kV架空輸電線路的初步設(shè)計(jì)

1、前 言近年來(lái)，電網(wǎng)的飛速發(fā)展，輸電線路的建設(shè)，改造投資的加大，客觀上對(duì)線路設(shè)計(jì)的速度、質(zhì)量、準(zhǔn)確性和經(jīng)濟(jì)性都提出了更高的要求。然而，輸電線路設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及測(cè)量、力學(xué)計(jì)算、氣象條件和電氣計(jì)算等方面，一直都是電力工程設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)。如果處理不當(dāng)，就會(huì)引起嚴(yán)重的后果。例如，當(dāng)架空輸電線路中的導(dǎo)線和避雷線因常年受到風(fēng)、冰、低溫等氣象條件的影響時(shí)會(huì)造成架空輸電線路的導(dǎo)線斷股、斷線、金具損壞、相間短路、斷桿、倒桿等；冬季，由于輸電線路大面積覆冰，導(dǎo)致一些輸電鐵塔不堪重負(fù)而倒塔斷線，使電力設(shè)施遭到毀滅性破壞，供電線路陷于癱瘓，影響生活和生產(chǎn)，造成難以估量的損失。還有由于在施工中對(duì)架線弧垂的計(jì)算不準(zhǔn)確，使配電網(wǎng)

2、線路對(duì)地距離達(dá)不到規(guī)范要求，造成觸電傷亡事故。因此對(duì)架空輸電線路的設(shè)計(jì)的深入研究是非常有必要的。為此本次設(shè)計(jì)將選取一段110kV架空輸電線路工程進(jìn)行初步的計(jì)算和設(shè)計(jì)。旨在了解輸電線路工程設(shè)計(jì)的一般程序，弄清楚初步設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)各階段的基本內(nèi)容，能夠?qū)?10kV線路工程設(shè)計(jì)及其相關(guān)的知識(shí)有更深入的了解，為以后從事該方面的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1.原始資料1.1 地形與地貌本線路為寶瑤桃花110kV線路，沿線地形以丘陵為主，地質(zhì)以硬塑粘性土為主，夾雜有少量的軟塑粘土和風(fēng)化巖石，海拔在210米270米之間，地勢(shì)起伏一般，植被發(fā)育較好，植被主要為松、杉、桔樹(shù)及雜木；線路附近有320國(guó)道和207國(guó)道以及農(nóng)

3、村簡(jiǎn)易公路穿插其中，交通比較方便，便于施工與運(yùn)行；各種地形所占比例如表1.1與1.2所示。 表1.1 地質(zhì)情況地質(zhì)巖石泥水堅(jiān)土碎石土比例（%）29.49.841.219.6表1.2 地貌情況地形水田丘陵山地比例（%）9.872.517.71.2 水文與地質(zhì)本線路所經(jīng)區(qū)域無(wú)泥石流等不良地質(zhì)及可能發(fā)生山洪爆發(fā)的地帶；線路跨越資江，但無(wú)大的洪澇災(zāi)害。線路經(jīng)過(guò)地區(qū)的區(qū)域穩(wěn)定，地形為低山丘陵地貌單元，多山丘和林田，山坡上植被稀疏，闊葉林下發(fā)育的土壤為黃紅壤。1.3 交通及交叉跨越本線路工程先后跨越了G320和G207兩條國(guó)道、資江1次、洛湛鐵路1次，另外受城區(qū)規(guī)劃的限制，線路先后跨越滬昆高速公路2次，重

4、要交叉跨越情況見(jiàn)表1.3所示。 表1.3 重要交叉跨越表跨越物條數(shù)35kV電力線110kV及以下電力線5通信線路3水泥公路4砂石公路4河 流11.4 氣象條件根據(jù)與本線路鄰近的220kV長(zhǎng)江線路（設(shè)計(jì)覆冰為15mm）和110kV寶大線路（設(shè)計(jì)覆冰為10mm）的運(yùn)行情況，該兩條線路的最厚覆冰均在15mm以下。全線地處市郊，屬丘陵地帶，沿線沒(méi)有發(fā)現(xiàn)形成特殊氣象條件的地段，歷史上也未發(fā)生過(guò)風(fēng)災(zāi)及冰災(zāi)事故。本工程采用湖南省典型氣象條件3進(jìn)行設(shè)計(jì)，各項(xiàng)設(shè)計(jì)氣象條件組合如表1.4所示：表1.4 設(shè)計(jì)氣象條件一覽表 項(xiàng)目計(jì)算條件氣溫（）風(fēng)速（M/S）冰厚（MM）最高溫度4000最低溫度-1000年平均氣溫1

5、500設(shè)計(jì)覆冰-51015最大風(fēng)速-5250內(nèi)部過(guò)電壓15150大氣過(guò)電壓15100安裝情況-5100事故情況000冰的密度（KG/）0.9雷電日/年601.4.1 選用組合氣象的要求 線路設(shè)計(jì)所選用的氣象條件組合，除應(yīng)合理地反映一定程度的自然變化規(guī)律外，還要適合整個(gè)結(jié)構(gòu)上的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性及設(shè)計(jì)計(jì)算上的方便性。因此，必須根據(jù)線路實(shí)際運(yùn)行中可能遇到的情況，慎重的調(diào)查分析原始?xì)庀筚Y料，合理的概括出“組合氣象條件”。選擇組合氣象條件3的要求如下： （1）線路在大風(fēng)、覆冰及最低氣溫時(shí)仍能正常運(yùn)行。 （2）線路在斷線及不平衡張力情況下，不使事故范圍擴(kuò)大，即桿塔不致傾覆。 （3）線路在安裝過(guò)程中不致發(fā)生人

6、身或設(shè)備損壞事故。（4）線路在重冰區(qū)及大跨越等特殊區(qū)段的稀有氣象驗(yàn)算條件下，不致發(fā)生傾覆和斷線。（5）線路在正常運(yùn)行情況下，在任何季節(jié)里，導(dǎo)線對(duì)地面或與其它地上物保持足夠的安全距離。（6）線路在長(zhǎng)期運(yùn)行中，應(yīng)保證導(dǎo)線或地線有足夠的耐振動(dòng)性能。1.4.2 氣象條件在線路中的影響由于高壓輸電線路常年露置于大氣中，經(jīng)常承受自然界各種氣象情況的影響。為了保證在長(zhǎng)期運(yùn)行中高壓送電線路的安全，就必須使送電線路的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和電氣性能很好地適應(yīng)自然界的氣象變化，特別是這些自然界現(xiàn)象隨季節(jié)變化的各種組合對(duì)線路的影響。一般來(lái)說(shuō)，雨雪對(duì)線路危害不大，雷電活動(dòng)可以用防雷保護(hù)的方法解決。因此，風(fēng)、覆冰和大氣溫度變化影響較

