課程設計制作導線的應力弧垂曲線和安裝曲線

1、課程設計（論文）題目名稱制作導線的應力弧垂曲線和安裝曲線課程名 稱 架空輸電線路設計（LGJ-185/45,VIII區(qū)） 學生姓名劉輝煌學 號85系、專 業(yè)一電氣工程系電氣工程及其自動化指導教師尹偉華2013年1月6日邵陽學院課程設計（論文）任務書年級專業(yè)10輸電線路學生姓名寧文彖學號85題目名稱制作某線路導線的應力弧垂曲線和安裝曲線。設計時 間18、 19 周課程名稱架空輸電線路設計課程編號設計地點 八、一、課程設計（論文）目的結合所學的線路設計知識，要求學生掌握線路設計中各項參數的查表發(fā)放，并結合工程實 際，掌握具體線路的導線應力弧垂曲線和安裝曲線做法，從中對線路設計中所涉及到的導線的 比

2、載計算，架空線弧垂、線長和應力的計算，架空線的狀態(tài)方程式，臨界檔距，最大弧垂的判 定，導線應力弧垂曲線和安裝曲線做法有深刻的了解。最終加強學生的線路設計認識及動手能 力、已知技術參數和條件氣象條件：全國線路設計氣象條件匯集VIII區(qū)電壓等級 110kV導線型號LGJ-185/45三、任務和要求a）學生應該完成課程設計說明書的內容，同時還包括導線應力弧垂曲線和安裝曲線的繪 制圖b）為簡明起見，各計算結果應盡量采用表格形式表示c）每一計算過程應列出所用公式，并帶入一組實際數據示范d）各系數的取值應說明出處和理由注：1.此表由指導教師填寫，經系、教研室審批，指導教師、學生簽字后生效；2.此表1式3份

3、，學生、指導教師、教研室各1份。四、參考資料和現有基礎條件（包括實驗室、主要儀器設備等）1、孟遂民，李光輝編著，架空輸電線路設計，中國三峽出版社，2、邵天曉，架空送電線路的電線力學計算，水利電力出版社，19873、周振山，高壓架空送電線路機械計算，水利電力出版社，19874、東北電力設計院，電力工程高壓送電線路設計手冊，水利電力出版社，1991五、進度安排16周（1）查找相關資料，整理和收集數據（2）根據氣象區(qū)確定氣象參數計算相關比載 （3）確定臨界檔距（4）檔距的控制氣象條件17周（5）根據已知條件，利用狀態(tài)方程式計算不同檔距，各種氣象條件下架空線的應力 和弧垂值（6）按一定的比例繪制出應力

4、弧垂曲線（7）繪制安裝曲線圖（8）按照有關規(guī)定， 制作論文，打印成稿。六、教研室審批意見教研室主任（簽字）：年 月 日七、主管教學主任意見主管主任（簽字）：年 月 日八、備注指導教師（簽字）：“、學生（簽字）、：邵陽學院課程設計（論文）節(jié)閱表學生姓名 學 號 85系電氣工程系 專業(yè)班級 電氣工程及其自動化10輸電線路班題目名稱制作導線的應力弧垂曲線和安裝曲線課程名稱一、學生自我總結接到課題之后，為了在課程設計中萬無一失，我們查找了很多的資料，請教了同學朋 友。整個課程設計下來，我感覺學會了很多，知道了實踐和理論之間的差距，知道了怎樣為目 標付出，學會了團隊協(xié)作懂得了只有在學習中多加實踐，才能干

5、好一件事情，因為社會需 要的是實踐型人才。因此在今后的學習中我會堅持理論與實踐并重。相信這次課程設計會是我 的一次寶貴的實踐經驗。學生簽名：年 月 日二、指導教師評定評分項目平時成績論文答辯綜合成績權重304030單項成績指導教師評語指導教師（簽名）：年 月 日注：一、本表是學生課程設計（論文）成績評定的依據，裝訂在設計說明書（或論文）的“任務書”頁后面;2、表中的“評分項目”及“權重”按照各系的考核細則和評分標準肯定。摘要本課程設計是繪制導線的應力弧垂曲線和安裝曲線。先查有關規(guī)程取得譬如 氣象、導線的有關參數，再用列表法求得臨界檔距，并判斷有效臨界檔距和控制氣象 條件，以控制條件為已知狀態(tài)，

