导线应力弧垂计算
架空线的弧垂线长及应力计算
架空线的弧垂、线长及应力计算1 弧垂、线长计算架空线由于档距很大，材料的刚性影响可忽略不计，架空线的形状就像一条两端悬挂的柔软的索链。
所以，可以按悬链线进行计算其弧垂和线成，其方程为：弧垂 f = σ/g〔ch（gl/2σ）－1〕线长L = 2σ/g〔sh（gl/2σ）〕上二式写成级数形式展开后为：f = σ/g{〔1＋（L12g2/8σ2）＋（L14g4/38σ4）＋……〕－1}= （L12g/8σ）＋（L14g3/38σ3）＋……L = 2σ/g{（L1g/2σ）＋（L13g3/48σ3）＋（L15g5/3840σ5）＋……}= L1＋（L13g2/24σ2）＋（L15g4/1920σ4）＋……为了简化计算，工程上取f第一项计算弧垂，取L前二项计算线长（即用抛物线方程代替悬链线方程近似计算）：f = L12g/8σL = L1＋（L13g2/24σ2）= L1＋（8 f2/3 L1）式中，L1—档距，m；g —架空线的比载，N/m·mm2g = W/S其中，W —单位长度导线重量，N/m；S —导线截面积，mm2σ—架空线最低点应力（水平应力），N/mm2。
按上式计算的误差：当弧垂不大于档距的5%时，线长误差率小于15×10-4%。
几种情况弧垂计算：①在交叉跨越档距中一般需计算被跨越物上面任一点导线的弧垂f x，以便校验交叉跨越距离。
档距中任一点导线的弧垂按下式计算：f x = x（L1－x）g/2σ= 4 f x（1－x/L1）/L1式中，x—从悬挂点至计算坐标点的水平距离，m。
②在悬挂点具有高差的档距中架空线的计算需用斜抛物线法，即：L =（L1/cosφ）＋（L13g2 cosφ/24σ2）f = L12g/8σcosφf x = x（L1－x）g/2σcosφ式中，φ—高差角，φ = arc tg（h/L1）其中，h —高差；L1—档距。
2 应力计算①架空线任一点处的应力架空线各点所受应力的方向是沿架空线切线方向变化的，最低点处的应力称为水平应力，只要知道最低点应力，架空线上任一点的应力都可以用下式计算求得：σX= σ＋（f－f x）g式中，σX—架空线任一点处的应力，N/mm2；σ—架空线最低点应力（水平应力），N/mm2；f —架空线弧垂，m；f x—计算点导线的弧垂，m；g —架空线比载，N/m·mm2。
导线控制应力判断方法及用微机进行弧垂计算
导线控制应力判断方法及用微机进行弧垂计算导线在输电线路中起着承载电流和重量的作用。
在输电线路中，导线的弧垂和应力是十分重要的参数，其合理的控制对于线路的安全运行和寿命有着重要影响。
本文将介绍导线控制应力的判断方法，并讨论使用微机进行弧垂计算的原理和步骤。
一、导线控制应力的判断方法导线的应力可以通过以下方法进行判断和控制。
1.等效应力法等效应力法是通过计算导线的总应力来判断导线是否超过了允许的应力值。
总应力包括机械应力、热应力和冲击应力等。
计算公式如下：σ=σm+σt+σi其中，σ为总应力，σm为机械应力，σt为热应力，σi为冲击应力。
2.拉线法拉线法是通过拉线仪等仪器直接测量导线的应力。
通过对导线进行拉线实验，可以得到导线的弹性限度，进而判断导线的应力是否超过了允许的范围。
3.挠度法挠度法是通过测量导线的挠度来判断导线的应力是否超限。
通过测量导线的弧垂和支立点的高度差，可以计算出导线的应力。
以上方法都是基于导线的物理特性和力学原理来进行判断的，可以得到较为准确的结果。
但要注意的是，不同类型的导线在应力判断上可能存在差异，需要根据具体情况选择合适的方法。
二、用微机进行弧垂计算的原理和步骤微机弧垂计算方法是基于物理和数学原理，通过计算机算法进行弧垂计算，从而得到导线的弧垂和应力等参数。
