线路设计答案.doc

第一章 架空输电线路基本知识
1、输电线路的任务是输送电能，并联络各发电厂、变电站使之并列运行，实现电力系统联网。
2、输电线路按电压等级分为高压、超高压、特高压线路；按架设方式分为架空线路和电缆线路；按输送电流的性质分为交流线路和直流线路；按杆塔上的回路数目分为单回路、双回路和多回路线路；按相导线之间的距离分为常规型和紧凑型线路。
3、架空输电线路主要有导线、地线、绝缘子（串）、线路金具、杆塔和拉线、基础以及接地装置等部分组成。
4、输电线路用架空线基本都由多股圆线同心绞合而成；在现行国家标准中，导线用型号、规格号、绞合结构及本标准号表示。型号第一个字母均用J，表示同心绞合；例如JG1A-40-19表示19根A级镀层普通强度镀锌钢线绞制成的镀锌钢绞线，相当于40mm²硬铝线的导电性；JL/G1B-500-45/7表示由45根硬铝线和7根B级镀层普通强度镀锌钢线绞制成的钢芯铝绞线，硬铝线的截面积为500mm².
5、导线的截面选择：导线的截面选择应从其电气性能和经济性能两个方面考虑，保证安全经济地输送电能。一般先按经济电流密度初选导线截面，再按允许电压损失、发热、电晕等条件校验。大跨越的导线截面宜按允许载流量选择，并应通过技术经济比较确定。
6、地线架设及选择：110kv输电线路宜全线架设地线，在平均雷暴日不超过15日或运行经验证明雷电活动轻微的地区可不架设地线。无地线的输电线路宜在变电站或发电厂的进线段架设1～2km的地线。在平均雷暴日超过15日的地区的哦220～330kv输电线路应沿全线架设地线，山区宜采用双地线。500kv输电线路应沿全线架设双地线。
7、导线的排列方式：单回路的导线常呈三角形、上字形和水平排列，双回路有伞形、倒伞形、六角形和双三角形排列，在特殊地段还有垂直排列、斜三角形排列等。
8、导线的换位方法：直线杆塔换位、耐张杆塔换位和悬空换位。
9、绝缘子片数公式：n≥a·Un/h 绝缘子联数确定公式：N≥G/[Tj]
第二章 设计用气象条件
1、主要气象参数对线路的影响：风作用于架空线上形成风压，产生水平方向上的荷载，风荷载使架空线的应力增大，杆塔产生附加弯矩，会引起断线、倒杆事故。微风会引起架空线的振动，使其疲劳破坏断线。大风引起架空线不同步摆动，特殊条件下会引起舞动，造成相间闪络，甚至产生鞭击。风还使悬垂绝缘子串产生偏摆，可造成带电部分与杆塔构件间电气间距减小而发生闪络；覆冰增加了架空线的垂直荷载，使架空线的张力增大。同时也增大了架空线的迎风面积，使其所受水平风载荷增加，加大了断线倒塔的可能。覆冰的垂直荷载使架空线的弧垂增大，造成对地或跨越物的电气距离减小而产生事故。覆冰后，下层架空线脱冰时，弹性能的突然释放使架空线向上跳跃，这种脱冰跳跃可引起与上层架空线之间的闪络。覆冰还使架空线舞动的可能性增大；气温的变化引起架空线的热胀冷缩。气温降低，架空线线长缩短，张力增大，有可能导致断线。气温升高，线长增加，弧垂变大，有可能保证不了对地或其他跨越物的电气距离。在最高气温下，电流引起的导线温升可能超过允许值，导线因温度升高强度降低而断线。
2、重现期：气象条件重现期是指该气象条件“多少年一遇”。
3、最大设计风速：最大设计风速，应按最大风速统计值选取，山区输电线路的最大设计风速如无可靠资料应比附近平原地区的统计值提高10%；大跨越的最大设计风速如无可靠资料，宜将附近平地相同电压等级输电线路重现期下的风速设计值，换算成历年大风季节平均最低水位以上10m处的风速并增加10%，然后再考虑水面影响增加10%后选用。
