架空線路設(shè)計

架空線路設(shè)計第1頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月

第一章架空線路基本知識第一節(jié)架空線路的應(yīng)用輸電線路按結(jié)構(gòu)分為架空線路和電纜線路。架空線路的定義一、架空線路的特點架空線路的組成：

導(dǎo)線避雷線、電桿（桿塔）、絕緣子串和金具等主要元件組成。架空線路的的顯著優(yōu)點：線路結(jié)構(gòu)簡單、施工周期短、建設(shè)費用低、輸送容量大、維護檢修方便。第2頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1.導(dǎo)線常用導(dǎo)線材料有四種：鋁、鋼架空線路的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的三種形式：（1）、單股線（2）、單金屬多股線（3）、復(fù)合金屬多股絞線高壓架空線路不允許采用單股導(dǎo)線，所以實際上架空線路上均采用多股絞線。其優(yōu)點是：鋼芯鋁絞線有較好的機械強度，并且有較高的電導(dǎo)率。所以，鋼芯鋁絞線被廣泛應(yīng)用在35KV及以上的線路中。架空線路的型號：由導(dǎo)線材料、結(jié)構(gòu)和載流截面積三部分組成鋼芯鋁絞線分為：LJ—120LGJ—300/50LGJJ、LGJQ分裂導(dǎo)線（作用、組成）第3頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2.避雷線避雷線一般采用有較高強度的鍍鋅鋼絞線。根據(jù)運行經(jīng)驗，避雷線可采用不同程度種類的避雷線。110kv及以上山區(qū)220kv330kv及以上

60kv重要負荷雷電30天

35kv第4頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、輸電線路有關(guān)的幾個術(shù)語一般來說，電壓越高，輸送的功率越大，輸送的距離越遠。例如：35kV架空電力線路，輸送距離可達50km，一般輸送功率為1～2萬kW；110kV線路的輸送距離可達100km，輸送功率為3～6萬kw。電力系統(tǒng)的額定電壓等級為：500kV、330kV、220kV、110kV、60kV、35kV、10（20）kV、380（220）V等。1、檔距相鄰桿塔導(dǎo)線懸掛點之間的水平距離稱為檔距。２、弧垂導(dǎo)線上任一點到懸掛點連線之間在鉛垂方向的最大距離

3、限距導(dǎo)線到地面的最小距離稱為限距。第5頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月4、電暈現(xiàn)象就是帶電體表面在氣體或液體介質(zhì)中局部放電的現(xiàn)象，常發(fā)生在不均勻電場中電場強度很高的區(qū)域內(nèi)（例如高壓導(dǎo)線的周圍，帶電體的尖端附近）。其特點為：出現(xiàn)與日暈相似的光層，發(fā)出嗤嗤的聲音，產(chǎn)生臭氧、氧化氮等。

5、跳線連接承力桿塔（耐張、轉(zhuǎn)角和終端桿塔）兩側(cè)導(dǎo)線的引線，也稱引流線或弓子線6、導(dǎo)線（地線）振動在線路檔距中，當(dāng)架空線受到垂直于線路方向的風(fēng)力作用時，在其背風(fēng)面會形成按一定頻率上下交替的穩(wěn)定渦流，在渦流升力分力作用下，架空線在其垂直面內(nèi)產(chǎn)生周期性震蕩，稱為架空線振動7、導(dǎo)線換位送電線路的導(dǎo)線排列方式，除正三角形外，三根導(dǎo)線的線間距離不相等，而導(dǎo)線的電抗取決于半徑及線間距離，因此，導(dǎo)線如不進行換位，三相阻抗是不平衡的，線路越長這種不平衡越嚴重，因而會產(chǎn)生不平衡的電流和電壓，對發(fā)電機的運行及無線電通信產(chǎn)生不良影響。送電線路設(shè)計規(guī)程規(guī)定：“在中性點直接接地的電力網(wǎng)中，長度超過100km的送電線路均應(yīng)換位?！币话阍趽Q位塔進行導(dǎo)線換位。第6頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月三、桿塔的種類及金具1、桿塔的種類