其原理和步骤如下：1.建立导线模型首先需要建立导线的模型，包括导线的几何形状、材料性质和线路条件等。
导线的几何形状包括导线的横截面形状、弹性系数和断裂应变等。
2.计算导线的张力通过导线的拉力计算公式，根据导线的长度、重力和线路条件等参数，计算导线的张力。
导线的张力是导线弧垂计算的基础。
3.计算导线的弧垂根据导线的张力和线路条件，使用弧垂计算公式，通过迭代计算，得到导线的弧垂。
常用的弧垂计算方法有杨氏公式、西格尔公式和拉平公式等。
4.判断导线应力是否超限通过计算得到导线的应力，使用上述的导线控制应力的判断方法，判断导线的应力是否超过了允许的范围。
第二章导线张力(应力)弧垂分析(1)
第二章 导线张力(应力)弧垂计算第一节 导线和地线的机械物理特性与单位荷载一、导线的机械物理特性导线的机械物理特性，一般指破坏张力、弹性系数、热膨胀系数。
(一) 导线的破坏张力对导线作拉伸试验，将测得瞬时拉断力。
利用多次测量结果，可以建立一组经验公式来计算导线的瞬时拉断力。
考虑到施工和运行中导线接头、修补等因素，设计用导线破坏张力取其实测或计算瞬时拉断力T p 的95%，即 T ps =0.95T p （2-1-1） 式中 T p —导线的瞬时拉断力，N ；T ps —导线的破坏张力，N 。
（二）导线的弹性系数物体的弹性系数也称为弹性模量。
导线的弹性系数是指在弹性限度内，导线受拉力作用时，其应力与相对变形的比例系数，通过试验得出的应力-应变曲线确定，可表示为Tl T E A l A σεε===∆ （2-1-2）式中 T —导线拉力，N ；l 、Δl —导线的原长和伸长，m ；σ—导线的应力，即单位截面的张力，σ=T/A ，N/mm ²； ε—导线的相对变形，ε=Δl/l ； A —导线的截面积，mm ²； E —导线的弹性系数，N/mm ²。
钢芯铝绞线的弹性系数按下式近似计算1s Al E mE E m+=+ （2-1-3）式中 E Al 、E s 、E —分别为铝、钢和综合弹性系数，N/mm ²，E s =190000 N/mm ², E Al =55000 N/mm ²；m =A Al /A s —铝对钢的截面比m =A Al /A s 。
（三）导线的热膨胀系数导线温度升高1℃所引起的相对变形，称为导线的热膨胀系数，可表示为 /t αε=∆ （2-1-4） 式中 ε—温度变化引起的导线相对变形，ε=Δl/l ；Δt —温度变化量，℃；α—导线的热膨胀系数，1/℃。
钢芯铝绞线的热膨胀系数的计算式为s s Al Al s Al E m E E mE ααα+=+ （2-1-5）式中 αAl 、αs 、α—分别为铝、钢和综合热膨胀系数，1/℃。
[架线]导地线各种弧垂的含义及计算方法（附计算表格），彻底弄懂弧垂
![[架线]导地线各种弧垂的含义及计算方法（附计算表格），彻底弄懂弧垂](https://img.taocdn.com/s3/m/d68a65cb185f312b3169a45177232f60ddcce7e5.png)
[架线]导地线各种弧垂的含义及计算方法（附计算表格），彻底弄懂弧垂01-导地线各种弧垂的含义弧垂，又叫弛度，行业外叫“挠度”。
一般定义为：导线悬挂曲线上任意一点到两侧悬挂点连线之间的垂直距离（即任意点弧垂）。
在工程设计、施工、运行中，涉及到观测弧垂、竣工弧垂、平视弧垂（分小平视弧垂和大平视弧垂）、任意点弧垂、最大弧垂、中点弧垂和百米弧垂等诸多术语。
我们施工平时常用的弧垂，有观测弧垂、竣工弧垂、百米弧垂。
为方便初学者使用，将各种弧垂的含义逐一解释如下。
