架空線路設(shè)計(jì)

1、架空線路設(shè)計(jì),第一章架空線路基本知識(shí)第一節(jié) 架空線路的應(yīng)用 輸電線路按結(jié)構(gòu)分為架空線路和電纜線路。架空線路的定義一、架空線路的特點(diǎn) 架空線路的組成： 導(dǎo)線避雷線、電桿（桿塔）、絕緣子串和金具等主要元件組成。架空線路的的顯著優(yōu)點(diǎn)：線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工周期短、建設(shè)費(fèi)用低、輸送容量大、維護(hù)檢修方便。,1.導(dǎo)線常用導(dǎo)線材料有四種：鋁、鋼架空線路的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的三種形式：（1）、單股線（2）、

2、單金屬多股線（3）、復(fù)合金屬多股絞線高壓架空線路不允許采用單股導(dǎo)線，所以實(shí)際上架空線路上均采用多股絞線。其優(yōu)點(diǎn)是： 鋼芯鋁絞線有較好的機(jī)械強(qiáng)度，并且有較高的電導(dǎo)率。所以，鋼芯鋁絞線被廣泛應(yīng)用在35KV及以上的線路中。架空線路的型號(hào)：由導(dǎo)線材料、結(jié)構(gòu)和載流截面積三部分組成鋼芯鋁絞線分為：LJ—120LGJ—300/50LGJJ、LGJQ分裂導(dǎo)線（作用、組成）,2.避雷線,避雷線一般采用有較高強(qiáng)度的鍍鋅鋼絞線。根據(jù)運(yùn)

3、行經(jīng)驗(yàn)，避雷線可采用不同程度種類(lèi)的避雷線。110kv及以上山區(qū)220kv 330 kv及以上 60kv 重要負(fù)荷 雷電30天 35 kv,二、輸電線路有關(guān)的幾個(gè)術(shù)語(yǔ),一般來(lái)說(shuō)，電壓越高，輸送的功率越大，輸送的距離越遠(yuǎn)。例如：35kV架空電力線路，輸送距離可達(dá)50km，一般輸送功率為1～2萬(wàn)kW；110kV線路的輸送距離可達(dá)100km，輸送功率為3～6萬(wàn)kw。電力系統(tǒng)的額定電壓等級(jí)為：500kV

4、、330kV、220kV、110kV、60kV、35kV、10（20）kV、380（220）V等。1、檔距 相鄰桿塔導(dǎo)線懸掛點(diǎn)之間的水平距離稱(chēng)為檔距。２、弧垂 導(dǎo)線上任一點(diǎn)到懸掛點(diǎn)連線之間在鉛垂方向的最大距離 3、限距 導(dǎo)線到地面的最小距離稱(chēng)為限距。,,4、電暈現(xiàn)象 就是帶電體表面在氣體或液體介質(zhì)中局部放電的現(xiàn)象，常發(fā)生在不均勻電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度很高的區(qū)域內(nèi)（例如高壓導(dǎo)線的周?chē)?/p>

5、，帶電體的尖端附近）。其特點(diǎn)為：出現(xiàn)與日暈相似的光層，發(fā)出嗤嗤的聲音，產(chǎn)生臭氧、氧化氮等。 5、跳線 連接承力桿塔（耐張、轉(zhuǎn)角和終端桿塔）兩側(cè)導(dǎo)線的引線，也稱(chēng)引流線或弓子線6、導(dǎo)線（地線）振動(dòng) 在線路檔距中，當(dāng)架空線受到垂直于線路方向的風(fēng)力作用時(shí)，在其背風(fēng)面會(huì)形成按一定頻率上下交替的穩(wěn)定渦流，在渦流升力分力作用下，架空線在其垂直面內(nèi)產(chǎn)生周期性震蕩，稱(chēng)為架空線振動(dòng)7、導(dǎo)線換位 送電線

6、路的導(dǎo)線排列方式，除正三角形外，三根導(dǎo)線的線間距離不相等，而導(dǎo)線的電抗取決于半徑及線間距離，因此，導(dǎo)線如不進(jìn)行換位，三相阻抗是不平衡的，線路越長(zhǎng)這種不平衡越嚴(yán)重，因而會(huì)產(chǎn)生不平衡的電流和電壓，對(duì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行及無(wú)線電通信產(chǎn)生不良影響。送電線路設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定：“在中性點(diǎn)直接接地的電力網(wǎng)中，長(zhǎng)度超過(guò)100km的送電線路均應(yīng)換位。”一般在換位塔進(jìn)行導(dǎo)線換位。,三、桿塔的種類(lèi)及金具,1、桿塔的種類(lèi)    架空電力線路中架設(shè)導(dǎo)線

7、的支持物有鋼筋混凝土桿、鐵塔及木桿，總稱(chēng)為桿塔。按桿塔的作用分：    直線桿塔——又稱(chēng)中間桿塔，用于線路直線中間部分。這種桿塔在 平坦地 區(qū) ， 一般占桿塔總數(shù)的80％左右。    耐張桿塔——又稱(chēng)承力桿塔，與直線桿塔相比，其強(qiáng)度較大， 可承 受導(dǎo)線 和地線的拉力。耐張桿塔將線路

8、分隔成 若 干耐張段，以便 于施工和檢修。 10kv 1—2km 35—110kv 3—5km     轉(zhuǎn)角桿塔——用于線路的轉(zhuǎn)彎處，有直線型和耐張型兩種。

9、 6—10kv線路 30 耐張型 >=35kv 5,,（4）、終端桿塔 位于線路的首、末端。即發(fā) 電廠或變電站進(jìn)線、出線的第一基桿塔。（5）、跨越桿塔 位于線路與河流、山谷、鐵路等交叉跨越的地方。分為直線型和耐張型。（6）、換位桿塔 用來(lái)進(jìn)行導(dǎo)線換位的。分為滾式換位用的直線型換位桿塔和耐張型換位桿塔。,2、金具

