架空线路机械特性及安装曲线制作及应用

序号 1
A＜0
d≥1
2
A＞0 A＝0
d＞0 d＝∞
3 4
n 3 b
根据公式：
A m
2 2 gm l (t n t m ) 2 24 m
B
2 2 gn l 24
已知最低气温时的气像条件及应力为：
vm 0 ， bm 0 ， t m 20 0 C ， g m g 1 29.615 10 3 N /( m.mm 2 )
1.2 导线机械特性曲线的计算程序
当已知气象条件和挡距时，在导线和避雷先的机械特性曲线上，能够很快的查出相应的应 力和弧锤。 导线机械特性曲线是根据广泛调查分析沿线有关气象数据等资料的前提下确定的设计条 件，包括导线型号，气象区，安全系数和防振措施(以确定年平均运行应力)后，通过下述计算 程序绘制的。设计条件中任意改变其中之一，就有不同的机械特性曲线，所以应用时必须明确 设计条件，特别是输电线路较长时，可能在线路不同区段采用不同的设计条件，此时尤其需要 注意。 导线机械特性曲线的计算程序如下： (1)确定导线的型号及设计气象区。 (2)确定导线在各种气象条件时的比载 (3)确定导线的安全系数及防振措施，计算导线最大使用应力和年平均运行应力。 (4)计算临界挡距并进行有效临界挡距判别，确定控制条件及控制范围。 (5)以有效临界挡距判别结果为已知条件，利用状态方程式和弧锤公式，逐一求出其他各种 气象条件下各种代表挡距值时的应力和弧锤值。 (6)以代表挡距为横坐标，应力(或弧锤)为纵坐标，绘制各种气象条件时的应力，弧锤曲线。 导线的机械特性曲线并不需要按所有气象条件计算和绘制，根据工程需要一般须计算和绘 制的曲线和项目如下表：
1
表 1-1 机械特性曲线计算项目表 计算项目 应 力 曲 线 弧 锤 曲 线 注 △表示需要绘制的曲线； *表示当导线最大弧锤发生在最大锤直比载时， 应计算覆冰 （无 风）和稀有覆冰（无风）时的弧锤曲线；空格栏表示可不计算。 由附表 1-3 查得，LGJ-120/7 导线的计算拉断力 TP=27570N，计算截面 A=125.50mm ，所以导 线的综合瞬时破坏应力 P=27570/125.5=219。68N/mm ，LGJ-120/7 导线的铝钢结构比为 18/1，
在架空线路设计过程中，为了确定有关杆塔的设计荷载，导线对地安全距离以及交叉跨越 的距离，必须计算导线(或避雷线)在各种天气条件下不同挡距的应力或弧锤，并将计算的结果 以横坐标为挡距，纵坐标为导线的应力或弧锤，并按一定比例绘制出在各种气象条件下的挡距 与应力的关系曲线，这些曲线组称为导线的应力弧锤特性曲线或称导线机械特性曲线。
+10
0.539 10 3
B
最大风速
87.87
g 6 ( 25) 53.992 10 3
-5
0.614 10 3
C
覆冰
87.87
g 7 53.133 10 3
-5
0.604 10 3
D
3、计算临界挡距 根据 n m
l 时， j
24 ( n m ) 24 21 .210 6 ( t n t m ) g g ( n )2 ( m )2 n m
2 2
大风 △
覆冰 △
安装 △
事故 △
低温 △
高温 △
平均 气温 △
内过 电压 △
外过电压 有风 △ 无风 △
导线
避雷线
△
△
△
△
△
△
△
导线
△
*
△
△
避雷线
△
有附表 1-4 查得，弹性系数 d=21.2×10-6/℃， =1/E=15.15×10-6mm2/N。 1、计算控制应力 取设计安全系数 K=2.5，则最大使用应力为