架空電力線路中架設(shè)導(dǎo)線的支持物有鋼筋混凝土桿、鐵塔及木桿，總稱為桿塔。

按桿塔的作用分：

直線桿塔——又稱中間桿塔，用于線路直線中間部分。這種桿塔在平坦地區(qū)，一般占桿塔總數(shù)的80％左右。

耐張桿塔——又稱承力桿塔，與直線桿塔相比，其強度較大，可承受導(dǎo)線和地線的拉力。耐張桿塔將線路分隔成若干耐張段，以便于施工和檢修。

10kv1—2km35—110kv3—5km

轉(zhuǎn)角桿塔——用于線路的轉(zhuǎn)彎處，有直線型和耐張型兩種。

6—10kv線路<30直線型

>30耐張型

>=35kv<5>5

第7頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）、終端桿塔位于線路的首、末端。即發(fā)電廠或變電站進線、出線的第一基桿塔。（5）、跨越桿塔位于線路與河流、山谷、鐵路等交叉跨越的地方。分為直線型和耐張型。（6）、換位桿塔用來進行導(dǎo)線換位的。分為滾式換位用的直線型換位桿塔和耐張型換位桿塔。第8頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2、金具在架空輸電線路中起著支持、緊固、連接、保護導(dǎo)線和避雷線的作用，并且能使拉線緊固。可分為：（1）、支持金具即懸垂線夾懸垂線夾按其性能可分為固定性和釋放型兩種。固定性懸垂線夾適用于導(dǎo)線和避雷線。釋放線夾角度>30導(dǎo)線滑落使用有限。（2）、緊固金具即耐張線夾，用于將導(dǎo)線和避雷線固定在非直線桿塔（如耐張、轉(zhuǎn)角、終端桿塔等）的絕緣子串上，承受導(dǎo)線和避雷線的拉力。導(dǎo)線用的耐張線夾分類：螺栓型（<240）和壓縮型(>=300)

避雷線用的耐張線夾分類：楔型(<50)和壓縮型(>50)（3）、連接金具分類：專用連接金具和通用連接金具專用連接金具用于連接絕緣子，其連接部位的結(jié)構(gòu)和尺必須與絕緣子相同。有球頭掛環(huán)和碗頭掛板。通用連接金具適用于各種情況下的連接，以負荷大小劃分等級。分類：直角掛板、U型掛環(huán)、二聯(lián)板等。第9頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）、接續(xù)金具用于連接導(dǎo)線及避雷線的端頭，接續(xù)非直線桿塔的跳線及補修損傷斷股的導(dǎo)線或避雷線。主要有鉗接管、壓接管、補修管、并溝線夾及跳線線夾等。導(dǎo)線<=240鉗接管

>=300壓接管避雷線全用壓接管（5）、保護金具分為機械和電氣兩大類。主要有防震錘、護線條、間隔棒、均壓環(huán)、屏蔽環(huán)等。（6）、拉線金具主要用于固定拉線桿塔。根據(jù)使用條件，可分為緊線、調(diào)節(jié)和連接三類。線路常用的拉線金具有楔型線夾、UT形線夾、拉線用U形環(huán)、鋼線卡子等。第10頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)架空線路設(shè)計氣象條件及換算對線路力學(xué)計算影響較大的主要因素是風(fēng)速、覆冰及氣溫。一、氣象條件的收集和用途氣象資料收集的內(nèi)容和用途：（1）、歷年極端最高氣溫用以計算導(dǎo)線最大弧垂和導(dǎo)線發(fā)熱。（2）、歷年極端最低氣溫用以計算桿塔強度，檢驗導(dǎo)線上拔力等。（3）、歷年年平均氣溫用于確定年平均氣溫，計算導(dǎo)線的年平均氣溫時的應(yīng)力，以確定導(dǎo)線的防振設(shè)計。（4）、歷年最大風(fēng)速及最大風(fēng)速月的平均氣溫這是線路設(shè)計氣象條件的主要資料。最大風(fēng)速時計算桿塔和導(dǎo)線機械強度的基本條件之一。（5）、地區(qū)最多風(fēng)向及其出現(xiàn)頻率用于考慮導(dǎo)線防振設(shè)計、防腐及絕緣子串的防污設(shè)計。（6）、導(dǎo)線覆冰厚度用于計算桿塔和導(dǎo)線的機械強度以及驗算不均勻覆冰時，垂直排列的導(dǎo)線間接近距離。（7）、年平均雷電日數(shù)作為防雷設(shè)計的依據(jù)。第11頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、氣象條件的換算設(shè)計用氣象條件一般有九種：最高氣溫、最低氣溫、年平均氣溫、最大風(fēng)速、最大覆冰、內(nèi)過電壓情況、外過電壓情況以及安裝情況、斷電事故情況等。1、設(shè)計用氣象條件的選取（1）、最大風(fēng)速的選取我國有關(guān)規(guī)定，設(shè)計風(fēng)速時指離地面15m高處若干年一遇的連續(xù)自記10min的平均風(fēng)速（從自記紙上獲取的各時正點前10min內(nèi)的平均風(fēng)速及最多風(fēng)向）。具體換算：1）、次時換算（V2——Vh）將風(fēng)速儀安裝高度為h的四次定時，時距2min的平均風(fēng)速V2,換算為高度仍為h時的連續(xù)自記10min的平均風(fēng)速Vh表1-22）、高度換算（Vh→V15）

