架空輸電線路設(shè)計(jì)

1、n i 448909 =18.9375(m/s)第二章4.求例2-2中沈陽(yáng)地區(qū)50年一遇的30m高度的最大設(shè)計(jì)風(fēng)速是多少？解（1）計(jì)算樣本中的48個(gè)年最大風(fēng)速的均值 和標(biāo)準(zhǔn)差S分別為：-、.= Vio | 1 J /-、2885.3525S(W-v),n -1 i 448-1(2)進(jìn)行重現(xiàn)期的概率計(jì)算,由于風(fēng)速個(gè)數(shù)n =48,查表2-7并進(jìn)行線性插值,1.160661.15185C1 =1.15185(48 -45) = 1.15714S =.=4.3402(m/s)得到修正系數(shù)C1、C2為:50-450.54853 -0.54630C 2 = 0.54630(48 - 45) = 0.547

2、645045分布的尺度參數(shù)a和位置參數(shù)b為:b =v1 1571410.26661(m/s) 4.34020.5476416.8834(m/s)C1 a =SC218.9375 -a0.26661重現(xiàn)期R=50年20m高度的年最大風(fēng)速為：1 -V50 二 b ln ln（a !_ R-1（3）進(jìn)行高度換算,b類地區(qū),故z =0.16,匕=1.0，則= 16.8834 - 一1ln0.2661 5 誅)=31.519(m/s)（罟）（學(xué)67025所以，30m設(shè)計(jì)高度處50年重現(xiàn)期的年最大風(fēng)速為v50m = : v50 = 1.067025 31.519 = 33.632(m/s)第三章6.試計(jì)算

3、LGJ-150/35鋼芯鋁絞線的彈性系數(shù)、溫度線膨脹系數(shù)和計(jì)算拉斷力，并與查表值進(jìn)行比較（以相對(duì)誤差表示）解】：查附錄A得LGJ -150/35 （根數(shù)30/7）可知：鋁部截面積 A = 147.26mm2，直徑 da = 2.5mm ；鋼部截面積 代=34.36mm2，直徑 ds = 2.5mm ；計(jì)算截面積A=181.62mm2，2導(dǎo)線外徑d =17.5mm ，計(jì)算拉斷力Tj 1 = 65020 N。鋼線的彈性系數(shù)為 Es =200900 %后，鋼的線膨脹系數(shù)為ot s = 11.5匯10上7C 鋁線的彈性系數(shù)為 Ea =60300 %m2，鋁的線膨脹系數(shù)為 a a = 23疋10上A 1

4、47 26則鋁鋼截面比m a4.2858AS34.36鋼比 =1 = AS34360.2333m Aa147.26E 1 = 80000 N mm?，t17.8 10 j C(1 )由公式（3-1 ）鋼芯鋁絞線的綜合彈性系數(shù)為(2)由公式（32）得鋼芯鋁絞線的綜合溫度線膨脹系數(shù)為Es： SmEa： a200900 11.5 10“ 4.2858 60300 23 10EsmEa200900 4.2858 60300-17.97 101 C (3)查表 3-3、3-4 可知：14.2858E二 2009002858 60300 =86899.5687Nmm2a = 1.0，由公式（3鋁單股的絞前

5、抗拉強(qiáng)度為：=175Nmm2，鋼線伸長(zhǎng)1%時(shí)的應(yīng)力為、：1% =1140Nmm2，鋁線的強(qiáng)度損失系數(shù)3）得鋼芯鋁絞線的綜合拉斷力為：二a、aAa 、v%As =1.0 175 147.26 1140 34.36 = 64940.9N查表3-1得LGJ -150/35鋼芯鋁絞線的彈性系數(shù)、溫度線膨脹系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值為：E = 80000 %m2，匸丄17.8汽10厘 1C則衛(wèi)E = E - E 1=86899.5687-80000= 6899.5687%后， =昔=8.62%血-匸=(17.97 17.8)匯10 =0.170允，丫口 =# =0.96%一兀=|64940.965020|=79.1N

6、，?T =于= 0.12%7.某330KV線路通過典型氣象區(qū) v區(qū)，導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ -150/35鋼芯鋁絞線，試計(jì)算各種氣象組合下的比載（設(shè)風(fēng)向與線路垂直即v -90 )?！窘狻浚翰楦戒沘得LGJ 150/35得到鋼芯鋁絞線 的相關(guān)數(shù)據(jù)及查表2-9得到典型氣象區(qū)v區(qū)的有關(guān)數(shù)據(jù)：面積2 2A =181.62mm ,外徑d =17.5mm ,單位長(zhǎng)度質(zhì)量q =676.2kg/km。覆冰厚度b = 10mm ,覆冰風(fēng)速、外過電壓和安裝有 風(fēng)時(shí)的風(fēng)速為10m/s.,內(nèi)過電壓時(shí)的風(fēng)速15m/s,最大風(fēng)速為30m/s。(1) 自重比載為沁 9.8 10181.62= 36.487 10 MPa. m(2)

