輸電線路設(shè)計—導(dǎo)線風(fēng)偏計算及校驗講課講稿

1、輸電線路設(shè)計導(dǎo)線風(fēng)偏計算及校驗一、概 述 架空輸電線路長期運行在野外，受自然界氣架空輸電線路長期運行在野外，受自然界氣候變化的影響。風(fēng)是自然界影響線路的主要現(xiàn)象候變化的影響。風(fēng)是自然界影響線路的主要現(xiàn)象之一。大風(fēng)引起的導(dǎo)線風(fēng)偏對地或?qū)U塔塔頭構(gòu)之一。大風(fēng)引起的導(dǎo)線風(fēng)偏對地或?qū)U塔塔頭構(gòu)件放電是線路故障的主要形式。件放電是線路故障的主要形式。 下面介紹導(dǎo)線風(fēng)偏對地或交叉跨越計算和下面介紹導(dǎo)線風(fēng)偏對地或交叉跨越計算和絕緣子串風(fēng)偏計算。絕緣子串風(fēng)偏計算。 二、風(fēng)偏計算基本參數(shù)（1）比載）比載 （N/m.mm2） 比載是電線單位長度、單位截面上的荷載比載是電線單位長度、單位截面上的荷載自重比載自重比載

2、 g1冰重比載冰重比載 g2自重冰重綜合比載自重冰重綜合比載 g3風(fēng)比載風(fēng)比載 g4覆冰后風(fēng)比載覆冰后風(fēng)比載 g5自重風(fēng)重綜合比載自重風(fēng)重綜合比載 g6覆冰、風(fēng)綜合比載覆冰、風(fēng)綜合比載 g7 二、風(fēng)偏計算基本參數(shù)比載以荷載方向分類比載以荷載方向分類 分為垂直比載、水平比載、綜合比載。分為垂直比載、水平比載、綜合比載。垂直比載有垂直比載有 g1、g2、g3水平比載有水平比載有 g4、g5綜合比載有綜合比載有 g6、g7水平比載垂直比載綜合比載 二、風(fēng)偏計算基本參數(shù)自重比載自重比載g1計算計算 SgWg01式中：g1 電線自重比載（N/m.mm2） W0 電線自重 （N/m） g 重力加速度 g

3、= 9.80665 S 電線截面（mm2） 二、風(fēng)偏計算基本參數(shù)冰重比載冰重比載g2計算計算 式中：g2 電線覆冰的冰重比載（N/m.mm2） b 覆冰厚度 （mm） g 重力加速度 g = 9.80665 S 電線截面（mm2） d 電線外徑 （mm）gSdbbg9 . 02 二、風(fēng)偏計算基本參數(shù)電線覆冰垂直綜合比載電線覆冰垂直綜合比載g3計算計算 式中： g1 電線自重比載（N/m.mm2） g2 電線覆冰的冰重比載（N/m.mm2） 213ggg 二、風(fēng)偏計算基本參數(shù)風(fēng)比載風(fēng)比載g4計算計算 式中： g4 電線上風(fēng)比載（N/m.mm2） g 重力加速度 g = 9.80665 V 大風(fēng)風(fēng)

4、速 （m/s） 風(fēng)壓不均勻系數(shù) S 電線截面（mm2） K 電線體型系數(shù) d 電線外徑 （mm） d17mm K=1.2 d17mm K=1.13241016gSdVKg 二、風(fēng)偏計算基本參數(shù)覆冰后風(fēng)比載覆冰后風(fēng)比載g5計算計算 式中： g4 電線上風(fēng)比載（N/m.mm2） g 重力加速度 g = 9.80665 V 大風(fēng)風(fēng)速 （m/s） 風(fēng)壓不均勻系數(shù) S 電線截面（mm2） K 電線體型系數(shù) d 電線外徑 （mm） b 覆冰厚度 （mm）32510162gSbdVKg 二、風(fēng)偏計算基本參數(shù)風(fēng)壓不均勻系數(shù)風(fēng)壓不均勻系數(shù)取值取值 基準(zhǔn)風(fēng)速m/s2020V2727V31.531.5計算桿塔荷載1

5、.00.850.750.70計算風(fēng)偏用1.00.750.610.61水平檔距 m200250300350400450500550校驗桿塔間隙用0.800.740.700.670.650.630.620.61 二、風(fēng)偏計算基本參數(shù)風(fēng)電線綜合比載風(fēng)電線綜合比載g6計算計算 式中： g1 電線自重比載（N/m.mm2） g4 電線的風(fēng)比載（N/m.mm2） 22641ggg 二、風(fēng)偏計算基本參數(shù)冰、風(fēng)、電線綜合比載冰、風(fēng)、電線綜合比載g7計算計算 式中： g3 覆冰、電線垂直比載（N/m.mm2） g5 覆冰后電線上的風(fēng)比載（N/m.mm2） 25237ggg 二、風(fēng)偏計算基本參數(shù) P 單位荷重單位

