輸電線路設(shè)計(jì)—導(dǎo)線風(fēng)偏計(jì)算及校驗(yàn)實(shí)用教案

1、 1 1、概述、概述(i sh) (i sh) 2 2、風(fēng)偏計(jì)算基本參數(shù)、風(fēng)偏計(jì)算基本參數(shù) 3 3、檔距中導(dǎo)線風(fēng)偏、檔距中導(dǎo)線風(fēng)偏 4 4、直線塔懸垂絕緣子串風(fēng)偏、直線塔懸垂絕緣子串風(fēng)偏 5 5、風(fēng)偏校驗(yàn)方法、風(fēng)偏校驗(yàn)方法 6 6、搖擺角太大時(shí)解決方法、搖擺角太大時(shí)解決方法第1頁/共35頁第一頁，共35頁。一、概 述 架空輸電線路長期架空輸電線路長期(chngq)運(yùn)行在野外，受自然界氣候變化的影響。風(fēng)是自然界影響線路的運(yùn)行在野外，受自然界氣候變化的影響。風(fēng)是自然界影響線路的主要現(xiàn)象之一。大風(fēng)引起的導(dǎo)線風(fēng)偏對地或?qū)U塔塔頭構(gòu)件放電是線路故障的主要形式。主要現(xiàn)象之一。大風(fēng)引起的導(dǎo)線風(fēng)偏對地或?qū)U塔

2、塔頭構(gòu)件放電是線路故障的主要形式。 下面介紹導(dǎo)線風(fēng)偏對地或交叉跨越計(jì)算和絕緣子串風(fēng)偏計(jì)算。下面介紹導(dǎo)線風(fēng)偏對地或交叉跨越計(jì)算和絕緣子串風(fēng)偏計(jì)算。第2頁/共35頁第二頁，共35頁。 二、風(fēng)偏計(jì)算(j sun)基本參數(shù)（1）比載 （N/m.mm2） 比載是電線單位長度、單位截面(jimin)上的荷載自重(zzhng)比載 g1冰重比載 g2自重(zzhng)冰重綜合比載 g3風(fēng)比載 g4覆冰后風(fēng)比載 g5自重(zzhng)風(fēng)重綜合比載 g6覆冰、風(fēng)綜合比載 g7第3頁/共35頁第三頁，共35頁。第4頁/共35頁第四頁，共35頁。 二、風(fēng)偏計(jì)算(j sun)基本參數(shù)比載以荷載方向分類 分為垂直比載、

3、水平(shupng)比載、綜合比載。垂直(chuzh)比載有 g1、g2、g3水平比載有 g4、g5綜合比載有 g6、g7水平比載垂直比載綜合比載第5頁/共35頁第五頁，共35頁。 二、風(fēng)偏計(jì)算(j sun)基本參數(shù)自重(zzhng)比載g1計(jì)算 SgWg01式中：g1 電線(dinxin)自重比載（N/m.mm2） W0 電線(dinxin)自重 （N/m） g 重力加速度 g = 9.80665 S 電線(dinxin)截面（mm2） 第6頁/共35頁第六頁，共35頁。 二、風(fēng)偏計(jì)算(j sun)基本參數(shù)冰重比載g2計(jì)算(j sun) 式中：g2 電線覆冰的冰重比載（N/m.mm2） b

4、覆冰厚度(hud) （mm） g 重力加速度 g = 9.80665 S 電線截面（mm2） d 電線外徑 （mm）gSdbbg9 . 02第7頁/共35頁第七頁，共35頁。 二、風(fēng)偏計(jì)算(j sun)基本參數(shù)電線覆冰垂直綜合(zngh)比載g3計(jì)算 式中： g1 電線(dinxin)自重比載（N/m.mm2） g2 電線(dinxin)覆冰的冰重比載（N/m.mm2） 213ggg第8頁/共35頁第八頁，共35頁。 二、風(fēng)偏計(jì)算(j sun)基本參數(shù)風(fēng)比載g4計(jì)算(j sun) 式中： g4 電線(dinxin)上風(fēng)比載（N/m.mm2） g 重力加速度 g = 9.80665 V 大風(fēng)風(fēng)速