將風(fēng)速儀安裝高度為h時的連續(xù)記10min的平均風(fēng)速Vh換算為離地面15m高度時的連續(xù)自記10min的平均風(fēng)速V15，V15

=k0*Vh第12頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3）、最大風(fēng)速的選定《架空送電線路技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：35-110kv15一遇220-330kv30500kv50經(jīng)驗頻率法公式：P=例：規(guī)定：平原35—330kv>=25500vkv30

山區(qū)30第13頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）、覆冰厚度的選取有四種換算方法：1）、測水重法：公式2）、測總重法：公式第14頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）、氣溫的選取

1）最高氣溫一般取+40C度。

2）、最低氣溫偏低地取5的倍數(shù)。

3）、年平均氣溫的選取3-17℃近5的倍數(shù)

<3℃>17℃時---3--5℃近5的倍數(shù)

4）、最大風(fēng)速時的氣溫選取最大風(fēng)速年大風(fēng)季節(jié)最冷月平均氣溫偏低地取5的倍數(shù)第15頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2、設(shè)計用氣象條件的組合及典型氣象區(qū)設(shè)計用氣象條件又風(fēng)速、氣溫和覆冰組合而成。在進行氣象條件組合時應(yīng)滿足的條件：、（1）、各種氣象條件的組合情況

1）、線路正常運行情況下的氣象條件組合此時最嚴重的氣象條件有最大風(fēng)、覆冰及最低氣溫三種情況。但這三種最嚴重的氣象條件不應(yīng)組合在一起。一般有三種組合方式：

a.b.c.d.(平均應(yīng)力氣象條件組合)防振設(shè)計

2）、線路事故情況下的氣象條件組合這里指斷線情況

a.b.

3）、線路安裝和檢修情況下的氣息條件組合

10m/s、無冰、最低氣溫月平均氣溫（2）、典型氣象區(qū)我國劃分為九個典型氣象區(qū)第16頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月外過電壓----又稱雷電過電壓、大氣過電壓。由大氣中的雷云對地面放電而引起的。分直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓兩種。雷電過電壓的持續(xù)時間約為幾十微秒，具有脈沖的特性，故常稱為雷電沖擊波。直擊雷過電壓是雷閃直接擊中電工設(shè)備導(dǎo)電部分時所出現(xiàn)的過電壓。雷閃擊中帶電的導(dǎo)體，如架空輸電線路導(dǎo)線，稱為直接雷擊。感應(yīng)雷過電壓是雷閃擊中電工設(shè)備附近地面，在放電過程中由于空間電磁場的急劇變化而使未直接遭受雷擊的電工設(shè)備（包括二次設(shè)備、通信設(shè)備）上感應(yīng)出的過電壓。因此，架空輸電線路需架設(shè)避雷線和接地裝置等進行防護。通常用線路耐雷水平和雷擊跳閘率表示輸電線路的防雷能力。第17頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)過電壓-----電力系統(tǒng)內(nèi)部運行方式發(fā)生改變而引起的過電壓。有暫態(tài)過電壓、操作過電壓和諧振過電壓。暫態(tài)過電壓是由于斷路器操作或發(fā)生短路故障，使電力系統(tǒng)經(jīng)歷過渡過程以后重新達到某種暫時穩(wěn)定的情況下所出現(xiàn)的過電壓，又稱工頻電壓升高。第18頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月自動重合閘裝置--------是將因故障跳開后的斷路器按需要自動投入的一種自動裝置。電力系統(tǒng)采用自動重合閘裝置，極大地提高了供電的可靠性，減少了停電損失，而且還提高了電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平，增強了線路的送電容量。閃絡(luò)-------指高壓電器(如高壓絕緣子)在絕緣表面發(fā)生的放電現(xiàn)象,稱為表面閃絡(luò),簡稱閃絡(luò).污閃

