校驗(yàn) 可能出現(xiàn)最大弧垂用于安全間隙、安全距離校驗(yàn),覆冰厚度：可能出現(xiàn)最大受力用于桿塔、基礎(chǔ)強(qiáng)度校驗(yàn) 可能出現(xiàn)最大弧垂用于安全距離校驗(yàn),雷電日：2040日/年屬于多雷區(qū) 40日/年屬于強(qiáng)雷區(qū),用于防雷設(shè)計(jì),2.3 設(shè)計(jì)用氣象條件的選取,1. 最大風(fēng)速的確定：,沿線為架設(shè)任何線路的，可以查取沿線100km氣象臺(tái)提供的 資料，然后換算為高度15m的連續(xù)自記10min平均值，再根 據(jù)保證率（110kV以下為15年一遇，110330kV為30年一遇， 500kV及以上為50年一遇） 參考已有線路設(shè)計(jì)氣象條件 按

14、照典型設(shè)計(jì)（簡(jiǎn)稱典設(shè)）提供的氣象條件。 福建省電網(wǎng)基本風(fēng)速30年重現(xiàn)期分布圖。,2. 覆冰,按照福建省電網(wǎng)覆冰密度30年重現(xiàn)期分布圖確定。,3. 氣溫,（1）最高溫（+40 ），不考慮個(gè)別高于或低于40 的記錄。 （2）最低氣溫偏低時(shí)取5的倍數(shù)。 （3）年平均氣溫，取逐年的年平均氣溫的平均值，在317 范圍內(nèi)時(shí)取與此數(shù)鄰近5的倍數(shù)值，如地區(qū)年平均氣溫 小于3 或大于17 時(shí)，應(yīng)將年平均氣溫減少35 后， 選用與此數(shù)鄰近的5的倍數(shù)值。 （4）最大風(fēng)速時(shí)的氣溫，取出現(xiàn)最大風(fēng)速年的大風(fēng)季節(jié)最冷 月的平均氣溫，偏低的取5的倍數(shù),2.4 組合氣象條件和典型氣象區(qū),在工程中，只要把握對(duì)線路各部件起控制作用

15、的氣象條件即可把握所有氣象條件輸電線路的影響。結(jié)合實(shí)際、慎重分析氣象規(guī)律，又適合線路上的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理及設(shè)計(jì)方便性組合氣象條件,組合氣象條件一般常用的八種：,最高氣溫,最低氣溫,年平均氣溫,最大風(fēng)速,最大覆冰,外部過電壓,安裝情況,內(nèi)部過電壓,根據(jù)我國(guó)不同地區(qū)的氣象情況和多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)我國(guó)各主要地區(qū)組合的氣象條件歸納為九個(gè)典型氣象區(qū)，其參數(shù)的組合,我國(guó)典型氣象區(qū),氣象條件與比載計(jì)算表,第四章 導(dǎo)線和避雷線的機(jī)械物理特性和荷載,精求技能 崇尚文明,4.1 導(dǎo)線和避雷線的機(jī)械物理特性,一、導(dǎo)線的瞬時(shí)破壞應(yīng)力（抗拉強(qiáng)度）,抗拉強(qiáng)度（瞬時(shí)破壞應(yīng)力）： 是指導(dǎo)線的計(jì)算拉斷力與導(dǎo)線的計(jì)算截面積的比值。,p導(dǎo)

