导线覆冰过载能力计算
导线覆冰过载能力计算
冰厚(mm) 基准风速(m/s) 风压不均匀系数 导线风速(m/s) 气温(℃) 垂直荷载(N/m) 水平荷载(N/m) 综合荷载(N/m) 0 0 1 0.0 15 9.0437 0.0000 9.0437 0 0 1 0.0 -5 9.0437 0.0000 9.0437 1
张力(N)
74175 76809 78500 79634 过载 过载 过载 过载
张力(N)
49419 50323 50870 51222
张力(N)
49419 50323 50870 51222 未过载 过载 过载 过载
Zepdi
Байду номын сангаас
第 1 页 共 1 页
2014-3-13
1
代表档距(m)
400 500 600 700
张力(N)
8294 8181 8120 8084
张力(N)
8501 8308 8206 8147
张力(N)
11734 11621 11559 11522
张力(N)
28736 28736 28736 28736
张力(N)
74175 76809 78500 79634
10
系数K=
15
1
地面粗糙度指数a(高空风压系数计算)： 覆冰风荷载增大系数： Lp=400m时覆冰过载能力
0.16
1.2
70%
基本工况 最低气温 大风
0 27 0.75 28.8 15 9.0437 9.2441 12.9322
Lp=500m时覆冰过载能力 1 重新计算：是(1)、否(0)： 过载冰厚
导线覆冰过载能力计算
导线覆冰过载能力计算1.导线参数的确定：首先需要确定导线的几何参数，如导线的截面积、外径和单位长度的质量。
这些参数可以通过导线的规格书或实测获得。
2.冰厚的计算：导线覆冰过载能力的计算需要知道冰的厚度。
冰的厚度可以根据冰的增长速率和覆冰时间来估算。
冰的增长速率和覆冰时间可以根据气象数据和地理位置来确定。
3.冰的重量的计算：根据冰的厚度和导线的几何参数，可以计算冰的重量。
冰的重量可以通过以下公式计算：冰的重量=冰的密度×冰的体积其中，冰的密度一般取0.9 g/cm³，冰的体积可以通过导线的几何参数和冰的厚度计算得出。
4.导线的过载能力计算：导线的过载能力可以通过计算导线的最大张力来确定。
导线的最大张力是导线能够承受的最大拉力，超过这个拉力导线就会发生断裂。
最大张力=(导线的抗拉强度×导线的截面积)/安全系数其中，导线的抗拉强度可以根据导线的材料性质和规格书确定，安全系数一般取1.55.过载情况的判断：根据导线的实际载荷和最大张力的比较，可以判断导线是否发生过载。
如果实际载荷小于最大张力，则导线未过载；如果实际载荷大于最大张力，则导线发生过载。
导线覆冰过载能力计算是一个复杂的过程，需要考虑多种因素，如导线的材料性质、冰的增长速率、导线的几何参数等。
此外，不同的导线类型和规格也会有不同的过载能力。
因此，在实际计算中需要根据具体情况进行调整和修正。
导线覆冰过载能力计算对于电力系统的安全运行至关重要。
准确计算导线的过载能力可以帮助电力系统设计者选择合适的导线类型和规格，确保电力系统在覆冰情况下的正常运行。
此外，在电力系统运行过程中，及时监测和评估导线的覆冰情况，以及根据实际情况调整和修正导线的过载能力，也是确保电力系统安全运行的重要措施。
输电线路钢芯铝绞线冰过载简要分析
输电线路钢芯铝绞线冰过载简要分析文章根据导线的状态方程式，简要分析了钢芯铝绞线在冰过载情况下的受力，以考察输电线路导线在极端气象条件下的的抗冰能力。
标签：输电线路；钢芯铝绞线；冰过载；状态方程引言覆冰厚度是输电线路设计的一个重要气象条件。
我国湖南、四川、贵州等省山区，几乎每年冬季都会出现冻雨天气，尤其是2008年的大范围、长时间低温冻雨天气，输电线路覆冰严重，引发了一系列的事故。
作者所在的云南地区2015年底～2016年初也经历了历史罕见的大范围降温、冰冻，部分输电线路也出线倒塔、断线等事故。
由于输电线路覆冰无明显规律，特别是山区，缺乏气象观测资料，此外还有微地形、微气象地区的存在，给覆冰条件的选择增加了难度。