10、,在架空輸電線路中起著支持、緊固、連接、保護(hù)導(dǎo)線和避雷線的作用，并且能使拉線緊固?？煞譃椋海?）、支持金具 即懸垂線夾懸垂線夾按其性能可分為固定性和釋放型兩種。固定性懸垂線夾適用于導(dǎo)線和避雷線。 釋放線夾 角度>30導(dǎo)線滑落 使用有限。（2）、緊固金具 即耐張線夾，用于將導(dǎo)線和避雷線固定在非直線桿塔（如耐張、轉(zhuǎn)角、終端桿塔等）的絕緣子串上，承受導(dǎo)線和避雷線的拉力。 導(dǎo)線用的耐張線夾

11、分類(lèi)：螺栓型（=300) 避雷線用的耐張線夾分類(lèi)：楔型(50)（3）、連接金具 分類(lèi)： 專(zhuān)用連接金具和通用連接金具專(zhuān)用連接金具用于連接絕緣子，其連接部位的結(jié)構(gòu)和尺必須與絕緣子相同。有球頭掛環(huán)和碗頭掛板。通用連接金具適用于各種情況下的連接，以負(fù)荷大小劃分等級(jí)。分類(lèi)：直角掛板、U型掛環(huán)、二聯(lián)板等。,,（4）、接續(xù)金具 用于連接導(dǎo)線及 避雷線的端頭，接續(xù)非直線桿塔的跳線及補(bǔ)修損傷斷股的導(dǎo)線或避雷線。主要有鉗接管、壓接管、補(bǔ)

12、修管、并溝線夾及跳線線夾等。導(dǎo)線 =300 壓接管避雷線 全用壓接管（5）、保護(hù)金具 分為機(jī)械和電氣兩大類(lèi)。 主要有防震錘、護(hù)線條、間隔棒、均壓環(huán)、屏蔽環(huán)等。（6）、拉線金具 主要用于固定拉線桿塔。 根據(jù)使用條件，可分為緊線、調(diào)節(jié)和連接三類(lèi)。 線路常用的拉線金具有楔型線夾、UT形線夾、拉線用U形環(huán)、鋼線卡子等。,第二節(jié) 架空線路設(shè)計(jì)氣象條件及換算,對(duì)線路力學(xué)計(jì)

13、算影響較大的主要因素是風(fēng)速、覆冰及氣溫。 一、氣象條件的收集和用途氣象資料收集的內(nèi)容和用途：（1）、歷年極端最高氣溫 用以計(jì)算導(dǎo)線最大弧垂和導(dǎo)線發(fā)熱。（2）、歷年極端最低氣溫 用以計(jì)算桿塔強(qiáng)度，檢驗(yàn)導(dǎo)線上拔力等。（3）、歷年年平均氣溫 用于確定年平均氣溫，計(jì)算導(dǎo)線的年平均氣溫時(shí)的應(yīng)力，以確定導(dǎo)線的防振設(shè)計(jì)。（4）、歷年最大風(fēng)速及最大風(fēng)速月的平均氣溫 這是線路設(shè)計(jì)氣象條件的主要資料。最大風(fēng)速時(shí)計(jì)算桿塔和

14、導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度的基本條件之一。（5）、地區(qū)最多風(fēng)向及其出現(xiàn)頻率 用于考慮導(dǎo)線防振設(shè)計(jì)、防腐及絕緣子串的防污設(shè)計(jì)。（6）、導(dǎo)線覆冰厚度 用于計(jì)算桿塔和導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度以及驗(yàn)算不均勻覆冰時(shí)，垂直排列的導(dǎo)線間接近距離。 （7）、年平均雷電日數(shù) 作為防雷設(shè)計(jì)的依據(jù)。,,二、氣象條件的換算設(shè)計(jì)用氣象條件一般有九種：最高氣溫、最低氣溫、年平均氣溫、最大風(fēng)速、最大覆冰、內(nèi)過(guò)電壓情況、外過(guò)電壓情況以及安裝情況、斷電事故情況等。1、設(shè)計(jì)

15、用氣象條件的選?。?）、最大風(fēng)速的選取我國(guó)有關(guān)規(guī)定，設(shè)計(jì)風(fēng)速時(shí)指離地面15m高處若干年一遇的連續(xù)自記10min的平均風(fēng)速（從自記紙上獲取的各時(shí)正點(diǎn)前10min內(nèi)的平均風(fēng)速及最多風(fēng)向）。具體換算：1）、次時(shí)換算 （V2——Vh） 將風(fēng)速儀安裝高度為h的四次定時(shí)，時(shí)距2min的平均風(fēng)速V2,換算為高度仍為h時(shí)的連續(xù)自記10min的平均風(fēng)速Vh 表1-22）、高度換算 （Vh→V15）

16、 將風(fēng)速儀安裝高度為h時(shí)的連續(xù)記10min的平均風(fēng)速Vh換算為離地面15m高度時(shí)的連續(xù)自記10min的平均風(fēng)速V15， V15 =k0*Vh,,3）、最大風(fēng)速的選定《架空送電線路技術(shù)規(guī)程》規(guī)定： 35-110kv 15 一遇220-330kv 30500kv 50經(jīng)驗(yàn)頻率法 公式： P= 例：規(guī)定：平原 35—330kv

17、 >= 25 500vkv 30 山區(qū) 30,,,（2）、覆冰厚度的選取 有四種換算方法： 1）、測(cè)水重法： 公式 2）、測(cè)總重法： 公式,,（3）、氣溫的選取 1）最高氣溫一般取+40C度。 2）、最低氣溫偏低地取5的倍數(shù)。 3）、年平均氣溫的選取

18、3-17℃ 近 5的倍 數(shù) 17℃ 時(shí)---3--5 ℃近 5 的倍數(shù) 4）、最大風(fēng)速時(shí)的氣溫選取 最大風(fēng)速年大風(fēng)季節(jié)最冷月平均氣溫 偏低地取5 的倍數(shù),2、設(shè)計(jì)用氣象條件的組合及典型氣象區(qū),設(shè)計(jì)用氣象條件又風(fēng)速、氣溫和覆冰組合而成。在進(jìn)行氣象條件組合時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足的條件：、（1）、各種氣象條件的組合情況