16、線的瞬時(shí)破壞應(yīng)力，N/mm2 Tp導(dǎo)線的瞬時(shí)破壞拉斷力，N A導(dǎo)線截面積，mm2,二、導(dǎo)線的彈性伸長(zhǎng)系數(shù),導(dǎo)線的彈性伸長(zhǎng)系數(shù)又稱彈性模量： 是指在彈性限度內(nèi)，導(dǎo)線受拉時(shí)，其應(yīng)力與應(yīng)變 的比例的關(guān)系。,E導(dǎo)線的彈性系數(shù)，N/mm2 T導(dǎo)線的拉力，N A導(dǎo)線截面積，mm2 L導(dǎo)線的原長(zhǎng)，m L導(dǎo)線的伸長(zhǎng)量， 導(dǎo)線截面積，N/mm2 導(dǎo)線應(yīng)變,彈性伸長(zhǎng)系數(shù)就是導(dǎo)線彈性系數(shù)的倒數(shù)： 就是表征導(dǎo)線施以單位應(yīng)力時(shí)，能產(chǎn)生的相對(duì)形變，它 表示導(dǎo)線受拉后易于伸長(zhǎng)的程度。,導(dǎo)線的彈性伸長(zhǎng)系數(shù)，mm2/N,三、導(dǎo)線的溫度線膨脹系數(shù),溫度線膨脹系數(shù)： 是指導(dǎo)線溫度升高1 時(shí)，導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)值 稱為導(dǎo)線的溫度線膨

17、脹系數(shù)。,導(dǎo)線的溫度線膨脹系數(shù)，1/ 導(dǎo)線變化引起的導(dǎo)線相對(duì)變形量， t溫度變化量，,4.2 導(dǎo)線和避雷線的安全系數(shù),導(dǎo)線和避雷線在弧垂最低點(diǎn)的最大使用應(yīng)力為：,式中K導(dǎo)線或避雷線的設(shè)計(jì)安全系數(shù)，其值不應(yīng)小于2.5， 避雷線的設(shè)計(jì)安全系數(shù)，宜大于導(dǎo)線的設(shè)計(jì)安全系數(shù)。,作業(yè)：,4.3 導(dǎo)線的比載,作用在導(dǎo)線上的荷載有導(dǎo)線的自重、導(dǎo)線覆冰重 和導(dǎo)線所受垂直于線路方向的水平風(fēng)壓。為了便于分析計(jì)算，工程中用比載來計(jì)算,比載： 即單位長(zhǎng)度、單位截面導(dǎo)線上的荷載。符號(hào)“g”表示，單位N / m.mm2。常用的比載有垂直、水平、綜合比載三類。,垂直比載,1、自重比載g1,導(dǎo)線自重比載即導(dǎo)線自身重力引起的比載

18、,g1 導(dǎo)線的自重比載，N/(mmm2) m0每公里導(dǎo)線的質(zhì)量，kg/km A導(dǎo)線截面積，mm2,導(dǎo)線上覆有冰層時(shí),其冰筒重力由導(dǎo)線承受.將1m長(zhǎng)導(dǎo)線上的覆冰荷載折算到每平方毫米導(dǎo)線截面積上的數(shù)量稱為冰重比載,2、冰重比載g2,b覆冰厚度，mm d導(dǎo)線計(jì)算直徑，mm V1m長(zhǎng)冰筒的體積，cm3 g2 導(dǎo)線冰重比載，N/m.mm2,3、覆冰時(shí)垂直總比載g3,當(dāng)導(dǎo)線覆冰時(shí)，其垂直總比載為自重比載和冰重比載之和。 g3 = g1+ g2,水平比載,1、無冰時(shí)導(dǎo)線風(fēng)壓比載g4,作用于導(dǎo)線上的風(fēng)壓是由空氣運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能所引起的。單位體積空氣的動(dòng)能作用在導(dǎo)線單位面積上的“理論風(fēng)壓”為p0=0.61252。,

19、考慮到整個(gè)檔距的風(fēng)速不可能一樣大，且導(dǎo)線所受風(fēng)壓與其體形有關(guān)，所以計(jì)入風(fēng)速不均勻系數(shù)和風(fēng)載體形系數(shù)，則作用于1m長(zhǎng)度導(dǎo)線上風(fēng)壓為：P=0.6125Cd2 x10-3。 則無冰時(shí)風(fēng)壓比載為：,P1m導(dǎo)線上風(fēng)壓，N g4無冰時(shí)風(fēng)壓比載，N/m.mm2 風(fēng)速不均勻系數(shù)， C風(fēng)載體形系數(shù)，當(dāng)導(dǎo)線直徑d17mm時(shí)； C=1.2;d17mm時(shí),C=1.1 d導(dǎo)線直徑，mm 設(shè)計(jì)風(fēng)速，m/s， A導(dǎo)線截面積，mm2,風(fēng)速不均勻系數(shù)a值,在有風(fēng)氣象條件時(shí),作用在導(dǎo)線上的荷載有垂直方向的自重，冰重比載和水平方向的風(fēng)壓比載，因此導(dǎo)線的綜合比載為這兩個(gè)方向的比載的幾何和.,2、覆冰時(shí)導(dǎo)線風(fēng)壓比載g5,綜合比載,2、

