架空线路课程设计

题目：某110KV线路，通过我国Ⅱ气象区，导线型号为LGJ-150/20,做出相关的

应力弧垂曲线。

一．查出气象资料和导线参数

1、整理Ⅱ气象区的计算用气象条件，示于表1-1中 表1-1 计算用气象条件 项目 气象 气温（℃） 风速(m/s) 冰厚（mm) 最高气温 40 0 0 最低气温 -10 0 0 最大风速 10 30 0 覆冰 -5 10 5 年平均气温 15 0 0 2、LGJ—150/20型导线的有关参数，汇集于表1-2中 表1-2 LGJ-150/20导线有关参数 截面积导线直A（mm2） 径d(mm) 164.5 16.67 弹性系膨胀系数计算拉断数Eα（1/℃） 力（N) （Mpa) 73000 19.6×10-6 46630 计算质量（kg/km) 549.4 抗拉强安全系度σp数k （Mpa） 269.29 2.5 二．计算步骤

1、计算架空线路比载 名称 自重比载 冰重比载 符号 γ1（0，0） γ2（5，0） 计算公式 结果 32.75×103- qg ?10?3Ab(d?b)?（5，0）?27.728?10?3 2A?（0）?10，18.26×10-3 51.01×10-3 51.3×10 12.16×10-3 60.86×10 52.44×10 -3-3-3垂直总比载 γ3（5，0） 无冰风压比载 覆冰风压比载 无冰综合比载 覆冰综合比载 γ4（0，30） γ5（5，10） γ6（0，30） γ7（5，10） ?（0）??（，0）??（0） 35，1025，WV sin2??10?3AW?（10=?c?f?sc(d?2b)Vsin2??10?3 55，）A?（30）??c?f?scd40，22?（30）=?1（0，0）??4（0，30） 60，22?（5，10）=?（5，0）??（10 7355，） ∵γ6＞γ7

∴最大风速可能作为控制气象条件 2、确定应力值

许用应力[σ0]=40%σp=107.72 年均应力上限[σcp]=25%σp=67.32

3、确定临界挡距，判定控制气象条件

项目 条件 许用应用[σ0](Mpa) 比载γ（Mpa/m) γ/[σ0](1/m) 温度t(℃) γ/[σ0]由大到小编号 最大风速 107.72 -3最厚覆冰 107.72 -3最低气温 107.72 -3年均气温 67.32 -360.86×10 52.44×10 32.75×10 32.75×10 0.565×10-3 0.487×10-3 0.304×10-3 0.486×10-3 10 A -5 B -10 D 15 C 4、计算临界挡距 当许用应力相等时，

代入公式lij?[?0]24?(tj?ti)?j2??i2 当许用应力不相等时，

24??[?0]j?[?0]i??E(tj?ti)??????E?(j)2?(i)2?[?0]i??[?0]j??lij= 代入公式

LADLABLACLBCLBDLCD24?19.6?10?6(10?10)?107.72?203.68(60.86?10?3)2?(32.75?10?3)224?19.6?10?6(10?5)?107.72?292.86(60.86?10?3)2?(52.44?10?3)224[107.72?67.32?19.6?10?6?73000?(10?15)]??362.8373000?[(0.565?10?3)2?(0.486?10?3)2]24[107.72?67.32?19.6?10?6?73000?(?5?15)]??1995.4273000?[(0.487?10?3)2?(0.486?10?3)2]24?19.6?10?6(?5?10)?107.72?127.56?32?32(52.44?10)?(32.75?10)24[67.32?107.72?19.6?10?6?73000?(15?10)]??虚数?32?3273000?[(0.486?10)?(0.304?10)]

控制气象条件树图如下：

203.68

362.83 127.56 C 292.86 1995.42 D C B A ∴当L<362.83时，C为控制气象条件（即年均气温） 当L>362.83时，A为控制气象条件（即最大风速） 4、计算各气象条件的应力

22E?2lE?12l2状态方程：?02???01???E(t2?t1) 2224?0224?01E?73000,??19.6?10?6 （1） 最高气温 1L=50 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=32.75×10-3 σ01=67.32

t2=40℃ t1=15℃

273000?（32.75?10-3）?50273000?（3275.?10-3）?502-6?02??67.32??19.6?10?73000(40?15)2224?0224?67.32

解得 02=36.03?2 L=100 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=32.75×10-3 σ01=67.32

t2=40℃ t1=15℃

273000?（32.75?10-3）?100273000?（3275.?10-3）?1002?02??67.32??19.6?10-6?73000(40?15)2224?0224?67.32

解得 02=42.45?3 L=150 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=32.75×10-3 σ01=67.32

t2=40℃ t1=15℃

273000?（32.75?10-3）?150273000?（3275.?10-3）?1502?02??67.32??19.6?10-6?73000(40?15)2224?0224?67.32解得 02=47.66?4 L=200 γ○

