架空输电线路专业课程设计.doc

东南大学成贤学院
11输配电1班 龚向文
新浪微博：@作家涵文博

题目：某110KV线路，通过国内Ⅲ气象区，导线型号为LGJ-185/25,做出有关应力弧垂曲线、安装曲线。

一、查出气象资料和导线参数
1、整顿Ⅲ气象区计算用气象条件，示于表1-1中
表1-1 计算用气象条件
项目 气象
最高气温
最低气温
最大风速
覆冰
年平均气温
气温（℃）
40
-10
-5
-5
15
风速(m/s)
0
0
25
10
0
冰厚（mm)
0
0
0
5
0

2、 LGJ—185/25型导线关于参数，汇集于表1-2中
表1-2 LGJ-185/25导线关于参数
截面积A（mm²）
导线直径d(mm)
弹性系数E（Mpa)
膨胀系数α（1/℃）
计算拉断力（N)
计算质量（kg/km)
抗拉强度σp（Mpa）
安全系数k
211.29
18.90
73000
19.6×10-6
59420
706.1
267.16
2.5

二、计算环节

1、计算架空线路比载

自重比载：

冰重比载：

垂直总比载：

无冰风压比载：

=

覆冰风压比载：

=

无冰综合比载：

覆冰综合比载：

名称
符号
计算公式
成果
自重比载
γ1（0，0）

冰重比载
γ2（5，0）

垂直总比载
γ3（5，0）

无冰风压比载
γ4（0，25）

覆冰风压比载
γ5（5，10）

无冰综合比载
γ6（0，25）

覆冰综合比载
γ7（5，10）

∵γ6＜γ7
∴最大风速不也许作为控制气象条件
2、拟定应力值
许用应力[σ0]=40%σp=106.86
年均应力上限[σcp]=25σp=66.79
3、 拟定临界挡距，鉴定控制气象条件

项目 条件
最厚覆冰
最低气温
年均气温
许用应用[σ0](Mpa)
106.86
106.86
66.79
比载γ（Mpa/m)
49.52×10-3
32.77×10-3
32.77×10-3
γ/[σ0](1/m)
0.463×10-3
0.307×10-3
0.491×10-3
温度t(℃)
-5
-10
15
γ/[σ0]由大到小编号
B
C
A
4、计算临界挡距
代入公式

m

控制气象条件树图如下：
A
139.93
A
C
B
A

A为控制气象条件（即年均气温）
三、计算各气象条件应力

状态方程：

（1） 最高气温
L=50 γ2=32.77×10-3 γ1=32.77×10-3 σ01=66.79
t2=40℃ t1=15℃

1、 L=100，办法同
42.114
2、 L=150，办法同
47.340
3、 L=200，办法同
51.328
4、 L=250，办法同
54.357
5、 L=300，办法同
56.669
6、 L=350，办法同
58.45
7、 L=400，办法同
59.839
8、 L=450办法同
60.931
9、 L=500，办法同
61.801
10、 L=550，办法同
62.5011
11、 L=600，办法同
63.071

(2)最低气温
L=50 γ2=32.77×10-3 γ1=32.77×10-3 σ01=66.79
t2=-10℃ t1=15℃

1、 L=100，办法同
98.599
2、 L=150，办法同
94.346
3、 L=200，办法同
89.557
4、 L=250，办法同
85.038
5、 L=300，办法同
81.229
6、 L=350，办法同
78.245
7、 L=400，办法同
75.974
8、 L=450，办法同
74.26
9、 L=500，办法同
72.957
10、 L=550，办法同
71.954
11、 L=600，办法同
71.170

(3)最大风速
L=50 γ2=42.67×10-3 γ1=32.77×10-3 σ01=66.79
t2=-5℃ t1=15℃

1、 L=100，办法同
94.312
2、 L=150，办法同
93.26
3、 L=200，办法同
92.19
4、 L=250，办法同
91.237
5、 L=300，办法同
90.449
6、 L=350，办法同
89.822
7、 L=400，办法同
89.329
8、 L=450，办法同
88.941
9、 L=500，办法同
88.635
10、 L=550，办法同
88.392
11、 L=600，办法同
88.195

(4）覆冰
L=50 γ2=49.52×10-3 γ1=32.77×10-3 σ01=66.79
t2=-5℃ t1=15℃

1、 L=100，办法同
96.154
2、 L=150，办法同
96.834
3、 L=200，办法同
97.507
4、 L=250，办法同

98.099
5、 L=300，办法同
98.59
6、 L=350，办法同
98.988
7、 L=400，办法同
99.305
8、 L=450，办法同
99.560
9、 L=500，办法同
99.764
10、 L=550，办法同
99.929