7、冰重比載為2 10,0 =27.728昨 3A10；= 27.728 10（10 17.5） 10 = 41.984 10MPa m181.62(3) 垂直總比載為3 10,0 = 1 0,0 2 10,0 = 78.471 10” MPa m(4)無(wú)冰風(fēng)壓比載應(yīng)計(jì)算最大風(fēng)速和安裝有風(fēng)兩種情況因d = 17.5mm 17mm，則sc =1.1；只計(jì)算導(dǎo)線時(shí)1.0，所以: 最大風(fēng)速 =30 m s時(shí)，基本風(fēng)壓為w30 二 0.625 . 2 二 0.625302 二 562 .5 Pa查表3-8的得計(jì)算強(qiáng)度時(shí)的:-f =0.75 ,所以4 0,30i=1：c： f dcd si n2r 10A5

8、62 533= 1.0 0.75 1.1 17.510 = 44.715 10MPa. m181.62計(jì)算風(fēng)偏（校驗(yàn)電氣間隙）時(shí)，=0.61 ,所以4 0,30 二-lscd W30si nJ 10A562 5h.0 0.61 1.1 17.51036.368 10；MPa m181.62 a安裝風(fēng)速 _ 10m/s時(shí),(5)覆冰風(fēng)壓比載。因?yàn)椴楸?-8得： f =1 .0，_則w10 =0.625、. 2 =0.625 102 =62.5 Pa4 0,10 =rlscd Wsi nJ 10A62 5= 1.0 1.0 1.1 17.510 =6.624 10 MPa m181.62= 10m

9、/s，差得計(jì)算強(qiáng)度和鳳偏時(shí)均有:-f =1.0,取）sc =1.1，W10 =62.5 Pa ，所以5 10,10jcs（d 2b）wsinJ 10； A62 5_23 丿= 1.0 1.1 （17.52 10）10=14.195 10 MPam181.62（6）無(wú)冰綜合比載最大風(fēng)速（計(jì)算強(qiáng)度）時(shí)有6 0,30 二.12 0,042 0,30 二 36.4872 44.7152 10“ =57.712 10“ MPa. m 最大風(fēng)速（計(jì)算風(fēng)偏）時(shí)有6 0,30 =i2 0,042 0,30 = .36.4872 36.3682 10-51.516 10- MPa, m 安裝有風(fēng)時(shí)有6 0,10

10、 =12 0,042 0,10 = .36.4872 6.6242 10- =37.083 10 MPa. m(7)覆冰綜合比載7 10,10 二32 10,042 0,10 二 78.4712 6.6242 10 =78.750 10, MPa m8.某500KV架空輸電線路,通過叩區(qū)典型氣象區(qū),導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ -400/50鋼芯鋁絞線，試計(jì)算其比載。2解】：查附錄A得到LGJ -400/50鋼芯鋁絞線的相關(guān)數(shù)據(jù)及查表 2-9得到典型氣象區(qū)叩區(qū)的有關(guān)數(shù)據(jù)：面積A = 451.55mm ,外徑d = 27.63mm,單位長(zhǎng)度質(zhì)量q =1511kg/km。覆冰厚度b = 10mm,覆冰風(fēng)速、外過電

11、壓和安裝有風(fēng)時(shí)的風(fēng)速為10m/s.,內(nèi)過電壓時(shí)的風(fēng)速15m/s,最大風(fēng)速為30m/s。(1)自重比載為qg31511 9.8066533 ,1 0,01010=32.82 10 MPa mA451.55(2)冰重比載為2 10,0 = 27.728 b(b d) 10A= 27.728 10 (1027.63) 10=23.11 10MPa m451.55(3)垂直總比載為3 10,0產(chǎn)陷 0,02 10,0 = 55.93 10” MPa. m(4) 無(wú)冰風(fēng)壓比載應(yīng)計(jì)算最大風(fēng)速和安裝有風(fēng)兩種情況。假設(shè)風(fēng)向垂直于線路方向即- 90 ,因d = 27.63mm 17mm，則Jsc =1.1；只計(jì)

12、算導(dǎo)線時(shí)，-=1.0，所以：外過電壓、安裝風(fēng)速i =10m/s時(shí)，查表3-8得：c =1. , f =1.0,sc =1.1則w10 = 0.625.2 =0.625 102 二 62.5 Pa4 0,10 二f ed w10s in J 10； A= 4.207 10” MPa mJsc =1.1，則62.5=1.0 1.0 1.1 27.6310451.55內(nèi)過電壓、-15m/s ,: e =1.0，: f = 0.75 ,W15 =140.625 Pa ,4 0,15 二 Used si nJ 10； A= 7.099 10 MPa. m140.625：= 1.0 0.75 1.1 27