6、荷重 （N/m） 單位荷重是電線單位長度上的荷載，單位荷重為單位荷重是電線單位長度上的荷載，單位荷重為應(yīng)力與電線截面的乘積。應(yīng)力與電線截面的乘積。自重自重 P1冰重冰重 P2自重冰重綜合自重冰重綜合 P3風(fēng)風(fēng) P4覆冰后風(fēng)覆冰后風(fēng) P5自重風(fēng)重自重風(fēng)重 P6覆冰、風(fēng)覆冰、風(fēng) P7Sgp （2）應(yīng)力）應(yīng)力 （N/mm2） 應(yīng)力應(yīng)力是電線單位截面上所受的力是電線單位截面上所受的力電線張力電線張力T是應(yīng)力與截面的乘積是應(yīng)力與截面的乘積 二、風(fēng)偏計算基本參數(shù)ST 不同的氣象條件下，導(dǎo)線有不同的應(yīng)力。 在線路檔距中，電線弧垂上各點的應(yīng)力是不相同的，施工圖設(shè)計應(yīng)力表是指電線弧垂最低點單位截面所受的力。 二

7、、風(fēng)偏計算基本參數(shù) 獲得導(dǎo)線應(yīng)力方法：獲得導(dǎo)線應(yīng)力方法：1、查施工圖設(shè)計中的應(yīng)力表。2、采用狀態(tài)方程式計算。3、根據(jù)施工圖圖紙中的導(dǎo)地線放線K值表進行換算。 二、風(fēng)偏計算基本參數(shù)ttEElgElgmmmm2222222424式中： m、gm、tm 已知條件的應(yīng)力、比載、溫度 、 g、 t 待求條件的應(yīng)力、比載、溫度 線膨脹系數(shù) E 彈性模量（N/mm2） 代表檔距(m)l 二、風(fēng)偏計算基本參數(shù) 三、檔距中導(dǎo)線風(fēng)偏Kg21式中： 電線應(yīng)力 （N/mm2） g1 電線自重比載（N/m.mm2） K K值（x10-4） 利用施工圖圖紙中的放線K值表中數(shù)值反算相應(yīng)溫度下的導(dǎo)線應(yīng)力。 由于施工圖中放線K

8、值表中的數(shù)值是降溫后對應(yīng)溫度的數(shù)值，因此表中的溫度減去K值表降溫的度數(shù)，才是所求應(yīng)力對應(yīng)的實際溫度。 二、風(fēng)偏計算基本參數(shù)檔距中央的弧垂（最大）計算： 三、檔距中導(dǎo)線風(fēng)偏電線風(fēng)偏角計算：電線風(fēng)偏角計算：式中：式中： 電線風(fēng)偏角（度）電線風(fēng)偏角（度） g g1 1 電線自重比載（電線自重比載（N/mmN/mm2 2） g g4 4 風(fēng)比載（風(fēng)比載（N/mmN/mm2 2） 141ggtg 三、檔距中導(dǎo)線風(fēng)偏風(fēng)偏是風(fēng)偏是導(dǎo)線弧垂導(dǎo)線弧垂以檔距兩側(cè)導(dǎo)線懸掛點連線為軸旋轉(zhuǎn)。以檔距兩側(cè)導(dǎo)線懸掛點連線為軸旋轉(zhuǎn)。 電線上檔距中央的弧垂（最大）計算：電線上檔距中央的弧垂（最大）計算：式中：式中：f f 電線任

9、意一點弧垂（電線任意一點弧垂（m m） g g1 1 電線自重比載（電線自重比載（N/mmN/mm2 2） b b 電線應(yīng)力電線應(yīng)力 （N/mmN/mm2 2） g g1 1 電線自重比載（電線自重比載（N/mmN/mm2 2） L L 檔距（檔距（m m） h h 電線懸掛點高差（電線懸掛點高差（m m） 高差角高差角 cos826LgfLhtg1 三、檔距中導(dǎo)線風(fēng)偏導(dǎo)線風(fēng)偏計算中任一點對地弧垂計算：導(dǎo)線風(fēng)偏計算中任一點對地弧垂計算：式中：式中： f f 電線任意一點弧垂（電線任意一點弧垂（m m） g g6 6 電線綜合比載（電線綜合比載（N/mmN/mm2 2） b b 電線應(yīng)力電線應(yīng)力