20、有冰有風(fēng)時(shí)綜合比載g7,1、無冰有風(fēng)時(shí)綜合比載g6,第五章 導(dǎo)線和避雷線的弧垂和應(yīng)力,精求技能 崇尚文明,5.1 概述,一、導(dǎo)線的瞬時(shí)破壞應(yīng)力（抗拉強(qiáng)度）,擋距：,相鄰擋距導(dǎo)線懸掛點(diǎn)之間的水平距離稱為擋距，常用表示,弧垂：,導(dǎo)線懸掛曲線上任一點(diǎn)至兩 懸掛點(diǎn)連線的鉛垂距離，常 用fx表示。擋距中央導(dǎo)線的O 點(diǎn)至懸掛點(diǎn)A、B兩點(diǎn)連線的 鉛垂距離，稱為擋距中央弧 垂，常用f表示。工程上所說 的弧垂常指擋距中間弧垂。,導(dǎo)線應(yīng)力0：,導(dǎo)線單位橫截面上的內(nèi)力。,注：在導(dǎo)線應(yīng)力、弧垂分 析中，除特別指明外，導(dǎo) 線的應(yīng)力都指擋中導(dǎo)線最 低點(diǎn)的水平應(yīng)力，常用0 表示,導(dǎo)線最大允許應(yīng)力m和最大使用應(yīng)力m ：,導(dǎo)線

21、機(jī)械強(qiáng)度允許的最大應(yīng)力稱為最大允許應(yīng)力， 用m表示。,最大使用應(yīng)力m：,在一條線路的設(shè)計(jì)、施工過程中，一般說我們應(yīng)使 導(dǎo)線在各種氣象條件中，當(dāng)出現(xiàn)最大應(yīng)力時(shí)的應(yīng)力 恰好等于導(dǎo)線的最大允許應(yīng)力。但是由于地形或者 孤立擋等條件限制，有時(shí)必須把最大應(yīng)力控制在比 最大允許應(yīng)力小的水平上，即安全系數(shù)K2.5。我們 把設(shè)計(jì)時(shí)所取定的最大應(yīng)力氣象條件時(shí)導(dǎo)線應(yīng)力的 最大使用值稱最大使用應(yīng)力，用m表示。,二、弧垂和應(yīng)力的關(guān)系,懸掛于桿塔之間的一擋導(dǎo)線，弧垂越大，則導(dǎo)線的 應(yīng)力越小，使安全系數(shù)增加；反之，弧垂越小，應(yīng) 力越大，機(jī)械安全性降低。,5.2 導(dǎo)線的解析方程,懸掛在桿塔上的一檔導(dǎo)線，由于檔距很大，導(dǎo)線材料

22、的剛性對(duì)導(dǎo)線懸掛于空中的幾何形狀影響很小。作用于導(dǎo)線上的荷載是沿導(dǎo)線線長(zhǎng)均勻分布的，可以把導(dǎo)線懸掛曲線看成是一條理想柔韌的懸鏈線，其解析方程為懸鏈線方程。假設(shè)導(dǎo)線懸掛在A、B兩點(diǎn)，導(dǎo)線最低點(diǎn)O的應(yīng)力0,沿導(dǎo)線均勻分布的比載為g，則導(dǎo)線懸連方程式為：,一、懸連線解析方程,優(yōu)點(diǎn)：能精確反應(yīng)導(dǎo)線的實(shí)際形狀。 缺點(diǎn)：計(jì)算復(fù)雜，不適合大量的工程計(jì)算。,二、工程中的計(jì)算,工程中在允許誤差的前提下，取其簡(jiǎn)化形式。將沿線長(zhǎng)均勻分布的荷載簡(jiǎn)化為沿檔距兩側(cè)導(dǎo)線懸掛點(diǎn)的連線均勻分布,由此得到一套計(jì)算式為斜拋物線式。,1.斜拋物線：,在工程中，當(dāng)懸點(diǎn)高差h和檔距之比大于等于10%時(shí),則可以應(yīng)用斜拋物線式。,在工程中，

