三峡电力职业学院输电线路设计

1、三峡电力职业学院课程设计(论文)题 目 名 称 制作导线的应力弧垂曲线和安装曲线 课 程 名 称 架空输电线路设计(LGJ-185/45,VIII区) 学 生 姓 名 学 号 系 、专 业 指 导 教 师 2013年 1月6日三峡电力职业学院课程设计（论文）任务书年级专业10输电线路学生姓名 学号 题目名称制作某线路导线的应力弧垂曲线和安装曲线。设计时间18、19周课程名称架空输电线路设计课程编号设计地点一、课程设计（论文）目的结合所学的线路设计知识，要求学生掌握线路设计中各项参数的查表发放，并结合工程实际，掌握具体线路的导线应力弧垂曲线和安装曲线做法，从中对线路设计中所涉及到的导线的比载计算

2、，架空线弧垂、线长和应力的计算，架空线的状态方程式，临界档距，最大弧垂的判定，导线应力弧垂曲线和安装曲线做法有深刻的了解。最终加强学生的线路设计认识及动手能力二、已知技术参数和条件气象条件：全国线路设计气象条件汇集 III 区电压等级 110kV 导线型号 LGJ-185/45 三、任务和要求a) 学生应该完成课程设计说明书的内容，同时还包括导线应力弧垂曲线和安装曲线的绘制图b) 为简明起见，各计算结果应尽量采用表格形式表示c) 每一计算过程应列出所用公式，并带入一组实际数据示范d) 各系数的取值应说明出处和理由注：1此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2此表1式3

3、份，学生、指导教师、教研室各1份。四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）1、孟遂民，李光辉编著，架空输电线路设计，中国三峡出版社，2000.102、邵天晓，架空送电线路的电线力学计算，水利电力出版社，19873、周振山，高压架空送电线路机械计算，水利电力出版社，19874、东北电力设计院，电力工程高压送电线路设计手册，水利电力出版社，19915、 进度安排16周（1）查找相关资料，整理和收集数据（2）根据气象区确定气象参数计算相关比载（3）确定临界档距（4）档距的控制气象条件 17周（5）根据已知条件，利用状态方程式计算不同档距，各种气象条件下架空线的应力和弧垂值（6）按一定

4、的比例绘制出应力弧垂曲线 （7）绘制安装曲线图（8）按照有关规定，制作论文，打印成稿。 六、教研室审批意见教研室主任（签字）： 年 月 日七、主管教学主任意见 主管主任（签字）： 年 月 日八、备注指导教师（签字）： 学生（签字）： 学生姓名 题目名称 制作导线的应力弧垂曲线和安装曲线 课程名称 架空输电线路设计 一、学生自我总结 接到课题之后，为了在课程设计中万无一失，我们查找了很多的资料，请教了同学朋友。整个课程设计下来，我感觉学会了很多，知道了实践和理论之间的差距，知道了怎样为目标付出，学会了团队协作懂得了只有在学习中多加实践，才能干好一件事情，因为社会需要的是实践型人才。因此在今后的学

5、习中我会坚持理论与实践并重。相信这次课程设计会是我的一次宝贵的实践经验。 学生签名： 年 月 日二、指导教师评定评分项目平时成绩论文答辩综合成绩权 重30 40 30单项成绩指导教师评语： 指导教师（签名）： 年 月 日注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、 表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。 摘要本课程设计是绘制导线的应力弧垂曲线和安装曲线。先查有关规程得到譬如气象、导线的有关参数，再用列表法求得临界档距，并判断有效临界档距和控制气象条件，以控制条件为已知状态，利用状态方程式计算不同档距、各种气象条件下

6、架空线的应力和弧垂值，按一定的比例绘制出应力弧垂曲线和安装曲线。本课程设计的重点和难点内容是关于状态方程式的求解，要利用有关计算机方面的知识，这对于非计算机专业的我是一个很大的挑战，对我以后的学习与工作都有很好的指导意义。关键词：临界档距；状态方程式；应力弧垂曲线目 录摘要 I1有关参数11.1 气象条件11.2导线相关参数11.3各气象条件下导线比载的计算值12计算临界档距、判断控制气象条件43绘制应力弧垂曲线64绘制导线安装曲线95总结10参考文献111有关参数1.1气象参数查规程得典型气象区III的计算用气象条件，如表1-1所示。表1-1 第八区气象参数气象类型最大风速最低气温年均气温最

7、大覆冰最高气温内过电压外过无风外过有风安装有风事故气象温度（） -5 -20 +10 -540+10+15+15-10-10风速(m/s)300030015010100冰厚（mm）000150000001.2导线相关参数 查规程LGJ-185/45导线的有关参数，如表1-2所示。表1-2 LGJ-185/45导线有关参数截面积A(mm2)导线直径d(mm)弹性系数E(MPa)温度系数a(1/)计算拉断力Tj(N)单位长度质量q(kg/km)强度极限p(MPa)安全系数k许用应力o(MPa)年均应力上限cp(MPa)227.8319.608000017.810-680190848.2334.37