---介質(zhì)表面沾染污穢時所引起的沿表面放電。簡稱污閃。固體介質(zhì)表面沾染污穢又同時變潮后，污穢層中所含的可溶性鹽類和酸、堿等溶于水膜，形成離子電導(dǎo)，使污穢表面通過較大泄漏電流；第19頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)架空線路的設(shè)計及路徑選擇架空線路設(shè)計的兩個階段：初步設(shè)計和施工圖設(shè)計。初步設(shè)計是工程設(shè)計的重要階段，主要的設(shè)計原則，都在初步設(shè)計中明確，應(yīng)盡全力研究透徹。施工圖設(shè)計是按照初步設(shè)計原則和設(shè)計審核意見所作的具體設(shè)計。由施工圖紙和施工說明書、計算書、地面標樁等組成。一、初步設(shè)計一般要編寫設(shè)計書及附圖、設(shè)備材料清單、施工組織設(shè)計、概算書等四卷設(shè)計。即：為確定設(shè)計原則，需編寫初步設(shè)計書并附有關(guān)圖紙。為工程建設(shè)加工訂貨，需編寫設(shè)備材料清單。為國家有計劃地進行經(jīng)濟建設(shè)，安排工程資金和施工單位合理底使用資金，需編寫概算書。為合理地組織施工，需編寫施工組織設(shè)計。第20頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、施工圖設(shè)計初步設(shè)計上報上級主管部門后，上級主管部門進行初步審查，提出審核意見。設(shè)計單位根據(jù)審核意見進行施工圖設(shè)計。具體包括：施工圖總說明書附圖；線路平斷面圖及桿塔位明細表；機電施工圖及說明書；桿塔施工圖及說明書；基礎(chǔ)施工圖及說明書；大跨越設(shè)計施工圖及說明書；通行保護施工圖及說明書；預(yù)算書；勘測資料；工程設(shè)計檔案資料。三、設(shè)計程序如方框圖所示第21頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月四、線路的選擇要使輸電線路既安全可靠，又經(jīng)濟合理，必須對線路情況作全面細致的調(diào)查研究，在線路起止點間選出一個全面符合國家建設(shè)各項方針政策的最合理的線路路徑。選線一般分為室內(nèi)圖上選線和現(xiàn)場選線兩種。1、室內(nèi)圖上選線其步驟為：（1）、先在圖上標出線路起止點、必經(jīng)點，然后根據(jù)收集的資料，考慮各種因素，按照線路最短原則，選出幾個方案，比較后保留兩個較好的方案。（2）、計算短路電流，校驗對重要電信線路的影響，提出對路徑的修正方案或防護措施。（3）、向鄰近或交叉跨越設(shè)施的有關(guān)主管部門征求線路路徑的意見，并簽訂有關(guān)協(xié)議。（4）、進行現(xiàn)場踏勘，驗證圖上方案是否符合實際。經(jīng)過上述工作后，再通過計算經(jīng)濟比較，選出一個合理的方案。2、現(xiàn)場選線現(xiàn)場選線是把室內(nèi)選定的線路在現(xiàn)場落實、移到現(xiàn)場；為定線、定位工作確定線路的最終走向。第22頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月五、路徑選擇原則（1）、應(yīng)遵守國家有關(guān)法律和法令。（2）、應(yīng)盡可能使線路長度最短，轉(zhuǎn)角少，角度小，特殊跨越少，水文地理條件好，投資少，省材料，施工方便、運行方便、安全可靠。（3）、沿線交通便利，便于施工、運行。（4）、線路盡可能避開林木地帶、公園等。（5）、路徑選擇盡可能避免坼遷。（6）、線路應(yīng)避開不良地質(zhì)地段。（7）、應(yīng)盡量少占農(nóng)田。（8）、應(yīng)避免與同一河流工程設(shè)施多次交叉。六、選線的技術(shù)要求（具體）（1）、線路與建筑物評選交叉，線路與特殊管道叫查或接近，線路與各種工程設(shè)施交叉或接近時，應(yīng)符合規(guī)程要求。（2）、線路應(yīng)避開沼澤地、水草地、易積水及鹽堿地、濕陷地帶。（3）、線路盡量避開地震裂度為六級以上的地區(qū)和斷裂帶。（4）、線路應(yīng)避開污染區(qū)，或在污染源的上風(fēng)向通過（5）、線路轉(zhuǎn)角點第23頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)導(dǎo)線與避雷線的選擇一、確定導(dǎo)線和避雷線的截面1、導(dǎo)線選擇考慮能量損耗、建設(shè)投資這兩個互相矛盾的因素，采用按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面，以便使線路運行有最好的經(jīng)濟效果。經(jīng)濟電流密度見表1-7各種電壓等級下，電力線路一般都按經(jīng)濟電流密度選擇其導(dǎo)線的截面。：導(dǎo)線經(jīng)濟截面S=Imax/J從相關(guān)手冊中選出一種與S最接近的標準截面的導(dǎo)線，然后再按其它技術(shù)條件效驗截面是否滿足要求，這些技術(shù)條件是：（1）、電暈效驗(目的：降低能量損耗)對于110KV及以上電壓等級的線路，要按電暈條件效驗導(dǎo)線截面。所選導(dǎo)線的直徑大小不小于表1-8所列數(shù)值。（2）、機械強度效驗(目的：保證電力運行安全可靠)

一切電壓等級的電力線路都要具有必要的機械強度。對于跨越鐵路、通航河流和運河、公路、通信線路和居民區(qū)的線路，其導(dǎo)線截面應(yīng)不小于35mm.