4、气象组合：一、线路正常运行情况下的气象组合1、最大风速：最大设计风速，无冰，相应的月平均气温（校验工作电压下的电气间距）2、最低气温：最低气温，无风，无冰绝缘子串的上扬3、覆冰有风：最厚覆冰，相应风速，气温-5°C 电气间距4、覆冰无风：最后覆冰，无风，气温-5°C电气间距 5、最高气温：最高气温，无冰，无风电气间距二、线路断线事故情况下的气象组合 6、一般地区：无风，无冰，最低气温月的最低平均气温7校验邻档断线：无冰，无风，气温 +15°C 三、校验安装和检修情况下的气象组合8安装气象：风速10m/s,无冰，最低气温月的平均气温9带电作业：风速10m/s，无冰，气温+15°间距 四、10线路耐振计算用气象组合：无风，无冰，年平均气温 五、雷电过电压气象组合11外过有风：温度15°无风，无冰间距12外过无风：温度15°无风，无冰 六13、操作过电压气象组合：年均气温，无冰，0.5倍的最大风（不低于15m/s）。间距
第三章 架空线的机械物理特性和比载
1、比载：在架空线的有关计算中，由于常用到单位长度架空线上的荷载折算到单位面积上的数值，就将其定义为架空线的比载，常用单位是N/(m·mm²)或MPa/m。根据架空线上作用荷载的不同，相应比载有自重比载、冰重比载、风压比载等，根据作用方向不同，比载可分为垂直比载、水平比载和综合比载。

第四章 均布荷载下架空线的计算
1、系列公式的假设及应用范围①悬链线方程：假设架空线是没有刚性的柔性索链；作用在架空线上的荷载沿其线长均布。②斜抛物线方程：假设架空线是柔性线索；架空线上的荷载沿斜档距均布（一般工程实际或小高差）③平抛物线方程：架空线是理想柔性线索；比载沿档距均布。（无高差或小高差）工程上粗略地认为比载γ沿档距l分布.一般情况下，小高差（h/l≤0.1）档距可采用平抛物线公式，大高差（0.1〈h/l〈0.25）档距可采用斜抛物线公式，其它情况下应采用悬链线公式。
2、相关结论：最大弧垂与档距中央弧垂重合；任一点处的弧垂与高差没有直接关系，因此对于同样大小的档距，在中央弧垂相等的情况下，等高悬点和不等高悬点架空线对应点的弧垂相等
3、架空线的平均高度：是指架空线上各点相对弧垂最低点的高度差对于档距的平均值，其大小等于架空线上各点与最低点间的高差沿档距的积分被档距除得的商；架空线的平均应力：是指架空线上各点的应力沿线长的积分对于线长的平均值。架空线的平均应力实际上就是架空线平均高度处的应力。
第五章 气象条件变化时架空线的计算
2、控制气象条件：使架空线应力最大的气象条件，简称控制条件。
3、临界档距：两个及以上气象条件同时成为控制条件时的档距称为临界档距。判定方法：图解法和列表法
4、最大弧垂：指架空线在无风前向条件下垂直平面内档距中央弧垂的最大值；判定最大弧垂的意义：设计杆塔高度，校验导线对地面、水面或交叉跨越物间的安全距离，以及排定杆塔位置等。判定方法：①临界温度方法②临界比载。
5、应力弧垂曲线绘制步骤：①确定工程所采用的气象条件；②依据所用架空线规格，查去有关参数和机械物理性能，选定架空线各种气象条件下架空线的应力和许用应力；③计算各种气象条件下的比载；④计算临界档距值，并判定有效临界档距和控制气象条件；⑤判定最大弧垂出现的气象条件；⑥以控制条件为已知状态，利用状态方程式计算不同档距、气象条件下架空线的应力和弧垂值；⑦按一定比例绘制出应力弧垂曲线。