5、 （m/s） 風(fēng)壓不均勻系數(shù) S 電線(dinxin)截面（mm2） K 電線(dinxin)體型系數(shù) d 電線(dinxin)外徑 （mm） d17mm K=1.2 d17mm K=1.13241016gSdVKg第9頁/共35頁第九頁，共35頁。 二、風(fēng)偏計(jì)算(j sun)基本參數(shù)覆冰后風(fēng)比載g5計(jì)算(j sun) 式中： g4 電線上風(fēng)比載（N/m.mm2） g 重力加速度 g = 9.80665 V 大風(fēng)風(fēng)速 （m/s） 風(fēng)壓不均勻系數(shù) S 電線截面(jimin)（mm2） K 電線體型系數(shù) d 電線外徑 （mm） b 覆冰厚度 （mm）32510162gSbdVKg第10頁/共35頁

6、第十頁，共35頁。 二、風(fēng)偏計(jì)算(j sun)基本參數(shù)風(fēng)壓不均勻(jnyn)系數(shù)取值 基準(zhǔn)風(fēng)速m/s2020V2727V31.531.5計(jì)算桿塔荷載1.00.850.750.70計(jì)算風(fēng)偏用1.00.750.610.61水平檔距 m200250300350400450500550校驗(yàn)桿塔間隙用0.800.740.700.670.650.630.620.61第11頁/共35頁第十一頁，共35頁。 二、風(fēng)偏計(jì)算(j sun)基本參數(shù)風(fēng)電線綜合(zngh)比載g6計(jì)算 式中： g1 電線(dinxin)自重比載（N/m.mm2） g4 電線(dinxin)的風(fēng)比載（N/m.mm2） 22641ggg第

7、12頁/共35頁第十二頁，共35頁。 二、風(fēng)偏計(jì)算(j sun)基本參數(shù)冰、風(fēng)、電線(dinxin)綜合比載g7計(jì)算 式中： g3 覆冰、電線(dinxin)垂直比載（N/m.mm2） g5 覆冰后電線(dinxin)上的風(fēng)比載（N/m.mm2） 25237ggg第13頁/共35頁第十三頁，共35頁。 二、風(fēng)偏計(jì)算(j sun)基本參數(shù) P 單位(dnwi)荷重 （N/m） 單位(dnwi)荷重是電線單位(dnwi)長度上的荷載，單位(dnwi)荷重為應(yīng)力與電線截面的乘積。自重(zzhng) P1冰重 P2自重(zzhng)冰重綜合 P3風(fēng) P4覆冰后風(fēng) P5自重(zzhng)風(fēng)重 P6覆冰、

8、風(fēng) P7Sgp第14頁/共35頁第十四頁，共35頁。 （2）應(yīng)力(yngl) （N/mm2） 應(yīng)力(yngl)是電線單位截面上所受的力電線張力T是應(yīng)力(yngl)與截面的乘積 二、風(fēng)偏計(jì)算(j sun)基本參數(shù)ST第15頁/共35頁第十五頁，共35頁。 不同的氣象條件下，導(dǎo)線有不同的應(yīng)力。不同的氣象條件下，導(dǎo)線有不同的應(yīng)力。 在線路檔距中，電線弧垂上各點(diǎn)的應(yīng)力是不相同在線路檔距中，電線弧垂上各點(diǎn)的應(yīng)力是不相同(xin tn)(xin tn)的，施工圖設(shè)計(jì)應(yīng)力表是指電線弧垂最的，施工圖設(shè)計(jì)應(yīng)力表是指電線弧垂最低點(diǎn)單位截面所受的力。低點(diǎn)單位截面所受的力。 二、風(fēng)偏計(jì)算(j sun)基本參數(shù)第16頁

