電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊(cè)學(xué)習(xí)

1、電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊(cè)1、電線力學(xué)計(jì)算。氣象條件。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和電氣性能適應(yīng)氣象變化。a、氣象資料及用途表：最高氣溫，計(jì)算電線最大弧垂，保持安全距離；最低氣溫，計(jì) 算電線可能產(chǎn)生的最大應(yīng)力、絕緣子串上揚(yáng)、電線上拔及電線防振的計(jì)算； 年平均氣溫，防振設(shè)計(jì)一般采用平均氣溫時(shí)的電線應(yīng)力作為計(jì)算控制條件； 歷年最低氣溫月的平均氣溫，計(jì)算電線或桿塔安裝檢修時(shí)的初始條件；最大 風(fēng)速及最大風(fēng)速月的平均氣溫，風(fēng)荷載是考慮桿塔和電線強(qiáng)度的基本條件； 地區(qū)最多風(fēng)向及其出現(xiàn)頻率，電線防振、防腐及絕緣防污設(shè)計(jì)；電線覆冰厚 度，桿塔及電線強(qiáng)度設(shè)計(jì)依據(jù)、驗(yàn)算不均勻覆冰時(shí)電線縱向不平衡張力及垂 直布置的導(dǎo)線接近距離、可能

2、出現(xiàn)最大弧垂時(shí)決定跨越時(shí)距；雷電日數(shù)，防 雷計(jì)算；雪天、雨天、霧淞天的持續(xù)小時(shí)數(shù)，計(jì)算電暈損失時(shí)的基本數(shù)據(jù)； 土壤凍結(jié)深度，桿塔的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；常年洪水位置及最高航行水位氣溫，確定 跨越桿塔的高度及驗(yàn)算交叉跨越距離；最高氣溫月的日最高氣溫的平均值， 計(jì)算導(dǎo)線發(fā)熱溫升；歷年最低氣溫月的最低平均氣溫，計(jì)算斷線或斷串時(shí)氣 溫條件。b、氣象臺(tái)的選擇及氣象分段。就近選取，遠(yuǎn)則調(diào)查，長(zhǎng)懸分段，注 意要點(diǎn)：利用建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范或氣象部門(mén)編制的基本風(fēng)壓分布圖， 按照規(guī)定的重現(xiàn)期和基準(zhǔn)風(fēng)速高度，將基本風(fēng)壓換算成風(fēng)速，以供選擇最大 設(shè)計(jì)風(fēng)速參照。c、設(shè)計(jì)氣象條件的選定原則。資料經(jīng)驗(yàn)并重，按氣象重現(xiàn)期， 風(fēng)冰氣溫組合，

3、近典型氣象區(qū)則取之，“線路設(shè)計(jì)規(guī)定的氣象重現(xiàn)區(qū)表格，典 型氣象區(qū)表格”。確定送電線路的最大設(shè)計(jì)風(fēng)速：計(jì)算最大風(fēng)速統(tǒng)計(jì)值（統(tǒng)一 觀測(cè)、10min時(shí)距平均最大風(fēng)速作樣本、極值I型分布函數(shù)、重現(xiàn)期T，求出 相應(yīng)重現(xiàn)期下的觀測(cè)最大風(fēng)速；然后以最大風(fēng)速的基準(zhǔn)高度表格中所列的不 同線路類(lèi)別所規(guī)定的風(fēng)速基準(zhǔn)高度，求出最大風(fēng)速統(tǒng)計(jì)值）；選取沿線附近氣 象臺(tái)的最大風(fēng)速統(tǒng)計(jì)值，山區(qū)按平原提高10%，不同等級(jí)最低風(fēng)速要求；大 跨越的最大風(fēng)速最大冰厚。d、最大設(shè)計(jì)風(fēng)速的選擇。需要將不同高度、時(shí)距、 次數(shù)的歷年最大風(fēng)速資料換算稱(chēng)某一相同觀測(cè)高度下連續(xù)自記10min平均歷 年最大風(fēng)速（指的是按照連續(xù)自記10min方式記錄