23、當(dāng)懸點(diǎn)高差h和檔距l(xiāng)之比小于10%時(shí),則可以應(yīng)用平拋物線式。,2.平拋物線：,坐標(biāo)間關(guān)系,任意點(diǎn)應(yīng)力,擋距中點(diǎn)弧垂：,擋距中任意點(diǎn)弧垂：,線 長(zhǎng)：,5.5 導(dǎo)線的狀態(tài)方程,從一種氣象條件轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N氣象調(diào)價(jià)時(shí)導(dǎo)線的應(yīng)力 擋距及比載間的關(guān)系。,對(duì)于一擋導(dǎo)線，設(shè)擋距為l，氣象條件從m狀態(tài)（即氣 溫tm、比載gm、應(yīng)力m）變化到n狀態(tài)（即氣溫tn、比載gn、 應(yīng)力n），導(dǎo)線長(zhǎng)度由Lm變化到Ln。這種變化包括兩部分： 首先由于氣溫的變化，使導(dǎo)線線長(zhǎng)由于熱脹冷縮從Lm變化 為L(zhǎng)t；然后由于應(yīng)力的變化，導(dǎo)線發(fā)生彈性形變，導(dǎo)線線 長(zhǎng)從Lt變化為L(zhǎng)n。,溫度變化：tm tn：,受力變化：m n：,將（1）式代

24、入（2）式得：,（1）,（2）,（3）,將上式展開后，會(huì)出現(xiàn),，考慮到和,數(shù)值較小，它們的乘積更小，故將其舍去，從而上式可 簡(jiǎn)化為,M和n兩種氣象條件下的導(dǎo)線線長(zhǎng)表達(dá)式為,（4）,（5）,將（5）式代入（4）式得,因上式中,項(xiàng)數(shù)值較小，所以它與方括號(hào)中數(shù)值的,乘積很小，可舍去，并將等式兩側(cè)各除以l，得狀態(tài)方程,試湊法解狀態(tài)方程：,設(shè)：,則狀態(tài)方程簡(jiǎn)化為：,由于n取值為正，所以等式可化為,設(shè)B=1000，A=1,設(shè)n=11，代入上式中得,取n=（11+10）/2=10.5，代入上式中得,.,直至結(jié)果滿足設(shè)計(jì)精度要求，計(jì)算停止。,5.6 臨界擋距,1. 目的：為判斷出現(xiàn)最大應(yīng)力的氣象條件,2.控制

25、應(yīng)力及控制條件,選取控制應(yīng)力=許用應(yīng)力=最大使用應(yīng)力,控制條件：出現(xiàn)最大應(yīng)力的條件。,3.控制條件,（1）最低溫度、無風(fēng)、無冰； （2）最大風(fēng)速、無冰、相應(yīng)的氣溫； （3）覆冰、相應(yīng)風(fēng)速、-5 ； （4）年平均氣溫、無風(fēng)、無冰。（一般取 ）,4.臨界擋距計(jì)算,（1）l 時(shí)，將狀態(tài)方程,方程兩邊同除以l2得,最大比載時(shí)出現(xiàn)最大應(yīng)力,（2）l 0時(shí)，,最低溫時(shí)出現(xiàn)最大應(yīng)力,臨界擋距：,兩種氣象條件都會(huì)出現(xiàn)最大應(yīng)力的擋距。,兩兩組合：最多有六個(gè)臨界擋距，最多三個(gè)有效。,例如：AB BC CD AC BD AD,Lj臨界擋距，m n 、m兩種控制條件的控制應(yīng)力，N/mm2 gn 、gm兩種控制氣象條件

