導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算

導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算ByLeng.YSOutline導(dǎo)線型式選擇分裂導(dǎo)線次導(dǎo)線張力導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算-導(dǎo)線張力馳度計(jì)算導(dǎo)線型式選擇導(dǎo)線截面的選擇和校驗(yàn)1） 持續(xù)工作電流Ixu>=Ig

按海拔及環(huán)境溫度，日照進(jìn)行修正。多導(dǎo)體結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮臨近效應(yīng)和熱屏蔽。經(jīng)濟(jì)電流密度Sj=Ig/j熱穩(wěn)定–最小熱穩(wěn)定截面，短路時(shí)導(dǎo)體允許最高溫度：鋁及鋁鎂合金200銅取300電暈電壓-最小導(dǎo)體外徑無(wú)線電干擾電壓110220330500軟導(dǎo)線型號(hào)LGJ-70LGJ-300LGKK-6002XLGJ-3002XLGKK6003XLGJ500管型導(dǎo)線外徑Φ20Φ30Φ40Φ60導(dǎo)線型式選擇分裂導(dǎo)線 220kv及以下軟導(dǎo)線宜選用鋼芯鋁絞線；330kv軟導(dǎo)線宜選用空心擴(kuò)徑導(dǎo)線，500kv軟導(dǎo)線宜選用雙分裂導(dǎo)線1） 載流量分裂間距及次導(dǎo)線的最小直徑，220KV及以下取100~200mm,330KV及以上取200~400mm。對(duì)設(shè)備間的連接導(dǎo)線，間距取較小的值次檔距長(zhǎng)度導(dǎo)線次檔距引下線次檔距設(shè)備間連線檔距分裂導(dǎo)線次導(dǎo)線張力簡(jiǎn)介分裂導(dǎo)線在短路時(shí)對(duì)架構(gòu)產(chǎn)生的附加力可通過(guò)調(diào)整間隔棒的位置加以限制，一般不作為驗(yàn)算條件。1）第一最大張力-同相導(dǎo)線間吸引力以下為影響因素：檔距長(zhǎng)度短路電流大小分裂間距初始張力導(dǎo)線允許接觸狀態(tài)：不接觸，接觸2）第二最大張力－相間斥力數(shù)值很小，不做為驗(yàn)算條件分裂導(dǎo)線次導(dǎo)線張力第一最大張力計(jì)算1）原始輸入數(shù)據(jù)-構(gòu)架部分：跨距初始張力分裂間距三相短路電流2）原始輸入數(shù)據(jù)-導(dǎo)線部分：導(dǎo)線半徑導(dǎo)線截面溫度線膨脹系數(shù)彈性模量導(dǎo)線單位重量分裂導(dǎo)線次導(dǎo)線張力第一最大張力計(jì)算3）計(jì)算原理力學(xué)公式–形變求得導(dǎo)線張力Fx=E*S*ǘ*ε電磁學(xué)公式-電動(dòng)力對(duì)于非接觸情況下，兩個(gè)公式計(jì)算求得的導(dǎo)線電動(dòng)力數(shù)值應(yīng)相同假設(shè)導(dǎo)線間距b力學(xué)公式求電動(dòng)力Fm電磁學(xué)公式求電動(dòng)力Fm’Fm=Fm’?YNT分裂導(dǎo)線次導(dǎo)線張力第一最大張力計(jì)算-計(jì)算原理對(duì)于臨界接觸情況下，b=2rd已知，假設(shè)次檔距對(duì)于接觸情況下，假設(shè)導(dǎo)線接觸的長(zhǎng)度導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算1）計(jì)算目的2）基本假設(shè)3）氣象條件-荷重組合4）安裝檢修荷載5）實(shí)用計(jì)算6）導(dǎo)線及絕緣子受力校驗(yàn)7）標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算書8）土建資料導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算1）計(jì)算目的