4、的歷年最大風(fēng)速的平均值） 作為統(tǒng)計(jì)樣本進(jìn)行最大設(shè)計(jì)風(fēng)速的統(tǒng)計(jì)計(jì)算。風(fēng)速觀測(cè)高度影響的換算：指 數(shù)公式，與氣象臺(tái)地面粗糙度有關(guān)的系數(shù)。風(fēng)速次時(shí)換算：我國(guó)一天定時(shí)觀測(cè)4次的風(fēng)壓板2min平均風(fēng)速，需將一天定時(shí)觀測(cè)4次2min平均風(fēng)速換算 為連續(xù)自記10min平均風(fēng)速，并有全國(guó)各地區(qū)的換算公式表。用統(tǒng)一高度下 連續(xù)自記10min平均的歷年最大風(fēng)速作統(tǒng)計(jì)樣本，采用極值I型分布函數(shù)代 入線路規(guī)定的重現(xiàn)期，求得該重現(xiàn)期下的最大風(fēng)速。e、線路風(fēng)道及風(fēng)壓高度 變化系數(shù)（與高度換算的那個(gè)系數(shù)一樣）。不同等級(jí)線路不同高度處的風(fēng)速高 度變化系數(shù)和風(fēng)壓高度變化系數(shù)表格；手冊(cè)P184中的表3-1-12的線路風(fēng)壓 高度變

5、化系數(shù)與現(xiàn)行荷載規(guī)范（建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GBJ9-87）中的值不完 全相同，原因是線路基準(zhǔn)高度與荷載規(guī)范中的10m高不完全一致。f、線路 電線風(fēng)壓計(jì)算。理論風(fēng)壓：計(jì)算公式，涉及空氣密度的計(jì)算公式和我國(guó)的空 氣密度取值、不同地區(qū)大風(fēng)時(shí)的空氣密度。電線風(fēng)荷載計(jì)算：風(fēng)壓不均勻系 數(shù)、電線受風(fēng)體型系數(shù)、500kV線路作用于桿塔上的風(fēng)載調(diào)整系數(shù)。g、電線 覆冰厚度的選擇。h、計(jì)算用氣象條件的組合。選擇組合氣象條件的要求，和 考慮正常運(yùn)行、安裝和檢修、平均運(yùn)行應(yīng)力、線路斷線、絕緣配合（運(yùn)行電壓、 操作過(guò)電壓、雷電過(guò)電壓）情況下的氣象組合。電線的機(jī)械特性和比載。a、電線的種類(lèi)和選用。原則，電線的種類(lèi)和用途、

6、選用原 則表格（鋼芯鋁絞線的不同鋁鋼比的適用范圍，包括不同地形、檔距）。b、單 股線的機(jī)械特性。表格，包括特種單股線的彈性系數(shù)、線膨脹系數(shù)、密度、 抗拉強(qiáng)度。c、電線單位荷載（單位長(zhǎng)度的荷載）和比載（單位長(zhǎng)度單位截面上的 荷載）。計(jì)算公式表格：自重力、冰重力、自重力加冰重力、無(wú)冰、覆冰、無(wú) 冰時(shí)綜合、覆冰時(shí)綜合。電線應(yīng)力弧垂計(jì)算。a、電線懸掛曲線方程式：懸鏈線公式、斜拋物線公式、平拋物線公式，曲線方程、 電線（最大）弧垂、檔內(nèi)線長(zhǎng)、懸掛點(diǎn)切線方向/垂直分量、電線最低點(diǎn)到懸掛 點(diǎn)水平距離、電線最低點(diǎn)到懸掛點(diǎn)垂直距離、懸掛點(diǎn)電線懸垂角b、弧垂公 式的選用。拋物線公式算的弧垂較懸鏈線計(jì)算的要小，但懸