26、時(shí)的比載，N/（mmm2） tn 、tm兩種控制氣象條件時(shí)的氣溫， 導(dǎo)線的線膨脹系數(shù)，1/ 導(dǎo)線的彈性伸長(zhǎng)系數(shù)，mm2/N,由狀態(tài)方程得臨界擋距表達(dá)式為,5.有效臨界擋距的判斷,結(jié)合P71例題判斷，看表5-3。,（1）按照g/值的大小排列四種可能控制條件的次序； （2）將臨界擋距列表； （3）判別A、B、C欄的有效臨界擋距； （4）在有效臨界擋距的判別過程中，如A、B、C三欄 中均有零或虛數(shù)，則沒有有效臨界擋距，此時(shí)所 有可能的代表擋距，其導(dǎo)線應(yīng)力均受D條件控制。,臨界擋距計(jì)算舉例,（1）最大使用應(yīng)力及平均運(yùn)行應(yīng)力,m=p/k=260.324/2.8=92.97 N/mm2 cp=p25%=2

27、60.32425%=65.081 N/mm2,（2）可能控制條件列表,（3） 根據(jù)公式計(jì)算臨界擋距,當(dāng),時(shí)，,當(dāng),時(shí)，,得Lab=837.87m，Lac=137.79m，Lad=169.24m， Lbc=42.65m， Lbd=139.13m，Lcd=199.79m,（4） 確定控制條件,有效臨界擋距為：,lD（m）,從圖中可知，當(dāng)lD138.79m時(shí)，控制氣象條件為最低溫 度，控制應(yīng)力為=92.97 N/mm2；當(dāng)138.79lD199.79時(shí) 控制氣象條件為年平均氣溫，控制應(yīng)力為=65.081 N/mm2； 當(dāng)lD199.79m時(shí)，控制氣象條件為最大風(fēng)速，控制應(yīng)力為 =92.97 N/mm

28、2。,5.7 導(dǎo)線應(yīng)力弧垂特性曲線,在架空線路設(shè)計(jì)過程中，為了確定有關(guān)桿塔的設(shè)計(jì)荷 載、導(dǎo)線對(duì)地安全距離以及交叉跨越的距離，必須計(jì) 算導(dǎo)線（避雷線）在各種氣象條件下不同擋距的應(yīng)力 或弧垂，并將計(jì)算的結(jié)果以橫坐標(biāo)為擋距，縱坐標(biāo)為 導(dǎo)線的應(yīng)力或弧垂，并按一定比例繪制出在各種氣象 條件下的擋距與應(yīng)力的關(guān)系曲線，這些曲線組稱為導(dǎo) 線（或避雷線）應(yīng)力弧垂特性曲線或稱導(dǎo)線機(jī)械特性 曲線。,1.定義：反應(yīng)應(yīng)力和擋距間的關(guān)系。 l,2.作用： 桿塔定位 桿塔定位后的校驗(yàn) 技術(shù)數(shù)據(jù),3.應(yīng)力曲線計(jì)算步驟：,最低氣溫： A控制（lD138.79m） gm=33.4210-3 N/mmm2，tm=-5，m=93.0

29、 N/mm2 年平均氣溫：C控制（138.79lD199.79） gm=33.4210-3 N/mmm2，tm=20，m=65.081 N/mm 最大風(fēng)速： D控制（lD199.79m） gm =56.9810-3 N/mmm2，tm=10，m=93.0 N/mm2,M狀態(tài),（1）確定m狀態(tài)和n狀態(tài),N狀態(tài)為待求狀態(tài)，如最高溫,取l=50m，則m狀態(tài)為最低溫度，代入相應(yīng)的應(yīng)力m到狀 態(tài)方程中，即可求出最高溫度下的應(yīng)力n。 取l=100m，則m狀態(tài)為最低溫度，代入相應(yīng)的應(yīng)力m到狀 態(tài)方程中，即可求出最高溫度下的應(yīng)力n。 取l=138.79m，則m狀態(tài)為最低溫度，代入相應(yīng)的應(yīng)力m 到狀態(tài)方程中，即