2

=32.75×10γ1=32.75×10 σ01=67.32

-3 -3

t2=40℃ t1=15℃

273000?（32.75?10-3）?200273000?（3275.?10-3）?2002-6?02??67.32??19.6?10?73000(40?15)2224?0224?67.32解得 02=51.66?5 L=250 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=32.75×10-3 σ01=67.32

t2=40℃ t1=15℃

273000?（32.75?10-3）?250273000?（3275.?10-3）?2502-6?02??67.32??19.6?10?73000(40?15)2224?0224?67.32解得 02=54.70?6L=300 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=32.75×10-3 σ01=67.32

t2=40℃ t1=15℃

273000?（32.75?10-3）?300273000?（32.75?10-3）?3002-6?02??107.72??19.6?10?73000(40?15)2224?0224?107.72解得 02=57.03?7L=350 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=32.75×10-3 σ01=67.32

t2=40℃ t1=15℃

273000?（32.75?10-3）?350273000?（3275.?10-3）?3502-6?02??67.32??19.6?10?73000(40?15)2224?0224?67.32解得 02=58.83?8L=362.83 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=32.75×10-3 σ01=67.32

t2=40℃ t1=15℃

273000?（32.75?10-3）?362.83273000?（3275.?10-3）?362.832-6?02??67.32??19.6?10?73000(40?15)2224?0224?67.32解得 02=59.23?9 L=400 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=60.83×10-3 σ01=107.72

t2=40℃ t1=10℃

273000?（32.75?10-3）?400273000?（6083.?10-3）?4002-6?02??107.72??19.6?10?73000(40?10)2224?0224?107.72解得 02=59.07?10 L=450 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=60.83×10-3 σ01=107.72

t2=40℃ t1=10℃

273000?（32.75?10-3）?450273000?（6083.?10-3）?4502?02??107.72??19.6?10-6?73000(40?10)2224?0224?107.72解得 02=58.86?11 L=500 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=60.83×10-3 σ01=107.72

t2=40℃ t1=10℃

273000?（32.75?10-3）?500273000?（6083.?10-3）?5002?02??107.72??19.6?10-6?73000(40?10)2224?0224?107.72解得 02=58.71?12 L=550 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=60.83×10-3 σ01=107.72

t2=40℃ t1=10℃

273000?（32.75?10-3）?550273000?（6083.?10-3）?5502-6?02??107.72??19.6?10?73000(40?10)224?0224?107.722解得 02=58.59?13 L=600 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=60.83×10-3 σ01=107.72

t2=40℃ t1=10℃

273000?（32.75?10-3）?600273000?（6083.?10-3）?6002-6?02??107.72??19.6?10?73000(40?10)2224?0224?107.72解得 02=58.50?(2)最低气温 1L=50 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=32.75×10-3 σ01=67.32

t2=-10℃ t1=15℃

273000?（32.75?10-3）?50273000?（3275.?10-3）?502-6?02??67.32??19.6?10?73000(?10?15)2224?0224?67.32解得 02=102.07?2L=100 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=32.75×10-3 σ01=67.32

t2=-10℃ t1=15℃

273000?（32.75?10-3）?100273000?（3275.?10-3）?1002-6?02??67.32??19.6?10?73000(?10?15)2224?0224?67.32解得 02=99.21?3L=150 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=32.75×10-3 σ01=67.32

t2=-10℃ t1=15℃

t2=-5℃ t1=15℃

273000?（5244.?10-3）?362.83273000?（3275.?10-3）?362.832?02??67.32??19.6?10-6?73000(?5?15)2224?0224?67.32解得 02=103.66?9L=400 γ○

2

=52.44×10-3 γ1=60.86×10-3 σ01=107.72

t2=-5℃ t1=10℃

273000?（5244.?10-3）?400273000?（6083.?10-3）?4002?02??107.72??19.6?10-6?73000(?5?10)2224?0224?107.72解得 02=102.13?10L=450 γ○

2

=52.44×10-3 γ1=60.86×10-3 σ01=107.72

t2=-5℃ t1=10℃

273000?（5244.?10-3）?450273000?（6083.?10-3）?4502-6?02??107.72??19.6?10?73000(?5?10)224?0224?107.722解得 02=100.45?