11、 L=600，办法同
100.064

(5)年均气温

由于只受年均气温控制
γ2=32.77×10-3 γ1=32.77×10-3 σ01=66.79
t2=15℃ t1=15℃
L=50

L=100 L=150
L=200 L=250
L=300 L=350
L=400 L=450
L=500 L=550
L=600

四、计算最高温度下弧垂
弧垂计算公式： （γ1=32.77×10-3 ）
L=50 σ0=35.624
L=100 σ0=42.114
L=150 σ0=47.34
L=200 σ0=51.328
L=250 σ0=54.357
L=300 σ0=56.669
L=350 σ0=58.45
L=400 σ0=59.839
L=450 σ0=60.931
L=500 σ0=61.801
L=550 σ0=62.501
L=600 σ0=63.071

五、作出应力弧垂曲线

（详见附录一）

六、计算-10℃―40℃安装曲线

-10℃时：
L=50 γ2=32.77×10-3 γ1=3277×10-3 σ01=66.79
t2=-10℃ t1=15℃

1、 L=100，办法同
98.599 0.41545
2、 L=150，办法同
94.346 0.43417
3、 L=200，办法同
89.57 0.45735
4、 L=250，办法同
85.038 0.48169
5、 L=300，办法同
81.229 0.50428
6、 L=350，办法同
78.245 0.52353
7、 L=400，办法同
75.974 0.53917
8、 L=450，办法同
74.260 0.55161
9、 L500，办法同
72.957 0.56146
10、 L=550，办法同
71.954 0.56929
11、 L=600，办法同
71.170 0.57556

0℃时
L=50 γ2=32.77×10-3 γ1=32.77×10-3 σ01=66.79
t2= 0℃ t1=15℃

1、 L=100，办法同
85.409 0.47960
2、 L=150，办法同
82.562 0.49614
3、 L=200，办法同
79.963 0.51464
4、 L=250，办法同
76.963 0.53224
5、 L=300，办法同
74.845 0.54729
6、 L=350，办法同
73.216 0.55948
7、 L=400，办法同
71.983 0.56906
8、 L=450，办法同
71.047 0.57656
9、 L=500，办法同
70.329 0.58244
10、 L=550，办法同
69.771 0.587099
11、 L=600，办法同
69.332 0.59082

10 ℃时
L=50 γ2=32.77×10-3 γ1=32.77×10-3 σ01=66.79
t2=10 ℃ t1=15℃

1、 L=100，办法同
72.788 0.56276
2、 L=150，办法同
71.730 0.57107
3、 L=200，办法同
70.757 0.57892
4、 L=250，办法同
69.932 0.58575
5、 L=300，办法同
69.289 0.59118
6、 L=350，办法同
68.799 0.59539
7、 L=400，办法同
68.427 0.59863
8、 L=450，办法同
68.143 0.60113
9、 L=500，办法同
67.923 0.60307
10、 L=550，办法同
67.751 0.604604
11、 L=600，办法同
67.613 0.60584
20 ℃时
L=50 γ2=32.77×10-3 γ1=32.77×10-3 σ01=66.79
t2=20 ℃ t1=15℃

1、 L=100，办法同
61.072 0.67073
2、 L=150，办法同
62.175 0.65883
3、 L=200，办法同
63.133 0.64883
4、 L=250，办法同
63.891 0.64113
5、 L=300，办法同
64.472 0.63535
6、 L=350，办法同
64.913 0.63104
7、 L=400，办法同
65.251 0.62777
8、 L=450，办法同
65.511 0.62528
9、 L=500，办法同
65.714 0.62335
10、 L=550，办法同
65.875 0.621822
11、 L=600，办法同
66.004 0.62061

30 ℃时
L=50 γ2=32.77×10-3 γ1=32.77×10-3 σ01=66.79
t2=30 ℃ t1=15℃

1、 L=100，办法同
51.380 0.79725
2、 L=150，办法同
54.030 0.75814
3、 L=200，办法同
56.693 0.72253
4、 L=250，办法同
58.739 0.69737
5、 L=300，办法同
60.297 0.67935
6、 L=350，办法同
61.486 0.66621
7、 L=400，办法同
62.402 0.65643
8、 L=450，办法同
63.116 0.649003
9、 L=500，办法同
63.680 0.64326
10、 L=550，办法同
64.129 0.638752
11、 L=600，办法同
64.492 0.635156
40℃时
应力已经在前面算出，直接算弧垂。
L=50