覆冰条件在很大程度上影响了线路的经济性。
文章仅对输电线路钢芯铝绞线在冰过载条件下的受力进行分析，希冀对断线事故分析、线路导线抗冰能力分析以及已有线路抗冰改造方面有所助益。
1 分析思路根据有关规范，导线在弧垂最低点的设计安全系数不应小于2.5，在稀有风速或稀有覆冰气象条件时，弧垂最低点的最大张力不应超过其拉断力的70%。
对于钢芯铝绞线来说，导线所受应力在钢芯和铝股中分配是不均匀的，实际的情况是铝股的安全系数要低于导线整体的安全系数。
因而易于发生铝线断股，甚至是整体断线，因而在分析中不仅要考虑导线整体受力，也应分析铝股的受力。
在分析中，根据导线的状态方程式，可以由已知覆冰工况下导线的比载和应力，计算在较其更重的覆冰情况下导线所受的应力，并计算铝股应力，以判断在更重覆冰情况下导线的安全性。
2 计算原理（1）导线的状态方程式式中：σa-铝部应力；σ-绞线应力；Ea-铝的弹性模量；Es-钢的弹性模量；?-钢铝截面比。
经过比对，式（2）和（3）计算结果差异较小，故工程上可以式（3）作为简化计算。
通过状态方程（1），根据已知气象条件下导线的比载、应力以及待求气象条件导线的比载，求出待求气象条件下导线的应力σ，并根据式（3）求出铝股所受的应力。
导线覆冰过载能力计算
导线覆冰过载能力计算导线覆冰过载能力计算是电力工程中的重要内容之一，它用于评估导线在冰覆盖条件下的安全运行能力。
在导线覆冰情况下，冰重对导线传输电流的影响将导致导线温度升高，从而降低了其导线的承载能力。
因此，为了确保导线的正常运行，导线覆冰过载能力的计算至关重要。
导线覆冰过载能力计算的基本原理是通过考虑导线的导热、对流、辐射传热，以及冰厚度和冰负荷的变化，计算出导线在冰覆盖条件下的温度分布和承载能力。
由于导线在运行中会发生散热，系统会为导线提供足够的冷却能力，以控制导线的温度在安全范围内。
在进行导线覆冰过载能力计算时，根据导线的型号、材质、导线间距、冰覆盖率和冰的类型等参数，可以采用不同的计算方法和公式。
以下是一种常用的导线覆冰过载能力计算方法的步骤：1.确定冰的类型和冰的密度。
冰的类型可以根据气象条件和环境温度进行判断。
冰的密度可以通过实测或经验公式计算获得。
2.确定导线的型号和材质。
不同型号和材质的导线具有不同的热导特性和承载能力。
3.计算导线正常运行条件下的温度分布。
可以通过传热方程和边界条件进行计算，考虑导线材料的热导特性、传热方式（导热、对流、辐射）、环境温度等因素。
4.计算导线覆冰情况下的温度分布。
根据导线正常运行条件下的温度分布和冰的覆盖情况，计算出导线覆冰情况下的温度分布。
5.判断导线是否过载。
根据导线的耐温性能和冰的类型，比较导线覆冰情况下的温度分布与导线的耐温极限，判断导线是否过载。
6.如果导线过载，则需要采取相应的措施。
例如，增大导线的截面积，增加通风量，改变导线的布置方式等。
需要注意的是，导线覆冰过载能力计算是一个复杂的工程问题，需要考虑多种因素的综合影响。
因此，在实际应用中，通常需要借助专业的软件工具进行计算，以提高计算的准确性和效率。
同时，计算结果应经过工程实践的验证，以确保导线在覆冰条件下的安全运行。
006_500kV输电塔线覆冰有限元计算
2006年用户年会论文500kV输电塔线覆冰有限元计算刘纯陆佳政陈红冬[湖南省电力试验研究院，湖南长沙，410007][ 摘要 ] 超高压输电体系是由导线和各个输电铁塔连接而成的连续体，在设计过程中，导线和铁塔结构分开设计。
通常对铁塔的不平衡张力取导线最大使用张力的一个百分比进行校核[1]，而对由档距、高差和不均匀荷载引起的不平衡张力不能进行有效的计算。
本文应用梁单元和索单元对输电铁塔和导线建立整体单元模型，对输电塔线体系结构覆冰荷载进行有限元计算，得到了铁塔的不平衡张力，分析了铁塔的最大压应力随覆冰厚度的变化情况。
通过对复沙Ⅰ线的实例计算表明该方法是非常有效的。