7、鏈線計(jì)算復(fù)雜， 故一般工程設(shè)計(jì)與施工采用平拋物線公式；此時(shí)，在一般使用檔距和應(yīng)力下， 其誤差可忽略，而在大檔距和大高差的檔距，誤差大，因此在桿塔定位與施 工架線中，要采取措施避免對(duì)地或跨越物間距不足。h/l0.15時(shí)，采取斜拋 物線公式計(jì)算和架設(shè)弧垂，比較精確，且隨著h/l增大反而減小。c、電線的 狀態(tài)方程式。懸掛點(diǎn)等高和不等高。d、連續(xù)檔的代表檔距及檔距中央應(yīng)力狀 態(tài)方程。代表檔距：氣象變化時(shí)各檔檔距線長(zhǎng)及高差的不同導(dǎo)致直線桿塔的 懸垂絕緣子串偏斜，產(chǎn)生一個(gè)代表應(yīng)力。檔距中央應(yīng)力計(jì)算的通用狀態(tài)方程 式（工程中一般按照懸掛點(diǎn)等高的情況計(jì)算應(yīng)力變化曲線，因此對(duì)于山區(qū)不等 高連續(xù)檔的應(yīng)力弧垂計(jì)算產(chǎn)

8、生較大的誤差），不等高檔內(nèi)的電線弧垂。e、水 平、垂直檔距。水平檔距：計(jì)算桿塔所承受的電線橫向風(fēng)荷載時(shí)使用；桿塔 量測(cè)檔距平均值（有無(wú)高差）。垂直檔距：桿塔量測(cè)電線最低點(diǎn)間的水平距離。 f、極大檔距和極限檔距。極大檔距：架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程中規(guī)定了導(dǎo) 線在最低點(diǎn)的應(yīng)力不得超過(guò)導(dǎo)線瞬時(shí)破壞力的40%，；但實(shí)際上導(dǎo)線其他個(gè)點(diǎn) 的應(yīng)力都比最低點(diǎn)應(yīng)力大*因此規(guī)程又規(guī)定：如果導(dǎo)線懸掛點(diǎn)比最低點(diǎn)高得 很多時(shí)，還應(yīng)驗(yàn)算懸掛點(diǎn)的導(dǎo)線應(yīng)力，其應(yīng)力可較弧垂最低點(diǎn)應(yīng)力高10%* 即導(dǎo)線任一點(diǎn)的應(yīng)力都不得超過(guò)導(dǎo)線瞬時(shí)破壞力的44%；如果某檔距導(dǎo)線懸 掛點(diǎn)應(yīng)力剛好達(dá)到破壞應(yīng)力的44%，則此檔距為極大檔距（無(wú)高差時(shí)，

9、極大檔 距最大，有高差時(shí)都較該值?。粯O大檔距的計(jì)算公式：涉及導(dǎo)線最低點(diǎn)允許 最大應(yīng)力、導(dǎo)線覆冰時(shí)綜合比載、懸掛點(diǎn)的高差。極限檔距和允許檔距：如 果檔距超過(guò)極大檔距，必須放松導(dǎo)線應(yīng)力-懸掛點(diǎn)為44%，最低點(diǎn)為破壞力 的40%乘以放松系數(shù)，這種條件下的檔距稱(chēng)放松系數(shù)為某值時(shí)的允許檔距。 放松系數(shù)越小檔距越大，持續(xù)將會(huì)收到荷載的約束，因此放松系數(shù)小到某一 極限最小值所能得到的最大允許檔距稱(chēng)為極限檔距。g、電線應(yīng)力弧垂曲線計(jì) 算?；〈箲?yīng)力曲線：各個(gè)代表檔距下各種氣象條件時(shí)的電線應(yīng)力及有關(guān)弧垂 計(jì)算，即隨代表檔距變化。步驟：確定各種氣象條件計(jì)算電線在各種氣象 條件下的比載確定電線使用的安全系數(shù)和最大使