7、大，這是輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的主要問(wèn)題。輸電線路周?chē)諝鉁囟鹊淖兓箤?dǎo)線和避雷線的拉力和弧垂也隨著發(fā)生變化。風(fēng)力作用在導(dǎo)線上，在水平方向造成一個(gè)附加的機(jī)械荷載，使導(dǎo)線拉力增加，在垂直平面內(nèi)使導(dǎo)線產(chǎn)生振動(dòng)和舞動(dòng)。在一定氣象條件下產(chǎn)生的覆冰不但使導(dǎo)線垂直方向的機(jī)械荷載增加，同時(shí)由于導(dǎo)線受風(fēng)面積增大，也增大了導(dǎo)線水平方向的風(fēng)力荷載。因此，在進(jìn)行輸電線路的機(jī)械荷載計(jì)算或設(shè)計(jì)時(shí)，其影響的條件是:空氣的最高溫度、最低溫度、覆冰溫度和覆冰厚度、最大風(fēng)速，以及在這些條件下的溫度、風(fēng)速、覆冰厚度之間的相應(yīng)組合。2 線路路徑的選擇與桿塔的定位2.1 對(duì)路徑選擇的明確要求 (1)選擇輸電線路的路徑，應(yīng)認(rèn)真作好調(diào)查研

8、究，少占農(nóng)田。綜合考慮施工、交通運(yùn)輸條件和路徑長(zhǎng)度等因素，本著統(tǒng)籌兼顧、全面安排的原則進(jìn)行方案選擇和比較，作到技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，安全適用。 (2)選擇路徑應(yīng)盡量避開(kāi)重冰區(qū)、地質(zhì)不良地帶、原始森林區(qū)以及嚴(yán)重影響安全運(yùn)行的其他地區(qū)，并考慮對(duì)臨近設(shè)施如電臺(tái)、飛機(jī)場(chǎng)、弱電線路等的相互影響。 (3)發(fā)電廠或變電所的進(jìn)線走廊，應(yīng)根據(jù)廠、所的總體布置圖統(tǒng)一規(guī)劃，進(jìn)出線宜采用雙回路或多回路共桿塔。耐張段的長(zhǎng)度一般采用35km。對(duì)于超高壓輸電線路的運(yùn)行、施工條件許可時(shí)、可適當(dāng)延長(zhǎng)耐張段的長(zhǎng)度。高差或檔距相差非常懸殊的山區(qū)和重冰區(qū)，應(yīng)適當(dāng)縮短耐張段的長(zhǎng)度。 (4)有大跨越的輸電線路，其路徑方案應(yīng)結(jié)合大跨越的情況，通過(guò)

9、綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。跨越點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)河道不穩(wěn)定、河岸受沖刷、地震斷裂、崩塌滑坡、海潮、山洪沖擊、土地容易流失以及其他影響安全運(yùn)行的地帶，否則映采取可靠措施5。2.1.1 路徑的選擇線路路徑的選擇即為明確了線路的起止點(diǎn)后，在起止點(diǎn)之間選出的一條符合國(guó)家建設(shè)方針政策，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上合理的最佳走線方案。本次設(shè)計(jì)根據(jù)圖上地形及實(shí)地勘測(cè)確定了二個(gè)線路路徑方案，因線路從變電站出線需要繞過(guò)城區(qū)，且線路經(jīng)地區(qū)鄉(xiāng)村較多，所以本工程只做了一個(gè)方案。本次線路工程從220kV寶瑤變508間隔出線，至桃花變電站。 線路前段基本沿已建成的110kV寶-大線西北側(cè)走線；自220kV寶瑤變電站西側(cè)508間隔向西在油榨里山腰左轉(zhuǎn)

10、經(jīng)南沖、白果塘至背底塘，左轉(zhuǎn)跨過(guò)巖頭山水庫(kù)，經(jīng)車(chē)家沖跨過(guò)G320至老院子后山，再左轉(zhuǎn)經(jīng)東茅草、上頭院子至滑石板，線路右轉(zhuǎn)經(jīng)石江至枇杷洞，再次左轉(zhuǎn)在石屋塘西側(cè)跨過(guò)茶塘公路接至原110kV寶-大線P41#桿。線路后段基本沿已建成的220kV長(zhǎng)-江線路東北側(cè)走線；線路自原110kV寶-大線路P40#左轉(zhuǎn)向東南跨過(guò)資江經(jīng)何家院子西側(cè)的農(nóng)田跨過(guò)滬昆高速公路至白花嶺后山腳，線路左轉(zhuǎn)平行220KV長(zhǎng)-江線至雷家院子，再次左轉(zhuǎn)跨過(guò)洛湛鐵路、在雷家院子里選擇較稀散的房屋中間穿過(guò)再跨過(guò)G207至竹雞塘，線路左轉(zhuǎn)向東北繞過(guò)消防支隊(duì)至秦家沖與110kV江-桃線雙回共桿跨過(guò)G320高速公路至桃花變電站，線路全長(zhǎng)約16.

11、3KM。曲折系數(shù)為2.1。路徑走向圖見(jiàn)附圖六。2.1.2 線路工程概述 該地區(qū)現(xiàn)有110kV城南和110kV城西兩座變電站，變壓器容量分別為（2×31.5）MVA和（31.5）MVA，兩座變電站均為該區(qū)主城區(qū)10kV負(fù)荷的主要供電電源。該區(qū)域?qū)嶋H用電負(fù)荷的增長(zhǎng)情況，2002年2003年負(fù)荷的年增長(zhǎng)率為7.91%，20032004年增長(zhǎng)率為8.0%，2004年2005年增長(zhǎng)率為8.02%，2005年2006年增長(zhǎng)率為10.29%，“十五”期間，該供區(qū)負(fù)荷年平均增長(zhǎng)率為9.5%；隨著新建的桃花科技工業(yè)園的投產(chǎn)，預(yù)計(jì)到2012年桃花110kV變電站供區(qū)學(xué)校及大工業(yè)用戶(hù)將新增變壓器裝機(jī)15.

12、0MVA。 根據(jù)工程的概況和系統(tǒng)的規(guī)劃，明確了線路的起訖點(diǎn)以及中途必經(jīng)點(diǎn)的位置，并通過(guò)對(duì)線路輸送容量、電壓等級(jí)、回路數(shù)和導(dǎo)線標(biāo)號(hào)等設(shè)計(jì)條件的掌握，在1：50000的地形圖上進(jìn)行線路的選線。在選線過(guò)程中需要了解沿線的環(huán)境情況，避開(kāi)不良地帶，同時(shí)考慮地形、交通條件等因素。2.2 地形斷面圖的繪制線路地形斷面圖表示沿線路中心線的地形起伏變化的形狀、和交叉跨越物的位置及高程。接照?qǐng)D線路走徑，進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，通過(guò)對(duì)路徑上的地形、地貌、百米樁位及交叉跨越（鐵路、公路、河流、電力線路、通訊線、房屋等）等共需要對(duì)此條線路進(jìn)行多個(gè)點(diǎn)的累距及高程標(biāo)注14。地形斷面圖是一張兩維平面圖，此圖的橫坐標(biāo)為線路累距（即將寶瑤