[ 关键词 ] 输电塔线体系；输电铁塔；分裂导线；有限元法；覆冰荷载；不平衡张力中图分类号：TM75；O342 文献标识码：AFinite Element Calculation of 500KV Iced PowerTransmission SystemLIU Chun, LU Jia-zheng, CHEN Hong-dong[Hunan Electric Power Test and Research Institute, Changsha 410007,China][ Abstract ] EHV transmission system consists of long span transmission lines and towers is a integrity as a structure, in the process of design, the strength calculation of the conductor and the tower is independent. In general, the unbalanced tension of the tower is verified with the percentage of the conductor’s maximum design tension[1], but the unbalanced tension caused by span, height difference and uneven load can’t be computed effectively. In this paper, the beam element is used to simulate the transmission tower, and the cable element is used to simulate the transmission line. In this way, the spatial finite element model of the system is established ,which is used for structure analyses of the iced transmission system, and the unbalanced tension of the towers are calculated, the maximum compressive stress of the towers are analyzed along with the ice thickness. Through the calculation of 500kV Fusha lineⅠ, the result shows this method is very effective.[ Keyword ] transmission system; transmission tower; bundled conductor; finite element method; ice load; unbalanced tension2006年用户年会论文1引言500kV超高压输电塔－线体系是输电线路的主体，是远程电力传输的主要载体。
架空输电线路导线覆冰厚度计算
架空输电线路导线覆冰厚度计算摘要：随着我的锅电力企业的不断发展，输电线路安全问题日益突出。
对无冰状态下导线的各个参量以及最大弧垂和悬挂点倾角的进行计算，得出在覆冰条件下垂直线路的竖向垂直比载，分析悬挂点导线施加到杆塔上的张力，得出导线覆冰的截面积，进而得出作用于杆塔的导线垂直荷载和杆塔所承受的导线覆冰冰重以及导线覆冰标准冰厚。
该算法所需测量数据少，可为输电线路覆冰分析提供数据。
关键词：架空线路；杆塔；导线覆冰引言架空输电线路从低压到高压，乃至现在的超高压、特高压，经历了一个不断升压的过程。
在电网电压等级不断升高的过程中，电网频繁受到了恶劣天气影响，发生大大小小的无数次电网事故，严重影响了电网安全运行。
2008年的冰灾事故导致大面积停电和部分电网解列，使得湘赣、云贵、江浙等地电网出现不同程度的冰闪跳闸和断线倒塔。
这些事故往往都伴随着恶劣的天气、困难的交通，加之停电导致通信中断，抢修难度大，严重时甚至会造成区域电网崩溃、长时间停电，不仅给人们的生活带来极大不便，而且给电网的建设、维护带来极大的经济损失。