19、 1）、線路正常運(yùn)行情況下的氣象條件組合 此時(shí) 最嚴(yán)重的氣象條件有最大風(fēng)、覆冰及最低氣溫三種情況。 但這三種最嚴(yán)重的氣象條件不應(yīng)組合在一起。一般有三種組合方式： a. b. c. d. (平均應(yīng)力氣象條件組合 ) 防振設(shè)計(jì) 2）、線路事故情況下的氣象條件組合 這里指斷線情況 a. b. 3）、線路安裝和檢修情況下的氣息條件組合 10m/s、無(wú)冰、

20、最低氣溫月平 均氣溫（2）、典型氣象區(qū) 我國(guó)劃分為九個(gè)典型氣象區(qū),,外過(guò)電壓---- 又稱(chēng)雷電過(guò)電壓、大氣過(guò)電壓。由大氣中的雷云對(duì)地面放電而引起的。分直擊雷過(guò)電壓和感應(yīng)雷過(guò)電壓兩種。雷電過(guò)電壓的持續(xù)時(shí)間約為幾十微秒，具有脈沖的特性，故常稱(chēng)為雷電沖擊波。直擊雷過(guò)電壓是雷閃直接擊中電工設(shè)備導(dǎo)電部分時(shí)所出現(xiàn)的過(guò)電壓。雷閃擊中帶電的導(dǎo)體，如架空輸電線路導(dǎo)線，稱(chēng)為直接雷擊 。感應(yīng)雷過(guò)

21、電壓是雷閃擊中電工設(shè)備附近地面，在放電過(guò)程中由于空間電磁場(chǎng)的急劇變化而使未直接遭受雷擊的電工設(shè)備（包括二次設(shè)備、通信設(shè)備）上感應(yīng)出的過(guò)電壓。因此，架空輸電線路需架設(shè)避雷線和接地裝置等進(jìn)行防護(hù)。通常用線路耐雷水平和雷擊跳閘率表示輸電線路的防雷能力。,,內(nèi)過(guò)電壓----- 電力系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行方式發(fā)生改變而引起的過(guò)電壓。有暫態(tài)過(guò)電壓、操作過(guò)電壓和諧振過(guò)電壓。暫態(tài)過(guò)電壓是由于斷路器操作或發(fā)生短路故障，使電力系統(tǒng)經(jīng)歷過(guò)渡過(guò)程以后重新達(dá)到某種暫時(shí)穩(wěn)定

22、的情況下所出現(xiàn)的過(guò)電壓，又稱(chēng)工頻電壓升高。,,自動(dòng)重合閘裝置--------是將因故障跳開(kāi)后的斷路器按需要自動(dòng)投入的一種自動(dòng)裝置。電力系統(tǒng)采用自動(dòng)重合閘裝置，極大地提高了供電的可靠性，減少了停電損失，而且還提高了電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平，增強(qiáng)了線路的送電容量。 閃絡(luò)-------指高壓電器(如高壓絕緣子)在絕緣表面發(fā)生的放電現(xiàn)象,稱(chēng)為表面閃絡(luò),簡(jiǎn)稱(chēng)閃絡(luò).污閃 ---介質(zhì)表面沾染污穢時(shí)所引起的沿表面放電。簡(jiǎn)稱(chēng)污閃。固體介質(zhì)表面沾染污穢又

23、同時(shí)變潮后，污穢層中所含的可溶性鹽類(lèi)和酸、堿等溶于水膜，形成離子電導(dǎo)，使污穢表面通過(guò)較大泄漏電流；,,第三節(jié) 架空線路的設(shè)計(jì)及路徑選擇 架空線路設(shè)計(jì)的兩個(gè)階段：初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)。 初步設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)的重要階段，主要的設(shè)計(jì)原則，都在初步設(shè)計(jì)中明確，應(yīng)盡全力研究透徹。 施工圖設(shè)計(jì)是按照初步設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)審核意見(jiàn)所作的具體設(shè)計(jì)。由施工圖紙和施工說(shuō)明書(shū)、計(jì)算書(shū)、地面標(biāo)樁等組成。一、初步設(shè)計(jì) 一般要編寫(xiě)設(shè)

24、計(jì)書(shū)及附圖、設(shè)備材料清單、施工組織設(shè)計(jì)、概算書(shū)等四卷設(shè)計(jì)。即： 為確定設(shè)計(jì)原則，需編寫(xiě)初步設(shè)計(jì)書(shū)并附有關(guān)圖紙。為工程建設(shè)加工訂貨，需編寫(xiě)設(shè)備材料清單。為國(guó)家有計(jì)劃地進(jìn)行經(jīng)濟(jì)建設(shè)，安排工程資金和施工單位合理底使用資金，需編寫(xiě)概算書(shū)。為合理地組織施工，需編寫(xiě)施工組織設(shè)計(jì)。,,二、施工圖設(shè)計(jì) 初步設(shè)計(jì)上報(bào)上級(jí)主管部門(mén)后，上級(jí)主管部門(mén)進(jìn)行初步審查，提出審核意見(jiàn)。設(shè)計(jì)單位根據(jù)審核意見(jiàn)進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。 具體包括：施工圖總說(shuō)明書(shū)附圖；線路

25、平斷面圖及桿塔位明細(xì)表；機(jī)電施工圖及說(shuō)明書(shū)；桿塔施工圖及說(shuō)明書(shū)；基礎(chǔ)施工圖及說(shuō)明書(shū)；大跨越設(shè)計(jì)施工圖及說(shuō)明書(shū)；通行保護(hù)施工圖及說(shuō)明書(shū)；預(yù)算書(shū)；勘測(cè)資料；工程設(shè)計(jì)檔案資料。三、設(shè)計(jì)程序 如方框圖所示,,四、線路的選擇要使輸電線路既安全可靠，又經(jīng)濟(jì)合理，必須對(duì)線路情況作全面細(xì)致的調(diào)查研究，在線路起止點(diǎn)間選出一個(gè)全面符合國(guó)家建設(shè)各項(xiàng)方針政策的最合理的線路路徑。選線一般分為室內(nèi)圖上選線和現(xiàn)場(chǎng)選線兩種。1、室內(nèi)圖上選線