6、应力弧垂的含义和作用：表示了各种气象条件下应力（弧垂）与档距之间的变化关系，在确定了档距以后，很容易从曲线上得到各种气象条件下的应力和弧垂值；安装曲线的含义和作用：表示各种气温下弧垂与档距的变化关系。架线施工时，常以观测弧垂方式确保线路符合设计要求，因此事先将各种施工气温（无风无冰）下的弧垂绘制成相应的曲线，以备施工时查用。
第六章均布荷载下架空线计算的进一步研究
1、考虑刚度后架空线的变化：①在悬挂点附近弯矩增大，且弯矩随张力的减小而增大，随刚度的增大而增大，同一档内高悬挂点出弯矩最大。②档距中央弧垂较柔性线弧垂有所减小，且高差对档距中央弧垂的大小无影响。
2、架空线的初伸长：通常将架空线的初伸长定义为架空线在年均应力（0.25σp）下，持续10年所产生的弹性和蠕变伸长。 处理方法：用预拉法或增大应力法补偿架空线的初伸长。
3、过牵引：在架空线施工紧线时，由于紧线滑轮低于挂线孔一定距离，而耐张串重量大，在挂线过程中又不可能全部绷直达到设计长度，因此在挂线即挂耐张串时，就需要将耐张串尾部的连接金具拉过头一下才能挂的上，这种现象称为架空线的过牵引。 工程中的处理方法：①用钢绳绑扎在耐张线夹牵引。②用专用卡具张紧绝缘子金具牵引。③用可调金具补偿过牵引长度
4、水平档距：杆塔两侧斜档距的平均值；杆塔线夹处所收水平荷载的大小等于风压比载与水平档距的乘积。垂直档距：杆塔两侧弧垂最低点间的水平距离；线夹处垂直荷载等于垂直档距与相应荷载的乘积。
5、极大档距：在一定高差下，如果某档距架空线弧垂最低点的应力恰好达到[σo]，搞悬挂点应力也恰好为[σB]，则此档距为该高差下的极大档距；允许档距：指低悬点应力达到[σo],高悬点应力超过[σB]后，采取放松架空线使σB达到[σB]下所对应的档距； 极限档距：由放松架空线所能得到的允许档距的最大值称为极限档距。三者关系：极限档距是允许档距的上限，极大档距是允许档距的下限，允许档距在上下限之间变化。
6、架空线的改建内容：①移动杆塔位置（杆高和数目不变）②增加杆塔高度（杆位和数目不变）③增设杆塔④以上项目的组合。 改建方法：常用方法是将改建的耐张段按新的情况重新紧线，重新安装线夹；另一种方法是不重新紧线，只串动少数几基杆塔上悬垂线夹的位置而完成改建。
第七章 1、非均布荷载形式：①施工人员在安装间隔棒或进行其他检修工作时常采用飞车作业，飞车和施工人员的重量为作用在架空线上的集中荷载；②运行检修人员修补档距中损坏的导线或检测档距中的压接管时，往往采用绝缘爬梯挂在架空线上进行高空作业，爬梯和施工人员的重量为作用在架空线上的集中荷载；③两基耐张杆塔相邻形成孤立档时，档距较小的情况下，必须考虑耐张绝缘子串的重量，该重量可视为在某区段上的均布荷载；④架空线上悬挂的引流线和悬空换位中的跳线，形成集中荷载；⑤软横担和采用滑索运送杆塔等情况，也可按作用有集中荷载的架空线考虑。
2、架空线最大弧垂发生在最大弯矩处，即剪力为零的位置，最低点弧垂位于剪力Qx=To·h/l处。
3、孤立档的控制气象条件判定方法：①试推比较法②比较折衷法。