13、變508間隔出線架構(gòu)設(shè)為0點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)距0點(diǎn)的距離即為該點(diǎn)的累距）；此圖的縱坐標(biāo)為測(cè)點(diǎn)的高程（即將全線路高程最低點(diǎn)定為一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，其他測(cè)點(diǎn)相對(duì)于此基準(zhǔn)點(diǎn)的高差）。2.3 桿塔定位定位即在已經(jīng)選好的線路路徑上，測(cè)繪出平斷面并配置桿塔的位置。桿塔定位是送電線路設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，桿塔定位的質(zhì)量關(guān)系到線路的造價(jià)和施工、運(yùn)行的方便與安全。桿塔定位時(shí)要盡量少占耕地良田，避開(kāi)水文、地質(zhì)條件不良的地段，需考慮施工的方便性。檔距配置時(shí)要最大限度地利用桿塔強(qiáng)度，相鄰檔檔距大小不宜相差太大，以免增大不平衡張力，另外應(yīng)盡量避免出現(xiàn)孤立檔。桿塔選用盡可能地選用最經(jīng)濟(jì)的桿塔型式和高度，盡量避免特殊設(shè)計(jì)桿塔。為便于導(dǎo)線對(duì)地距

14、離及對(duì)障礙物的距離要求配置塔位，按導(dǎo)線安裝后的實(shí)際最大弧垂形狀作成弧垂模板以比量檔內(nèi)導(dǎo)線各點(diǎn)對(duì)地及對(duì)障礙物的垂直間距15。2.3.1 定位弧垂模板的制定懸掛的導(dǎo)線呈懸鏈線狀，根據(jù)弧垂計(jì)算公式/k式，式中k=g/8，可見(jiàn)當(dāng)g，值一定時(shí)，其弧垂形狀相同。因此可按不同的K值，以檔距為橫坐標(biāo)，以弧垂為縱坐標(biāo)，以檔距中央為坐標(biāo)原點(diǎn)刻制出一組弧垂曲線1。通用弧垂模板如圖2.1所示，對(duì)鋼芯鋁絞線K值一般在4×10-515×10-5(l/m)之間。每隔0.25×10-5作一曲線。每塊模版上可作24條曲線。定位時(shí)所選用的弧垂模板的比例應(yīng)與斷面圖的比例一致,若無(wú)相同比例尺的弧垂模板時(shí)

15、可按下式選擇等值模板。 （2.1）式中，比例為縱1/、橫1/的模板的值；值換算至模板（或斷面圖）比例縱為1/ 、橫1/的等價(jià)值。圖2.1 通用弧垂模板2.3.2 定位弧垂模板的使用由于各耐張段的代表檔距不同，所用的模板K值亦不同（彎曲度不同），為便于定位時(shí)選擇模板，可事先根據(jù)不同代表檔距下，導(dǎo)線最大弧垂時(shí)的應(yīng)力和比載，算出如圖2.2所示模板值曲線1。圖2.2 模板K值曲線開(kāi)始定位時(shí)，可先根據(jù)地形及常用的各種桿塔排位來(lái)估計(jì)待定耐張段的代表檔距（一般平地估取使用桿塔標(biāo)準(zhǔn)檔距的0.80.9倍）。整個(gè)耐張段定位完畢后，應(yīng)根據(jù) 懸掛點(diǎn)等高的代表檔距及懸掛點(diǎn)不等高的代表檔距計(jì)算實(shí)際的代表檔距，核對(duì)所估選的

16、模板是否正確，其誤差應(yīng)在0.2×10-50.05×10-5以?xún)?nèi)，否則應(yīng)按實(shí)際模板K值重新畫(huà)弧垂線，并調(diào)整桿位、桿高，重新計(jì)算代表檔距，直至所選用的模板與最終確定的的代表檔距相符為止。2.3.3 桿塔定位高度桿塔的高度主要是根據(jù)導(dǎo)線對(duì)地面的允許距離決定的。為了便于檢查導(dǎo)線各點(diǎn)對(duì)地的距離，通常在斷面圖上繪制的弧垂曲線并非導(dǎo)線的真實(shí)高度，而是導(dǎo)線的對(duì)地安全線，即將導(dǎo)線在桿塔上向下移動(dòng)一段距離值后，畫(huà)出的弧垂曲線，如圖2.3所示圖2.3 桿塔有效定位高度示意圖此時(shí)，根據(jù)桿塔的呼稱(chēng)高E,確定桿塔的定位高度H。桿塔的呼稱(chēng)高是指桿塔的最下層導(dǎo)線絕緣子串懸掛點(diǎn)到地面的距離。只要畫(huà)出的弧垂曲

17、線不切地面，就能滿(mǎn)足對(duì)地距離要求。一般還要考慮到勘測(cè)設(shè)計(jì)的施工誤差，定位時(shí)應(yīng)根據(jù)檔距的大小預(yù)留定位裕度。線路平斷面圖見(jiàn)附圖五。2.3.4 定位結(jié)果檢查在初步確定桿塔位置、型式、高度后，應(yīng)對(duì)線路設(shè)計(jì)條件進(jìn)行全面檢查，以驗(yàn)證是否超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定的容許條件。以保證今后線路運(yùn)行的安全，檢查內(nèi)容包括：（1）桿塔使用條件檢查。桿塔荷載條件及最大檔距的檢查，包括垂直檔距、水平檔距、最大檔距、轉(zhuǎn)角度數(shù)等，根據(jù)線路距離的大小，對(duì)最大檔距進(jìn)行檢查，這些數(shù)值均不應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)條件允許值。（2）空氣間隙的檢驗(yàn)。包括各種運(yùn)行情況下絕緣子串與桿塔構(gòu)件間安全間隙檢查。對(duì)采用絕緣子串的直線桿塔，應(yīng)保證在各種運(yùn)行情況下（外過(guò)電壓、內(nèi)過(guò)

18、電壓、正常工作電壓及帶電檢修時(shí)），絕緣子串與桿塔構(gòu)件間保證必要的空氣間隙。 （3）導(dǎo)線及架空地線的運(yùn)行條件檢查。對(duì)于山區(qū)線路，由于高差較大，應(yīng)檢查導(dǎo)線與架空地線懸掛點(diǎn)應(yīng)力和懸垂角是否超過(guò)允許值。對(duì)于高差不大的一般路線不必做這項(xiàng)工作。（4）絕緣子串強(qiáng)度檢查。當(dāng)線路通過(guò)山區(qū)時(shí)，由于地勢(shì)起伏高差影響，往往垂直檔距較大，可能出現(xiàn)導(dǎo)線垂直荷載超過(guò)絕緣子串的允許機(jī)械荷載的現(xiàn)象，為此，在定位時(shí)必須對(duì)絕緣子串的機(jī)械荷載進(jìn)行驗(yàn)算。而對(duì)于耐張絕緣子串的允許荷載應(yīng)等于或大于導(dǎo)線最大懸掛點(diǎn)張力。（5）直線桿塔上拔校驗(yàn)。在懸點(diǎn)不等高的檔距中，當(dāng)導(dǎo)線最低點(diǎn)位于實(shí)際檔距之外時(shí)，低懸點(diǎn)處將產(chǎn)生上拔力，兩相鄰檔距中的低處桿塔上