26、 其步驟為：（1）、先在圖上標(biāo)出線路起止點(diǎn)、必經(jīng)點(diǎn)，然后根據(jù)收集的資料，考慮各種因素，按照線路最短原則，選出幾個(gè)方案，比較后保留兩個(gè)較好的方案。（2）、計(jì)算短路電流，校驗(yàn)對(duì)重要電信線路的影響，提出對(duì)路徑的修正方案或防護(hù)措施。（3）、向鄰近或交叉跨越設(shè)施的有關(guān)主管部門(mén)征求線路路徑的意見(jiàn)，并簽訂有關(guān)協(xié)議。（4）、進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘，驗(yàn)證圖上方案是否符合實(shí)際。經(jīng)過(guò)上述工作后，再通過(guò)計(jì)算經(jīng)濟(jì)比較，選出一個(gè)合理的方案。2、現(xiàn)場(chǎng)選線現(xiàn)場(chǎng)選線是

27、把室內(nèi)選定的線路在現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)、移到現(xiàn)場(chǎng)；為定線、定位工作確定線路的最終走向。,,五、路徑選擇原則（1）、應(yīng)遵守國(guó)家有關(guān)法律和法令。（2）、應(yīng)盡可能使線路長(zhǎng)度最短，轉(zhuǎn)角少，角度小，特殊跨越少，水文地理?xiàng)l件好，投資少，省材料，施工方便、運(yùn)行方便、安全可靠。（3）、沿線交通便利，便于施工、運(yùn)行。（4）、線路盡可能避開(kāi)林木地帶、公園等。（5）、路徑選擇盡可能避免坼遷。（6）、線路應(yīng)避開(kāi)不良地質(zhì)地段。（7）、應(yīng)盡量少占農(nóng)田。（8）、

28、應(yīng)避免與同一河流工程設(shè)施多次交叉。六、選線的技術(shù)要求（具體）（1）、線路與建筑物評(píng)選交叉，線路與特殊管道叫查或接近，線路與各種工程設(shè)施交叉或接近時(shí)，應(yīng)符合規(guī)程要求。（2）、線路應(yīng)避開(kāi)沼澤地、水草地、易積水及鹽堿地、濕陷地帶。（3）、線路盡量避開(kāi)地震裂度為六級(jí)以上的地區(qū)和斷裂帶。（4）、線路應(yīng)避開(kāi)污染區(qū)，或在污染源的上風(fēng)向通過(guò)（5）、線路轉(zhuǎn)角點(diǎn),,第四節(jié) 導(dǎo)線與避雷線的選擇一、確定導(dǎo)線和避雷線的截面1、導(dǎo)線選擇 考

29、慮能量損耗、建設(shè)投資這兩個(gè)互相矛盾的因素，采用按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，以便使線路運(yùn)行有最好的經(jīng)濟(jì)效果。經(jīng)濟(jì)電流密度見(jiàn)表1-7各種電壓等級(jí)下，電力線路一般都按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇其導(dǎo)線的截面。： 導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面 S=Imax/J從相關(guān)手冊(cè)中選出一種與S最接近的標(biāo)準(zhǔn)截面的導(dǎo)線，然后再按其它技術(shù)條件效驗(yàn)截面是否滿(mǎn)足要求，這些技術(shù)條件是：（1）、電暈效驗(yàn) ( 目的：降低能量損耗)

30、對(duì)于110KV及以上電壓等級(jí)的線路，要按電暈條件效驗(yàn)導(dǎo)線截面。所選導(dǎo)線的直徑大小不小于表1-8所列數(shù)值。（2）、機(jī)械強(qiáng)度效驗(yàn) ( 目的：保證電力運(yùn)行安全可靠) 一切電壓等級(jí)的電力線路都要具有必要的機(jī)械強(qiáng)度。 對(duì)于跨越鐵路、通航河流和運(yùn)河、公路、通信線路和居民區(qū)的線路，其導(dǎo)線截面應(yīng)不小于35mm. 通過(guò)其它地區(qū)的線路最小容許截面： 35kV以上線路為 25mm。

31、 35kV及以下線路為 16mm【注意】 任何線路都不許使用單股導(dǎo)線。,（3）、熱穩(wěn)定效驗(yàn) 一切電壓等級(jí)的電力線路都要按發(fā)熱條件效驗(yàn)導(dǎo)線截面。 所選導(dǎo)線的最大容許持續(xù)電流應(yīng)大于該線路在正常或故障后運(yùn)行方式下可能通過(guò)的最大持續(xù)電流。（4）、電壓損耗效驗(yàn) 對(duì)于10kV及以下電壓等級(jí)線路，如果電壓調(diào)整問(wèn)題不能或不宜（經(jīng)濟(jì)上不合算

32、）由別的措施解決時(shí)，可按允許電壓損耗選擇導(dǎo)線截面。 注意】 在效驗(yàn)過(guò)程中，若不滿(mǎn)足上述技術(shù)條件中的哪一條，則應(yīng)按該術(shù)條件4決定導(dǎo)線截面。,,,大截面導(dǎo)線輸電技術(shù) 遠(yuǎn)超J定出的（經(jīng)濟(jì)截面）標(biāo)準(zhǔn)截面，如500kv 4× 300 →4 ×500 4× 720 4× 800優(yōu)勢(shì)：輸電功率明顯增大 4 ×LGJ400