第八章 1、连续档：指包含有若干基直线杆塔构成的耐张段。2、代表档距：用某一个档距下架空线的应力随气象条件的变化规律，代表连续档的架空线应力随前向条件变化规律的档距，代表档距下的高差角，称为代表高差角。
第九章1、断线张力：因架空线断线，短线档的相邻档架空线所具有的水平张力，称为架空线的断线张力。不平衡张力：因气象条件变化，在杆塔上产生的水平张力差，称为架空线不平衡张力。
2、相关规定：对直线型杆塔（不含大跨越）的短线情况和分裂导线的纵向不平衡张力情况计算下述荷载组合：单回路和双回路，单导线时按断任意一根线，分裂导线时按任意一相有不平衡张力，地线未断，无风无冰条件确定；多回路杆塔，单导线时按断任意两根线，分裂导线时按任意两相有不平衡张力，地线未断，无风无冰条件确定；无论多少回路的杆塔，按任意一根地线有不平衡张力，导线未断，无风无冰条件考虑。对耐张杆塔的断线情况，计算下述荷载组合：同一档内断两相导线，地线未断，无风无冰，断任意一根地线，导线未断，无风无冰。重冰区线路各类杆塔，导线和地线的断线张力和不平衡张力均按覆冰，无风，气温-15°C
第十章 架空线的振动和防振
1、架空线振动形式：微风振动，舞动，次档距振动脱冰跳跃和摆动，短路振动，电晕振动。
2、微风振动：微风振动是架空线在微风作用下产生的高频低幅的垂向振动。 产生原理：当稳定气流以速度V吹过圆柱体时，在圆柱体的背风侧会产生气流漩涡，它上、下交替产生且旋向相反，并以速度Vo不断离开圆柱体向后渐渐消失，在上下交替的冲击力作用下，圆柱体会产生上下振动。 强度表示：振动角表示和动弯应变表示。
3、微风振动防振方法：防震锤、阻尼线、护线条、合理选择架空线平均运行应力。 防振锤的安装设计：①防振锤型号的选择；②防振锤个数的选择；③防振锤安装位置的计算；④多个防振锤的安装位置。
第十一章 路径选择和杆塔定位
1、图上选线：地形比例以1:50000或1:100000为宜，图纸选线①搜集资料的内容；②路径方案的比较。现场选线“以线为主，线中有位”地形选择
3、平断面图：将线路经过地区的平面图、纵面图、横断面图绘制在一起，构成平断面图。
4、杆塔定位：根据选定的线路路径，在平断面图上合理安排杆塔位置的工作。
5、定位方法及过程：室内定位法—平地杆塔定位；丘陵、山区杆塔定位；现场修正落实，包括确定现场杆塔位，测量塔基断面图，核对地质资料，校核标高，校核档距，补测横断面，核对被跨越物的标高、交叉点、交叉角以及与输电线路杆塔间的距离等是否真确无误和满足规程要求，当终勘时间与室外定位时间像个较长时应对平断面图进行修正，办理杆塔位施工移交手续。现场室内定位法—按选确定的方向和目标定出线路中心线，并埋设直线桩和转角桩；在定线的同时测绘线路断面图，测量各标桩的距离、高程并标注在线路断面图上；在现场的室内，在断面图上试排杆塔位，反复进行杆塔位的比较和各项验算，确定出一个技术经济比较合理的方案；将室内定位方案拿到现场实地验证，逐基查看杆塔位的施工、运行条件，校测危险点和控制点断面；整理平断面图和有关资料，填写杆塔位明细表。
6、杆塔校验 杆塔使用条件校验：杆塔使用条件校验1杆塔荷载校验2杆塔最大档距校验3悬垂绝缘子串摇摆角（风偏角）校验4直线杆塔的上拔校验。架空线运行条件校验1架空线悬挂点应力校验2架空线悬垂角校验。绝缘子串强度和倒挂检查1绝缘子串的强度检查2耐张绝缘子串倒挂检查。对跨越物及对地限距的校验1交叉跨越限距的校验2边线风偏后对地距离的校验。