提供土建架構(gòu)受力資料 校驗(yàn)導(dǎo)線，絕緣子，金具機(jī)械強(qiáng)度

導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算2）基本假設(shè)條件

等高角<15O,導(dǎo)線荷載沿水平軸向分布 等高角>15O,導(dǎo)線荷載沿支點(diǎn)連線分布 弧垂1/15~1/30

忽略導(dǎo)線剛性，絕緣子串當(dāng)作柔線的一部分，只是單位重量不同 不考慮絕緣子的偏角，集中負(fù)荷的水平位移，架構(gòu)撓度

導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算3）氣象條件-導(dǎo)線絕緣子荷重組合

溫度-風(fēng)速-覆冰厚度-污穢-濕度-地震-海拔

風(fēng)速:

離地10米高30(50)年一遇10min平均最大風(fēng)速

覆冰厚度：10mm

溫度：對(duì)屋外裸導(dǎo)體取最熱月平均最高溫度

地震：8度及以上一般設(shè)備，7度及以上重要設(shè)備校驗(yàn)抗震 缺乏當(dāng)?shù)貧庀髼l件時(shí)，對(duì)于京津塘地區(qū)按照第IV氣象區(qū)條件計(jì)算- 最高最低溫度-20(Tmin)+40(Tmax)，0(Vwind)，0(Ithick)

最大風(fēng)速-5，25，0 有冰有風(fēng)-5，10，5 安裝檢修-10，10，0

導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算3）氣象條件-導(dǎo)線絕緣子荷重組合

典型氣象區(qū)

為使線路設(shè)計(jì)、部件的制造統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化，綜合分析了我國(guó)各地歷年氣象記錄資料，歸納制定了7個(gè)氣象區(qū)，各區(qū)除最高溫度一致外，最低溫度、最大風(fēng)速、導(dǎo)線覆冰均有較大差別。其中：最大風(fēng)速系指離地面10m高，10年一遇的10min平均最大值。

I氣象區(qū)分布在南方沿海受臺(tái)風(fēng)侵襲地區(qū)，如廣東、廣西、福建、浙江、上海等。最大風(fēng)速為30m／s，最低溫度為一5℃。

II氣象區(qū)分布在華東大部分地區(qū)，最大風(fēng)速為25m／s，覆冰厚度為5mm，最低溫度為一10℃。

III氣象區(qū)分布在西南地區(qū)(非重冰區(qū))，福建、廣東受臺(tái)風(fēng)影響較弱的地區(qū)，最大風(fēng)速為25m／s，覆冰厚度為5mm，最低溫度為一5℃。

IV氣象區(qū)在西北大部分地區(qū)及華北京津唐地區(qū)，最大風(fēng)速為25m／s，覆冰厚度10mm，最低溫度為一20℃。

V在華北平原、湖北、湖南、河南，最大風(fēng)速為25m／s，覆冰為5mm最低溫度為一20℃。

VI氣象區(qū)在華北西北大部分地區(qū)，張家口、承德一帶，最大風(fēng)速25m／s，覆冰為10mm，最低溫度為一40。C。

VII氣象區(qū)在覆冰嚴(yán)重地區(qū)，如山東、河南部分地區(qū)，湘中、鄂北、粵北地帶，最大風(fēng)速為25m／s，覆冰為15mm，最低溫度為一20。C。

VIIIIX氣象區(qū)為高覆冰大風(fēng)速的極端氣象條件區(qū)

導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算3）氣象條件-導(dǎo)線絕緣子荷重組合

導(dǎo)線及絕緣子串八種荷重組合

1 最高最低溫度

2 覆冰

3 無(wú)風(fēng)覆冰

4 無(wú)冰時(shí)風(fēng)荷重

5 覆冰時(shí)風(fēng)荷重

6 無(wú)冰有風(fēng)時(shí)的總重

7 有冰有風(fēng)時(shí)的總重 6’ 安裝檢修最大弧垂可能：1最高溫度或7最大荷載最大應(yīng)力可能：7最大荷載或6’檢修*注：計(jì)算實(shí)例-手冊(cè)P386