10、 （N/mmN/mm2 2） g g1 1 電線自重比載（電線自重比載（N/mmN/mm2 2） 距兩側(cè)桿塔的距離（距兩側(cè)桿塔的距離（m m） h h 電線懸掛點高差（電線懸掛點高差（m m） 高差角高差角 cos2216llgf21ll、 三、檔距中導(dǎo)線風(fēng)偏絕緣子串風(fēng)偏計算：絕緣子串風(fēng)偏計算：JvhWlgSWTlgSptg14122sin22式中：式中：P P 絕緣子串風(fēng)壓（絕緣子串風(fēng)壓（N N） L Lh h 水平檔距（水平檔距（m m） W W 絕緣子串重量（絕緣子串重量（N N） L Lv v 垂直檔距（垂直檔距（m m） S S 電線截面電線截面 （mmmm2 2） 線路轉(zhuǎn)角度數(shù)（度

11、）線路轉(zhuǎn)角度數(shù)（度） g g1 1 電線自重比載（電線自重比載（N/mmN/mm2 2） T T 相導(dǎo)線張力（相導(dǎo)線張力（N N） g g4 4 電線風(fēng)壓比載（電線風(fēng)壓比載（N/mmN/mm2 2） W WJ J 重錘重量（重錘重量（N N） 四、直線塔懸垂絕緣子串風(fēng)偏絕緣子串風(fēng)壓計算：絕緣子串風(fēng)壓計算：80665. 91603. 02VnP式中：式中：P P 絕緣子串風(fēng)壓（絕緣子串風(fēng)壓（N N） V V 風(fēng)速（風(fēng)速（m/sm/s） n n 絕緣子片數(shù)絕緣子片數(shù) 單聯(lián)串金具算單聯(lián)串金具算1 1片，片， 雙聯(lián)串算雙聯(lián)串算2 2片。片。 四、直線塔懸垂絕緣子串風(fēng)偏垂直檔距計算：垂直檔距計算：221

12、11lhlhgllhv 四、直線塔懸垂絕緣子串風(fēng)偏式中：式中： L Lv v 垂直檔距（垂直檔距（m m） L Lh h 水平檔距（水平檔距（m m） 電線應(yīng)力電線應(yīng)力 （N/mmN/mm2 2） g g1 1 電線自重比載（電線自重比載（N/mmN/mm2 2） h h1 1、h h2 2 計算桿塔兩側(cè)導(dǎo)線懸掛點高差（計算桿塔兩側(cè)導(dǎo)線懸掛點高差（m m） l l1 1、l l2 2 計算桿塔兩側(cè)檔距（計算桿塔兩側(cè)檔距（m m） 絕緣子串極限搖擺間隙圓圖繪制需考慮的因素：絕緣子串極限搖擺間隙圓圖繪制需考慮的因素：1、角鋼及腳釘寬度一般取150mm。2、線夾出口處的弧垂（瓶口弧垂）與塔身寬度和計

13、算塔兩側(cè)桿塔相 對位置有關(guān)。3、電氣間隙應(yīng)根據(jù)海拔高度進行修正。在外過電壓、內(nèi)過電壓及正在外過電壓、內(nèi)過電壓及正常工作電壓情況下，分別求常工作電壓情況下，分別求出絕緣子串的風(fēng)偏角出絕緣子串的風(fēng)偏角1 1 、 22、 33，然后繪出間隙，然后繪出間隙圓，如右圖所示，由圖中的圓，如右圖所示，由圖中的間隙距離間隙距離e1e1、e2e2、e3e3，即可，即可得知各種情況下的空氣間隙得知各種情況下的空氣間隙是否滿足規(guī)程要求。是否滿足規(guī)程要求。 五、風(fēng)偏校驗方法為便于設(shè)計驗算，可為便于設(shè)計驗算，可采用反推法，先利用采用反推法，先利用已知參數(shù)，反算出直已知參數(shù)，反算出直線桿塔的允許高差線桿塔的允許高差hh，再在定位中進，再在定位中進行控制。行控制。 五、風(fēng)偏校驗方法也可以利用上述公式算出各種條件下水平也可以利用上述公式算出各種條件下水平檔距與垂直檔距的關(guān)系，畫出搖擺角臨界檔距與垂直檔距的關(guān)系，畫出搖擺角臨界曲線，若定位圖上某桿塔的垂直檔距和水曲線，若定位圖上某桿塔的垂直檔距和水平檔距落在臨界曲線以上，說明搖擺角在平檔距落在臨界曲線以上，說明搖擺角在安全范圍以內(nèi)，反之則說明該桿塔搖擺角安全范圍以內(nèi)，反之則說明該桿塔搖擺角太在，存在安太在，存在安全風(fēng)險。全風(fēng)險。 五、風(fēng)偏校驗