30、可求出最高溫度下的應(yīng)力n。 取l=150m，則m狀態(tài)為年平均氣溫，代入相應(yīng)的應(yīng)力m 到狀態(tài)方程中，即可求出最高溫度下的應(yīng)力n。,取l=199.79m，則m狀態(tài)為年平均代氣溫，代入相應(yīng)的應(yīng)力 m到狀態(tài)方程中，即可求出最高溫度下的應(yīng)力n。 取l=250m，則m狀態(tài)為年最大風(fēng)速，代入相應(yīng)的應(yīng)力 m到狀態(tài)方程中，即可求出最高溫度下的應(yīng)力n。 取l=800m，則m狀態(tài)為年最大風(fēng)速，代入相應(yīng)的應(yīng)力 m到狀態(tài)方程中，即可求出最高溫度下的應(yīng)力n。,.,以此辦法依次求出其他氣象條件下導(dǎo)線的應(yīng)力。,5.9 導(dǎo)線安裝曲線,1.定義：在無風(fēng)、無冰，相應(yīng)溫度（tmin-tmax）下，每隔5 （畫一條），弧垂與代表擋距的

31、關(guān)系曲線。,2.作用：安裝時(shí)使用。,3.安裝曲線計(jì)算步驟：,已知條件：控制條件。 待求條件：無冰、無風(fēng)，相應(yīng)溫度（tmin-tmax） 。,一、導(dǎo)線的安裝曲線,舉例說明： 例如要計(jì)算t=0 時(shí)的安裝曲線，即 gn=g1 ，tn=0 ，代入狀態(tài)方程求得個(gè)擋距 下的n，然后代入公式 求得相應(yīng)的弧垂。 每隔5 依次計(jì)算相應(yīng)的弧垂，最終畫出安 裝曲線,二、導(dǎo)線的初伸長(zhǎng),1.定義：塑形伸長(zhǎng)和蠕變伸長(zhǎng),2.影響：弧垂變長(zhǎng)，導(dǎo)線與障礙物或地面的距離縮短,3.解決方法： （1）降溫法鋼芯多，取小值（輸電線路35kV及以上） 降低的溫度值可采用下列值：鋼芯鋁絞線 1520 鋼絞線10 (2) 減弧垂法（用于配電

32、線路如10kV) 弧垂減小的百分?jǐn)?shù)為：鋁絞線 20% 鋼芯鋁絞線12% 鋼絞線7%8%,三、觀測(cè)擋的選擇,在連續(xù)擋的施工緊線時(shí)，并不是每個(gè)擋都進(jìn)行弧垂觀測(cè)， 而是從一個(gè)耐張段中選出一個(gè)或幾個(gè)觀測(cè)擋進(jìn)行弧垂觀測(cè)。 為了使一個(gè)耐張段的各擋距弧垂都能滿足要求，弧垂觀測(cè)擋 應(yīng)力求符合兩個(gè)條件：即擋距較大及懸掛點(diǎn)高度差較小的擋。 具體選擇的原則如下： （1）當(dāng)緊線耐張段連續(xù)擋在6擋及以下時(shí)，靠近中間選擇一 大擋距作為觀測(cè)擋。 （2）當(dāng)緊線耐張段連續(xù)擋在715擋時(shí)，靠近兩端各選一大 擋距作為觀測(cè)擋距，但不宜選擇有耐張桿的擋距。 （3）當(dāng)緊線耐張段連續(xù)擋在15擋以上時(shí)，應(yīng)在兩端及中間各 選一大擋距作為觀測(cè)擋