19、是否存在上拔力，取決于該桿塔的垂直檔距是否為負(fù)值。若為負(fù)值，即說(shuō)明有上拔力存在。就應(yīng)校核該塔導(dǎo)線和避雷線進(jìn)行校驗(yàn)。（6）交叉跨越距離的檢查。當(dāng)線路跨越其它設(shè)施時(shí)，按照規(guī)程規(guī)定導(dǎo)線與被跨越設(shè)施應(yīng)保持一定的安全距離并在斷面圖上進(jìn)行檢查。（7）邊導(dǎo)線風(fēng)偏后對(duì)地距離的檢查。定位時(shí)除滿(mǎn)足導(dǎo)線對(duì)地垂直距離外，在山區(qū)尚應(yīng)注意邊線在風(fēng)偏時(shí)對(duì)地或?qū)?shù)的凈空距離。3 導(dǎo)線與避雷線的選型及其特性3.1 導(dǎo)線與避雷線的型號(hào)根據(jù)系統(tǒng)論證資料，本線路工程導(dǎo)線采用LGJ240/30型鋼芯鋁絞線，避雷線采用XGJ-50/7型鋅鋁合金鍍層鋼絞線；其機(jī)械物理特性6見(jiàn)表3.1所示。表3.1 導(dǎo)線與避雷線機(jī)械物理特性表導(dǎo)線及霹雷線型

20、號(hào)LGJ240/30XGJ-50/7計(jì)算截面(mm2)鋁股244.29/鋼股31.6749.48綜合275.9649.48計(jì)算外徑(mm)21.609.0股數(shù)及每股直徑(mm)鋁股24×3.60/鋼股7×2.407×3.0單位重量(kg/km)922.2423.7制造長(zhǎng)度不小于(m)20002000瞬時(shí)破壞應(yīng)力(MPa)260.321168.86溫度線膨脹系數(shù)(1/)19.6×10-611.5×10-6彈性模量(N/mm2)730001814233.2 導(dǎo)線與避雷線的應(yīng)力弧垂計(jì)算3.2.1 導(dǎo)線與避雷線應(yīng)力的概念懸掛于兩基桿塔之間的一檔導(dǎo)線，在

21、導(dǎo)線自重、冰重、風(fēng)壓等荷載作用下，任意橫截面上均有一內(nèi)力存在。導(dǎo)線單位截面積上的內(nèi)力，稱(chēng)為應(yīng)力11。由力學(xué)知識(shí)可知，導(dǎo)線上任一點(diǎn)的應(yīng)力的方向與導(dǎo)線懸掛曲線的切線方向相同，因此導(dǎo)線最低點(diǎn)的應(yīng)力方向是水平的。而且對(duì)導(dǎo)線任意點(diǎn)作受力分析，依靜力學(xué)平衡條件推出:一個(gè)耐張段在施工緊線時(shí)，若不考慮摩擦力的影響，導(dǎo)線各點(diǎn)所受應(yīng)力的水平分量均相等。因此導(dǎo)線應(yīng)力一般都指檔中導(dǎo)線最底點(diǎn)的水平應(yīng)力。對(duì)于懸掛于兩基桿塔架間的一檔導(dǎo)線，可推出:弧垂越大，應(yīng)力越小；反之，弧垂越小，應(yīng)力越大。因此，從導(dǎo)線安全的角度考慮，應(yīng)加大孤垂，從而減少應(yīng)力，以提高安全系數(shù);但與此同時(shí)，為保證帶電導(dǎo)線的對(duì)地安全距離，要么在檔距相同的條件

22、下，必須增加桿高，要么在相同桿高條件下，減小檔距，結(jié)果使線路基建投資成倍增加，而且隨著孤垂的增大，運(yùn)行中混線事故發(fā)生的機(jī)會(huì)增大。3.2.2 導(dǎo)線與避雷線最大使用應(yīng)力實(shí)現(xiàn)最大限度地利用導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度，應(yīng)盡量減小孤垂，從而降低桿塔的高度。這種思路，既滿(mǎn)足了安全性，又保證了經(jīng)濟(jì)性。導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度允許的最大應(yīng)力稱(chēng)為最大允許應(yīng)力，用表示11。架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，導(dǎo)線和避雷線的設(shè)計(jì)安全系統(tǒng)不應(yīng)小于2.5，所以，最大允許應(yīng)力為: （3.1）式中(Mpa)、Teal(N)、(Mpa)、A(mm2)、2.5分別為導(dǎo)線最低點(diǎn)的最大允許應(yīng)力、導(dǎo)線的計(jì)算拉斷力、導(dǎo)線的計(jì)算破壞應(yīng)力、導(dǎo)線的計(jì)算截面積、導(dǎo)線最小允

23、許安全系數(shù)。在線路設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中，一般我們應(yīng)使導(dǎo)線在各種氣象條件中，出現(xiàn)的最大應(yīng)力恰好等于最大允許應(yīng)力。但是由于地形或孤立檔等條件限制，有時(shí)必須把最大應(yīng)力控制在比最大允許應(yīng)力小的某一水平上，即>2.5。因此，我們必須把設(shè)計(jì)時(shí)所取的最大應(yīng)力對(duì)應(yīng)的氣象條件時(shí)導(dǎo)線應(yīng)力的最大值稱(chēng)為最大使用應(yīng)力，用表示，則 （3.2）式中、分別表示導(dǎo)線最低點(diǎn)的最大使用應(yīng)力、導(dǎo)線強(qiáng)度安全系數(shù)。由此可知，=2.5時(shí)，有=，此時(shí)，我們稱(chēng)導(dǎo)線按正常應(yīng)力架設(shè);當(dāng)>2.5時(shí)<，此時(shí)稱(chēng)為按松馳應(yīng)力架設(shè)。在實(shí)際工程中，一般導(dǎo)線安全系數(shù)均取2.5，但變電所進(jìn)出線檔的導(dǎo)線的最大使用應(yīng)力經(jīng)常是受變電所進(jìn)出線構(gòu)架的最大允許

24、拉力所控制的;對(duì)檔距較小的其他孤立檔，導(dǎo)線最大使用應(yīng)力則往往是受緊線施工時(shí)的允許牽引長(zhǎng)度控制;對(duì)個(gè)別地形高差很大的耐張段導(dǎo)線最大使用應(yīng)力又受導(dǎo)線懸掛點(diǎn)應(yīng)力控制。這些情況下，導(dǎo)線安全系數(shù)均大于2.5，為松馳應(yīng)力架設(shè)。導(dǎo)線LGJ240/30型鋼芯鋁絞線的最大使用應(yīng)力：按設(shè)計(jì)規(guī)程要求安全系數(shù)不小于2.5，導(dǎo)線破壞應(yīng)力為260.32MPa，在設(shè)計(jì)冰厚15mm控制條件時(shí)，取最大使用應(yīng)力為104MPa,安全系數(shù)為2.5。避雷線XGJ-50/7鋅鋁合金鍍層鋼絞線的最大使用應(yīng)力：按桿塔地線支架高度及導(dǎo)線與避雷線水平位移距離，在氣溫為15、無(wú)風(fēng)、無(wú)冰條件下，導(dǎo)線與避雷線在檔距中央的距離不小于(0.012L+1)

