农村架空送电线路勘测设计.doc

农村架空送电线路勘测设计(之五)架空送电线路的技术施工设计郑州工学院 原河峰 郑州供电局 龙启辉 架空送电线路的技术施工设计，是依据初步设计的审批意见进行的。它是初步设计批准方案的具体化。技术施工设计主要以图纸方式(辅以文字说明)提供各种必要的技术资料，既能使施工单位了解整个工程的工程量，施工现场概况，又能依据施工图纸备料，加工各个部件以及了解各个施工细节。技术施工设计还可为今后线路长期运行维护提供主要技术数据。 架空送电线路的技术施工设计，主要分为电气与杆塔结构两大部分。 41导线的机械计算 一、导线的比载 作用在导线(包括架空地线)上的机械荷载有自重、冰重和风压。这些荷载可能是不均匀的，但为了便于计算，一般均按沿线均匀分布考虑。在导线计算中，常把导线受到的荷重用比载表示。比载即导线上每米长度的荷重折算导线单位截面上的数值。比载的单位为公斤米毫米2。导线比载共有七种：1自重比载g1：导线本身自重所造成的比载称为自重比载。 式中 W每米导线的重量(公斤米)。 S导线计算截面(综合)(毫米2)。2冰重比载g2：导线上复冰后，由冰引起对导线的比载称冰重比载。导线上复冰时，沿导线周围的冰厚常常是不均匀的，为了方便，折算成均匀厚度计算。 式中 b导线上的复冰厚度(毫米)。 d导线的计算直径(毫米)。3复冰时垂直总比载g3：g3：gl十g2(公斤米毫米2) (4-3) 4无冰风比载g4和复冰风比载g5：无冰与复冰导线，受到与导线垂直的风荷载造成的比载称为风比载。 d导线计算直径(毫米)。 b复冰厚度(毫米)。 V计算风速(米秒)。 5综合总比载g6和g 在作导线(或架空地线)机械计算前，首先需将各种气象条件组合下的比载加以计算。手册上已将各种气象条件的导线比载值加以计算列表。只要查表取用即可。 二、导线的长度与弧垂 导线悬挂在档距两端的绝缘子金具串上，其荷载(本身重量、冰重和风压等)均匀分布时，所形成的曲线为悬链线。因此，导线的长度与弧垂可以用悬链线公式计算： 式中 L档距中导线的长度(米)。 f档距中导线弧垂 (米)。 l档距 (米)。 g比载 (公斤米毫米2)。 应力 (公斤毫米2) 上述两个悬链线级数公式均为收敛级数，在一般档距中，线长公式取前两项，弧垂公式仅取第一项(实为抛物线方程)，其误差是允许的。当档距l500米时，用抛物线方程计其的弧垂f，其误差不超过05。因此，仅在个别特大档距，当f2530l时，才须用悬链线公式计算线长与弧垂。 根据抛物线方程 可以推出导线任一点的弧垂为： 式中 X任一点至悬挂点的水平距离（米）。三、导线各点应力间的关系 悬挂着的导线各点的应力是不同的，弧垂最低点处的应力最小，悬挂点处的应力最高，导线上各点的应力方向沿切线方向变化。 悬挂点A处的应力式中 导线最低点应力(公斤毫米2)， fA从悬挂点A到导线最低点的弧垂(米)。g导线比载(公斤米毫米2)。 四、导线的状态方程式 当气象条件变化时，导线所受的载荷随气温变化也发生变化，导线内的水平应力也随之变化，这种变化规律可用导线状态方程式来描述：气象条件为n情况下的应力、比载与气温。 m、gm、tm气象条件为m情况下的应力、比载与气温。 E导线的弹性系数(公斤毫米2)。 a导线的线膨胀系数(1)。 L档距 (米)。使用这个状态方程式，为已知某一气象条件下的应力、比载、气温(如m、gm、fm)就可求另一气象条件(tn、gn为已知)情况下的应力n。 五、临界档距 导线在杆塔上悬挂时，究竟应该取多大的弧垂为合适呢?这就要求导线在任何气象条件其应力均不超过容许的应力即最大使用应力m。 