33、,當(dāng)已知代表擋距的弧垂時(shí)，則觀測(cè)擋的弧垂計(jì)算如下,fi觀測(cè)擋的弧垂，m fD代表擋距的弧垂，m Li觀測(cè)擋的長(zhǎng)度，m lD代表擋距，m,第十三章 桿塔定位和施工圖設(shè)計(jì),精求技能 崇尚文明,一、目的（任務(wù)）：確定桿塔的位置和高度。,二、原則 1.安全對(duì)地安全、線間安全、間隙安全、桿塔安全 2.經(jīng)濟(jì)桿的高度適當(dāng)、桿的數(shù)量合理、直線桿盡量 多，孤立桿和特殊桿型盡量少，盡量使用普 通桿。,三、定位前的準(zhǔn)備 1.平斷面圖 （1）平面圖：以線路為軸線，左右各25m帶狀圖，體現(xiàn) 地形、地物（房子、河流、樹、田地、線路等） （2）斷面圖：以線路為軸線的剖面圖（主要體現(xiàn)高程）,比例尺： 對(duì)于平面圖或者斷面圖橫向

34、，它們的比例尺通常有以下規(guī)格 縱向：高程1:500 橫向：線路方向：1:5000（線路較長(zhǎng)） 縱向：高程1:200 橫向：線路方向：1:2000（線路較短）,2.桿型材料 （1）水泥桿、鐵塔、鋼管塔或者混合 （2）桿型資料：呼稱高、橫擔(dān)長(zhǎng)、水平擋距、垂直擋距。 3.定位模板,四、定位模板的制作 定位模板：把最大弧垂時(shí)導(dǎo)線的形狀刻在透明的塑料板上 1. 確定最大弧垂的氣象條件 2.初定代表擋距 用測(cè)樁距離計(jì)算一個(gè)耐張段的代表擋距 3.用ld到最大弧垂氣象應(yīng)力曲線上查。若曲線上找不到相 應(yīng)的點(diǎn)，可以用插值法。,4. 計(jì)算K=g/(2) 5.畫出y=Kx2曲線（按平斷面的比例畫）,五、定位步驟 1.

35、熟悉桿型根據(jù)用戶的需要，鐵塔、鋼管桿、水泥桿 110kV及以上采用鐵塔 2.已經(jīng)確定的桿位先定畫出懸掛線高度 原則：（1）桿盡量立在比較寬闊的地方 （2）懸掛線距障礙物垂直距離要滿足要求 （3）無障礙物，要保證對(duì)地面垂直距離要滿足要求,五、定位后的校驗(yàn) 1.模板常數(shù)的校驗(yàn) 由于在定位前后代表擋距發(fā)生改變，因此 K=g/(2)定位時(shí)的模板常數(shù) K=g/(2)定位后的模板常數(shù) 這兩常數(shù)存在差異。K和K必須滿足要求 若k超出此范圍，則按K重新定位。,2.桿塔線間距離的校驗(yàn) 擋距1000m以下的水平線間距離要求 若DsD,則改選其他水平線距更大的桿。 3.水平擋距和垂直擋距校驗(yàn) （1）水平擋距： 定義

36、：相鄰兩擋中點(diǎn)間的距離。 作用：其大小反應(yīng)了桿塔的水平受力大小,（2）垂直擋距： 定義：相鄰兩擋弧垂最低點(diǎn)的距離 作用：其大小反映了桿塔的垂直受力大小,4.直線桿的搖擺角校驗(yàn)桿頭安全間隙 （1）校驗(yàn)氣象：內(nèi)過電壓、外過電壓、正常電壓（最大風(fēng)） （2）哪些桿要進(jìn)行該項(xiàng)校驗(yàn)：低位直線桿垂直擋距偏小 （100m以內(nèi)） （3）校驗(yàn)方法：畫間隙圓圖,步驟： 1)計(jì)算出內(nèi)過電壓、外過電壓、最大風(fēng)三種氣象條件的搖擺角 （近似可以采用最大弧垂時(shí)的水平擋距和垂直擋距） 2）以懸掛點(diǎn)為圓心，以絕緣子串長(zhǎng)度為半徑，偏擺123 3）以導(dǎo)線固定位置為圓心，以安全間隙e+裕度（0.10.2m） 為半徑畫出間隙圓圖。若弧線