33、 4 ×LGJ800 ↑50℅可減少輸電回路數(shù)、縮減線路走廊數(shù)、節(jié)約土地影響1.電場(chǎng)影響1）導(dǎo)線表面（最大）場(chǎng)強(qiáng)Em r↑ Em↓2）導(dǎo)線起始電暈場(chǎng)強(qiáng)E0 ↓基本變不大 Em/ E0 大大↓ 難以發(fā)生電暈、導(dǎo)線電暈損耗↓3）載荷↑ 垂直載荷、風(fēng)載荷、張力、塔自重,,二、避雷線的選擇避雷線的防雷功能： ①、防止雷直擊導(dǎo)線

34、 ②、雷擊塔頂時(shí)對(duì)雷電流有分流作用，減少流入桿塔的雷電流，使塔頂電位降低。③、對(duì)導(dǎo)線有耦合作用，降低雷擊塔頂時(shí)塔頭絕緣（絕緣子串和空氣間歇）上的電壓。④、對(duì)導(dǎo)線有屏蔽作用，降低導(dǎo)線上的感應(yīng)國(guó)電壓。 對(duì)各級(jí)電壓線路架設(shè)避雷線的要求規(guī)定：（1）、330kV及500kV線路應(yīng)沿全線架設(shè)雙避雷線。（2）、220kV線路應(yīng)沿全線架設(shè)避雷線。在山區(qū)，（3）、110kV線路一般沿全線架設(shè)避雷線。在雷電活動(dòng)特 殊強(qiáng)烈區(qū)，宜架設(shè)雙在少雷區(qū)或

35、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明活動(dòng)輕微區(qū)，可不沿全線架設(shè)避雷線，但應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置。（4）、60kV線路，負(fù)荷重要且所經(jīng)地區(qū)年平均雷暴日數(shù)為30以上地區(qū)，宜沿全線架設(shè)避雷線。（5）、35kV及以下線路，一般不沿全線架設(shè)避雷線?！咀⒁狻?按規(guī)定，避雷線與導(dǎo)線配合，應(yīng)符合表1-9的要求,,二、導(dǎo)線在桿塔上的排列方式及線間距離1、導(dǎo)線在桿塔上的排列方式 布置方式有三類(lèi)：水平排列 垂直排列

36、 三角形排列2、導(dǎo)線的線間距離 概念 ：當(dāng)導(dǎo)線處于鉛垂靜止位置時(shí)，它們之間的距離叫。 確定線間距離，要考慮兩方面的情況：一是導(dǎo)線在桿塔上的布置形式及桿塔上的間隙距離。 二是導(dǎo)線在檔距中央相互接近時(shí)的間隙距離。 取兩種情況的較大者，決定線間距離。（1）、按導(dǎo)線在桿塔上的絕緣配合決定線間距離 【例子】： 以導(dǎo)線采用水平排列為

37、例 根據(jù)絕緣子風(fēng)偏角計(jì)算導(dǎo)線的線間距離為： D= 2 λsinφ + 2R +b ( 公式1-6 ) 其中R 按三種情況分別計(jì)算： 工作電壓 外過(guò)電壓 內(nèi)過(guò)電壓 由三種電壓情況計(jì)算的D中，選其中大者做為線間距離（2）、按導(dǎo)線在檔距中央的工作情況決定線間距離水平排列的導(dǎo)線由于非同步擺動(dòng)在檔距中央可能互相

38、接近。垂直排列的導(dǎo)線由于覆冰不均勻或不同時(shí)脫冰上下擺動(dòng)或受風(fēng)作用而舞動(dòng)等原因，上下層導(dǎo)線也可能互相接近。,,1）、水平線間距離按照規(guī)定，對(duì)1000m以下檔距，導(dǎo)線的水平距離一般按如下計(jì)算： 公式 D=0.4λ+U/110+0.65f0.5一般地，在覆冰厚度為10mm及以下的地區(qū)，使用懸垂絕緣子串的桿塔，其水平線間距離與檔距的關(guān)系，可用表1-10所列數(shù)值2）、垂直線間距離一般情況下，考慮到導(dǎo)線覆冰情況較少，推薦導(dǎo)線垂

39、直線間距離可為水平線間距離的0.75倍. 0.75D并對(duì)各級(jí)電壓線路使用懸垂絕緣子串桿塔的最小垂直距離值見(jiàn)表1-11同時(shí)規(guī)程規(guī)定，覆冰地區(qū)要考慮導(dǎo)線間的水平偏移的數(shù)值， 0.75（D +水平偏移） 見(jiàn)表1-12 3）、三角排列的線間距離 先將實(shí)際的線間距離換算成等值水平線間距離。 公式 Dx=【注意】 計(jì)算出的Dx應(yīng)

40、不小于D的計(jì)算值,,三、避雷線與導(dǎo)線間的距離（1）、對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角應(yīng)滿(mǎn)足防雷的要求。保護(hù)角的計(jì)算公式：a= a 的值一般取20度—30度330kV線路及雙避雷線220kV線路 一般采用20度山區(qū)單避雷線線路，一般用25度大跨越檔高度超過(guò)40m的桿塔，應(yīng)小于20度對(duì)發(fā)電廠及變電所的進(jìn)線段，一般小于20度，最大不應(yīng)超過(guò)30度（2）、避雷線和導(dǎo)線的水平偏移應(yīng)符合表1-12（3）、雙避雷線線路，兩避雷線間距離不應(yīng)超過(guò)

41、避雷線與導(dǎo)線間垂直距離的5倍。（4）、在檔距中央，導(dǎo)線與避雷線間距離Sd.b在+15度，無(wú)風(fēng)的氣象條件下應(yīng)滿(mǎn)足以下公式： Sd.b≥（0.012í+1）對(duì)大檔距，應(yīng)滿(mǎn)足 I0-耐雷水平 Sd.b≥0.1I0 及 Sd.b≥0.1Ue Ue-線路額定電壓,,泄漏距離-----絕緣子鋼腳與鋼帽間，沿瓷裙表面輪廊的最短