9、/共35頁第十六頁，共35頁。 獲得導(dǎo)線應(yīng)力方法：獲得導(dǎo)線應(yīng)力方法：1 1、查施工圖設(shè)計(jì)中的應(yīng)力表。、查施工圖設(shè)計(jì)中的應(yīng)力表。2 2、采用狀態(tài)方程式計(jì)算。、采用狀態(tài)方程式計(jì)算。3 3、根據(jù)施工圖圖紙、根據(jù)施工圖圖紙(tzh)(tzh)中的導(dǎo)地線放中的導(dǎo)地線放線線K K值表進(jìn)行換算。值表進(jìn)行換算。 二、風(fēng)偏計(jì)算(j sun)基本參數(shù)第17頁/共35頁第十七頁，共35頁。第18頁/共35頁第十八頁，共35頁。ttEElgElgmmmm2222222424式中： m、gm、tm 已知條件的應(yīng)力(yngl)、比載、溫度 、 g、 t 待求條件的應(yīng)力(yngl)、比載、溫度 線膨脹系數(shù) E 彈性模量（N

10、/mm2） 代表檔距(m)l 二、風(fēng)偏計(jì)算(j sun)基本參數(shù)第19頁/共35頁第十九頁，共35頁。 三、檔距中導(dǎo)線(doxin)風(fēng)偏第20頁/共35頁第二十頁，共35頁。Kg21式中： 電線應(yīng)力(yngl) （N/mm2） g1 電線自重比載（N/m.mm2） K K值（x10-4） 利用施工圖圖紙中的放線K值表中數(shù)值反算相應(yīng)溫度下的導(dǎo)線應(yīng)力。 由于施工圖中放線K值表中的數(shù)值是降溫后對應(yīng)溫度的數(shù)值，因此表中的溫度減去K值表降溫的度數(shù)(d shu)，才是所求應(yīng)力對應(yīng)的實(shí)際溫度。 二、風(fēng)偏計(jì)算(j sun)基本參數(shù)第21頁/共35頁第二十一頁，共35頁。檔距中央(zhngyng)的弧垂（最大）

11、計(jì)算： 三、檔距中導(dǎo)線(doxin)風(fēng)偏第22頁/共35頁第二十二頁，共35頁。電線(dinxin)(dinxin)風(fēng)偏角計(jì)算：式中：式中： 電線電線(dinxin)(dinxin)風(fēng)偏風(fēng)偏角（度）角（度） g1 g1 電線電線(dinxin)(dinxin)自重自重比載（比載（N/mm2N/mm2） g4 g4 風(fēng)比載（風(fēng)比載（N/mm2N/mm2） 141ggtg 三、檔距中導(dǎo)線(doxin)風(fēng)偏風(fēng)偏是風(fēng)偏是導(dǎo)線弧垂以檔距兩側(cè)導(dǎo)線懸掛點(diǎn)連線為軸旋轉(zhuǎn)。以檔距兩側(cè)導(dǎo)線懸掛點(diǎn)連線為軸旋轉(zhuǎn)。 第23頁/共35頁第二十三頁，共35頁。電線上檔距中央(zhngyng)(zhngyng)的弧垂（最大）計(jì)

12、算：式中：式中：f f 電線任意電線任意(rny)(rny)一點(diǎn)弧一點(diǎn)弧垂（垂（m m） g1 g1 電線自重比載（電線自重比載（N/mm2N/mm2） b b 電線應(yīng)力電線應(yīng)力 （N/mm2N/mm2） g1 g1 電線自重比載（電線自重比載（N/mm2N/mm2） L L 檔距（檔距（m m） h h 電線懸掛點(diǎn)高差（電線懸掛點(diǎn)高差（m m） 高差角高差角 cos826LgfLhtg1 三、檔距中導(dǎo)線(doxin)風(fēng)偏第24頁/共35頁第二十四頁，共35頁。導(dǎo)線風(fēng)偏計(jì)算(j sun)(j sun)中任一點(diǎn)對地弧垂計(jì)算(j sun)(j sun)：式中：式中： f f 電線任意一點(diǎn)弧垂（電線

13、任意一點(diǎn)弧垂（m m） g6 g6 電線綜合比載（電線綜合比載（N/mm2N/mm2） b b 電線應(yīng)力電線應(yīng)力(yngl) (yngl) （N/mm2N/mm2） g1 g1 電線自重比載（電線自重比載（N/mm2N/mm2） 距兩側(cè)桿塔的距離（距兩側(cè)桿塔的距離（m m） h h 電線懸掛點(diǎn)高差（電線懸掛點(diǎn)高差（m m） 高差角高差角 cos2216llgf21ll、 三、檔距中導(dǎo)線(doxin)風(fēng)偏第25頁/共35頁第二十五頁，共35頁。絕緣子串風(fēng)偏計(jì)算(j sun)(j sun)：JvhWlgSWTlgSptg14122sin22式中：式中：P P 絕緣子串風(fēng)壓（絕緣子串風(fēng)壓（N N）