13、.6310451.55f =0.75 ,lsc =1.1w30 =0.625、2 = 0.62530 562.5 Pa最大風(fēng)速 -30 m s時(shí)，計(jì)算強(qiáng)度時(shí)， e 1.0 ,二4 0,30 二 t fed Ws in210 A= 1.0 0.75 1.127.63562.510 = 28.39610MPm451.55計(jì)算風(fēng)偏(校驗(yàn)電氣間隙)時(shí)，二。，f =0.61, Js1.1所以4 0,30 二scdW30.2sinA562.5= 1.0 0.61 1.1 27.6310451.55=23.095 10- MPa m（5）覆冰風(fēng)壓比載。因?yàn)?=10m/ s,查得計(jì)算強(qiáng)度和風(fēng)偏時(shí)均有_：冷=1

14、.0 ,取sc =1.2w10 = 62.5 Pa ，所以Wq025 10,10 ；= %（d 2b）sin r 10； A62.5J3J3 .=1.0 1.2 （27.63 2 10）10=7.91 10 MPa m451.55（6）無(wú)冰綜合比載1）外過電壓、安裝有風(fēng)時(shí)有6 0,10 二 12 0,042 0,10 二32.822 4.2072 10” =33.09 10MPa m2）內(nèi)過電壓6 0,1512 0,042 0,15二 32.8227.09921 0 =33.58 10 MPa. m3）最大風(fēng)速（計(jì)算強(qiáng)度）時(shí)有6 0,30 = . ： 0,04 2 0,30= 32.82228

15、.39621 0 =43.399 10” MPam 最大風(fēng)速（計(jì)算風(fēng)偏）時(shí)有6 0,30=小2 0,042 0,30 二、32.822 23.0952 10” =40.131 10MPa m （7）覆冰綜合比載710,10二3210,0520,10 二55.9327.91210=56.4910MPam第四章3.某等高懸掛點(diǎn)架空線擋距為400m，無(wú)高差，導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ -150/35，最高氣溫（40 C）時(shí)的弧垂最低點(diǎn)的水平應(yīng)力二0 =62.561MPa，試求該氣象條件下導(dǎo)線的弧垂，線長(zhǎng)、懸掛點(diǎn)應(yīng)力及其垂直分量，并將線長(zhǎng)與檔距進(jìn)行比較（以相對(duì)誤差表示）。（1）:查表可得導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ -150/ 3

16、5的相關(guān)數(shù)據(jù):A=181.62mm ，d = 17.5mm，q =676.2kg； km。求解公共項(xiàng)則導(dǎo)線的自重比載咐=翌10 =A6762 9.80665 1036.5117 10181.6262.56136.5117 10= 1.71345 103（2）36.487 10；求解架空線的弧垂應(yīng)力線長(zhǎng)等弧垂：；二0f （ch62.561 巾5836 曲sh=sh4 瞼5117 曲22 62.561二 sh0.11672352= 0.116989ch400 冊(cè)5117 1屮2 62.561二 ch0.11672352 = 1.0068262.561応“為旳二昇.00682 11.6857線長(zhǎng):s

17、h丄=2 1713.45 0.116989 =400.9096 m20懸點(diǎn)應(yīng)力：匚A= ；b =；0ch 丄 =62.561 1.00682 =62.9877(MPa)2；0L 36.5117 10* 400.9096= 7.319(MPa)懸點(diǎn)垂向應(yīng)力：；A - bI = L-I =400.9096-400 = 0.9096(m)線長(zhǎng)與檔距的絕對(duì)誤差為相對(duì)誤差為：1% 二 0.9096 100% = 0.2274%l 4004.某檔架空線，檔距為I =400m,高差為h =100m ,導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ -150/35,最高氣溫（ 40 C ）時(shí)弧垂最低點(diǎn)的水平應(yīng)力 =62.561MPa，試求該氣

18、象條件下導(dǎo)線的三種弧垂、線長(zhǎng)、懸掛點(diǎn)應(yīng)力及其垂向分量，并將三種弧垂進(jìn)行比較。若不考慮高差（即認(rèn)為h =0），檔距中央弧垂的誤差是什么 ？解】：查表可得導(dǎo)線為 LGJ -150/35的相關(guān)數(shù)據(jù)：A = 181.62mm2， d = 17.5mm， q =676.2 kgkm。（1）求解公共項(xiàng)（沿用題3中的一些參量）=1.71345 103(m)3-0.5836 10 (1/ m)-0sh26lch 1.00682 ；262%?lLh0sh 400.9096(m)26=0.116989 ；則求得:,h , 100 arcsh arcshr400= 0.247466h100arcsharcsh0.2