6、利用狀態(tài)方程式計算不同檔距、各類氣象條件下架空 線的應力和弧垂值，按必然的比例繪制出應力弧垂曲線和安裝曲線。本課程設計的重 點和難點內容是關于狀態(tài)方程式的求解，要利用有關計算機方面的知識，這對于非計 算機專業(yè)的我是一個很大的挑戰(zhàn)，對我以后的學習與工作都有很好的指導意義。關鍵詞：臨界檔距；狀態(tài)方程式；應力弧垂曲線目錄摘要INo table of contents entries found.1有關參數氣象參數查規(guī)程得典型氣象區(qū)VIII的計算用氣象條件，如表1-1所示。表1-1第八區(qū)氣象參數氣象類型最 大風 速最 低氣 溫年均氣溫最 大覆 冰最 高氣 溫內 過電 壓外 過無 風外 過有 風安 裝有

7、 風事 故氣 象溫度(C )-5-20+10-540+10+15+15-10-10風速(m/s)300030015010100冰厚(mm)00015000000導線相關參數查規(guī)程LGJ-185/45導線的有關參數，如表1-2所示。表1-2LGJ-185/45導線有關參數截面積A(mm2)導線直徑d (mm)彈性系數E(MPa)溫度系數a(1/C)計算拉斷力T.(N)單位長度質量q (kg/km)強度極限G P(MPa)安全系數k許用應力【(MPa)年均應力 上限cp (MPa)80000X10-680190各氣象條件下導線比載的計算值自重比載Y1 (0,0) =(gq/A) x 10-3= x

8、 MPa/m冰重比載Y2 (15,0) =(b+d)/Ax 10-3= x MPa/m垂直總比載Y3 (15,0) =y1 (0,0)+y2 (15,0) = x MPa/m無冰風壓比載。設。=90。，因導線外徑d=17mm，則風載體型系數Nsc=，110kV線路，風載荷調整系數。尸，大體風壓此二U 2/。所以：0安裝風速為o = 10m/s時，查表得a 二。所以：y 4（0，10）= P a 七 d0sin2 9 x 10-3 = x 10-3 MPa/m內過電壓風速為o=15m/s，查表得a廣，所以：y （0，15）= P a 旦 d15 sin 2 Ox 10 -3 = x 10 -3

9、MPa/m4c f cs A當風速為最大風速o=30m/s時，大體風壓為w =o 2/= Pa計算強度時，查表得a =，所以：30、 八W八y .（0，30）= P a 旦 d sin 2 Ox 10 -3 = x 10 -3 MPa/m4c f cs A計算風偏時，查表得a =fy4 （0， 30） =P af 旦 d勺 sin 2 O x 10-3 = x 10-3MPa/m5）無冰綜合比載無冰有風時的綜合比載是架空線自重比載和無冰風壓比載的矢量和，即安裝有風時y 6（0，10）=Jy 2（0,0） +y2（0,10）=氣,36.512 + 5.922 x 10-3 = x 10-3 MP

10、a/m 內過電壓時 14y 6（0，15）=Jy 2（0,0） +y 2（0,15） = J36.512+ 9.982 x 10-3 = x 10-3 MPa/m最大風速，計算強度時y 6（0，30）=Jy 2（0,0） +y 2（0,30） = J36.512 + 39.9232 x 10-3 = x 10-3 MPa/m最大風速，計算風偏時y 6（0，30）= Jy（0,0） +y：（0,30） = J36.512 + 32.472 x 10-3 = x 10-3 MPa/m6）覆冰風壓比載Pc=，大體風壓Wo =Pc=，大體風壓Wo =o2/。規(guī)程規(guī)定，無論線徑大小，為四sc=；sc覆冰

11、時的風載體型系數一概取計算強度時=，所以WMPa/mMPa/my 5（15，15）= P a 旦，d-sin2 Ox 10 -3 = x 10 -3MPa/mMPa/m計算強度時=，所以/、 cw八y 5（15，15）= P a 旦，d-sin2 Ox 10 -3 = x 10 -37）覆冰綜合比載覆冰綜合比載是架空線的垂直總比載和覆冰風壓比載的矢量和。計算強度時7 (15, 15)鄧 2(15,0) +”(15,15) = 99.682 + 36.742 x 10-3 =x 10-3 MPa/m 計算風偏時7 (15, 15) =732(15,0) +y 2(15,15) =*99.682

12、+ 27.552 x 10-3 = x 10-3 MPa/m各氣象條件下導線比載的計算值，匯總如下表：1-3所示。表1-3比載匯總表項目自重Y1（0,0）覆冰無風 丫3（10,0）無冰綜合丫6（0,10）無冰綜合丫6（0,15）無冰綜合丫6（0, 30）（用于強度）無冰綜合丫6（0, 30）（用于風偏）覆冰綜合丫7（15,15）（用于強度）覆冰綜合Y7（15,15）（用于風偏）數據X10-3X10-3X10-3X10-3X10-3X10-3X10-3X10-3備注af=P = scttf=P =1 scttf=P =1 scttf=P =1 scttf=P =1 scttf=P =1 sc2計