鉴于此，本文对导线覆冰的力学模型进行论述分析，并结合分析出的覆冰数据和在线监测系统所测数据对湖南地区已运行线路的抗冰、防护进行研究分析，从而为湖南电网的抗冰工作提供参考。
1覆冰在线监测装置技术比较1.1图像等效判别法在杆塔上安装视频装置，拍摄导线上的覆冰形状，利用GPRSCDMA或自建无线数据接力传输系统等方式将图片传输到后台，利用导线固有的几何尺寸，采用微积分的方法计算覆冰面积，再换算到等效覆冰厚度。
这种方法简单易行，但不能真实反映导线等值覆冰状况，例如：导线不同部位覆冰的不均匀性，冰的密度（0.9g/cm3）换算等。
1.2称重法将拉力传感器替换球头挂环，直接测量在一个垂直档距内导线的质量，利用风速、风向和倾角传感器，计算出风阻系数和绝缘子串的倾斜分量，采用排除法，最终得出覆冰质量，再用0.9g/cm3的密度换算为等值覆冰厚度。
浅谈导线的覆冰舞动、超载、冰闪故障
浅谈导线的覆冰舞动、超载、冰闪故障在恶劣的严寒天气下，覆冰舞动、超载、冰闪易导致如下故障：(1)输电线路在覆冰情况下发生导线舞动，导致线路设备受损；(2)覆冰融化时，绝缘子串表面易形成冰凌桥接，如果此时绝缘子积污严重，易发生冰闪；(3)导地线覆冰超载，将造成塔头受压屈服变形及倒塔断线等事故。
针对以上情况拟采取的主要措施有以下几方面。
(1)舞动防治。
在线路发生舞动的区段安装防舞器，提高发生舞动的门槛值，有效抑制导线舞动幅值与强度，同时对舞动段内的双串(瓷或玻璃)绝缘子每相安装一组绝缘子串间隔棒作支撑，防止双串绝缘子因舞动发生碰撞破损(特高压情况稍好)。
(2)冰闪防治。
一是采取插花串的方式，即在每一串绝缘子中间，每3片(或5片)插1片草帽型大盘径绝缘子，以此达到防止绝缘子串上的冰凌桥接，防止冰闪；二是绝缘子倒V串改造，在保证导线与杆塔空气间隙不变的前提下，可以加长绝缘子串长，提高绝缘强度。
(3)针对因覆冰超载造成的地线支架屈服、地线串动、导地线断线等严重危及电网安全的事故情况，采取的主要措施：①增加导地线、金具等设备强度，防止导地线断线，地线滑移窜动、掉线；②对杆塔构件进行局部加强，如加固地线支架；③适当缩短导线耐张段长度，改善受力条件。
(4)重点区段安装在线监测装置，同时还应长期进行人工观测，积累数据，以指导以后的防冰灾工作特种耐热电缆结构分析什么是电线平方数？一、什么是电线平方数？如何计算电缆平方数？几平方是国家标准规定的的一个标称值，几平方是用户根据电线电缆的负荷来选择电线电缆。
电线平方数是装修水电施工中的一个口头用语，常说的几平方电线是没加单位，即平方毫米。
电线的平方实际上标的是电线的横截面积，即电线圆形横截面的面积，单位为平方毫米。
一般来说，经验载电量是当电网电压是220V时候，每平方电线的经验载电量是一千瓦左右。
铜线每个平方可以载电1-1.5千瓦，铝线每个平方可载电0.6-1千瓦。
因此功率为1千瓦的电器只需用一平方的铜线就足够了。
输电线路导线覆冰过载能力计算
-240/30
安全系数
2.5
年平均运行张力(%)
25
保证破断张力取计算拉断力的
温度线膨胀系数(1/℃)
0.95
直径(mm)
21.60
自重荷载(N/m)
截面积(mm^2)
弹性模量(N/mm^2)
张力(N)
74175 76809 78500 79634 过载 过载 过载 过载
张力(N)
49419 50323 50870 51222
张力(N)
49419 50323 50870 51222 未过载 过载 过载 过载
Zepdi
第 1 页 共 1 页
2013-4-4
地面粗糙度类别(1-田野、乡村、山丘, 2-海岛, 3-城市)： 导线覆冰过载能力(最低点水平张力达到拉断力的 工况 年平均气温
冰厚(mm) 基准风速(m/s) 风压不均匀系数 导线风速(m/s) 气温(℃) 垂直荷载(N/m) 水平荷载(N/m) 综合荷载(N/m) 0 0 1 0.0 15 9.0437 0.0000 9.0437 0 0 1 0.0 -5 9.0437 0.0000 9.0437 1