19、46916Lh 衛(wèi)400.9096a Jfarcsh 丄=400 -1.71345 103 0.246916 =-223.078(m)2Lh =02b =0 arcsh =4001.71345 1030.246916 = 623.078(m)2Lh2（2）求解弧垂應(yīng)力線長(zhǎng)中央弧垂：21001400.9096 丿1.71345 103 0.00682-12.0438(m)最大弧垂發(fā)生在Xm處:arcsh - arcsh 、1Lh丿晉 1.71345 1030.247466 -0.246916 = 200.9424(m)最大弧垂：hhh 弓，zarcs& -arcs I-、1+ i -J1 + -

20、 .lL 畑丿i=120438 1.713451(/0.2474660.246916 -100 211(400丿 V (400.9096丿 丿=1204394m)因?yàn)閍v 0,最低點(diǎn)弧垂無(wú)計(jì)算意義。線長(zhǎng)：L = . L：衛(wèi)h2$400.90962 1002 =413.1931(m)懸點(diǎn)應(yīng)力：6=62.561 ch 0.5836 10”-223.078%= 62.561 ch -0.130192251=62.561 1.008487 = 63.092(MPa)；和;0切衛(wèi) =62.561 ch 0.5836 10” 623.078CT0= 62.561 ch 0.363639281 =62.56

21、1 1.066849 = 66.7431(MPa)-A 0Sh= 62.561 sh -0.13019225 = 62.561T0.13056 = -8.1684(MPa)懸點(diǎn)垂向應(yīng)力：%二 Blsh 62.561 sh 0.363639281 =62.561 0.371707 = 23.2544(MPa) 0結(jié)論：比較中央弧垂與最大弧垂得岀兩個(gè)值基本相同,即中央弧垂可近似看成最大弧垂若不考慮高差，則中央弧垂f| =11.68573 m ,與考慮高差相比，得相對(duì)誤差為：11.68573曲= 12.0438 -11.68573 .97%7.某檔架空線，檔距為I =400m ,高差為h =100m

22、 ,導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ -150/35,最高氣溫(40 C)時(shí)弧垂最低點(diǎn)的水平應(yīng)力 62.561MPa ,以懸鏈線公式為精確值，試比較斜拋物線和平拋物線有關(guān)公式計(jì)算最大弧垂、線長(zhǎng)和懸點(diǎn)應(yīng)力結(jié)果的相對(duì)誤差 。解】tg： =0.25,cos ： =0.970144,sin ： =0.2425(1) 用斜拋物線公式計(jì)算時(shí)最大弧垂:fmI20.5836 10“ 40028；0cos ： 一 8 0.970144= 12.03157(m)L=1 cOs+ 丄(0.5836X0 4000.970144線長(zhǎng)：cos：24；為0.970144 24= 412.3099 0.881174 = 413.1911(m)懸

23、點(diǎn)應(yīng)力：(fm=626136.5117 10 12.03157-100/2 =63.1(MPa)0.97014462.5610.97014436.5117 10 12.03157100/2 = 66.7512(MPa) ab 值:1a 二一2sn40032 -1.71345 100.2425 - -215.5116(m)40031.71345 100.2425 =615.5116(m)垂向應(yīng)力：-A=1a -a=1aCOS := 36.5117 10”-215.5116=36.5117 10COS :-8.1109(MPa) I 0.970144 丿615.5116、i=23.1650(MPa

24、)0.970144 )(2)相比懸鏈線精確值誤差：最大弧垂誤差：100% 二|12.0315八12.04397| 100% 103%12.04397線長(zhǎng)：L%100% J413.1911 一413.1931 100% =0.00048%413.1931懸點(diǎn)應(yīng)力：100% J 63.1 一 63.092 100% =0.0127%63.092-rB%懸點(diǎn)垂向應(yīng)力：B%(3)用平拋物線公式計(jì)算時(shí)最大弧垂:線長(zhǎng)：二B斜一二B懸100% J66.7512 -66.7431 100% =0.0121%66.7431100%七1109(8.1684)8.1684100% =0.68%100% = 23.7

25、650 - 23.2544 | wo% = 0.3844%0.5836 10； 40022l3cos ：24；24000.97014423.2544二 11.6724(m)+ 58360訃 4003= 412.3099 0.90829 =413.2182(m)懸點(diǎn)應(yīng)力：二 A(fm-h)= 62.56136.511710- 11.6724 -100/2 = 63.08689(MPa)cos020.970144二b(fmh)62.56136.511710 11.6724100/2 = 66.73806(MPa)cos ：20.970144b竺垂向應(yīng)力：a 冷Htg 40 1.71345 103

26、0.25 =228.3625(m)31.71345 100.25 =628.3625(m)匚 A 二日=36.5117 10-228.3625=-8.3379(MPa)；b 二 b =36.5117 10628.3625 = 22.94258(MPa)相比懸鏈線精確值誤差：最大弧垂：:f %10011.6724 -12.04397 100% = 3.085%12.04397線長(zhǎng)：L%100% = |413.2182 一413.1931 100% = 0.006075%413.1931懸點(diǎn)應(yīng)力：100%空8畧咤 100% =0.0081%63.09266.7431100% J66.73806 -