導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算4）安裝檢修荷載

安裝緊線時(shí)不考慮導(dǎo)線上人但應(yīng)考慮安裝引起的附加垂直荷載和橫梁上人的2000N集中荷載 檢修時(shí)，對(duì)導(dǎo)線跨中有引下線的110kv及以上電壓的架構(gòu)，應(yīng)考慮導(dǎo)線上人并分別驗(yàn)算單相作業(yè)和三相作業(yè)的受力狀態(tài)，導(dǎo)線集中荷載如下：

集中荷重安裝檢修三相檢修單相檢修橫梁200+Q+Tsina200+Q+Tcosb200+W(L-b)/L200+W(L-b)/L導(dǎo)線無(wú)330kv及以下100kg330kv及以下200kg330kv及以下150kg330kv及以下150kg導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算5）實(shí)用計(jì)算

張力計(jì)算的兩個(gè)限制條件

(1)最大弧垂不大于允許弧垂

(2)最大應(yīng)力不大于構(gòu)架，導(dǎo)線及絕緣子串的允許受力

弧垂6~10kV35kV110kV220kV330kV500kV母線1.00.9~1.12.03.03.5進(jìn)出線2.00.70.9~1.12.03.03.5導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算5）實(shí)用計(jì)算

計(jì)算原理

簡(jiǎn)支梁力矩平衡 不等高轉(zhuǎn)化為等高模型 最大弧垂發(fā)生在剪力為0處 剪力零點(diǎn)為最大力矩分界點(diǎn)，零值點(diǎn)左右的力矩總和相等且為最大力矩

計(jì)算目的

求導(dǎo)線張力H

A,B點(diǎn)支座反力Ra,Rb 最大弧垂

導(dǎo)線在不同溫度下的安裝曲線

導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算5）實(shí)用計(jì)算

初始輸入條件

允許弧垂 導(dǎo)線在各種荷載組合下的荷重 絕緣子串及聯(lián)板在各種荷載組合下的荷重 跨距 在各種荷載組合下集中荷重及位置 檢修荷重

風(fēng)速 最高溫度 最低溫度 覆冰荷重導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算5）實(shí)用計(jì)算

計(jì)算流程

初始條件fn<fmax?Ra不等高轉(zhuǎn)化四種荷載各點(diǎn)M，DH

假設(shè)最大弧垂發(fā)生在最大荷載f=2mБmm最大荷載解應(yīng)力狀態(tài)方程Бnn最大溫度或檢修HnfnFT假設(shè)正確輸出Hf及RaH=M/fБ=H/SБm2(бm-A)=CmБ=H/SH=M/fRa=Ra’+Htgr導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算6）導(dǎo)線及絕緣子受力校驗(yàn)

在正常運(yùn)行和短路時(shí)，電力設(shè)備引線的最大作用力不應(yīng)大于電氣設(shè)備端子允許的荷載。屋外配電裝置的導(dǎo)體，套管，絕緣子和金具其安全系數(shù)不應(yīng)小于以下規(guī)定。注： 懸式絕緣子對(duì)應(yīng)的安全系數(shù)對(duì)應(yīng)于1h機(jī)電試驗(yàn)荷載，而不是破壞荷載，后者的安全系數(shù)分別應(yīng)為5.3和3.3。 硬導(dǎo)體的安全系數(shù)對(duì)應(yīng)于破壞應(yīng)力，若對(duì)應(yīng)屈服點(diǎn)應(yīng)力，其安全系數(shù)分別為1.6和1.4。

類別荷載長(zhǎng)期作用時(shí)荷載短時(shí)作用時(shí)套管支持絕緣子2.51.67懸式絕緣子及其金具4(5.3)2.5(3.3)軟導(dǎo)體42.5硬導(dǎo)體2.0(1.6)1.67(1.4)導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算7）標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算書