通過其它地區(qū)的線路最小容許截面：35kV以上線路為25mm。

35kV及以下線路為16mm【注意】任何線路都不許使用單股導(dǎo)線。第24頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）、熱穩(wěn)定效驗

一切電壓等級的電力線路都要按發(fā)熱條件效驗導(dǎo)線截面。

所選導(dǎo)線的最大容許持續(xù)電流應(yīng)大于該線路在正?；蚬收虾筮\行方式下可能通過的最大持續(xù)電流。

（4）、電壓損耗效驗

對于10kV及以下電壓等級線路，如果電壓調(diào)整問題不能或不宜（經(jīng)濟上不合算）由別的措施解決時，可按允許電壓損耗選擇導(dǎo)線截面。

注意】在效驗過程中，若不滿足上述技術(shù)條件中的哪一條，則應(yīng)按該術(shù)條件4決定導(dǎo)線截面。

第25頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月大截面導(dǎo)線輸電技術(shù)

遠超J定出的（經(jīng)濟截面）標準截面，如500kv4×300→4×5004×7204×800優(yōu)勢：輸電功率明顯增大4×LGJ4004×LGJ800↑50℅可減少輸電回路數(shù)、縮減線路走廊數(shù)、節(jié)約土地影響1.電場影響1）導(dǎo)線表面（最大）場強Emr↑Em↓2）導(dǎo)線起始電暈場強E0↓基本變不大

Em/E0大大↓難以發(fā)生電暈、導(dǎo)線電暈損耗↓3）載荷↑

垂直載荷、風(fēng)載荷、張力、塔自重第26頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、避雷線的選擇避雷線的防雷功能：①、防止雷直擊導(dǎo)線②、雷擊塔頂時對雷電流有分流作用，減少流入桿塔的雷電流，使塔頂電位降低。③、對導(dǎo)線有耦合作用，降低雷擊塔頂時塔頭絕緣（絕緣子串和空氣間歇）上的電壓。④、對導(dǎo)線有屏蔽作用，降低導(dǎo)線上的感應(yīng)國電壓。對各級電壓線路架設(shè)避雷線的要求規(guī)定：（1）、330kV及500kV線路應(yīng)沿全線架設(shè)雙避雷線。（2）、220kV線路應(yīng)沿全線架設(shè)避雷線。在山區(qū)，（3）、110kV線路一般沿全線架設(shè)避雷線。在雷電活動特殊強烈區(qū)，宜架設(shè)雙在少雷區(qū)或運行經(jīng)驗證明活動輕微區(qū)，可不沿全線架設(shè)避雷線，但應(yīng)裝設(shè)自動重合閘裝置。（4）、60kV線路，負荷重要且所經(jīng)地區(qū)年平均雷暴日數(shù)為30以上地區(qū)，宜沿全線架設(shè)避雷線。（5）、35kV及以下線路，一般不沿全線架設(shè)避雷線?！咀⒁狻堪匆?guī)定，避雷線與導(dǎo)線配合，應(yīng)符合表1-9的要求第27頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、導(dǎo)線在桿塔上的排列方式及線間距離1、導(dǎo)線在桿塔上的排列方式布置方式有三類：水平排列垂直排列三角形排列2、導(dǎo)線的線間距離概念：當(dāng)導(dǎo)線處于鉛垂靜止位置時，它們之間的距離叫。確定線間距離，要考慮兩方面的情況：一是導(dǎo)線在桿塔上的布置形式及桿塔上的間隙距離。二是導(dǎo)線在檔距中央相互接近時的間隙距離。取兩種情況的較大者，決定線間距離。（1）、按導(dǎo)線在桿塔上的絕緣配合決定線間距離

【例子】：以導(dǎo)線采用水平排列為例根據(jù)絕緣子風(fēng)偏角計算導(dǎo)線的線間距離為：

D=2λsinφ+2R+b(公式1-6)

其中R按三種情況分別計算：工作電壓外過電壓內(nèi)過電壓由三種電壓情況計算的D中，選其中大者做為線間距離（2）、按導(dǎo)線在檔距中央的工作情況決定線間距離水平排列的導(dǎo)線由于非同步擺動在檔距中央可能互相接近。垂直排列的導(dǎo)線由于覆冰不均勻或不同時脫冰上下擺動或受風(fēng)作用而舞動等原因，上下層導(dǎo)線也可能互相接近。

第28頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1）、水平線間距離按照規(guī)定，對1000m以下檔距，導(dǎo)線的水平距離一般按如下計算：公式D=0.4λ+U/110+0.65f0.5一般地，在覆冰厚度為10mm及以下的地區(qū)，使用懸垂絕緣子串的桿塔，其水平線間距離與檔距的關(guān)系，可用表1-10所列數(shù)值2）、垂直線間距離一般情況下，考慮到導(dǎo)線覆冰情況較少，推薦導(dǎo)線垂直線間距離可為水平線間距離的0.75倍.0.75D并對各級電壓線路使用懸垂絕緣子串桿塔的最小垂直距離值見表1-11同時規(guī)程規(guī)定，覆冰地區(qū)要考慮導(dǎo)線間的水平偏移的數(shù)值，