14、Lh Lh 水平檔距（水平檔距（m m） W W 絕緣子串重量（絕緣子串重量（N N） Lv Lv 垂直檔距（垂直檔距（m m） S S 電線截面電線截面 （mm2mm2） 線路轉(zhuǎn)角度數(shù)（度）線路轉(zhuǎn)角度數(shù)（度） g1 g1 電線自重比載（電線自重比載（N/mm2N/mm2） T T 相導(dǎo)線相導(dǎo)線(doxin)(doxin)張力（張力（N N） g4 g4 電線風(fēng)壓比載（電線風(fēng)壓比載（N/mm2N/mm2） WJ WJ 重錘重量（重錘重量（N N） 四、直線(zhxin)塔懸垂絕緣子串風(fēng)偏第26頁/共35頁第二十六頁，共35頁。絕緣子串風(fēng)壓計(jì)算(j sun)(j sun)：80665. 9160

15、3. 02VnP式中：式中：P P 絕緣子串風(fēng)壓（絕緣子串風(fēng)壓（N N） V V 風(fēng)速風(fēng)速(fn s)(fn s)（m/sm/s） n n 絕緣子片數(shù)絕緣子片數(shù) 單聯(lián)串金具算單聯(lián)串金具算1 1片，片， 雙聯(lián)串算雙聯(lián)串算2 2片。片。 四、直線(zhxin)塔懸垂絕緣子串風(fēng)偏第27頁/共35頁第二十七頁，共35頁。垂直(chuzh)(chuzh)檔距計(jì)算：22111lhlhgllhv 四、直線(zhxin)塔懸垂絕緣子串風(fēng)偏式中：式中： Lv Lv 垂直檔距（垂直檔距（m m） Lh Lh 水平檔距（水平檔距（m m） 電線應(yīng)力電線應(yīng)力 （N/mm2N/mm2） g1 g1 電線自重電線自重(z

16、zhng)(zzhng)比載（比載（N/mm2N/mm2） h1 h1、h2 h2 計(jì)算桿塔兩側(cè)導(dǎo)線懸掛點(diǎn)高差（計(jì)算桿塔兩側(cè)導(dǎo)線懸掛點(diǎn)高差（m m） l1 l1、l2 l2 計(jì)算桿塔兩側(cè)檔距（計(jì)算桿塔兩側(cè)檔距（m m）第28頁/共35頁第二十八頁，共35頁。第29頁/共35頁第二十九頁，共35頁。 絕緣子串極限搖擺間隙圓圖繪制需考慮(kol)的因素：1、角鋼及腳釘寬度一般取150mm。2、線夾出口處的弧垂（瓶口弧垂）與塔身寬度和計(jì)算塔兩側(cè)桿塔相 對位置有關(guān)。3、電氣間隙應(yīng)根據(jù)海拔高度進(jìn)行修正。第30頁/共35頁第三十頁，共35頁。在外過電壓、內(nèi)過電壓及正常工作電壓情況(qngkung)(qngkung)下，分別求出絕緣子串的風(fēng)偏角1 1 、 2 2、 3 3，然后繪出間隙圓，如右圖所示，由圖中的間隙距離e1e1、e2e2、e3e3，即可得知各種情況(qngkung)(qngkung)下的空氣間隙是否滿足規(guī)程要求。 五、風(fēng)偏校驗(yàn)(xio yn)方法第31頁/共35頁第三十一頁，共35頁。為便于設(shè)計(jì)驗(yàn)算(yn sun)(yn sun)，可采用反推法，先利用已知參數(shù)，反算出直線桿塔的允許高差hh，再在定位中進(jìn)行控制。 五、風(fēng)偏校驗(yàn)(xio yn)方法第32頁/共35頁第三十二頁，共35頁。也可以(ky)(ky)利用上述公式算出各種條件下水平檔距與垂直檔距的關(guān)系，畫出搖擺