8、2.5133.7583.591.3各气象条件下导线比载的计算值1） 自重比载 1（0,0）=(gq/A)10-3=36.5110-3 MPa/m2） 冰重比载2（15,0）=27.728b(b+d)/A10-3=63.1710-3 MPa/m3） 垂直总比载3（15,0）=1（0,0)+2（15,0）=99.6810-3 MPa/m4） 无冰风压比载。设=900，因导线外径d=19.60mm17mm，则风载体型系数sc=1.1，110kV线路，风载荷调整系数c=1.0，基本风压W=2/1.6。所以：安装风速为=10m/s时，查表得=1.0。所以：4（0，10）=dsin=5.92 MPa/m内

9、过电压风速为=15m/s，查表得=0.75，所以：4（0，15）=dsin=9.98 MPa/m当风速为最大风速=30m/s时，基本风压为=2/1.6=562.5 Pa 计算强度时，查表得=0.75，所以：4（0，30）=dsin=39.923 MPa/m计算风偏时，查表得=0.61 4（0，30）=dsin=32.47 MPa/m5） 无冰综合比载无冰有风时的综合比载是架空线自重比载和无冰风压比载的矢量和，即安装有风时 6（0，10）=36.99 MPa/m内过电压时6（0，15）=37.85 MPa/m 最大风速，计算强度时 6（0，30）=54.10 MPa/m最大风速，计算风偏时 6（

10、0，30）=48.86 MPa/m6）覆冰风压比载风速V=15m/s，架空线覆冰时，架空线外径由d变为（d+2b），风载荷调整系数c=1.0，基本风压W=2/1.6。规程规定，无论线径大小，覆冰时的风载体型系数一律取为sc=1.2；计算强度时f=1.0，所以5（15，15）=dsin=36.74 MPa/m计算强度时f=0.75，所以5（15，15）=dsin=27.55 MPa/m7） 覆冰综合比载覆冰综合比载是架空线的垂直总比载和覆冰风压比载的矢量和。计算强度时 7（15，15）=106.235 MPa/m计算风偏时 7（15，15）=103.417 MPa/m各气象条件下导线比载的计算值

11、，汇总如下表:1-3所示。表1-3 比载汇总表项目自重1（0,0）覆冰无风3（10,0）无冰综合6（0,10）无冰综合6（0,15）无冰综合6（0,30）（用于强度）无冰综合6（0,30）（用于风偏）覆冰综合7（15,15）（用于强度）覆冰综合7（15,15）（用于风偏）数据36.51 10-399.68 10-336.99 10-337.85 10-354.10 10-348.86 10-3106.235 10-3103.417 10-3备注f=1.0sc=1.1f=0.75sc=1.1f=0.75sc=1.1f=0.61sc=1.1f=1.0sc=1.2f=0.75sc=1.22计算临界档

12、距，判断控制气象条件（1）可能成为控制条件的是最低气温、最大风速、覆冰有风和年均气温，整理该典型气象区四种可能控制条件的有关气象参数，如下表2-1。 表2-1 可能控制气象条件有关参数参数气象最低气温最大风速覆冰有风年均气温气温()-20+10-5+15风速(m/s)030100冰厚(mm)00100(2)计算有关比载和比值/o，计算结果列于下表2-2。 表2-2 比值/o计算结果及其排序表气象条件最低气温最大风速最厚覆冰年均气温(MPa/m)36.5110-354.1010-3106.23510-336.5110-3o(MPa)133.75133.75133.7583.59/o(1/m)0.

13、273010-30.404510-30.794310-30.436810-3气温t（C）-20-5-5+10/o从小至大编号abdc（3）按等高悬点考虑，计算有效临界档距的公式为若两种控制条件下的架空线许用应力相等，即则利用上式计算得各临界档距为 =虚数=537.742m=86.113m=虚数=0=140.150m得有效临界档距判别表如下表2-3所示。 表2-3 有效临界档距判别表气象条件a最低气温b年均气温c最大风速临界档距(m)lab=537.742lac=虚数lad=86.113lbc=虚数lbd=0lcd=140.150判断有效临界档距，确定 控制气象条件。因为在某条件栏中，存在临界档

14、距为虚数或者0的情况，则该栏的条件不起控制作用，应当舍去。容易看出lcd=140.15m为有效临界档距。当实际档距，最大风速为控制条件；当实际档距，最厚覆冰为控制条件；（4）计算各气象条件的应力和弧垂以各档距范围的控制条件为已知条件，有关数据如下表2-4所示。表2-4 已知条件及参数已知条件最大风速最厚覆冰参数控制区间 0140.150140.150tm()-5-5bm(mm)015Vm(m/s)3015m(10-3)54.10106.235m(MPa)133.75133.75以各气象条件为待求条件，已知参数如表2-5所示。 表2-5 待求条件和已知参数 参数待求条件最高气温最低气温年均气温事