0.75（D+水平偏移）

見表1-123）、三角排列的線間距離先將實際的線間距離換算成等值水平線間距離。公式Dx=【注意】計算出的Dx應(yīng)不小于D的計算值第29頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月三、避雷線與導(dǎo)線間的距離（1）、對邊導(dǎo)線的保護角應(yīng)滿足防雷的要求。保護角的計算公式：a=a的值一般取20度—30度330kV線路及雙避雷線220kV線路一般采用20度山區(qū)單避雷線線路，一般用25度大跨越檔高度超過40m的桿塔，應(yīng)小于20度對發(fā)電廠及變電所的進線段，一般小于20度，最大不應(yīng)超過30度（2）、避雷線和導(dǎo)線的水平偏移應(yīng)符合表1-12（3）、雙避雷線線路，兩避雷線間距離不應(yīng)超過避雷線與導(dǎo)線間垂直距離的5倍。（4）、在檔距中央，導(dǎo)線與避雷線間距離Sd.b在+15度，無風(fēng)的氣象條件下應(yīng)滿足以下公式：

Sd.b≥（0.012í+1）對大檔距，應(yīng)滿足I0-耐雷水平

Sd.b≥0.1I0及

Sd.b≥0.1UeUe-線路額定電壓第30頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月泄漏距離-----絕緣子鋼腳與鋼帽間，沿瓷裙表面輪廊的最短距離就叫“泄漏距離”。一串絕緣子的泄漏距離是這一串絕緣子串中每片絕緣子泄漏距離之和。

泄漏比距--是泄漏距離與系統(tǒng)額定線電壓之比。

第31頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)絕緣子的選擇一、絕緣子的種類及選擇絕緣子是用來支承和懸掛導(dǎo)線，并使導(dǎo)線與桿塔絕緣。絕緣子的形式：針式絕緣子、懸式絕緣子、瓷橫擔(dān)絕緣子等1、（針式絕緣子）它用于電壓不超過35kV的線路上以及導(dǎo)線拉力不大的線路上，主要用于直線桿塔和小轉(zhuǎn)角桿塔。其特點：制造簡易、廉價、擔(dān)耐雷水平不高，雷擊不容易閃絡(luò)。

2、懸式絕緣子1）普通型----它廣泛用于電壓為35kV以上的線路，通常把它們組裝成絕緣子鏈使用。2）耐污型--（根據(jù)污染程度、性質(zhì)的不同，把污穢地區(qū)按等級劃分0-3級，按不同的污穢地區(qū)規(guī)定不同的單位泄露距離）。A.雙傘形B.鐘罩形C流線形D.大盤徑3)鋼化玻璃絕緣子

第32頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3、瓷橫擔(dān)絕緣子它同時起到橫擔(dān)和絕緣子作用的一種新型絕緣子結(jié)構(gòu)。其特點：它能在斷線時轉(zhuǎn)動，可避免因斷線而擴大事故。4.棒式絕緣子5.合成絕緣子-------棒形懸式合成絕緣子絕緣子硅橡膠高聚材料、憎水性、抗污力強第33頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、懸式絕緣子的片數(shù)確定絕緣子在工作中所受到的影響因素：各種大氣環(huán)境工作電壓內(nèi)部過電壓大氣過電壓1、按正常工作電壓決定每串絕緣子的片數(shù)三種電壓中，以工作電壓數(shù)值為最低。當(dāng)工作電壓長期作用于絕緣子，當(dāng)絕緣子表面被污染且污穢受潮時，就可能發(fā)生不均勻發(fā)熱、泄漏電流加大導(dǎo)致熱游離而發(fā)生污閃。為防止污閃的發(fā)生，目前采用的主要方法時保證絕緣子串有一定的泄露距離。單位泄露距離也叫泄漏比距。它表示線路絕緣或設(shè)備外絕緣泄漏距離與線路額定線電壓的比值。我國的規(guī)定值表1-13絕緣子串的泄漏比距應(yīng)滿足公式：

D≧Ud直線桿每串絕緣子的片數(shù)n的確定：

n=D/S第34頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2、根據(jù)內(nèi)部過電壓校驗絕緣子串在內(nèi)部過電壓下不應(yīng)發(fā)生閃絡(luò)，概率應(yīng)很低。因此要求絕緣子串的操作沖擊濕閃電壓大于操作過電壓的數(shù)值。如果絕緣子手冊或產(chǎn)品目錄上設(shè)有絕緣子的操作沖擊濕閃電壓，或?qū)τ?20kv及以下線路，可以用于工頻濕閃電壓換算成沖擊濕閃電壓。這時，絕緣子串的工頻濕閃電壓應(yīng)滿足公式：

