架空输电线路设计 第2页
架空线路设计
在此架空线的单位长度质量q查表的q=1688(kg/km)，重力加速度g=9.80665
计算得 =48.8
2.覆冰无风
冰重比载式架空线的覆冰重量引起的比载。在覆冰厚度为b时，单位长度架空线上的覆冰体积为
若取覆冰的密度 ，则自重比载为
在此冰厚b=5mm所以计算得 11.84 （MPa/m）
自重总比载是自重比载与冰重比载之和，即
60.64 （MPa/m）
3.无冰综合比载
无冰综合比载是架空线自重比载和无风比载的矢量和，即
而无冰风压比载计算式为
= （MPa/m）
基本风压 ，即 =390.625（Pa）
，查表可得
线径d>17mm所以 假设风向垂直于线路方向即 =
综上可计算 =1.0 0.85 1.1 23.94 =25.67 （MPa/m）
4.覆冰风压比载
架空线覆冰时，其直径由d变为d+2b，迎风面积增大，同时风载体型系数也与为覆冰时不同。规程规定，无论线径大小，覆冰时的风载体型系数一律为 =1.2.覆冰时的风压比载计算式为
（MPa/m）
代入数据得 6.38 （MPa/m）[4]
5.无冰综合比载
计算强度（最大风速）时有
带入数据得 =41.71 （MPa/m）
安装有风时有
代入数据得 =33.13 （MPa/m）
无冰综合比载 =34.55 （MPa/m）
6.覆冰综合比载
=45.24 （MPa/m）
将以上数据汇总于下表
表2-3 比载汇总表
项目 自重
覆冰无风
无冰综合
无冰综合
无冰综合
（用于强度）
无冰综合
（用于风偏）
覆冰综合
（用于强度） 覆冰综合 （用于风偏）
数据 32.77
44.61
33.13
34.55
41.71
45.24
备注 C=1.0
=1.00
C=1.0
=0.75
C=1.0
=1.10
C=1.0
=1.10
C=1.0
=1.00
C=1.0
=1.00
2.3计算临界档距，判定控制条件
（1）可能控制条件的有关参数见下表
表2-4 控制条件
条件
项目 最大风速 最厚覆冰 最低气温 年均气温
许用应力[σ0](MPa) 103.4 103.4 103.4 64.6
比载γ（MPa/m） 41.71
45.24
32.77
32.77
γ/[σ0](1/m) 0.403
0.438
0.317
0.507
温度t（℃） -5 -5 -10 +15
γ/[σ0]由小至大编号 b c a d
（2） 按等高悬点考虑，计算各临界档距
198.75m, 164.4m, 虚数， 0， 虚数， 虚数
（3）判断有效临界档距，确定控制气象条件。
将各临界档距填入有效临界档距判别表2-5，容易看出最厚覆冰为有效临界档距。
表2-5 临界档距
可能的控制条件 a(最低气温) b(最大风速) c(年均气温) d(最厚覆冰)
临界档距（m） 198.75m
164.4m
虚数
0
虚数
虚数
-
2.4计算各气象条件的应力和弧垂
（1）以各档距范围的控制条件为已知条件，有关数据如表
表2-6 档距控制条件
已知条件 最低气温 年均气温 最厚覆冰
控制区间
参数 0～∞
tm（℃） -5
bm（mm） 5
vm（m/s） 10
γm（×10-3MPa/m） 45.24
σm（MPa） 103.4
（2）以各气象条件为待求条件，已知参数如下表所示
表2-7 气象条件
待求
条件
参数 最高气温 最低气温 年均气温 事故 外过有风 外过无风 内 过
电压 安装 覆冰无风 覆冰有风（强度用） 最大风（强度用）
t（℃） 40 -10 15 -5 +15 +15 +15 -5 -5 -5 -5
b（mm） 0 0 0 0 0 0 0 0 5 5 0
v（m/s） 0 0 0 0 10 0 15 10 0 10 25
γ（×10-3MPa/m） 32.77 32.77 32.77 32.77 33.13 32.77 34.55 33.13 44.61 45.24 41.71
（3）利用状态方程式 ，求得各待求条件下的应力和弧垂。
2.5各种方法测弧垂
通过应力测弧垂
美国The Vally Croup Inc。公司生产的CAT-1是通过测量导线应力计算弧垂的实时监测装置，主要有3部分组成：（1）应力传感器，它串联在耐张塔和绝缘子串之间，一般在一基耐张塔上装两个，能实时测量该塔相邻两耐张段的导线应力。（2）太阳能充电电源和控制部分，安装在耐张塔上，为应力传感器供电并按时将应力数据传送到主站；（3）系统软件，安装在调度或管理部门的主站上，完成从应力计算弧垂和导线温度等功能[5]。
通过温度或倾角测弧垂
美国USI公司生产的Power-Donut2和杭州海康雷鸟公司生产的MT系列温度一倾角测量球是用实时测量导线温度或悬挂点倾角[6]，并通过计算得到实时弧垂的装置，同时装置也能测量导线电流。装置由测量和系统软件两部分组成，主要的测量装置为环型或球型结构，套装在导线上[7]。
两种测量装置倾角的测量精度均为 ，分辨率为 。通过实时测得倾角，温度从- C到6 C,弧垂变化约4m，倾角变化 多，虽然倾角变化不大，但对测量装置来说已有足够的判断能力[8]。
如下表所示：
LGJ—300/40型导线应力弧垂计算表
表2-8 LGJ—300/40型导线应力弧垂计算
气象
条件
档距
lr（m） 最高气温 最低气温 年均气温 事故 安装 外过有风 外过无风
σ0（MPa） fv（m） σ0（MPa） σ0（MPa） σ0（MPa） σ0（MPa） σ0（MPa） σ0（MPa） fv（m）
50 42.156 0.243 109.778 74.791 102.721 102.738 74.822 74.791 0.137
100 20.503 1.998 114.277 48.788 100.092 100.177 49.007 48.788 0.839
200 9.730 16.840 114.816 22.489 84.696 85.250 23.011 22.489 7.285
250 7.001 36.566 109.527 16.075 71.024 72.028 16.617 16.075 15.927
300 5.062 72.825 99.658 11.589 55.521 56.931 12.107 11.589 31.809
350 3.666 136.865 85.237 8.383 41.450 43.022 8.852 8.384 59.853
400 2.657 246.675 68.130 6.073 30.344 31.865 6.482 6.073 107.928
450 1.926 430.693 51.695 4.401 22.066 23.436 4.749 4.401 188.484
500 1.396 733.463 38.164 3.190 16.013 17.197 3.480 3.190 321.015
550 1.012 1224.163 27.858 2.313 11.613 12.609 2.550 2.313 531.803
600 0.734 2009.295 20.249 1.677 8.420 9.243 1.869 1.677 879.527
650 0.532 3252.613 14.695 1.216 6.105 6.775 1.370 1.216 1723.776
700 0.386 5202.842 10.658 0.882 4.426 4.966 1.004 0.881 2277.563
750 0.279 8238.146 7.728 0.639 3.209 3.640 0.736 0.639 3606.287
表2-9 LGJ—300/40型导线应力弧垂计算
气象条件