27、66.743 100% =0.00755%懸點(diǎn)垂向應(yīng)力：* A% =100%3379( 81684)|8.1684100% = 2.075%B% =二B平一二B懸100%22.94258 23.2544 100% 341%23.2544第五章：氣象條件變化時(shí)架空線的計(jì)算1.某一架空線路通過我國(guó)典型氣象區(qū)山區(qū)，一檔距為200m ,無(wú)高差。導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ-150/25。已知該檔最低氣溫時(shí)導(dǎo)線應(yīng)力為120MPa，試求最高溫時(shí)導(dǎo)線應(yīng)力。解1：由最低溫時(shí)為已知狀態(tài)，通過狀態(tài)方程求最高溫時(shí)應(yīng)力。(1) 先從全國(guó)典型氣象條件表中查得氣象參數(shù)為：最低氣溫:v=0m/s , b=0mm , tm=-10 C；最高

28、氣溫：v=0m/s , b=0mm , tn =40 C。(2) LGJ150/25導(dǎo)線比載和特性參數(shù)為：兩種狀態(tài)下導(dǎo)線比載：Ym= Y = Y=34.05 X 103MPa/m熱膨脹系數(shù)：a =18.9 X10-6彈性系數(shù)：E=76000 MPa（3）由最低溫時(shí)導(dǎo)線應(yīng)力求最高溫時(shí)導(dǎo)線應(yīng)力 ：E 卅 cos邛 “EcosP（tn-tm）E 2l2cos3 -24因COS ： =1 ,整理得：2儘八6靜 E(t”24j-tm)7243化簡(jiǎn)得：匚n -37.982解得最高溫時(shí)導(dǎo)線應(yīng)力：oh=68.94MPa。-146857.5 =01、試判別列表（1） （ 4）各表的有效臨界檔距并確定控制條件(1

29、)Abclab=150lbc=300lcd =450lac=250lbd=500lad=400abclab=250lbc=300lcd=450lac=150lbd =500lad=400Abclab=虛數(shù)lbc=500lcd =450lac=250lbd=300lad=400（3）（4）abclab=虛數(shù)lbc=300lcd =虛數(shù)lac=250lbd =虛數(shù)lad=400(2)解】：表（1）中，a欄沒有虛數(shù)和零，取最小檔距l(xiāng)ab=150為有效臨界檔距；同理，b欄取lbc=300為有效臨界檔距，c欄取lcd=450為有 效臨界檔距。判別結(jié)果及控制條件見下表（a）表（2）中，a欄取lac=150

30、為有效臨界檔距。a、c之間的b欄氣象條件不起控制作用，所以看c欄，取lcd=450為第二個(gè)有效臨界檔 距。判別結(jié)果及控制條件見下表（b ）。表（3）中，a欄有虛數(shù)，即a欄氣象條件不起控制作用，應(yīng)舍去；看b欄，取最小檔距l(xiāng)bd =300為有效臨界檔距，同時(shí)c欄氣象條件 不起控制作用。判別結(jié)果及控制條件見下表（c）。表（4）中，因?yàn)閍、b、c欄都有虛數(shù)，所以都舍去，即沒有有效臨界檔距，不論檔距大小，都是以d欄氣象條件為控制氣象條件。判別結(jié)果及控制條件見下表（d ）。lablbclcda控制a控制c控制d控制150300450l(a)lbda控制d控制300l(c)l aclcda控制c控制d控制1

31、 - .150450l(b)d控制(d)l算最大弧垂。解：查表得最高溫tmax=40 C,覆冰無(wú)風(fēng)時(shí)氣溫tb=-5 C,導(dǎo)線彈性系數(shù)E=79000,線膨脹系數(shù)a=19.1 X10-6。設(shè)臨界溫度為tj,臨界比載為(1)臨界溫度法：以覆冰無(wú)風(fēng)為第I狀態(tài)，臨界溫度為第H狀態(tài)，臨界溫度的計(jì)算式為臨界溫度計(jì)算得tj = -562.62燈099.816=30.31 C 羊=33.99 X -10所以，最大弧垂氣象條件為最高氣溫 。(3) 最大弧垂計(jì)算通過以上兩種方法判別知，最大弧垂岀現(xiàn)在最高溫氣象條件下，根據(jù)公式計(jì)算得最大弧垂為r 丫 I233.990心002f=1.008 (m)8；o8 42.145