42、 距離就叫“泄漏距離”。一串絕緣子的泄漏距離是這一串絕緣子串中每片絕緣子泄漏距離之和。 泄漏比距--是泄漏距離與系統(tǒng)額定線電壓之比。,,第五節(jié) 絕緣子的選擇一、絕緣子的種類(lèi)及選擇絕緣子是用來(lái)支承和懸掛導(dǎo)線，并使導(dǎo)線與桿塔絕緣。絕緣子的形式：針式絕緣子、懸式絕緣子、瓷橫擔(dān)絕緣子等1、（針式絕緣子）它用于電壓不超過(guò)35kV的線路上以及導(dǎo)線拉力不大的線路上，主要用于直線桿塔和小轉(zhuǎn)角桿塔。其特點(diǎn)：制造簡(jiǎn)易、廉價(jià)、擔(dān)耐雷水平不

43、高，雷擊不容易閃絡(luò)。 2、懸式絕緣子1）普通型----它廣泛用于電壓為35kV以上的線路，通常把它們 組裝成絕緣子鏈?zhǔn)褂谩?）耐污型--（根據(jù)污染程度、性質(zhì)的不同，把污穢地區(qū)按等級(jí)劃分0-3級(jí)，按不同的污穢地區(qū)規(guī)定不同的單位泄露距離）。A.雙傘形 B.鐘罩形 C流線形 D.大盤(pán)徑3)鋼化玻璃絕緣子,,3、瓷橫擔(dān)絕緣子 它同時(shí)起到橫擔(dān)和絕緣子作用的一種新型絕緣子結(jié)構(gòu)。 其

44、特點(diǎn)： 它能在斷線時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，可避免因斷線而擴(kuò)大事故。4.棒式絕緣子5.合成絕緣子-------棒形懸式合成絕緣子絕緣子 硅橡膠高聚材料、憎水性、 抗污力強(qiáng),,二、懸式絕緣子的片數(shù)確定絕緣子在工作中所受到的影響因素：各種大氣環(huán)境 工作電壓 內(nèi)部過(guò)電壓

45、 大氣過(guò)電壓1、按正常工作電壓決定每串絕緣子的片數(shù) 三種電壓中，以工作電壓數(shù)值為最低。當(dāng)工作電壓長(zhǎng)期作用于絕緣子，當(dāng)絕緣子表面被污染且污穢受潮時(shí)，就可能發(fā)生不均勻發(fā)熱、泄漏電流加大導(dǎo)致熱游離而發(fā)生污閃。為防止污閃的發(fā)生，目前采用的主要方法時(shí)保證絕緣子串有一定的泄露距離。單位泄露距離也叫泄漏比距。它表示線路絕緣或設(shè)備外絕緣泄漏距離與線路額定線電壓的比值。我國(guó)的規(guī)定值 表1-13絕緣子串的泄漏比距應(yīng)滿(mǎn)足公式：

46、 D≧Ud直線桿每串絕緣子的片數(shù)n的確定： n=D/S,,2、根據(jù)內(nèi)部過(guò)電壓校驗(yàn)絕緣子串在內(nèi)部過(guò)電壓下不應(yīng)發(fā)生閃絡(luò)，概率應(yīng)很低。因此要求絕緣子串的操作沖擊濕閃電壓大于操作過(guò)電壓的數(shù)值。如果絕緣子手冊(cè)或產(chǎn)品目錄上設(shè)有絕緣子的操作沖擊濕閃電壓，或?qū)τ?20kv及以下線路，可以用于工頻濕閃電壓換算成沖擊濕閃電壓。這時(shí)，絕緣子串的工頻濕閃電壓應(yīng)滿(mǎn)足公式：

47、KoUpmUs ≧ ------------- K1K2K3K4K5K6K7,,3、校驗(yàn),耐雷水平要求 大氣過(guò)電壓下，并不是要求線路絕緣不發(fā)生閃絡(luò)，而是要求線路絕緣具有一定的耐雷水平。耐雷水平----雷電擊中桿塔頂部時(shí)，線路絕緣不至于發(fā)生閃絡(luò)的雷電流大小 如220kv 為80---120kA（耐雷水平除了和絕緣水平有關(guān)外，還和桿塔接地電阻、電桿電感、避雷線根數(shù)等因素有關(guān)。）4、機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性但對(duì)于

48、高桿塔則應(yīng)考慮防雷的要求，適當(dāng)增加絕緣子片數(shù)。全高超過(guò)40cm有避雷線的桿塔，高度每增加10cm應(yīng)增加一片絕緣子。全高超過(guò)100cm有避雷線的桿塔，絕緣子數(shù)量可以根據(jù)計(jì)算結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。4、耐張桿塔的絕緣子片數(shù) 耐張桿塔的絕緣子串的絕緣子數(shù)量應(yīng)比懸垂絕緣子的同型絕緣子多一個(gè)。,,第二章 均勻荷載孤立檔距導(dǎo)線力學(xué)基本計(jì)算第一節(jié) 導(dǎo)線的機(jī)械物理特性及比載 一、導(dǎo)線的機(jī)械物理特性 定義：導(dǎo)線的機(jī)械

49、物理特性是指、彈性系數(shù)、溫度線膨脹系數(shù)及比重。 1、導(dǎo)線的瞬時(shí)破壞應(yīng)力σp 對(duì)導(dǎo)線做拉伸試驗(yàn)，將測(cè)得的瞬時(shí)破壞拉斷力Tp除以導(dǎo)線的截面積，就得到瞬時(shí)破壞應(yīng)力。公式2-1： σp=Tp/S 絞線 Tp =ασaAa+σ0.01As2、絞線的彈性系絞線數(shù)Eσ定義：導(dǎo)線的彈性系數(shù)是指在彈性限度內(nèi)，導(dǎo)線受拉力時(shí)，