13、算臨界檔距，判斷控制氣象條件（1）可能成為控制條件的是最低氣溫、最大風速、覆冰有風和年均氣溫，整理該 典型氣象區(qū)四種可能控制條件的有關氣象參數，如下表2-1。表2-1可能控制氣象條件有關參數參數氣象最低氣溫最大風速覆冰有風年均氣溫氣溫（C）-20+10-5+15風速(m/s)030100冰厚（mm）00100l =ij（2）計算有關比載和比值丫/。l =ij氣象條件最低氣溫最大風速最厚覆冰年均氣溫Y(MPa/m)X10-3X10-3X10-3X10-3oo(MPa)Y/oo(1/m)X10-3X10-3X10-3X10-3氣溫t（ C）-20-5-5+10Y/oo從小至大 編號abdc表2-2

14、比值y/go計算結果及其排序表（3）按等高懸點考慮，計算有效臨界檔距的公式為24口 4J+ T】10 j 0 i j i若兩種控制條件下的架空線許用應力相等，即t = t=t 則 0 i 0 j 0i =t ,2=）ij 0 y ,2 y ,2利用上式計算得各臨界檔距為0 廣 0 a C *0 廣 0 a C *ac二虛數i =t El) ab 0 y 2 y 2 b a1 r 24a(t t )l = tdaad 0 T y 2 y 2 r d a二虛數 0 cl二虛數 0 cbclbdlcd得有效臨界檔距判別表如下表2-3所示。表2-3有效臨界檔距判別表氣象條件a最低氣溫b年均氣溫c最大風

15、速臨界檔距(m)klac=虛數d=lbc=虛數Ld=0Ld=判斷有效臨界檔距，肯定控制氣象條件。因為在某條件欄中，存在臨界檔距為虛數或0的情況，則該欄的條件不起控制作 用，應當舍去。容易看出1用=為有效臨界檔距。當實際檔距l(xiāng) 七，最大風速為控制條件；當實 際檔距l(xiāng) 七，最厚覆冰為控制條件；(4)計算各氣象條件的應力和孤垂以各檔距范圍的控制條件為已知條件，有關數據如下表2-4所示。表2-4已知條件及參數已知條件最大風速最厚覆冰參數 控制區(qū)間08-5-5bm(mm)015Vm(m/s)3015Ym(x10-3)om(MPa)以各氣象條件為待求條件，已知參數如表2-5所示。表2-5待求條件和已知參數

16、參數待求條件最高氣溫最低氣溫年均氣溫事故外過有風外過無風內過電壓tmCC)+40-20+10-10+15+15+10bm(mm)0000000Vm(m/s)000010015y(x10-3MPa/m)參數待求條件安裝覆冰無風覆冰有風（強度）覆冰有風（風偏）最大風（強度）最大風（風偏）t(C)-10-5-5-5-5-5b(mm)015151500V(m/s)10015153030y(x10-3MPa/m)3繪制應力弧垂曲線利用狀態(tài)方程式，求的各待求條件下的應力和弧垂，由于計算量超級大，為保證 數據的正確性和精度，減少誤差；以下數據是采用軟件計算求的。500550600650續(xù)表檔距l(xiāng)r（m）氣象

17、條件外過無風覆冰有風（強度）覆冰有風（風偏）覆冰無風最大風（強度）最大風（風偏）0（MPa）0（MPa）0（MPa）0（MPa0（MPa0（MPa50100200250300350400450500550600650按照表3-1,繪制導線應力弧垂曲線（手繪）。圖示說明，研為外過無風應力，。2為覆冰有風和覆冰無風應力，。3為最大風應 力，。4為年均氣溫應力，。5為最低氣溫和事故應力，。6為安裝時應力，。7為最高氣 溫應力，。8為外過有風應力，。9為操作過電壓應力。匕為外過無風時弧垂，f2為最 高氣溫是弧垂，f3為覆冰無風時弧垂。4繪制導線安裝曲線繪制安裝曲線時，以檔距為橫坐標，弧垂為縱坐標，一般

18、從最高施工氣溫至最低 施工氣溫每隔1。笆繪制一條弧垂曲線。應用狀態(tài)方程式求解各施工氣象(無風、無檔距(m)400450500550600650:旦 皿000000度。CMPamMPamMPamMPamMPamMPam403020100-105總結回顧起此課程設計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可 以說得是苦多于甜，可是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過 的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我知道 了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知 識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實 際動手能力和獨立思考的能力。在設計的進程中碰到問題，可以說得是困難重重，但 可喜的是最終都取得了解決。實驗進程中，也對團隊精神的進行了考察，讓咱們在合作起來加倍默契，在 成功后一路體會喜悅的心