32、.某條220kV輸電線路通過我國(guó)典型氣象區(qū)山區(qū)，導(dǎo)線采用LGJ 300/40 ,安全系數(shù)k=2.5 ,彈性系數(shù)E=76000 ,溫膨系數(shù)a=19.6 X106 1廠C,年均許用應(yīng)力ocp=0.25葉。試確定控制氣象條件的檔距范圍。若某單一檔距450m ,高差128m，試確定該檔的最大弧垂。解：(1 )可能成為控制條件的是最低氣溫、最大風(fēng)速、覆冰有風(fēng)和年均氣溫,整理該非典型氣象區(qū)4種可能控制條件的有關(guān)氣象參數(shù),列于表1中。表1可能控制氣象條件有關(guān)參數(shù)項(xiàng)目7、最低氣溫最大風(fēng)速覆冰有風(fēng)年均氣溫氣溫(C)-10-5-5+15風(fēng)速(m/s)025100冰厚(mm)0050(2)查附錄A，得到導(dǎo)線LGJ-

33、 300/40的有關(guān)參數(shù),整理后列于表2中表2導(dǎo)線LGJ- 300/40有關(guān)參數(shù)截面積A(mm2)導(dǎo)線直徑d(mm)彈性系數(shù)E(MPa)溫膨系數(shù)Ct(1/ C)計(jì)算拉斷力Tj(N)單位長(zhǎng)度 質(zhì)量q(kg/km)強(qiáng)度極限0(MPa)安全系數(shù)k許用應(yīng)力0(MPa)年均應(yīng)力上限cCp(MPa)338.9923.947600019.6 X10-6922201133258.442.5103.380.25 0 =64.61最低氣溫、最大風(fēng)速、覆冰有風(fēng)的許用應(yīng)力為 103.38MPa ,年均氣溫的許用應(yīng)力為 64.61MPa(3)計(jì)算有關(guān)比載和比值 Y O0,比載的結(jié)果列于表3中，Y 00值列于表4中。由于

34、該氣象區(qū)的最大風(fēng)速和覆冰有風(fēng)氣象的氣溫相同 者的許用應(yīng)力相同，因此二者中比載小的不起控制作用，故不再把最大風(fēng)速作為可能控制氣象條件。表3有關(guān)比載計(jì)算結(jié)果單位：MPa/mY(0,0)Y(5,0)Y(5,0)Y(0,25)Y(5,10)Y(0,25)77(5,10)32.78 X 10 311.84 X 10344.62 X 10325.79 X 1037.51 X 10341 .71 X 1045.24 X 103af =0.85 ,蟲C=1.1af =1.0,蟲c=1.2表4比值Y 0計(jì)算結(jié)果及其排序表單位：1/m氣象條件覆冰有風(fēng)最低氣溫年均氣溫Y(MPa/m )45.24 X 10332.7

35、8 X 10332.78 X 103da (MPa)103.38103.3864.61Y 00.4376 X 1030.3171 X 1030.5073 X 103排序baC(4) 計(jì)算臨界檔距高差情況為：COS 1 = 450 2 =0.962/ 丁1282 + 4502利用臨界檔距公式，可以算得此高差下的臨界檔距如表5所示表5有效臨界檔距判別表氣象條件abc臨界檔距(m)lab=161.46l ac=虛數(shù)lbc=虛數(shù)高差h/l0.28(5) 判定有效臨界檔距，確定控制條件。由a欄和b欄內(nèi)有虛數(shù)，所以a欄b欄的氣象條件不再成為控制氣象條件(6) 由控制條件的控制區(qū)知道，此檔距l(xiāng)=450 m的

36、控制條件是年均氣溫o(7) 確定該檔的最大弧垂(a) 確定該檔的最大弧垂前要先確定該檔的控制氣象條件，由上面分析可知(b) 求覆冰無(wú)風(fēng)時(shí)導(dǎo)線應(yīng)力以年均氣溫為第I狀態(tài)，覆冰無(wú)風(fēng)為第n狀態(tài)，列狀態(tài)方程為：EY；l2cos3B EY：l2cos3B,由此判定不論檔距多大，年均氣溫為控制條件。，,檔距為450m時(shí)，年均氣溫為控制條件。代入已知量，得:24；打-E cos : (t2 -11)口76000匯(44.620X450)2 漢0.9623 64 61 76000匯(32.78漢 10 450)0.9622 一2仁_ . _24 64.61-19.6 10啟 76000 0.962 (-5-15

37、)解得 02=89.32。(c)用臨界溫度法判定最大弧垂出現(xiàn)的氣象條件：已知最高溫為tmax=40 C,覆冰無(wú)風(fēng)時(shí)氣溫tb=-5 C，cb=89.32MPa，設(shè)臨界溫度為tjo以覆冰無(wú)風(fēng)為第I狀態(tài)，臨界溫度為第n狀態(tài)，臨界溫度的計(jì)算式為(I f:EC t max=40 Co 所以最大弧垂出現(xiàn)在最高溫氣象條件下tj 丸 + 1-一3求得:tj=-5+15.91=10.91(d)求最大弧垂以年均氣溫為第I狀態(tài)，最高氣溫為第n狀態(tài)，列狀態(tài)方程為：口76000X (32.7出 10% 450)2 x 0.962 6461 76000 (32.780七450)2父0.96232 一2仁_.24 64.6