50、其應(yīng)力與應(yīng)變的比例系數(shù)。 公式2-2：E=σ/ε Mpa( 導(dǎo)線彈性系數(shù)的倒數(shù)，稱(chēng)為彈性伸長(zhǎng)系數(shù)。) 公式2-3：β=1/E=ε/σ(彈性伸長(zhǎng)系數(shù)的物理含義，就是表征導(dǎo)線施以單位應(yīng)力時(shí)能產(chǎn)生的相對(duì)變形。) E=Es+mEa/(1+m)

51、 m=Aa/As,,3、絞線的溫度線膨脹系數(shù) 定義：導(dǎo)線溫度升高1。 C引起的相對(duì)變形量（應(yīng)變），稱(chēng)為導(dǎo)線的溫度線膨脹系數(shù)。、物理公式：α=ε/△t絞線溫度膨脹系數(shù) α= (αsEs+mαaEa)/(Es+mEa)導(dǎo)線和避雷線的機(jī)械物理特性數(shù)值見(jiàn)表2-14、抗彎剛度 =材料彈性模量E * 斷面慣性矩J,,二、導(dǎo)線的比載 作用在導(dǎo)線上的機(jī)械荷載有自重、冰

52、重和風(fēng)壓。這些荷載可能是不均勻的，但為了便于計(jì)算，一般按沿導(dǎo)線均勻分布考慮。在導(dǎo)線受到的機(jī)械荷載用比載表示。 比載：指導(dǎo)線單位長(zhǎng)度、單位截面積上的荷載。常用的比載有七種。A.垂直比載1、自重比載g1 導(dǎo)線本身重量所造成的比載稱(chēng)為自重比載。 公式： g1=gm0/S *10-3 2、冰重比載g2 g2=27.708b(b

53、+d) /S *10-3 導(dǎo)線覆冰時(shí)，由于冰重產(chǎn)生的比載稱(chēng)為冰重比載，假設(shè)冰層沿導(dǎo)線均勻分布并成為一個(gè)空心圓柱形，3、導(dǎo)線垂直總比載g3導(dǎo)線的自重和冰重總比載等于二者比載之和。： g3= g2+g1B.水平比載4、無(wú)冰時(shí)風(fēng)壓比載無(wú)冰時(shí)作用在導(dǎo)線上每米長(zhǎng)每平方毫米的風(fēng)壓荷載稱(chēng)為無(wú)冰時(shí)風(fēng)壓比載。

54、 g4=0.6125αCdv2/S *10-3,,5、覆冰時(shí)的風(fēng)壓比載覆冰導(dǎo)線每米長(zhǎng)每平方毫米的風(fēng)壓荷載稱(chēng)為覆冰風(fēng)壓比載。 ：g4=0.6125αC(2b+d)v2/S *10-3C.綜合比載6、無(wú)冰有風(fēng)時(shí)的綜合比載無(wú)冰有風(fēng)時(shí)，導(dǎo)線上作用著垂直方向的比載g1和水平方向比載g4，按向量合成可得綜合比載g6，即稱(chēng)為無(wú)冰有風(fēng)時(shí)的綜合比載。：g6 =(g4+ g1)向量合成7、有冰有風(fēng)時(shí)的綜合比載導(dǎo)線

55、覆冰有風(fēng)時(shí)，綜合比載g7為垂直總比載g3和覆冰風(fēng)壓比載g5的向量和。G7 g3 g5【例題】,第二節(jié) 均勻荷載孤立檔柜的導(dǎo)線懸垂曲線方程,導(dǎo)線材料的剛性對(duì)其幾何形狀的影響小，假定：（1）、導(dǎo)線為理想的柔索。導(dǎo)線只承受軸向張力，任意一點(diǎn)的彎矩為零。（2）、作用在導(dǎo)線上的荷載均指向同一方向，且沿導(dǎo)線均勻分布。一、懸鏈線方程及曲線弧長(zhǎng)1、懸鏈線方程懸掛于A、B兩點(diǎn)間的一檔導(dǎo)線，沿導(dǎo)線長(zhǎng)

56、度Lab均勻分布著比載為g的荷載，并具有一定弧垂。在兩個(gè)懸垂點(diǎn)分別作用有σA和σB的(導(dǎo)線)軸向應(yīng)力。按照導(dǎo)線受力的平衡條件可知：,,一、懸鏈線方程及曲線弧長(zhǎng)1、懸鏈線方程懸掛于A、B兩點(diǎn)間的一檔導(dǎo)線，沿導(dǎo)線長(zhǎng)度Lab均勻分布著比載為g的荷載，并具有一定弧垂。在兩個(gè)懸垂點(diǎn)分別作用有σa和σb的軸向應(yīng)力。按照導(dǎo)線受力的平衡條件可知：（1）、水平方向的力導(dǎo)線各點(diǎn)應(yīng)力的水平分量σo均應(yīng)相等。導(dǎo)線最低點(diǎn)O處，因其傾角аo=0°

57、,因此該點(diǎn)的軸向應(yīng)力即為水平應(yīng)力σ。（2）、垂直方向的力導(dǎo)線懸掛點(diǎn)A、B的應(yīng)力σA和σB的垂直分量，應(yīng)等于該點(diǎn)到最低點(diǎn)O間的導(dǎo)線長(zhǎng)度與比載g的乘積，即g×Loa 和 g×Lob。,,（3）、線段OC受力平衡條件最低點(diǎn)O至C點(diǎn)的受力情況：C點(diǎn)的軸向張力Tx指向?qū)Ь€的截面方向，其與水平方向的夾角為a； Tx的垂直方向分量為G，且G=Tx×sina=gSLx;Tx的水平分量為T(mén)o，且To=Tx ×

58、;cosa=σoS 將上二公式相比，則可求得導(dǎo)線任一點(diǎn)C的斜率為 tga=dy/dx=g/σo Lx通過(guò)變換可得到等高懸點(diǎn)懸鏈線方程普遍形式 y=(σo/g )ch(g/σo) (x+C1) + C2 2-14如果將坐標(biāo)原點(diǎn)取于導(dǎo)線的最低點(diǎn)，則有如下初始條件 X=0 dy/dx=0可求出坐標(biāo)原點(diǎn)位于最低點(diǎn)O的等高懸點(diǎn)懸鏈線方程為