KoUpmUs≧-------------K1K2K3K4K5K6K7第35頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、校驗,耐雷水平要求大氣過電壓下，并不是要求線路絕緣不發(fā)生閃絡(luò)，而是要求線路絕緣具有一定的耐雷水平。耐雷水平----雷電擊中桿塔頂部時，線路絕緣不至于發(fā)生閃絡(luò)的雷電流大小如220kv為80---120kA（耐雷水平除了和絕緣水平有關(guān)外，還和桿塔接地電阻、電桿電感、避雷線根數(shù)等因素有關(guān)。）4、機械性能、熱穩(wěn)定性但對于高桿塔則應(yīng)考慮防雷的要求，適當(dāng)增加絕緣子片數(shù)。全高超過40cm有避雷線的桿塔，高度每增加10cm應(yīng)增加一片絕緣子。全高超過100cm有避雷線的桿塔，絕緣子數(shù)量可以根據(jù)計算結(jié)合運行經(jīng)驗來確定。4、耐張桿塔的絕緣子片數(shù)耐張桿塔的絕緣子串的絕緣子數(shù)量應(yīng)比懸垂絕緣子的同型絕緣子多一個。第36頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章均勻荷載孤立檔距導(dǎo)線力學(xué)基本計算第一節(jié)導(dǎo)線的機械物理特性及比載一、導(dǎo)線的機械物理特性定義：導(dǎo)線的機械物理特性是指、彈性系數(shù)、溫度線膨脹系數(shù)及比重。

1、導(dǎo)線的瞬時破壞應(yīng)力σp

對導(dǎo)線做拉伸試驗，將測得的瞬時破壞拉斷力Tp除以導(dǎo)線的截面積，就得到瞬時破壞應(yīng)力。公式2-1：σp=Tp/S

絞線

Tp=ασaAa+σ0.01As2、絞線的彈性系絞線數(shù)Eσ定義：導(dǎo)線的彈性系數(shù)是指在彈性限度內(nèi)，導(dǎo)線受拉力時，其應(yīng)力與應(yīng)變的比例系數(shù)。公式2-2：E=σ/εMpa(導(dǎo)線彈性系數(shù)的倒數(shù)，稱為彈性伸長系數(shù)。)

公式2-3：β=1/E=ε/σ(彈性伸長系數(shù)的物理含義，就是表征導(dǎo)線施以單位應(yīng)力時能產(chǎn)生的相對變形。)

E=Es+mEa/(1+m)m=Aa/As第37頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3、絞線的溫度線膨脹系數(shù)定義：導(dǎo)線溫度升高1。

C引起的相對變形量（應(yīng)變），稱為導(dǎo)線的溫度線膨脹系數(shù)。、物理公式：α=ε/△t絞線溫度膨脹系數(shù)

α=(αsEs+mαaEa)/(Es+mEa)導(dǎo)線和避雷線的機械物理特性數(shù)值見表2-14、抗彎剛度

=材料彈性模量E*斷面慣性矩J第38頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、導(dǎo)線的比載作用在導(dǎo)線上的機械荷載有自重、冰重和風(fēng)壓。這些荷載可能是不均勻的，但為了便于計算，一般按沿導(dǎo)線均勻分布考慮。在導(dǎo)線受到的機械荷載用比載表示。比載：指導(dǎo)線單位長度、單位截面積上的荷載。常用的比載有七種。A.垂直比載1、自重比載g1

導(dǎo)線本身重量所造成的比載稱為自重比載。公式：g1=gm0/S*10-32、冰重比載g2g2=27.708b(b+d)/S*10-3

導(dǎo)線覆冰時，由于冰重產(chǎn)生的比載稱為冰重比載，假設(shè)冰層沿導(dǎo)線均勻分布并成為一個空心圓柱形，3、導(dǎo)線垂直總比載g3導(dǎo)線的自重和冰重總比載等于二者比載之和。：g3=g2+g1B.水平比載4、無冰時風(fēng)壓比載無冰時作用在導(dǎo)線上每米長每平方毫米的風(fēng)壓荷載稱為無冰時風(fēng)壓比載。

g4=0.6125αCdv2/S*10-3第39頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月5、覆冰時的風(fēng)壓比載覆冰導(dǎo)線每米長每平方毫米的風(fēng)壓荷載稱為覆冰風(fēng)壓比載。：g4=0.6125αC(2b+d)v2/S*10-3C.綜合比載6、無冰有風(fēng)時的綜合比載無冰有風(fēng)時，導(dǎo)線上作用著垂直方向的比載g1和水平方向比載g4，按向量合成可得綜合比載g6，即稱為無冰有風(fēng)時的綜合比載。：g6=(g4+