10、用應(yīng)力及有關(guān)氣象條件下 的控制應(yīng)力計(jì)算臨界檔距劃定各種控制應(yīng)力出現(xiàn)的檔距區(qū)間確定各區(qū) 間內(nèi)的已知應(yīng)力及相應(yīng)的氣象條件計(jì)算其他氣象條件下的應(yīng)力及弧垂?？刂茟?yīng)力的選定：1、電線最大使用應(yīng)力的選定。電線的抗拉強(qiáng)度/最大應(yīng) 力時(shí)的安全系數(shù)=最大使用應(yīng)力，安全系數(shù)的選取，弧垂最低點(diǎn)和懸掛點(diǎn)最大 應(yīng)力的規(guī)定。2、平均運(yùn)行應(yīng)力的限制。當(dāng)有防振措施的情況下，導(dǎo)線及地 線的平均運(yùn)行應(yīng)力不得超過(guò)拉斷應(yīng)力的25%。3、地線截面與使用應(yīng)力。截 面選?。旱鼐€采用鍍鋅鋼絞線時(shí)與導(dǎo)線的配合表。使用應(yīng)力計(jì)算：依據(jù)條件（在 雷電過(guò)電壓氣象條件下導(dǎo)線與地線在檔距中央應(yīng)保持0.012L+1的間距），在雷電過(guò)電壓氣象條件下地線的應(yīng)力

11、計(jì)算公式（涉及導(dǎo)線和地線在桿塔上懸掛 點(diǎn)間的水平間距和垂直間距、導(dǎo)線和地線的自重力比載、導(dǎo)線和地線在某代 表檔距和雷電過(guò)電壓氣象條件下的應(yīng)力、可能在工程中出現(xiàn)的檔距范圍內(nèi)使 地線應(yīng)力為最大值的檔距一般用控制檔距（當(dāng)工程中的最大檔距小于它時(shí)， 可取最大檔距；當(dāng)工程中的最小檔距大于它時(shí)，可取最小檔距）_意義：控制 檔距下導(dǎo)線與地線在檔距中央的間距剛好滿足0.012L+1的要求，大于或小于 時(shí)有富余有計(jì)算公式，但計(jì)算較復(fù)雜，有計(jì)算曲線圖可查）。臨界檔距及其選定：計(jì)算公式；首先計(jì)算出可能起控制作用的各控制條件相互組 合的臨界檔距，然后判別有效臨界檔距（判別方法：選最小）。最大弧垂判別法：覆冰時(shí)的綜合比

12、載/應(yīng)力最高氣溫時(shí)的自重力比載/應(yīng)力，則最大 垂直弧垂發(fā)生在覆冰時(shí)，反之發(fā)生在最高氣溫時(shí)。具有非均布荷載的孤立檔電線應(yīng)力弧垂計(jì)算。a、孤立檔電線弧垂計(jì)算。b、孤立檔電 線應(yīng)力計(jì)算。分不考慮過(guò)牽引和考慮過(guò)牽引兩種。應(yīng)力狀態(tài)方程中的K值計(jì) 算，是計(jì)算線長(zhǎng)的參數(shù)。c、孤立檔電線應(yīng)力中的有效控制條件判別與選定。 孤立檔的已知控制條件：1）由于變電所進(jìn)出線構(gòu)架在各種情況下允許（如覆 冰、大風(fēng)、安裝過(guò)牽引等情況）的最大使用張力。2）根據(jù)構(gòu)架和初步設(shè)定的 終端桿塔高度以及被跨越物尺寸、集中引下線等參數(shù)，由各種情況下（如最高 氣溫、帶電上人檢修等情況）交叉物上方允許的最大弧垂求出最小容許應(yīng)力。 孤立檔的已知控制條件的F系數(shù)式：1）最大允許應(yīng)力條件的F系數(shù)式，分 非掛線過(guò)牽引情況和掛線過(guò)牽引情況兩種，2）最小允許應(yīng)力條件的F系數(shù)式。 3）有效控制條件的判別與選定。1）不能大于2），如果不滿足，可升高桿 塔高度、減小最小允許應(yīng)力；如果2）比1）過(guò)大，可降低桿塔高度使兩者 接近。最終取某一中間值作為已知的有效控制條件。當(dāng)無(wú)交叉跨越物時(shí)最大 使用應(yīng)力中的最大值為有效控制條件。常識(shí)：1、均布荷載：連續(xù)作用在構(gòu)件表面的較大面積上，不能看成集中荷載，且任意 兩個(gè)荷載的大小方向均相同的荷載稱(chēng)為均布荷載。其單位為千牛頓每米。問(wèn)題:1、歷年最低氣溫月的平均氣溫，計(jì)