1）观测弧垂，就是某一温度下，现场观测时需要达到的弧垂。
高差不大的情况下，观测弧垂=竣工弧垂，只有连续倾斜地形工况下，才需要区分观测弧垂和竣工弧垂。
施工时，需要根据设计图纸要求，先计算竣工弧垂，然后根据计算出来的竣工弧垂，进一步计算出观测弧垂和线夹安装位置调整值（俗称“爬山值”）。
当导地线弧垂稳定达到观测弧垂时，停止紧线，开始进行附件安装，直线塔附件安装时，需要对线夹安装位置进行调整，也就是说线夹安装的位置不一定是导线与滑车的中心，正常线夹安装完毕，悬垂串应呈竖直状态，各档的弧垂由观测弧垂值变成竣工弧垂值。
观测弧垂、紧线弧垂、施工弧垂，基本上都是同一个意思。
孤立档的观测弧垂，在以前，孤立档或构架档紧线，是一端挂好耐张瓷瓶串，然后在另一端不带瓷瓶串紧线，弧垂紧到设计所规定的紧线弧垂时，再将耐张瓷瓶串挂到导线上，由于瓷瓶串自重比载往往比导线重很多，弧垂会发生变化。
紧线完毕挂耐张串前的弧垂，称之为观测弧垂、紧线弧垂或施工弧垂，两侧瓷瓶串均安装完毕后的弧垂，叫竣工弧垂。
如今的紧线施工工艺，是两端均带瓷瓶串紧线，其中一端事先压接完毕，另一端通过卡线器、钢丝绳短套临时与瓷瓶串金具连接，紧线完毕画印、断线压接，然后过牵引挂到金具上，弧垂直接定型，直接达到竣工弧垂。
2）竣工弧垂，附件安装完毕之后的弧垂值，是与观测弧垂、紧线弧垂、施工弧垂相对而言的。
通过上面观测弧垂的阐述，相信大家已经有了初步的理解。
导线比载及应力弧垂计算表
导线的千 导线截面 导线直 米重量 径 积mm2 kg/km mm m0 s d 覆冰厚 度 mm b 风载体型系数 C 设计风速 m/s v 风速不均匀 系数 a
导线应力弧垂
环境温度 导线运行 ℃ 温度℃ T1 T2 铝层 截面积 芯棒 截面积 铝/芯 截面比 线胀系数 1/℃ α 安全系数 K 刚敷设时 最大使用应 力MPa σ0
导线比载计 自重与冰重总比 无冰时风压比载 覆冰时风压比载 载 N/km·mm2 N/km·mm2 2 N/km·mm g3 g4 g5
导线应力弧垂计算表
档距 m l 刚敷设时 最大弧垂 m f 刚敷设时 线长 m L 导线悬挂点应力 Mpa σ A=σ B 施工后线长 m L
无冰有风综合比载 N/km·mm2 g6
有冰有风时综合比 载 N/km·mm2 g7
施工后弧垂 m f
施工后应力 Mpa σ0
应力弧垂通用曲线
导线的通用应力弧垂曲线图安岳供电公司 李荣久编制一、通用应力弧垂曲线图绘制方法只要导线的弹性系数E 、热膨胀系数α、自重比载g 1相同，就可以用同一幅应力弧垂通用曲线图。
城镇架空配电线路的档距一般不超过50m ，通常都不设计拉线而以能承受较大张力的杆塔作为转角和终端杆塔。
导线的最大设计应力一般不是由其基本安全系数而是由杆塔能承受的许用张力控制，因此每一种导线的最大设计应力都不是固定的。
在这种情况下，用应力弧垂通用曲线就有突出的优点。
1. 应力曲线。
计算公式为221()24g E nl y σσ=- ，以y 为纵坐标，nl 为横坐标，并给σ以选定值和以nl 为自变数，便可绘制出很多nl 与y 的关系曲线，即应力曲线群。
2. 弧垂曲线。
计算公式为 2212()8()83()g nl E nf y nf nl =-，同样，给定nf 以各种值，便可绘制出nl 与y 的关系曲线，即弧垂曲线群。
3. 温差尺。
温差尺的计算式为 ()x b y E t t E t αα=-=∆，以Δt 等于5或10的倍数值代入式中求得y 值，以此y 值为坐标画横线，即得温差尺线群。