g1)向量合成7、有冰有風(fēng)時的綜合比載導(dǎo)線覆冰有風(fēng)時，綜合比載g7為垂直總比載g3和覆冰風(fēng)壓比載g5的向量和。G7g3g5【例題】第40頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)均勻荷載孤立檔柜的導(dǎo)線懸垂曲線方程導(dǎo)線材料的剛性對其幾何形狀的影響小，假定：（1）、導(dǎo)線為理想的柔索。導(dǎo)線只承受軸向張力，任意一點的彎矩為零。（2）、作用在導(dǎo)線上的荷載均指向同一方向，且沿導(dǎo)線均勻分布。一、懸鏈線方程及曲線弧長1、懸鏈線方程懸掛于A、B兩點間的一檔導(dǎo)線，沿導(dǎo)線長度Lab均勻分布著比載為g的荷載，并具有一定弧垂。在兩個懸垂點分別作用有σA和σB的(導(dǎo)線)軸向應(yīng)力。按照導(dǎo)線受力的平衡條件可知：第41頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月一、懸鏈線方程及曲線弧長1、懸鏈線方程懸掛于A、B兩點間的一檔導(dǎo)線，沿導(dǎo)線長度Lab均勻分布著比載為g的荷載，并具有一定弧垂。在兩個懸垂點分別作用有σa和σb的軸向應(yīng)力。按照導(dǎo)線受力的平衡條件可知：（1）、水平方向的力導(dǎo)線各點應(yīng)力的水平分量σo均應(yīng)相等。導(dǎo)線最低點O處，因其傾角аo=0°,因此該點的軸向應(yīng)力即為水平應(yīng)力σ。（2）、垂直方向的力導(dǎo)線懸掛點A、B的應(yīng)力σA和σB的垂直分量，應(yīng)等于該點到最低點O間的導(dǎo)線長度與比載g的乘積，即g×Loa和g×Lob。第42頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）、線段OC受力平衡條件最低點O至C點的受力情況：C點的軸向張力Tx指向?qū)Ь€的截面方向，其與水平方向的夾角為a；Tx的垂直方向分量為G，且G=Tx×sina=gSLx;Tx的水平分量為To，且To=Tx×cosa=σoS將上二公式相比，則可求得導(dǎo)線任一點C的斜率為

tga=dy/dx=g/σoLx通過變換可得到等高懸點懸鏈線方程普遍形式

y=(σo/g)ch(g/σo)(x+C1)+C22-14如果將坐標原點取于導(dǎo)線的最低點，則有如下初始條件

X=0dy/dx=0可求出坐標原點位于最低點O的等高懸點懸鏈線方程為

y=σo/g(chgx/σo-1)2-15第43頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2、曲線弧長導(dǎo)線最低點O至任一點C的曲線長度叫弧長。

Lx=σo/gsh(g/σo)x二、平拋物線方程平拋物線方程是簡化的懸鏈線方程。它是假設(shè)作用在導(dǎo)線上的荷載沿檔距均勻分布而推導(dǎo)出的。平拋物線方程式y(tǒng)=(g/2σo)x2(2—19)導(dǎo)線曲線的弧長方程式Lx=x+(g2/6σo2)x3(2—20)當(dāng)懸掛點高差h/l≤10%時，用平拋物線方程進行導(dǎo)線力學(xué)計算，可以得到滿意的工程精度。---工程計算第44頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)懸掛點等高時導(dǎo)線的應(yīng)力與弧垂一、導(dǎo)線的弧垂導(dǎo)線懸掛曲線上任意一點至兩懸掛點連線在鉛直方向上的距離稱為該點的弧垂。1、最大弧垂計算最大弧垂出現(xiàn)在檔距中央。其計算公式為：

f=σo/gchgl/2σo-σo/g2-21

在實際工程中當(dāng)弧垂與檔距之比(小高差)f/l≤10%時，將x以l/2代人，得最大弧垂的近似計算公式：

f=gl2/8σo第45頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、任意一點的弧垂計算

fx=f-y

利用懸鏈線方程進行計算，可整理出任意一點的弧垂精確計算公式：

fx=2σo/g(shg/2σola×shg/2σolb)

（2—23）利用平拋物線方程可得到任意一點的弧垂的近似計算公式：

fx=glalb/（2σo）第46頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、導(dǎo)線應(yīng)力導(dǎo)線懸掛等高時，1.導(dǎo)線上任意一點的應(yīng)力導(dǎo)線上任意一點的張力T2x=T2O+(gSLx)2導(dǎo)線上任意一點處的軸向應(yīng)力

σx=Tx/S=σo+yg2--282.導(dǎo)線懸掛點的應(yīng)