59、 y=σo/g(ch gx/σo -1) 2-15,,2、曲線弧長(zhǎng)導(dǎo)線最低點(diǎn)O至任一點(diǎn)C的曲線長(zhǎng)度叫弧長(zhǎng)。 Lx=σo/g sh( g/σo) x二、平拋物線方程平拋物線方程是簡(jiǎn)化的懸鏈線方程。它是假設(shè)作用在導(dǎo)線上的荷載沿檔距均勻分布而推導(dǎo)出的。平拋物線方程式 y=(g/2σo) x² (2—19)導(dǎo)線曲線的弧長(zhǎng)方程式 Lx=x+(g

60、78;/6σo² )x³ (2—20)當(dāng)懸掛點(diǎn)高差h/l≤10%時(shí)，用平拋物線方程進(jìn)行導(dǎo)線力學(xué)計(jì)算，可以得到滿(mǎn)意的工程精度。---工程計(jì)算,第三節(jié) 懸掛點(diǎn)等高時(shí)導(dǎo)線的應(yīng)力與弧垂,一、導(dǎo)線的弧垂導(dǎo)線懸掛曲線上任意一點(diǎn)至兩懸掛點(diǎn)連線在鉛直方向上的距離稱(chēng)為該點(diǎn)的弧垂。1、最大弧垂計(jì)算最大弧垂出現(xiàn)在檔距

61、中央。其計(jì)算公式為： f=σo/g ch gl/2σo -σo/g 2-21 在實(shí)際工程中當(dāng)弧垂與檔距之比(小高差) f/l≤10%時(shí)，將x以l/2代人，得最大弧垂的近似計(jì)算公式： f=gl²/8σo,,2、任意一點(diǎn)的弧垂計(jì)算 fx=f-y 利用懸鏈線方程進(jìn)行計(jì)算 ， 可整理出任意一點(diǎn)的弧垂精確計(jì)算公

62、式： fx=2 σo/g (sh g/2σo la ×sh g/2σo lb) （ 2—23） 利用平拋物線方程 可得到任意一點(diǎn)的弧垂的近似計(jì)算公式： fx= g lalb/（2σo）,,二、導(dǎo)線應(yīng)力

63、 導(dǎo)線懸掛等高時(shí)，1.導(dǎo)線上任意一點(diǎn)的應(yīng)力導(dǎo)線上任意一點(diǎn)的張力 T²x=T²O+(gSLx) ²導(dǎo)線上任意一點(diǎn)處的軸向應(yīng)力 σx=Tx/S=σo+yg 2--282.導(dǎo)線懸掛點(diǎn)的應(yīng)力 y=f 帶入 2—28 σA=σo+yg = σo+fg,,三、一檔線長(zhǎng)導(dǎo)線最低點(diǎn)至任一點(diǎn)的曲線弧長(zhǎng)為(2-17)

64、 Lx=(σo/g) sh (g/σo) x 懸掛點(diǎn)等高時(shí) 令x=l/2 則一檔線長(zhǎng)為 L=2(σo/g ) sh( gl/σo) 2-31,,四節(jié) 懸掛點(diǎn)不等高時(shí)導(dǎo)線的應(yīng)力與弧垂一、導(dǎo)線的斜拋物線方程 懸垂曲線的斜拋物線方程是在懸掛點(diǎn)不等高時(shí)，工程計(jì)算中常用的近似計(jì)算公式。斜拋物線方程的假設(shè)條件：作用在導(dǎo)線上的荷載沿懸掛點(diǎn)連線AB均勻分布。由

65、上述假設(shè)條件，根據(jù)力學(xué)平衡條件，得出導(dǎo)線懸垂曲線的斜拋物線方程公式： y=gx²/2σo cosψ 2-35,,二、導(dǎo)線最低點(diǎn)到懸掛點(diǎn)的距離1、水平距離 Loa=l/2+σoh cosψ/gl=l/2+(σo/g)(h/l) cosψ = l/2(1+h/4f) Lob=l/2-σoh cosψ/gl=l/2-(σo/g)(h/l) cosψ = l/2(

66、1-h/4f)式中 f=gl2/(8σo cosψ) 由2-35 當(dāng) x=l/2 2、垂直距離 Ya=gloa²/2σocosψ=f(1+h/4f) ² Yb= glob²/2σocosψ=f(1+h/4f) ²,,三、懸掛點(diǎn)不等高時(shí)的最大弧垂檔內(nèi)任意一點(diǎn)弧垂

67、 fx= g lalb/（2σocosψ）Lalb-------任意一點(diǎn)到A.B水平距離最大弧垂處于檔距的中央檔內(nèi)最大弧垂 f=gl²/8σocosψ,,四、導(dǎo)線的應(yīng)力（ 對(duì)AC段列A點(diǎn)的力矩平衡方程 得出y）導(dǎo)線上任一點(diǎn)的軸向應(yīng)力為 σx=σo/cosψ+g2(l-2x)2/(8σocosψ)

68、 -〔g(l-2x)tgψ〕/2 2--45 X=l/2,檔距中央軸向應(yīng)力為 σ0.5l=σo/cosψ令x=0,x=l 懸掛點(diǎn)A的應(yīng)力為 σA=σo/cosψ+g(f-h/2) 懸掛點(diǎn)B的應(yīng)力為 σB=σo/cosψ+g(f+h/2)五、一檔線長(zhǎng) 懸掛點(diǎn)不等高時(shí)，工程上采用懸鏈線近似公式計(jì)算拋物線線長(zhǎng)

69、 L=l/ cosψ+ g²l³cosψ/（24σo²）,總結(jié),小高差 f/l≤10%時(shí)， 用平拋物線方程大高差 f/l ≤10% f/l≤25% 用斜拋物線方程其他 (如一檔線長(zhǎng)) 懸鏈線方程,,sinh/雙曲正弦：       sh(x)=(exp(x)-exp(-x))/