式中 E —导线的弹性系数，N/mm 2；α—导线的热膨胀系数，1/℃；g 1—导线的自重比载， N/ m. mm 2；σb 、σx —分别为控制气象条件和待求气象条件的导线应力，N/mm 2，g b 、g x — 分别为控制气象条件和待求气象条件的比载，N/ m. mm 2，n —比载比率，n = g/ g 1，g 根据计算气象条件选用g 6或g 7，n b = g b / g 1, n x = g x / g 1；t b 、 t x —分别为控制气象条件和待求气象条件的气温，℃；l —导线的代表档距，m 。
二、使用方法1. 确定控制条件。
在有覆冰地区，最低气温、覆冰和最大风速气象条件都可能为控制条件，在最大使用应力确定后，可以用前面计算临界档距的方法确定控制条件及其控制范围，也可以在图中直接查找某一代表档距的控制条件。
配网线架空线路导线应力弧垂计算软件简介
配网线架空线路导线应力弧垂计算软件简介（使用说明书）一、概述1、软件研发背景架空线路应力弧垂其电气距离计算是架空线路设计和线路运行分析必不可少的计算工作，目前配网架空线路这方面的计算工具还只能借用主网的有关软件，但该软件对配网来说还存在一定的局限性，比如不能计算配网线路孤立档弧垂、不能验算线间距离，并且该软件操作对于配网线路过于复杂，应用不广，很难解决孤立档杆塔选型和大档距杆型设计计算等问题，只能用excel表格进行手工计算，计算很繁琐，且容易出错。
本软件是旨在解决设计过程中“效率低、出错率高”等问题而研究开发的计算软件。
现已广泛应用于配网架空线路各种工况下的导线应力弧垂特性、架线弧垂、孤立档计算及导线线间距离计算中，为10kV配网架空线路设计了提供一个高效、便捷而又轻松的设计计算平台。
2本软件的最大特点本软件的最大特点是操作简单方便，计算快速准确，不易出错。
本软件只需进行简单设计输入，选择导线型号和气象条件等几个参数，确定后即可根据自己的需要自动进行计算并将计算结果导出到excel表中，整个过程几分钟。
是一套真正适用于配网的架空线路导线力学计算的软件。
3本软件的应用场境：（1）架空线路施工图设计中①导线架线弧表图。
有些特殊设计，无标准图可套用时，就必需用软件计算才可。
②孤立档杆塔选型强度计算。
孤立档导线张力与连续档张力差较大。
孤立档杆塔承若较大的张力差。
杆塔强度计算时需考虑该差值。
③特殊设计时，大档距杆塔线间距离验算。
档距较大时，需验算杆塔横担的长度需满足档距中央线间距离的要求。
1.架空线运行事故分析。
根据导线的张力性计算，可得出不同工况下的导线张力和弧垂特性，为事故分析提供可靠的技术支持。
二. 使用说明1、运行环境1）、操作系统：32位或64位XP、win7操作系统。
2 ）、支持软件：VB6.0、office2007及以上版本、Autocad20082、安装和初始化将压缩文件dxlxjs.zip解压到c盘根目录下即可。
应力弧垂简介及计算
组别：0 1 银河战队
制作：邓培 文 组员：栗珊 舒骞 马辉 王琳
导线应力概念及相关知识：
概念： 悬挂于两基杆塔之间一档导线，在自重、冰种、风压 等荷载作用下，任一横截面上均有一内力存在。导线应力 是指导线单位截面积上的内力。
方向： 导线上作用的荷载时延导线均匀分布的，所以一档导线中 各点的应力是不相等的，因导线上应力的方向与导线悬挂 曲线该点的切线方向相同。一档导线中导线最低点应力的 方向是水平的。
注： 除特别指明外，导线应力都指档中导线最低点的水平应力。 两基杆塔间的一档导线，弧垂与应力的关系，弧垂越大， 导线应力越小：反之弧垂越小，应力越大。
导线比载：
概述： 比载即单位长度、单位截面积导线上的荷载。换言之,单 位长度（1m）导线上的荷载折算至单位截面积（mm²）上 的数值.因此,比载的单位N/(m·mm²)。
2、冰重比载
谢 谢