土建資料受力安全系數(shù)

計(jì)算條件, 導(dǎo)體選擇計(jì)算 絕緣子選擇計(jì)算-泄漏比距，內(nèi)過(guò)電壓，大氣過(guò)電壓，機(jī)械強(qiáng)度 各種荷載組合條件下的導(dǎo)線的荷載，包括導(dǎo)線，跳線及引下線 絕緣子串(包括懸垂及耐張)及聯(lián)板在各種荷載組合下的荷重 數(shù)據(jù)輸入表 張力馳度計(jì)算

導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算8）土建資料

架構(gòu)土建資料架構(gòu)平面布置圖架構(gòu)負(fù)荷圖，表示出架構(gòu)高度，避雷針高度，寬度，導(dǎo)線懸掛點(diǎn)高度，懸掛點(diǎn)距離，避雷線懸掛點(diǎn)高度，導(dǎo)線偏角，及架構(gòu)受力情況(單側(cè)或雙側(cè)受力)架構(gòu)預(yù)埋件，包括掛環(huán)，爬梯架構(gòu)荷載，包括垂直荷載，水平荷載和側(cè)向風(fēng)壓如在架構(gòu)上安裝懸垂絕緣子或阻波器時(shí)，還應(yīng)另加垂直荷重和側(cè)向風(fēng)壓。安裝緊線圖及緊線角度

導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算8）土建資料

土建資料受力安全系數(shù)

導(dǎo)線拉力安全系數(shù)1.2 垂直荷重安全系數(shù)1.05-1.2

如果土建已經(jīng)考慮，可不考慮安全系數(shù)

其他注意事項(xiàng)

是否為終端構(gòu)架 是否配避雷針及避雷線 注明是否需要檢修爬梯 注意與送電線路的配合，預(yù)留送電掛線點(diǎn)

導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算8）土建資料

架構(gòu)受力情況表

受力狀態(tài)荷載水平拉力側(cè)向風(fēng)壓垂直荷重HPtRaRb正常狀態(tài)有冰有風(fēng)√√√最大風(fēng)速√√√√最低溫度√√√安裝狀態(tài)√√√檢修狀態(tài)三相上人330kv及以下√√√500kv√√√單相上人330kv及以下√√√500kv√√√導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算8）土建資料

土建專業(yè)的考慮

永久荷載，設(shè)備重，導(dǎo)線及避雷線張力 可變荷載，風(fēng)荷載，冰雪荷載，活荷載，安裝檢修臨時(shí)荷載，地震作用及溫度變化 偶然荷載，短路電動(dòng)力，陣風(fēng)，驗(yàn)算稀有冰荷載 導(dǎo)線荷載的荷載分項(xiàng)系數(shù)

荷載名稱最大風(fēng)工況覆冰工況檢修安裝工況水平張力1.31.31.2垂直荷重1.31.31.2側(cè)向風(fēng)壓1.41.41.4導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算8）土建資料

承載能力極限狀態(tài)的四種構(gòu)架荷載基本組合

運(yùn)行情況 安裝情況 檢修情況 地震情況 對(duì)軟導(dǎo)線一般不考慮短路電動(dòng)力對(duì)構(gòu)架及支架的影響，但對(duì)組合導(dǎo)線的掛線板和節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度應(yīng)要滿足短路電動(dòng)力的要求，一般取3倍導(dǎo)線張力。

導(dǎo)線實(shí)用力學(xué)計(jì)算主要參考規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

DL/T5218220KV~500KV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程DL/T5352高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程DL/T5222導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定GB5005935~110KV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范GB500603~110KV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T16434高壓架空線路和發(fā)電廠變電所環(huán)境污區(qū)分級(jí)及外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)DL5014330~500KV變電所無(wú)