3 3 1 2 1 2 n
3 n

l l
3
i i
l AB
B 控制
l BC
C 控制
A 控制
136
224.4
图 1-4 判定最大应力的控制挡距范围 从图 1-4 中可得出，当 l D 136m, 控制条件为最低温度，控制应力为 cp 87.87 N / mm 2 ；当 控制应力 54.9N/mm 2 ， 当 l D 224.4m, 控制条件为最 136m l D 224.4m, 控制条件为年平均气温， 大风速，控制应力为 87.87N/mm 2 。
cp 87.87 N /( m.mm 2 )
求在知道最高气温时的气象条件下各孤立档的应力：
v n 0 ， bn 0 ， t n 40 0 C ， g n g 1 29.615 10 3 N /( m.mm 2 ) m ? N /( m.mm 2 ) ，
利用状态方程式求最高气温时导线应力，此时最低气温为已知条件，最高气温为待求条件。 解：当 l D =50m 时
4
1.3.1 求已知年平均时的气象条件求最高气温时的应力
表 1-5 条件 1 A＜0
根据 A 的符号和 d 的大小直接算出应力的精确解： 条件 2 d≤1 求根公式
cos 1 d n C cos 3 ch 1d n C ch 3 sh 1d n C sh 3
2.1 断线前交叉跨越的基本要求……………………………………………………………… 10 2.2 导线交叉跨越效验计算…………………………………………………………………… 10 2.3 施工紧线时的观测弧锤 ………………………………………………………………… 11 2.3.1 观测档的选择……………………………………………………………………… 11 2.3.2 观测档的弧锤计算………………………………………………………………… 12 第三章 导线防振设计……………………………………………………………………………… 13
2
表 1-2 出现控制应力的气象条 件 最低气温 控制应力
可能控制条件列表 比 载 温度 （℃） -20 比值
g / 0.337 10 3
顺序代 号 A
（ N / mm 2 ） ［N（ m mm 2 ） ］ 87.87
g 1 29.615 10 3
年平均气温
54.9
g 1 29.615 10 3
3.1 振动的起因………………………………………………………………………………… 13 3.2 影响振动的主要因素……………………………………………………………………… 13 3.3 防振措施…………………………………………………………………………………… 13 3.4 导线防振锤的安装………………………………………………………………………… 14 3.5 计算防振锤的安装距离…………………………………………………………………… 16 参考文献 …………………………………………………………………………………………… 17
广西电力职业技术学院电力工程系
课程设计说明书
题
目
架空线路机械特性及安装曲线 制作及应用
专 班 学
业 级 号
高压输配电线路施工运行与维护 电力 812 班 204081224 韦 曾 振 令 堂 通
学生姓名 指导教师
2009 年
09 月 12 日
摘
要
本设计是高压输配电线路专业的线路设计方案。根据课程应用知识设计规格采用的导线型 号为 LGJ—120/7，气象条件为第 VI 气象区。初步设计的工作包括：确定气象条件、编制导线 的机械应力计算原则（指安全系数、平均运行应力等）及应力弧锤曲线。根据导线型号和经过 的气象区条件利用 WCAD 线路设计辅助软件求出导线计算参数、 导线特性、 计算比载、 控制条件、 有效临界档距和各种气象条件下不同档距的应力和弧锤值并用 AutoCAD 绘出导线机械特性曲线 导线安装曲线的制作及过程；断线张力和邻档断线的交叉跨越校验；施工紧线时弧锤观测档选 择及观测档的观测弧锤值计算。根据导线型号、气象条件和不同的档距选择防振锤型号、防振 锤安装个数和计算出防振锤的安装距离。
3
1.3 确定控制条件
表 1-3 A
l AB 136 l AC 170 l AD 174
有效临界挡距判别表 B
l BC 224.4 l BD 242
C
l CD 0
从上表可看出，A 栏中无虚数，故判别 A 栏，选取一个最小临界挡距 l AB 136 m，然后判 别 B 栏，选取最小临界挡距 l BC 224.4m ，由于 l CD 为0 ，故 C 栏的所有临界挡距均无效。 代表挡距 D
附录一 ……………………………………………………………………………………………… 18 附录二 ……………………………………………………………………………………………… 19 致谢 ………………………………………………………………………………………………… 20
第一章
导线应力弧锤特性曲线
1.1 导线应力弧锤特性曲线的定义
l ab l bc l bd
24 15 . 15 10 6 ( 54 . 9 87 . 87 ) 24 21 . 2 10 6 ( 20 10 ) 136 m ( 0 . 337 10 3 ) 2 (10 . 539 10 3 ) 2 24 15 . 15 10 6 ( 54 . 9 87 . 87 ) 24 21 . 2 10 6 (10 5 ) 224 . 4 m ( 0 . 53 10 3 ) 2 ( 0 . 539 10 3 ) 2 24 15 . 5 10 6 ( 54 . 9 87 . 87 ) 24 21 . 2 (10 5 ) 242 m ( 0 . 53 10 3 ) 2 ( 0 / mm 2