25、的要求下，可推算出避雷線XGJ-50/7最大使用應(yīng)力為389.26Mpa。3.2.3 導(dǎo)線懸鏈線解析方程若把懸掛在桿塔上的導(dǎo)線看成是一條理想的柔軟的、荷載沿導(dǎo)線長(zhǎng)均勻分布的懸鏈線，則導(dǎo)線上任一點(diǎn)的拉力的方向與該點(diǎn)的切線方向相一致。如圖3.1所示，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)力為,沿導(dǎo)線均勻分布的比載g，則導(dǎo)線懸鏈線方程為： （3.3） 式中，y任意點(diǎn)P的縱坐標(biāo)；x導(dǎo)線最低點(diǎn)O至任意點(diǎn)P的水平距離（m）。上式是精確計(jì)算導(dǎo)線應(yīng)力和弧垂的基本方程式。導(dǎo)線最低點(diǎn)O至任意點(diǎn)P的線長(zhǎng)，可按下式計(jì)算： （3.4）圖3.1導(dǎo)線在檔距中的受力狀態(tài) 當(dāng)x=l/2時(shí)，由式 （3.5）得y=（弧垂），即

26、 （3.6）由上式得： （3.7）導(dǎo)線任意點(diǎn)P的應(yīng)力x，可按下式計(jì)算： （3.8）當(dāng)x=l/2時(shí)，導(dǎo)線懸點(diǎn)應(yīng)力為： （3.9）式中，y導(dǎo)線懸點(diǎn)等高時(shí)，懸點(diǎn)的縱坐標(biāo)。從上式中可以看出，導(dǎo)線懸點(diǎn)處的應(yīng)力比導(dǎo)線最低點(diǎn)的應(yīng)力0大于gy的值。在工程設(shè)計(jì)中，當(dāng)懸點(diǎn)高差（h）與檔距（）之比/h0.1時(shí)，可將式（3.3）、（3.4）和（3.9）綜合三個(gè)公式按級(jí)數(shù)展開(kāi)后略去高次項(xiàng)，得到導(dǎo)線任意點(diǎn)（x）的縱坐標(biāo)、線長(zhǎng)和應(yīng)力的平拋物線近似計(jì)算公式14： （3.10） （3.11） （3.12）3.2.4 導(dǎo)線懸點(diǎn)等高弧垂計(jì)算導(dǎo)線懸掛曲線上任意一點(diǎn)至兩懸掛點(diǎn)連線的鉛垂距離，稱(chēng)為該點(diǎn)的弧垂1。檔中央的弧垂則稱(chēng)為中點(diǎn)弧垂

27、。工程上所說(shuō)的弧垂，一般系指檔距中央弧垂。導(dǎo)線垂有水平弧垂和斜弧垂之分，如果導(dǎo)線兩懸點(diǎn)等高，連線是水平的，其相應(yīng)各點(diǎn)弧垂稱(chēng)為水平弧垂；如果兩懸點(diǎn)不等高，連線是傾斜的，其相應(yīng)的弧垂則稱(chēng)為斜垂。由于水平弧垂和斜弧垂是近似相等的，因此，所謂弧垂均可泛指為斜垂。如檔距中央的弧垂，也可以說(shuō)是檔距中央的斜弧垂。3.2.5 中點(diǎn)弧垂的計(jì)算如圖3.2所示的懸點(diǎn)等高情況，當(dāng)式（3.3）中的x=/2時(shí)，則得到中點(diǎn)弧垂的精確計(jì)算公式，即：圖3.2 懸點(diǎn)等高的弧垂 （3.13）式中，檔距中央導(dǎo)線的弧垂（m）；0導(dǎo)線最低點(diǎn)的應(yīng)力（N/mm2）；g導(dǎo)線的比載N/(m.mm2)；檔距（m）。同理，當(dāng)懸點(diǎn)高差（）與檔距（）之

28、比0.1時(shí)，在式（3.10）中以x=l/2代入，則得中點(diǎn)弧垂的近似計(jì)算公式（平拋物線計(jì)算公式），即： （3.14）3.2.5 任意點(diǎn)弧垂的計(jì)算如圖3.2所示，導(dǎo)線任意點(diǎn)的弧垂可表示為，利用式（3.6）和式（3.14）代入（3.14），經(jīng)過(guò)整理，即得到任意點(diǎn)的弧垂精確計(jì)算式： （3.15）當(dāng)懸點(diǎn)高差（h）與檔距（）之比0.1時(shí)，可利用式（3.14）和式（3.10）進(jìn)行計(jì)算，可得到任意點(diǎn)（x）的弧垂近似計(jì)算式： （3.16） （3.17） （3.18） （3.19） （3.20）式中， （3.21）3.2.6 懸點(diǎn)不等高時(shí)弧垂計(jì)算 導(dǎo)線懸點(diǎn)不等高時(shí)，設(shè)檔距為,比載為g，最低點(diǎn)O的應(yīng)力為0。這時(shí)導(dǎo)線

29、最低點(diǎn)不在檔距中央，而是偏向懸點(diǎn)B側(cè)，偏離的水平距離為m。在曲線上取一點(diǎn)A與A對(duì)稱(chēng)，取一點(diǎn)B與B對(duì)稱(chēng)，則AA之間的懸掛曲線稱(chēng)為懸點(diǎn)A的等效懸掛曲線，其相應(yīng)的檔距l(xiāng)稱(chēng)為懸點(diǎn)A的等效檔距，中央弧垂稱(chēng)為懸點(diǎn)A的水平弧垂。同理，BB的導(dǎo)線懸掛曲線稱(chēng)為B點(diǎn)的等效懸掛曲線，稱(chēng)為B點(diǎn)的等效檔距，稱(chēng)為懸點(diǎn)B的水平弧垂、的中點(diǎn)，就是等效檔距的導(dǎo)線最低點(diǎn)。懸點(diǎn)不等高時(shí)任意一點(diǎn)的弧垂和中點(diǎn)弧垂，根據(jù)式（3.10） （3.22） （3.23）懸掛點(diǎn)A、B的高差h為： （3.24）式中，xA，xB分別為懸點(diǎn)A、B至導(dǎo)線最低點(diǎn)O的水平距離。圖3.3 懸點(diǎn)不等高的導(dǎo)線根據(jù)圖3.3的幾何相似關(guān)系，導(dǎo)線任意一點(diǎn)的高差h為： （