38、1練習(xí)題：-19.6 10 76000 (40-15) 0.962解得 02=58.87由弧垂公式求得最大弧垂為 ：f l232.78 10 45028cos： 一 8 58.87 0.962= 14.65(m)架空線的狀態(tài)方程式建立的原則是什么？狀態(tài)方程式主要用途是什么 ？何為臨界檔距？判定有效臨界檔距有何意義 ？試論述一種有效臨界檔距的判定方法 。 應(yīng)力弧垂曲線和安裝曲線分別表達(dá)什么含義 ？簡(jiǎn)述架空線應(yīng)力弧垂曲線的制作步驟 。求二n?(6 T.1) =11439，二n2(610)=1000 的解。在第n氣象區(qū)線路某檔距|=400m ，導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ 120/20型，已知最大風(fēng)氣象條件時(shí)導(dǎo)線應(yīng)

39、力為o0=130.5MPa，求最高氣溫時(shí)導(dǎo)線應(yīng)力。某架空線通過典型氣象區(qū)W區(qū)，一檔距為350m，導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ- 300/40，自重比載 y=32.78 X 103MPa/m ，冰重比載 Y=11.84 X 103MPa/m，最高氣溫時(shí)導(dǎo)線應(yīng)力ot=55.48MPa，覆冰無(wú)風(fēng)時(shí)導(dǎo)線應(yīng)力o=87.64MPa，試用臨界溫度法和臨界比載法分別判斷岀現(xiàn)最大弧垂的氣象條件，并計(jì)算最大弧垂。某110kV線路，導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ- 120/25型，經(jīng)過典型氣象區(qū)V區(qū)，安全系數(shù)k=2.5，試確定該線路導(dǎo)線應(yīng)力控制條件。某條330kV輸電線路通過典型氣象區(qū) 山區(qū)，導(dǎo)線采用LGJ- 400/35，安全系數(shù)k=2.5，年均

40、許用應(yīng)力呵=0.25 Op，試確定某單一檔(檔距500m ,高差100m ）的最大弧垂第六章均布荷載下架空線計(jì)算的進(jìn)一步研究例題詳解：1.已知某鋼芯鋁絞線綜合截面積為A=494.73 mm，試驗(yàn)求得EJ=143.2 MN- mn?。若架空線單位水平投影長(zhǎng)度上的荷載p=18.15 N/m ,在求考慮架空線剛度時(shí)的檔距中央弧垂檔距|=1000 m、高差h=80 m、水平張力 T=36.49 kN時(shí)，解】：由于k =所以Pol2l 二亍8T。2kT。36490,廠16(1/m)143.2klp i ch 1p0l2ki-sh218.15 1000218.15 10008 364902 16 3649

41、0= 62.174-0.0155 =62.16 (m)PL 匹 Eel丿ch(16 500) -1sh(16 500k-MB T021618.15 100036490 809327.44 102.068 1036490 .210002.某220kV線路通過典型氣象區(qū) 山區(qū)，導(dǎo)線采用LGJ- 300/40 ,安全系數(shù)k=2.5 ,已知某單一檔距l(xiāng)=450m ,高差128m ,架線時(shí)溫度是=298.44 (MPa)20 Co在考慮初伸長(zhǎng)時(shí)，確定架線應(yīng)力。解】：(1 )由第五章習(xí)題4計(jì)算可知，該檔線路控制條件為年均氣溫,則以年均溫時(shí)導(dǎo)線許用應(yīng)力為最終運(yùn)行條件下的架空線應(yīng)力o0=64.61MPa ,

42、t=15 C。百32.78 X 10MPa/m。(2)計(jì)算架線時(shí)導(dǎo)線比載架線時(shí)氣象條件為：v=10m/s , tj=20 C , b=0 oa=1.0 , 0=90 , *c=1.1 , =1.010o3無(wú)冰風(fēng)壓比載：4(0,10) =1.1 23.9410=4.86 10(MPa/m )1.6 匯 338.99無(wú)冰有風(fēng)綜合比載：6(0,10) = . 32.782 4.862 10； =33.14 10；(3) 確定降低架線氣溫消除架空線初伸長(zhǎng)的降溫值通過鋁鋼截面比由表查得，LGJ- 300/40的鋁鋼截面比為 7.71 ,查得降溫值 t=20 C。(4) 確定降溫后的架線應(yīng)力時(shí) J 與-二

43、0： Ecos(tj - ：t) -d - Kjc0E jl2cosE 2l2cos3 :KjJ, K 二24計(jì)算得 KJ = 626985.6524,K =613437.7460.845 =626985.65解得考慮初伸長(zhǎng)時(shí)架線應(yīng)力匚j =69.385 MPa。習(xí)題5.如圖,l1=157m , h1=15.8m的水平檔距和垂直檔距。,l2=195m , h2=19m ,導(dǎo)線比載 尸35.047 X t0MPa/m ,應(yīng)力o0=48.714MPa ,試用斜拋物線公式計(jì)算 2#桿解】：水平檔距:其中代入數(shù)據(jù),COS-2=2/.Tf求得2#桿的水平檔距為：lh垂直檔距：=176.86mlvll12