15、故外过有风外过无风内过电压tm()+40-20+10-10+15+15+10bm(mm)0000000Vm(m/s)000010015(10-3MPa/m)36.5136.5136.5136.5136.9936.5137.85参数待求条件安装覆冰无风 覆冰有风（强度）覆冰有风（风偏）最大风（强度）最大风（风偏） t()-10-5-5-5-5-5b(mm)015151500V(m/s)10015153030(10-3MPa/m)36.9999.68106.235103.41754.1048.863绘制应力弧垂曲线 利用状态方程式，求的各待求条件下的应力和弧垂，由于计算量非常大，为保证数据的正确性

16、和精度，减少误差；以下数据是采用软件计算求的。 表3-1 LGJ-185/45型导线应力弧垂计算档距lr(m)气象条件最高气温最低气温年均气温事故安装外过有风操作过电压0（MPa）fv(m)0（MPa）0（MPa）0（MPa）0（MPa）0（MPa）0（MPa）5044.820.255125.4383.59111.38111.4076.8183.7910051.360.89122.9083.59109.43109.5177.6784.29140.1555.281.62115.5180.66103.17103.3775.9582.0420051.913.5292.2767.5882.9783.3

17、764.8669.8025049.995.7174.4359.6468.7769.3158.2862.2930048.858.4164.0955.2160.7761.3654.5758.0135048.1411.62 58.3852.6156.2856.8952.3755.4740047.6715.3255.0250.9853.5854.1950.9753.8645047.3419.5252.8949.9051.8452.4450.0352.7850047.1024.2251.4549.1450.6551.2549.3652.0255046.9229.42 50.4348.5949.7950.

18、3948.8851.4660046.7935.11 49.6848.1749.1649.7648.5151.0565046.6841.31 49.1147.8548.6849.2748.2350.73续表档距lr(m)气象条件外过无风覆冰有风（强度）覆冰有风（风偏）覆冰无风最大风（强度）最大风（风偏）0（MPa）fv(m)0（MPa）0（MPa）0（MPa）fv(m)0（MPa）0（MPa）5076.770.15110.97110.64110.870.28133.75133.5010077.510.59123.35122.70121.161.03133.75132.80140.1575.651

19、.18133.75133.25130.451.88133.75132.1120064.402.83133.75133.21129.283.86123.13120.0125057.744.94133.75133.18128.436.06122.44119.3330054.017.60133.75133.16127.818.77119.89117.1435051.7910.79133.75133.15127.3812.01118.10115.2340050.3914.49133.75133.11127.0615.69116.23113.0545049.4518.67133.75133.09126.

20、8319.89114.01111.2650048.7823.39133.75133.07126.6524.59111.99108.3155048.3028.58133.75133.05126.5129.79108.56105.1160047.9334.28133.75133.03126.4035.49105.78101.5265047.6540.47133.75133.01126.3241.67102.3398.46根据表3-1，绘制导线应力弧垂曲线(手绘)。 图示说明，1为外过无风应力，2为覆冰有风和覆冰无风应力，3为最大风应力，4为年均气温应力，5为最低气温和事故应力，6为安装时应力，7为

21、最高气温应力，8为外过有风应力，9为操作过电压应力。f1为外过无风时弧垂，f2为最高气温是弧垂，f3为覆冰无风时弧垂。4绘制导线安装曲线绘制安装曲线时，以档距为横坐标，弧垂为纵坐标，一般从最高施工气温至最低施工气温每隔10绘制一条弧垂曲线。应用状态方程式求解各施工气象（无风、无冰、不同气温）下的安装应力，进而求出相应的弧垂，结果如下表4-1所示。表4-1 各种施工气温下的档距弧垂档距（m）50100140.150200250300350温度oMPa（m）oMPa（m）oMPa（m）oMPa（m）oMPa（m）oMPa（m）oMPa（m）4044.81.0151.30.8955.20.8351.

22、90.8849.90.9148.80.9448.10.953056.90.8060.70.7562.40.7356.20.8152.70.8750.70.9049.50.922070.00.6571.60.6470.90.6461.40.7455.90.8252.80.8651.00.891083.50.5583.50.5580.60.5767.50.6859.60.7755.20.8352.60.87097.40.4796.20.4791.40.5074.70.6163.80.7257.80.7954.30.84-10111.40.41109.40.42103.20.4482.90.5568.70.6660.70.7556.20.81 续表档距（m）400450500550600650温度oMPamoMPamoMPamoMPamoMPamoMPam4047.70.9647.30.9647.10.9746.90.9746.80.9846.70.983048.70.9448.20.9547.80.9547.50.9647.20.9747.10.972049.80.9249.00.9348.80.