30、3.25）將式（3.24）代入上式得： （3.26）由圖3-3可見(jiàn)，導(dǎo)線任意一點(diǎn)的弧垂為： （3.27） （3.28） （3.29） 式中，x，y分別為導(dǎo)線任意一點(diǎn)對(duì)導(dǎo)線最低點(diǎn)O的橫 縱坐標(biāo)；，分別為懸點(diǎn)A、B至導(dǎo)線任意一點(diǎn)的水平距離。 上兩個(gè)方程式完全一致，是計(jì)算懸點(diǎn)不等高時(shí)，導(dǎo)線任意一點(diǎn)的斜弧垂近似計(jì)算公式。將=l/2代入式（3.20），即可得到懸點(diǎn)不等高時(shí)的中點(diǎn)斜弧垂，即： （3.30）3.3 導(dǎo)線的狀態(tài)方程式3.3.1 孤立檔的狀態(tài)方程懸掛在兩桿塔間的導(dǎo)線，其應(yīng)力和弧垂是隨檔距和氣象條件的變化而改變的，求不同氣象條件下的導(dǎo)線的應(yīng)力必須要借助于導(dǎo)線的狀態(tài)方程式。孤立檔的狀態(tài)方程式近似公式

31、為 （3.31）式中，、分別為已知?dú)庀髼l件和待求氣象條件下的比載N/（m.mm2）；待求氣象條件下，溫度為和比載為時(shí)導(dǎo)線最低點(diǎn)應(yīng)力(N/mm2）；已知?dú)庀髼l件下，溫度為和比載為時(shí)導(dǎo)線最低點(diǎn)應(yīng)力(N/mm2）；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）,為彈性系數(shù)E的倒數(shù)；檔距(m)。3.3.2 連續(xù)檔的狀態(tài)方程式 （3.32）式中，為耐張段的代表檔距。應(yīng)力的計(jì)算對(duì)于不考慮高差影響的狀態(tài)方程式，若令 （3.33）則可變形為： （3.34）3.4 導(dǎo)線的臨界檔距架空線路的導(dǎo)線應(yīng)力是隨檔距和氣象條件的變化而改變的，且無(wú)論檔距和氣象條件如何變化，導(dǎo)線的應(yīng)力均不會(huì)超過(guò)控制應(yīng)力，控制應(yīng)力有

32、兩個(gè)：最大使用應(yīng)力和年平均運(yùn)行應(yīng)力15。導(dǎo)線控制應(yīng)力確定后，還必須知道出現(xiàn)控制應(yīng)力時(shí)相應(yīng)的氣象條件。各種檔距并非是同一控制條件控制。當(dāng)大于某一檔距時(shí)，由一種條件控制；小于某一檔距時(shí)，則由另一控制條件控制。兩種控制條件的分界點(diǎn)，稱(chēng)為臨界檔距。在臨界檔距時(shí)，兩種均為控制條件，這時(shí)兩種控制條件的應(yīng)力為同一數(shù)值。因此，在計(jì)算導(dǎo)線應(yīng)力弧垂特性曲線時(shí)，首先應(yīng)確定控制條件，求出各種控制條件的臨界檔距，并判別出各種控制條件下所控制檔距的范圍，便可計(jì)算其它氣象條件下的導(dǎo)線應(yīng)力。這樣按照控制條件和控制檔距范圍計(jì)算的導(dǎo)線應(yīng)力，在任何檔距或任何氣象條件下均不會(huì)超過(guò)控制應(yīng)力。3.4.1 臨界檔距的計(jì)算方法（1）兩種控制

33、氣象條件下，導(dǎo)線應(yīng)力不相同（即mn）時(shí)，臨界檔距可根據(jù)導(dǎo)線狀態(tài)方程導(dǎo)出： （3.35）（2）兩種控制氣象條件下，導(dǎo)線應(yīng)力相同時(shí)，根據(jù)臨界檔距的定義，兩種情況都起控制作用時(shí)導(dǎo)線應(yīng)力只有一個(gè)控制應(yīng)力。根據(jù)導(dǎo)線狀態(tài)方程式可推導(dǎo)出兩種控制條件導(dǎo)線應(yīng)力相等的臨界檔距為： （3.36）3.5 線路的代表檔距 前面分析了孤立檔距內(nèi)導(dǎo)線受力和弧垂的計(jì)算公式，下面分析連續(xù)檔的代表檔距的計(jì)算，即在一個(gè)耐張段內(nèi)（兩基相鄰的耐張桿塔間）具有若干懸垂點(diǎn)的直線桿塔（非耐張桿塔）的連續(xù)檔距中，各檔導(dǎo)線最低點(diǎn)應(yīng)力是按統(tǒng)一值架設(shè)的。當(dāng)氣象條件變化時(shí)，由于各檔距線長(zhǎng)和高差不一定相同，各檔應(yīng)力變化就不完全相同，從而使直線桿塔上出現(xiàn)

34、不平衡張力差，使懸垂絕緣子串產(chǎn)生偏斜。偏斜的結(jié)果又使各檔應(yīng)力趨于基本一致，這個(gè)應(yīng)力稱(chēng)為耐張段內(nèi)的代表應(yīng)力，其值是用耐張段的代表檔距（也稱(chēng)為規(guī)律檔距）代入導(dǎo)線的狀態(tài)方程中求出。代表檔距分為懸掛點(diǎn)等高和懸掛點(diǎn)不等高兩種情況。3.5.1 懸掛點(diǎn)的代表檔距 （3.37） （3.38）式中代表檔距(m)；，,耐張段內(nèi)各檔的檔距(m)。4 導(dǎo)線的機(jī)械物理特性與荷載的計(jì)算4.1 導(dǎo)線的機(jī)械物理特性 一般指抗拉強(qiáng)度、彈性系數(shù)、線膨脹系數(shù)及密度8。4.1.1 導(dǎo)線的抗拉強(qiáng)度 導(dǎo)線的計(jì)算拉斷力與導(dǎo)線的計(jì)算截面積的比值稱(chēng)為導(dǎo)線的抗拉強(qiáng)度或瞬時(shí)破壞應(yīng)力。 （4.1）式中，參數(shù)p、A分別表示導(dǎo)線的抗拉強(qiáng)度（N/mm2）

35、導(dǎo)線的計(jì)算拉斷力（N）和導(dǎo)線的計(jì)算截面(mm2)。4.1.2 導(dǎo)線彈性系數(shù) 指在彈性限度內(nèi)，單位截面上作用一單位應(yīng)力時(shí)，導(dǎo)線單位長(zhǎng)度上所產(chǎn)生伸長(zhǎng)值的倒數(shù)值。導(dǎo)線的彈性系數(shù)按下式計(jì)算： （4.2）式中，、m、分別表示鋼芯鋁絞線的彈性系數(shù)（N/mm2）、鋼的彈性系數(shù)（N/mm2）鋁對(duì)鋼的截面比、鋁的彈性系數(shù)（N/mm2）。4.1.3 導(dǎo)線的線膨脹系數(shù) 導(dǎo)線溫度升高1時(shí)，導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)值。按下式計(jì)算： （4.3） 式中，、分別表示鋼和鋁的線膨脹系數(shù)。4.1.4 導(dǎo)線的密度 導(dǎo)線是由單質(zhì)材料構(gòu)成的多股絞線，其密度就是原材料的密度。鋼芯鋁絞線的鋼部與鋁部截面比不同，其導(dǎo)線密度隨鋼鋁截面比而定，一般不