44、+2cos 2cosB2由圖可知：2#桿懸掛點(diǎn)低于左側(cè)桿塔的懸掛點(diǎn)，則m取負(fù)值；該桿塔懸掛點(diǎn)低于右側(cè)桿塔懸掛點(diǎn)，則h2取正值，結(jié)合上面求得的水平檔距，代入數(shù)據(jù)，得2#桿的垂直檔距：|v二-98.43m7.某330kV架空輸電線路，通過典型氣象區(qū)區(qū)區(qū)，導(dǎo)線為鋼芯鋁絞線LGJ- 240/55，在等高懸點(diǎn)下，試確定該線路極大檔距、極限檔距(安全系數(shù)取k=2.5，懸點(diǎn)應(yīng)力安全系數(shù)取 2.25)解】：截B 積 A導(dǎo)線直徑dGrnn)彈性系數(shù)E (JlPa)謐膨系數(shù)a(.im計(jì)算拉斷力曲I 297.57I4| 800001 178| lozioa安全系數(shù)k抗拉強(qiáng)度許用畫力許坤應(yīng)力計(jì)算質(zhì)量(kg/km)V

45、cp (JflFa)325.S5T1 5| 1307383| ai. tea|110336 515冰虱匕載注|憶垂直總出載朋49 261(1) 計(jì)算比載。查表得LGJ 240/55得具體參數(shù)如下冰重比載涎7B.01836 51536. 51536. 51536,5153S.SS38. ST覆冰無(wú)鳳飯冰有風(fēng)電三)培式瓦?毎度):SK鳳(電弓)用1無(wú)匾115.533|L20 83L118. S4250. 5314 & 26738. 515號(hào)高F易暈低氣溫年均氣溫爭(zhēng)故飆奮電過電壓陽(yáng)fE過頓(2)通過氣象條件和導(dǎo)線參數(shù)計(jì)算知，架空線覆冰有風(fēng)時(shí)最大比載y=120.831 X 1 3MPa/m，且 = c

46、b/ c0=2.5/2.25 ， c0= op/2.5=130.383 MPa代入公式：2CT0lmarcch 亠 1008.1m求得該線路極大檔距代入公式：|m =1.325求得該線路極限檔距l(xiāng)lm=1594.1m、極限檔距某330kV架空輸電線路，通過典型氣象區(qū)區(qū)區(qū)，導(dǎo)線為鋼芯鋁絞線LGJ- 240/40 ,在等高懸點(diǎn)下，試確定該線路極大檔距（安全系數(shù)取k=2.5，懸點(diǎn)應(yīng)力安全系數(shù)取 2.25）解】：通過氣象條件和導(dǎo)線參數(shù)計(jì)算知，架空線覆冰有風(fēng)時(shí)最大比載y=123.067 X 10MPa/m，且e= cb/e=2.5/2.25，op=83370X 0.95/277.75 00=op/2.5

47、=114.06 MPa 。代入公式：lm = 2卜】 arcch ；求得該線路極大檔距l(xiāng)m=865.83m代入公式：|lm =1.325求得該線路極限檔距l(xiāng)|m=1364.5m專業(yè)word可編輯第七章6.通過我國(guó)典型氣象區(qū)1區(qū)的某110KV線路，采用LGJ185/30鋼芯鋁絞線，孤立檔檔距1 = 100m ,采用XP-70單聯(lián)耐張絕緣子串，共8片重438.7N1582mm 試分別求架線施工觀測(cè)和竣工時(shí)的應(yīng)力、弧垂(考慮初伸長(zhǎng))解：耐張絕緣子串長(zhǎng)lhCos b=入2AdEaP10011.582210.918.8760018.7.18038094(1)計(jì)算基本數(shù)據(jù)p = 34.06*10 3X21

48、0.93 = 7.184(d= op/2.5=115.875 MPa財(cái)=72.422氣溫風(fēng)速冰厚絕緣子片荷載架空線荷載GV1GH1GJ1PVPHP最低溫500438.70438.77.18407.184最厚冰一100438.76.977438.76-7.184-最大風(fēng)10350438.7135.21459.067.18411.1313.247年均溫2000438.70438.77.18407.184(2)氣象條件數(shù)據(jù)與相應(yīng)荷載絕緣子串垂直荷載 GV1=438.7 ,最厚冰時(shí)GH1 =J4 10,0 =0.625* Aj n2 Ac*AAv2= 0.625*8* 0.0203 1* 0.01421.582* 210.93102= 33.07*10”GH 1 - %4 10,0 A =6.977NJ4 35,0 =0.625*ni*AJ n2*Ac*v2A