37、與拉線、橫擔(dān)等相交則不滿 足要求。 4）不滿足要求，解決辦法 a.加重錘W,取最大允許搖擺角代入上式可計(jì)算得W （一般不宜超過100kg） B.加重錘不能滿足要求，改為耐張桿 C.加高桿,5.直線桿的上拔校驗(yàn) （1）低位的直線桿垂直擋距偏?。ㄗ畲蠡〈箷r(shí)， ） （2）校驗(yàn)氣象：最低溫度（ 最?。?，上拔,，臨界狀態(tài)（最低溫度）,，任何條件都滿足（符合要求）,（3）校驗(yàn)方法：a.直接計(jì)算最低溫度時(shí)的垂直擋距 b.冷板法制作出最低溫度時(shí)的模板 c.臨界曲線法：參考書本P190 （4）解決辦法（不滿足要求） a.加重錘 b.嚴(yán)重的改為耐張桿,6.耐張絕緣子串倒掛校驗(yàn) （1）校驗(yàn)對(duì)象：低位的耐張桿或轉(zhuǎn)角

38、桿 （2）原理： （3）校驗(yàn)氣象：年平均氣溫 （4）校驗(yàn)方法： a.直接計(jì)算法計(jì)算出年平均氣溫下的lv1，若lv10, 且 則有倒掛。 b.臨界曲線法P192 （5）不滿足要求的解決辦法：倒裝。,7.懸垂串垂直荷載校驗(yàn) （1）校驗(yàn)對(duì)象：高位的直線桿，垂直擋距很大。 （2）原理： 若滿足 ，則安全。 （3）校驗(yàn)氣象：覆冰 （4）校驗(yàn)方法：直接計(jì)算 （5）不滿足要求的解決辦法：a.加雙串絕緣子 b.改變路徑,8.導(dǎo)線懸掛點(diǎn)應(yīng)力校驗(yàn) （1）校驗(yàn)對(duì)象：高位的直線桿 （2）原理： （3）校驗(yàn)氣象：最大應(yīng)力的氣象條件 （4）校驗(yàn)方法：a.直接計(jì)算 b.曲線法 c.允許擋距（P90-91） （5）不滿足要求

39、的解決辦法：a.調(diào)整桿位 b.降低使用應(yīng)力放松弧垂,9.懸垂角校驗(yàn)（不詳細(xì)講） （1）校驗(yàn)對(duì)象：高位的直線桿 （2）原理：（參考書） （3）校驗(yàn)氣象：覆冰 （5）不滿足要求的解決辦法：a.采用雙懸垂串 b.調(diào)整桿位,第九章 導(dǎo)線和避雷線的振動(dòng)和防振,精求技能 崇尚文明,一、振動(dòng)的原因 微風(fēng)（0.58m/s） 按一定頻率交替的氣流漩渦 二、振動(dòng)的危害 斷股或斷線（線夾固定導(dǎo)線處） 三、振動(dòng)的特性 1.振幅：一般為線徑，特殊為線徑的23倍。 波形：正弦波，駐波（導(dǎo)線懸掛點(diǎn)始終是節(jié)點(diǎn)） 振動(dòng)角：一般是3050 2.振動(dòng)頻率和波長(zhǎng)：P136137,四、影響振動(dòng)的因素 1.地形：開闊地、跨大河（湖） 2.風(fēng)向：夾角4590，風(fēng)速0.58m/s 3.高度：越高越易振動(dòng) 4.應(yīng)力：（根本原因）,基本不振動(dòng),，振動(dòng)在允許范圍內(nèi)，可不考慮防振措施,振動(dòng)加大,基本穩(wěn)定,振動(dòng)激烈,5.導(dǎo)線的直徑和擋距：P138,五、防振措施 1.限制或削弱振動(dòng)外在因素 加防振錘或阻尼線 防振錘對(duì)限制低頻振動(dòng)有利（大導(dǎo)線） 阻尼線對(duì)限制高頻振動(dòng)有利（小導(dǎo)線） 2.加強(qiáng)抗振能力內(nèi)在因素 （1）加護(hù)線條或打背線 （2）改善線夾的耐振性能 （3）減小靜態(tài)應(yīng)力,六、防振錘設(shè)計(jì) 1.型號(hào)：