36、列出鋼芯鋁絞線的密度。4.2 導(dǎo)線、避雷線荷載導(dǎo)線單位面積、單位長(zhǎng)度的荷載稱(chēng)為比載。比載在導(dǎo)線的荷載計(jì)算中是最合適的參數(shù)。在線路的設(shè)計(jì)中，常用的比載共有7種，計(jì)算方法如下：4.2.1 自重比載 由架空線本身自重引起的比載，按下式計(jì)算： （4.4）式中, 、A分別表示導(dǎo)線自重比載N/（m.mm2）、導(dǎo)線單位長(zhǎng)度質(zhì)量（kg/m）和導(dǎo)線截面積（mm2）。4.2.2 冰重比載 架空線上覆冰后，冰重除以架空線長(zhǎng)度及架空線截面積即為架空線的冰重比載。計(jì)算式如下： （4.5）式中，0=0.9、b、d分別為冰的比重（g/cm3）、導(dǎo)線覆冰厚度(mm)、導(dǎo)線的計(jì)算直徑(mm)。4.2.3 覆冰時(shí)導(dǎo)線的垂直總比載

37、 是架空線自重比載g1與冰重比載g2之和?？砂聪率竭M(jìn)行計(jì)算： （4.6）4.2.4 無(wú)冰時(shí)導(dǎo)線風(fēng)壓比載 無(wú)冰時(shí)導(dǎo)線每單位長(zhǎng)度、每單位截面上的風(fēng)壓載荷，計(jì)算式如下： （4.7） 式中，g4、C、d、v、分別為無(wú)冰時(shí)導(dǎo)線風(fēng)壓比載N/（m.mm）、風(fēng)速不均勻系數(shù)、風(fēng)載體型系數(shù)、導(dǎo)線計(jì)算外徑(mm)、設(shè)計(jì)風(fēng)速（m/s）、風(fēng)向與架空線軸線之間夾角。4.2.5 覆冰時(shí)的風(fēng)壓比載 覆冰導(dǎo)線每單位長(zhǎng)度、每單位截面上的風(fēng)壓載荷，可按下式計(jì)算 （4.8）4.2.6 無(wú)冰有風(fēng)時(shí)的綜合比載 在導(dǎo)線上垂直方向作用著的自重比載與風(fēng)壓比載的幾何和。計(jì)算式如下： （4.9）4.2.7 有冰有風(fēng)時(shí)的綜合比載 在導(dǎo)線上垂直方向作

38、用著自重和冰重的比載與在水平方向作用著覆冰風(fēng)壓比載的幾何和。計(jì)算式如下： （4.10）5 導(dǎo)線的防振設(shè)計(jì)當(dāng)風(fēng)雪作用于張緊在空中的導(dǎo)線上時(shí)，導(dǎo)線會(huì)呈現(xiàn)出具有不同特征的振動(dòng)現(xiàn)象。隨著實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，目前已知的架空線發(fā)生的振動(dòng)類(lèi)型主要有：微風(fēng)振動(dòng)、次檔距振動(dòng)、脫冰跳躍和擺動(dòng)、電暈舞動(dòng)、短路振蕩等。在以上的各種震動(dòng)中，微風(fēng)振動(dòng)最為常見(jiàn)，持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，危害性最大，所以需要著重注意微風(fēng)振動(dòng)的問(wèn)題。5.1 微風(fēng)振動(dòng)的形成當(dāng)均勻的微風(fēng)吹向?qū)Ь€時(shí)，在導(dǎo)線的背風(fēng)面產(chǎn)生上下交替變化的氣流漩渦，即“卡門(mén)漩渦”，從而使導(dǎo)線受到一個(gè)上下交替的作用力，當(dāng)這個(gè)脈沖力的頻率與架空線的固有振動(dòng)頻率相等時(shí)，產(chǎn)生的諧振，即產(chǎn)生微

39、風(fēng)振動(dòng)。微風(fēng)振動(dòng)頻率一般頻率較高，常見(jiàn)頻率范圍為10120Hz，振幅較小，一般不超過(guò)導(dǎo)線的直徑。振動(dòng)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，振動(dòng)時(shí)間達(dá)全年時(shí)間的30%50%左右。微風(fēng)振動(dòng)的危害是造成導(dǎo)線在線夾出口斷股甚至斷線和金具絕緣子的損傷等。5.2 導(dǎo)線的振動(dòng)方程導(dǎo)線的振動(dòng)波形為沿導(dǎo)線分布的駐波，同一頻率的振動(dòng)波其波節(jié)和波腹位置不變，該振動(dòng)波為 （5.1）式中，為最大的振幅；為振動(dòng)波波長(zhǎng)；為導(dǎo)線的自振頻率。5.3 影響導(dǎo)線振動(dòng)的因素導(dǎo)線振動(dòng)的主要影響因素有懸掛點(diǎn)的高度、風(fēng)向、線路金國(guó)地區(qū)的地理?xiàng)l件、檔距大小及導(dǎo)線應(yīng)力大小等。導(dǎo)線懸掛點(diǎn)越高，地面對(duì)風(fēng)的均勻性破壞程度就越小，風(fēng)振動(dòng)的風(fēng)速范圍將較大，因而振動(dòng)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)

40、，振幅較大18。在平坦開(kāi)闊地區(qū)導(dǎo)線與引起風(fēng)速振動(dòng)的范圍如表5.1所示。 表5.1 開(kāi)闊地區(qū)引起風(fēng)振動(dòng)的風(fēng)速范圍檔距（m）150-250300-450500-700700-1000導(dǎo)線懸掛高度(m)12254070風(fēng)速范圍（m/s） 經(jīng)過(guò)觀測(cè)試驗(yàn)表明，風(fēng)向?qū)?dǎo)線的震動(dòng)有很大的影響。當(dāng)風(fēng)向與線路成450900角時(shí)，導(dǎo)線產(chǎn)生穩(wěn)定的振動(dòng)，當(dāng)風(fēng)向與線路成300450時(shí)，振動(dòng)不連續(xù)且少有穩(wěn)定振動(dòng)，當(dāng)夾角小于200時(shí)，一般不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)。當(dāng)線路經(jīng)過(guò)平坦、開(kāi)闊地區(qū)時(shí)，風(fēng)的均勻性不易受到破壞，最易產(chǎn)生持續(xù)振動(dòng)因此對(duì)于經(jīng)過(guò)河流、湖泊、曠野的線路，應(yīng)加強(qiáng)防振措施。檔距大小對(duì)振動(dòng)也有較大的影響，當(dāng)檔距在75100m以下

41、時(shí)不需安裝防振措施。當(dāng)檔距較大時(shí)，風(fēng)輸入給導(dǎo)線的振動(dòng)能量加大，振動(dòng)加劇。從而表明風(fēng)給與導(dǎo)線的振動(dòng)能量與檔距成正比。導(dǎo)線應(yīng)力大小與振動(dòng)有較密切的關(guān)系，結(jié)合國(guó)內(nèi)外線路運(yùn)行的實(shí)際情況可得，提高導(dǎo)線應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)頻率增加，容易使導(dǎo)線過(guò)早疲勞從而加速了斷股和斷線的事故。因此為了限制導(dǎo)線振動(dòng)的危害性，規(guī)程規(guī)定，導(dǎo)線和避雷線的平均運(yùn)行應(yīng)力的上限和相應(yīng)的防振措施，應(yīng)符合表5.2要求18： 表5.2 線的平均應(yīng)力的上限和防振措施情況防振措施平均運(yùn)行應(yīng)力的上限（瞬時(shí)破壞應(yīng)力的%）LGJGJLJ檔距不超過(guò)500m的開(kāi)闊地區(qū)不需要161217檔距不超過(guò)500m的非開(kāi)闊地區(qū)不需要181820檔距不超過(guò)120m不需要18