通常情况下，导线的最大使用应力可能发生在最大比载(g6或g 7)时或最低气温时。当档距L很大时，最大应力出现在最大比载时，而当档距L很小时，导线应力只与温度有关，由于温差引起导线的缩短，使最大应力出现在最低气温时。档距L从小变大，总有一个档距，使在两种情况下，都达到最大使用应力(即所谓强度条件)，这个档距就称为临界档距lL1。 tg最大比载gmax时的气温(度)。gl最低气温tmin时比载。导线在运行中受到微风作用而产生振动，使导线弹性疲劳而致断股，若年平均运行应力越大，导线的振动频率、振幅将随之增大，导线断股的可能性也越大。因此，应对导线采取防振措施，除要求安装防振锤或防护条外，采用降低导线年平均运行应力，是提高导线耐张能力的有效方法。 如果我们规定了导线平均运行应力的上限，即考虑导线的耐振条件，那么，除最低气温与最大比载间的临界档距外，还会出现最大比载与平均运行应力间的临界档距LL3，以及最低气温与平均运行应力间的临界档距LL3。式中 p年平均运行应力上限，可参看规程中规定的数值(公斤毫米2)。 tp年平均运行气温。其相应的比载为gl。 有些气象区中大风与复冰气温不同，则还可能出现几个临界档距，此为特殊情况，本文不再赘述。若导线的强度条件和耐振条件同时考虑时，共计算的控制情况，有几种方法判定，这里也从略。 六、导线机械计算的步骤 1计算导线比载glg 7，各种气象条件下的g1g7比载值从手册上都可以查到。 2计算导线 的最大使用应力，按照机械强度要求，导线的最大使用应力 （公斤/毫米）2（4-18）式中 k导线瞬时破坏应力 (公斤毫米2)。 K安全系数 K25。 按照耐振条件要求，导线的平均运行应力 p=25%k（公斤/毫米2） 3计算临界档距，判定各档距范围下，最大使用应力发生在何种气象情况(即受何种气象情况控制)。 4在计算某一档距，某一气象条件下应力时，应把该档距下最大使用压力及其气象件下的比载，气温作为已知条件。把所要求象条件下的比载和气温亦作为已知条件，代入导线状态方程式，即可求出所需要的应力。 5如需要导线的弧垂与线长时，可将求的应力代入弧垂，线长公式即可求得。 (1)安装条件下，导线比载为g1=35338103公斤米毫米2。 (2)在L200米时，由平均运行情况控制，在已知P725公斤毫米2、g1=35338103公斤米毫米2，tp十15情况下，需求的安装条件，t安一10，g7=35338103公斤米毫米2， l=200米，安=？代入公式可以计算出状态方程式的4、3值为： A=+78823 B=1665 代入状态方程式为：安3+78823安2-1665=0 解方程式可得安=378公斤毫米2。 七、最大弧垂的判定设计杆塔高度以及在纵断面上排定杆位等，都需要计算最大弧垂。最大弧垂一般高气温时出现，但在重冰地区，也可能出现最大垂直比载时。直观的办法是，将两种情况下的弧垂都分别计算出来加以比较，即可求得最大弧垂发生在什么情况下，即 式中 ft最高气温时之弧垂 (米)t最高气温时之应力 (公斤/毫米2)。 （420）式中 f3有冰无风时之弧垂 （米） 3有冰无风时这应力（公斤/毫米2） 还可用临界温度对最大弧垂发生情况进行判别，但不如上式直观，本文不再赘述。 八、避雷线的使用应力计算 避雷线的使用应力选择和导线不同，并不采用的关系式进行计算。避雷线的安全系数K常常大于25，并在杆塔尺寸允许的情况下，应尽量松弛，即可减小杆塔的机械负荷，同时3h降低了避雷线的平均运行应力。 避雷线的使用应力主要是根据规程规定，在大气过电压的情况下，满足档距中央导线与避雷线之间的距离S(0012L十1)，S=h+fD+fB (米) （4-21） h导线与避雷