1
代表档距(m)
400 500 600 700
张力(N)
8294 8181 8120 8084
张力(N)
8501 8308 8206 8147
张力(N)
11734 11621 11559 11522
张力(N)
28736 28736 28736 28736
张力(N)
74175 76809 78500 79634
最大使用张力(N)
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152.867
过载临界状态下挂点最大临界应力为
στ
F1030.95 77% S
168.153
正常控制气象条件下弧垂最低点应力为
σ F1030.95 87.352 SK
2.按弧垂最低点应力控制计算
根据斜抛物线方程、以及综合比载计算公式构建方程组，假定初值然后求解，如下
假定初值
1.第一状态下： 自重比载
冰重比载 覆冰垂直比载 覆冰时风荷载
L 350
Δh 50
β
atan
Δh L
141.897
10 3
β 180 8.13 π
γ1
ρg 1000S
32.8
10
3
γ2
g0.9πb(b d)10 3 S
39.266
γ71 100 10 3
b0 20
构建方程组 已知
σ
γ72L2Ecos(β)3 24σ2
=
σ0
γ712L2Ecos(β)3 24σ02
①
γ71 =
γ1
g0.9πb0
b0 d S
10
3
2
γ52
②
根据①②两式求解方程组得
γ1
g0.9πbx
bx d S
10
3 2
γ52
⑥
根据③④⑤⑥四式求解该方程组得到此时的覆冰厚度为
b2 Find σx γ72 Lob bx 3 0 32.415
三、计算结果
两种计算方式的结果不一致，当其中一种方式的计算结果大于另一种时，说明该状 况下虽然可以满足规范要求，但另外一种（计算结果较小的状况）方式此时已不能满足 要求，因此取较小值为正解
导线覆冰过载能力计算
一、已知条件
1.导线参数 导线截面mm2
S 451.55
导线线径mm
d 27.63
导线线密度kg／km
ρ 1510.3
导线抗拉强度kN
F 103.8
弹性模量 2.气参数象
E 69000
控制气象条件下（覆冰工况）
设计覆冰mm
b 15
同时风速m／s
bmax min b1 b2 30.771
该结果即为导线覆冰的极限承受能力
相信大家工作几年以后，对于求解多元高阶方程组都很头疼，不愿意去计算吧？笔者
也不想去求解...真心不会啊。但却难以避免去面对这个问题，对此，笔者本文采用了 MathCAD计算软件编制本文，求解高阶多元方程组利用软件内置的计算函数求解即可， 推荐大家自学一下本软件，对于经常计算的设计人员来说，简直就是福利啊！
γ72 100 10 3
Lob
L 2
175
bx 20
σ
γ72L2Ecos(β)3 24σ2
=
σx
γ722L2Ecos(β)3 24σx2
③
Lob =
L 2
σx sin(β) γ72
④
στ =
σx2
γ722Lob2 cos(β)2
⑤
γ72 =
ν 10
3.工程参数 重力常量kg／N 设计安全系数 电线风压不均匀系数
电线受风体形系数
g 9.80665
K 2.5
α
0.61 if ν 20
750 1030.75 if ν 20
1.00 if ν 10 μsc 1.2
代表档距 代表高差 线路代表高差角 转换为角度制则为 二、比载计算
10
3
γ3 γ1 γ2 72.066 10 3
γ5
0.625ν2(d 2b)αμsc10 3 S
7.179 10 3
覆冰时综合比载
γ7 γ32 γ52 72.423 10 3
过载临界状态下的弧垂最低点应力为
σ0
F1030.95 70% S
b1 Find b0 γ71 .0 0 30.771
3.按挂点应力作为控制条件计算
根据状态方程式、挂点应力的计算公式、弧垂最低点至高悬点水平距离公式、综 合比载计算公式，可得到一个方程组，先假定方程组的初始值，再构建方程组求解
假定初始值 σx 120 构建方程组 已知