垂直比载： 包括自重比载和冰重比载。
水平比载： 导线承受垂直于线路方向的水平风压荷载。
综合比载： 有无冰综合比Байду номын сангаас和覆冰综合比载。
应力弧垂的计算步骤:
一、查出气象区的参数值 二、导线在各种气象条件下的比载 三、进行比载与许用应力的计算 四、计算相应的临界档距，并判别气象控制条件 五、根据导线状态方程式计算导线的应力和弧垂 六、绘制导线的应力和弧垂曲线
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计算风偏：
＝22、44（Mpa/ｍ）
计算风偏时取０、７５
3）内过电压:
(Pa)
=９、16（Mpa/m)
5.覆冰风压比载
6.无冰综合比载
外过电压、安装有风：
最大设计风速（计算强度）:
最大设计风速（计算风偏)：
内过电压：
7.覆冰综合比载
（2）年平均运行应力上线：
4、计算临界档距，判断控制气象条件
因为覆冰与最大风情况下得最大使用应力与气温都相同，又覆冰时得比载大于最大风时得比载,故最大风不再作为控制气象图条件考虑。
表四比值计算结果及其排序表
气象条件
最低温
覆冰有风
年均温
气温
—10
-５
15
34、０6
46、37
34、06
１１2、８
112、８
８0、０5(Mpa)
30０m:
81、23（Mpa）
350ｍ:
82、59（Mpa）
４０0ｍ：
83、４6(Mpａ)
450m:
８4、17（Mpa)
500m：
84、72(Ｍｐ操作过电压
带入数据得:
即：
当档距为以下各值时,由状态方程求得应力：
50m:
７0、56（Mｐa)
７9、98（Mｐa)
400m:
78、26(Mpa)
450m：
76、9４(Mpa)
５00m:
75、93(Mpａ）
6.外过有风
带入数据得：
即：
当档距为以下各值时,由状态方程求得应力：
50m:
７１、45(Mpa）
１００m：
73、７8（Mpa)
1５0m：
7６、08(Mpa)
200ｍ：
78、１6（Mpa）
250m：
弹性模数E（Mpa)
３48、3６
24、26
7６000
单位长度质量G(ｋｇ/ｋm）
瞬时破坏应力（Mpa）
安全系数Ｋ
1210
282、0
2、5
2、相关比载计算
1.自重比载
2.冰重比载
３、垂直总比载
4、无冰风压比载
（Pa)
（Pa）
1）外过电压、安装有风：
＝4、1０（Mpa/m)
2)最大设计风速:
计算强度:
２５、43（Mpa/m）
50m:
9８、８1（Mｐａ)
100m:
97、7８（Mpa）
1５0m：
96、40（Mpa）
2０0m：
９4、9７（Mｐa)
250m:
93、68(Mpa）
3０0m：
92、6９(Mpa）
3５0m：
91、8３（Ｍpa)
400m：
91、０9(Mpa)
450ｍ：
90、51（Mpa)
５00m:
90、15（Mpａ）
4、覆冰无风:
9、6１
覆冰风压比载
γ5（5，1０）
８、１1
无冰有风
综合比载
γ6(0,10）(外过电压、安装有风）
34、31
γ6（０２5）(最大风，计算强度）
42、51
γ6（０,25)(最大风，计算风偏)
40、79
(0，1５)(内过电压）
35、2７
覆冰有风综合比载
γ7(5，10）
46、３7
3、确定应力值
（1）最大使用应力：
７0、５
０、302
０、411
0、483
排序
ａ
b
ｃ
临界档距计算（无高差）
公式:
=170、7２
＝虚数
=虚数
表五可能控制气象条件
可能得控制条件
ａ(最低温）
b（覆冰）
临界档距(m)
1７0、72
虚数
虚数
因为ａ，b档内均存在虚数，所以a，ｂ不再成为控制气象条件。所以可以判定不论档距多大,年均温为控制气象条件.