42、1820不論檔距大小護(hù)線條22不論檔距大小防振錘（阻尼線）或另加護(hù)線條2525255.4 主要的防振措施 （1）減弱產(chǎn)生振動(dòng)的條件，如盡量避免導(dǎo)線通過(guò)開(kāi)闊地帶，降低導(dǎo)線的運(yùn)行應(yīng)力等。 （2）加強(qiáng)導(dǎo)線自身的耐振能力，如采取疲勞強(qiáng)度極限高的導(dǎo)線、安裝護(hù)線條、改善線夾結(jié)構(gòu)等。（3）吸收導(dǎo)線的振動(dòng)能量，降低振動(dòng)強(qiáng)度，如安裝防振錘和阻尼線。采用阻尼大的導(dǎo)線。5.5 防振錘選取與安裝在架空線路上安裝防振錘是目前廣泛采用的防振措施之一，防振錘的安裝設(shè)計(jì)需要確定防振錘的型號(hào)，安裝個(gè)數(shù)和安裝位置20。5.5.1 防振錘個(gè)數(shù)的選擇防振錘的型號(hào)需與導(dǎo)線和避雷線相匹配，他們的配合關(guān)系如表5.3所示。表5.3 防振錘與

43、架空線的配合表防振錘型號(hào)FD-1FD-2FD-3FD-4FD-5適用導(dǎo)、地線型號(hào)LGJ-3550LGJ-7095LGJ-120150LGJ-185240LGJ-300400LGJQ-300400防振錘型號(hào)FD-6FG-35FG-50FG-70FG-100適用導(dǎo)、地線型號(hào)LGJQ-500630GJ-35GJ-50 GJ-70GJ-100防振錘的安裝個(gè)數(shù)與檔距有關(guān)，檔距越大，需要安裝的防振錘數(shù)量就越多，它們之間對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表5.4所示。表5.4 防振錘個(gè)數(shù)選擇表防振錘個(gè)數(shù)123架空線直徑（mm）檔距范圍（m）檔距范圍（m）檔距范圍（m）d1230030060060090012d22350350700

44、700100022d37.145045080080012005.5.2 防振錘安裝距離的確定防振錘的安裝位置應(yīng)在駐波的波腹處,以便最大限度的消耗能量。然而,對(duì)于不同的風(fēng)速，導(dǎo)線具有不同的振動(dòng)頻率和波長(zhǎng),為了使防振錘在各種穩(wěn)定振動(dòng)的風(fēng)速下均有良好的防振效果,防振錘的位置應(yīng)顧及到最長(zhǎng)和最短的穩(wěn)定振動(dòng)波。振動(dòng)波的最大半波長(zhǎng)為 （5.2）振動(dòng)波的最小半波長(zhǎng)為 （5.3）式中 、穩(wěn)定風(fēng)速的上、下限，m/s ； 最低氣溫時(shí)導(dǎo)線的最大應(yīng)力， N/mm2 ；最高氣溫時(shí)導(dǎo)線的最小應(yīng)力，N/mm2。為了對(duì)最大波長(zhǎng)和最小半波長(zhǎng)具有相同的防振效果，防振錘的安裝距離為: （5.4）式中， 防振錘距線夾出口的距離（m）。

45、5.5.3 防振錘的安裝方法當(dāng)防振錘的個(gè)數(shù)不止一個(gè)時(shí)，采用的安裝方法有等距離安裝和不等距離安裝兩種方法。等距離安裝即防振錘之間的距離均為，這種方法可能會(huì)使有的防振錘安裝在波節(jié)或波節(jié)附近，起不到防振的作用。不等距離安裝防振錘常用的方法有兩種： （1）方法一。當(dāng)需要安裝兩個(gè)防振錘時(shí)，若兩個(gè)防振錘同型號(hào)，則 , （5.5）若兩個(gè)防振錘不同型號(hào)，則 ， （5.6）（2）方法二。當(dāng)需要安裝兩個(gè)以上防振錘時(shí) （5.7）式中 -防振錘的安裝數(shù)量；-防振錘序號(hào)。按照設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定，鋼芯鋁絞線年平均運(yùn)行應(yīng)力大于破壞應(yīng)力的16%，鋼絞線年平均運(yùn)行應(yīng)力大于破壞應(yīng)力的12%，即需采取防振措施。據(jù)此，本工程設(shè)計(jì)冰厚15m

46、m地段均需采取防振措施。本工程采用防振錘防振，導(dǎo)線采用FD-4型防振錘，避雷線采用FD-1型防振錘。6 桿塔型式的選擇6.1 桿塔塔型選擇的要求輸電線路桿塔型式的確定，應(yīng)根據(jù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展水平，不斷總結(jié)桿塔設(shè)計(jì)、運(yùn)行和施工的經(jīng)驗(yàn)，擇優(yōu)選取技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用的桿塔型式。線路桿塔型式是多種多樣的，一條線到底選用何種桿塔外型結(jié)構(gòu)，主要取決于線路的電壓等級(jí)、線路的回路數(shù)、線路經(jīng)過(guò)地區(qū)的氣象條件以及地質(zhì)情況等。進(jìn)行一條線路的設(shè)計(jì)，必須結(jié)合工程特點(diǎn)，確定桿塔所采用的型式9。6.2 桿塔在線路中的分類(lèi)和用途6.2.1 直線桿 直線桿塔的桿型用于線路直線段，它承受線路正常運(yùn)行時(shí)的垂直荷載和橫向水平風(fēng)荷載，在順線路方向也有一定承載能力，以支持?jǐn)嗑€或其他情況的縱向張力。 平地和丘陵地區(qū)的110kV的線路廣泛采用不帶拉線的鋼筋混凝土單桿，常用的桿頭型式有上字型、鳥(niǎo)骨型和斜三角型。6.2.2 耐張桿 一般指直線耐張桿或小于50的轉(zhuǎn)角桿是一種堅(jiān)固、穩(wěn)定的桿型,在正常運(yùn)行時(shí)受到的載，基本與直線桿相同。不同的是它將兩側(cè)的線路從機(jī)械結(jié)構(gòu)上分隔為兩個(gè)區(qū)段，從而便于施工和檢修，同時(shí)限制線路機(jī)械事故的范圍。6.2.3 轉(zhuǎn)角桿 轉(zhuǎn)角桿用于線路的轉(zhuǎn)角向處，分直線型和耐張型。35kV以上的轉(zhuǎn)角500以下用耐張型。轉(zhuǎn)角桿比直線桿多承受沿分角線方導(dǎo)線