1、 L=100，办法同
42.114 0.97266
2、 L=150，办法同
47.340 0.86528
3、 L=200，办法同
51.328 0.79805
4、 L=250，办法同
54.357 0.75358
5、 L=300，办法同
56.669 0.72284
6、 L=350，办法同
58.45 0.70081
7、 L=400，办法同
59.839 0.68455
8、 L=450，办法同
60.931 0.67228
9、 L=500，办法同
61.801 0.66281
10、 L=550，办法同
62.5011 0.65539
11、 L=600，办法同
63.071 0.64947
七、作出安装曲线

（详见附录二）

八、计算阐明
1、依照所在区和导线型号找出有关数据

2、计算各比载，最高气温、最低气温和年均气温比载为自重比载γ1=32.77×10-3，最大风速比载为γ6=46.27×10-3，覆冰比载为γ7=49.52×10-3

3、计算各挡距
LAB=虚数LAC=虚数,LBC=139.93m
4、拟定应力值：年均气温应力σcp=25%σp=66.79，其她条件下应力都为40%σp=106.86

5、依照挡距判断控制气象条件和临界挡距，年均气温为控制气象条件.

6、列状态方程，算各气象条件下不同挡距所相应应力值

7、依照公式，计算最高气温下，各挡距所相应弧垂

8、依照公式 ，计算40℃,30℃，20℃，10℃，0℃，-10℃应力和百米档弧垂，绘制安装曲线

附录1：

LGJ-185/25型导线应力弧垂计算表
气象条件

挡距l（m)
最低气温
年均气温
最大风速
覆冰（无风）
最高气温
应力σ(MPa)
应力σ(MPa)
应力σ(MPa)
应力σ(MPa)
应力σ(MPa)
弧垂f(m)
50
101.522
66.790
95.107
95.616
35.624
0.287400
100
98.599
66.790
94.312
96.154
42.114
0.972660
150
94.346
66.790
93.260
96.834
47.340
1.946890
200
89.557
66.790
92.190
97.507
51.328
3.192215
250
85.038
66.790
91.237
98.099
54.357
4.709892
300
81.229
66.790
90.449
98.590
56.669
6.505541
350
78.245
66.790
89.822
98.988
58.450
8.584955
400
75.974
66.790
89.329
99.305
59.839
10.952720
450
74.260
66.790
88.941
99.560
60.931
13.613610
500
72.957
66.790
88.635
99.764
61.801
16.570320
550
71.954
66.790
88.392
99.929
62.501
19.825530
600
71.170
66.790
88.195
100.064
63.071
23.380790

附录2： 各种施工气温下应力和百米弧垂

温度（℃）
-10
0
10
档距（m）
σ(MPa)
f100(m)
σ(MPa)
f100(m)
σ(MPa)
f100(m)
50
101.522
0.40348
87.489
0.46820
73.620
0.55641
100
98.599
0.41545
85.409
0.47960
72.788
0.56276
150
94.346
0.43417
82.562
0.49614
71.730
0.57107
200
89.570
0.45735
79.963
0.51464
70.757
0.57892
250
85.038
0.48169
76.963
0.53224
69.932
0.58575
300
81.229
0.50428
74.845
0.54729
69.289
0.59118
350
78.245
0.52353
73.216
0.55948
68.799
0.59539
400
75.974
0.53917
71.983
0.56906
68.427
0.59863
450
74.260
0.55161
71.047
0.57656
68.143
0.60113
500
72.957
0.56146
70.329
0.58244
67.923
0.60307
550
71.954
0.56929
69.771
0.58710
67.751
0.60460
600
71.170
0.57556
69.332
0.59082
67.613
0.60584
温度（℃）
20
30
40
档距（m）
σ(MPa)
f100(m)
σ(MPa)
f100(m)
σ(MPa)
f100(m)
50
60.069
0.68192

47.168
0.86844
35.624
1.14986
100
61.072
0.67073
51.380
0.79725
42.114
0.92726
150
62.175
0.65883
54.030
0.75814
47.340
0.86528
200
63.133
0.64883
56.693
0.72253
51.328
0.79805
250
63.891
0.64113
58.739
0.69737
54.357
0.75358
300
64.472
0.63535
60.297
0.67935
56.669
0.72284
350
64.913
0.63104
61.486
0.66621
58.450
0.70081
400
65.251
0.62777
63.402
0.65643
59.839
0.68455
450
65.511
0.62528
63.116
0.64900
60.931
0.67228
500
65.714
0.62335
63.680
0.64326
61.801
0.66281
550
65.875
0.62182
64.129
0.63875
62.501
0.65539
600
66.004
0.62061
64.492
0.63516
63.071
0.64947