5、状态方程求应力
100ｍ：
７0、71(Mpa)
150m:
７0、８7(Mpa）
２00ｍ：
71、0３（Mpa)
250m:
７１、56(Mpa)
300m：
７1、2６（Mｐa）
3５0m:
7１、３3（Mｐa）
4００m：
7１、3９（Mpａ)
４50m：
71、44(Mpa)
5０0ｍ:
7１、４7(Mpa）
表七LGJ—300/5０型导线应力计算表
250m:
57、58(Ｍpa）
30０ｍ：
59、95(Mpa)
35０m:
6１、78（Mpａ）
4００m：
63、21(Mｐa)
450ｍ：
64、３3（Mpa）
500m:
6５、24(Ｍｐａ)
2.最低温：
带入数据得：
即：
当档距为以下各值时，由状态方程求得应力:
50m：
105、39（Mｐａ）
100ｍ：
1０2、5０（Mpa)
导线应力弧垂计算
1、确定相关参数
表一Ⅲ气象区条件
代表情况
温度ｔ（）
风速v(m/s）
冰厚b（ｍｍ）
最高气温
4０
\
\
最低气温
－10
\
＼
最大风速
—5
2５
\
覆冰
-5
10
5
年均温
1５
＼
\
内过电压
15
１5
0
外过电压
1５
10
０
安装情况
-５
1０
0
表二LGJ-３０0/50型导线参数
截面积Ａ（）
外径（mm)
温膨系数（)
150m：
98、30(Mpa）
2０0m：
93、58（Mｐa）
2５0m：
88、82(Mpa）
300m：
85、０6(Mpa）
350m：
８2、23（Mpa）
400m:
7９、８0（Mpa）
４50m:
78、02(Ｍpa)
50０m:
76、7５(Ｍpａ）
3、最大风:
带入数据得:
即：
当档距为以下各值时,由状态方程求得应力：
表三比载
名称
符号
结果（MＰa／ｍ）
自重比载
γ1(0,0)
３4、06
冰重比载
γ2（5，0)
11、60
垂直比载
γ３（5,０）
45、66
无冰风压比载
γ4（0,10）(外过电压、安装有风)
4、1０
γ４（0，25）(最大风，计算强度)
25、43
γ4（0，25)(最大风,计算风偏）
22、２5
(0,1５)（内过电压）
96、73(Ｍpａ）
500ｍ：
９6、61（Mpａ)
5.安装
带入数据得：
即:
当档距为以下各值时，由状态方程求得应力:
５0m：
９8、３1（Mpａ)
1０0ｍ：
９5、86（Mpａ)
１50ｍ:
92、38(Mpa）
200m：
88、6０(Mpａ)
250m：
8５、12（Mｐa)
300m:
8２、24（Mpa）
３50m：
已知年均温为控制气象条件
表六已知条件参数
已知条件
年均温
ｔ（)
1５
b(mm)
0
ｖ（ｍ/ｓ）
0
3４、06
70、5
状态方程计算式:
1.最高温:
带入数据得：
即:
当档距为以下各值时,由状态方程求得应力:
5０m：
38、86(Mｐa)
100m:
4５、2０（Mｐａ）
1５0m：
5０、44(Mpａ）
200ｍ：
５4、4９(Mpａ）
带入数据得：
即:
当档距为以下各值时,由状态方程求得应力:
50m：
９９、08（Ｍpa）
100ｍ：
９8、78（Mpa）
150ｍ:
98、38(Ｍpa)
2００m：
9７、9８(Ｍｐａ)
２50m:
９7、43（Mpa)
300m:
97、３2（Mｐａ）
３50m：
97、02（Ｍｐa）
400ｍ：
9６、88(Mｐａ）
4５0m：
档距(m）
最高气温（Mpa）
最低气温（Mpa）
最大风速（Ｍpa)
覆冰无风(Mpa）