11L=500 γ○

2

=52.44×10-3 γ1=60.86×10-3 σ01=107.72

t2=-5℃ t1=10℃

273000?（5244.?10-3）?500273000?（6083.?10-3）?5002-6?02??107.72??19.6?10?73000(?5?10)2224?0224?107.72解得 02=99.15?12L=550 γ○

2

=52.44×10-3 γ1=60.86×10-3 σ01=107.72

t2=-5℃ t1=10℃

273000?（5244.?10-3）?550273000?（6083.?10-3）?5502-6?02??107.72??19.6?10?73000(?5?10)2224?0224?107.72解得 02=98.15?13L=600 γ○

2

=52.44×10-3 γ1=60.86×10-3 σ01=107.72

t2=-5℃ t1=10℃

273000?（5244.?10-3）?600273000?（6083.?10-3）?6002-6?02??107.72??19.6?10?73000(?5?10)2224?0224?107.72解得 02=97.36?(5)年均气温 1L=50 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=32.75×10-3 σ01=67.32

t2=15℃ t1=15℃

273000?（3275.?10-3）?50273000?（3275.?10-3）?502?02??67.32??19.6?10-6?73000(15?15)2224?0224?67.32解得 02=67.32?2L=100 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=32.75×10-3 σ01=67.32

t2=15℃ t1=15℃

273000?（3275.?10-3）?100273000?（3275.?10-3）?1002?02??67.32??19.6?10-6?73000(15?15)2224?0224?67.32解得 02=67.32?3L=150 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=32.75×10-3 σ01=67.32

t2=15℃ t1=15℃

273000?（3275.?10-3）?150273000?（3275.?10-3）?1502-6?02??67.32??19.6?10?73000(15?15)224?0224?67.322解得 02=67.32?4L=200 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=32.75×10-3 σ01=67.32

t2=15℃ t1=15℃

273000?（3275.?10-3）?200273000?（3275.?10-3）?2002-6?02??67.32??19.6?10?73000(15?15)2224?0224?67.32解得 02=67.32?5L=250 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=32.75×10-3 σ01=67.32

t2=15℃ t1=15℃

273000?（3275.?10-3）?250273000?（3275.?10-3）?2502-6?02??67.32??19.6?10?73000(15?15)2224?0224?67.32解得 02=67.32?6L=300 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=32.75×10-3 σ01=67.32

t2=15℃ t1=15℃

273000?（3275.?10-3）?300273000?（3275.?10-3）?3002-6?02??67.32??19.6?10?73000(15?15)2224?0224?67.32解得 02=67.32?7L=350 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=32.75×10-3 σ01=67.32

t2=15℃ t1=15℃

273000?（3275.?10-3）?350273000?（3275.?10-3）?3502?02??67.32??19.6?10-6?73000(15?15)2224?0224?67.32解得 02=67.32?8L=326.83 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=32.75×10-3 σ01=67.32

t2=15℃ t1=15℃

273000?（3275.?10-3）?326.83273000?（3275.?10-3）?326.832?02??67.32??19.6?10-6?73000(15?15)2224?0224?67.32解得 02=67.32?9L=400 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=60.86×10-3 σ01=107.72

t2=15℃ t1=10℃

273000?（3275.?10-3）?400273000?（6083.?10-3）?4002?02??107.72??19.6?10-6?73000(15?10)2224?0224?107.72解得 02=65.80?10L=450 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=60.86×10-3 σ01=107.72

t2=15℃ t1=10℃

273000?（3275.?10-3）?450273000?（6083.?10-3）?4502?02??107.72??19.6?10-6?73000(15?10)2224?0224?107.72解得 02=64.20?11L=500 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=60.86×10-3 σ01=107.72

t2=15℃ t1=10℃

273000?（3275.?10-3）?500273000?（6083.?10-3）?5002?02??107.72??19.6?10-6?73000(15?10)2224?0224?107.72解得 02=63.04?12L=550 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=60.86×10-3 σ01=107.72

t2=15℃ t1=10℃

273000?（3275.?10-3）?550273000?（6083.?10-3）?5502-6?02??107.72??19.6?10?73000(15?10)224?0224?107.722解得 02=62.17?13L=600 γ○

2

=32.75×10-3 γ1=60.86×10-3 σ01=107.72

t2=15℃ t1=10℃

273000?（3275.?10-3）?600273000?（6083.?10-3）?6002?02??107.72??19.6?10-6?73000(15?10)2224?0224?107.72解得 02=61.50?5、计算最高温度下的弧垂

?1L2弧垂的计算公式：f? （γ1=32.75×10-3 ）

○1L=50 ○2L=100 ○3L=150 ○4L=200

○5L=250 ○6L=300 ○7L=350 ○8L=362.83 ○9L=400 ○10450 ○11L=500 ○12L=550 8?0σ32.75?10-3?5020=36.03 f?8?36.03=0.284 σ=42.45 f?32.75?10-3?100208?42.45=0.964 σ32.75?10-3?15020=47.66 f?8?47.66=1.932 32.75?10-3?2002σ0=51.66 f?8?51.66=3.170 32.75?10-3?2502σ0=54.70 f?8?54.70=4.677 σ32.75?10-3?30020=57.03 f?8?57.03=6.460 σ=58.83 f?32.75?10-3?350208?58.83=8.524 σ32.75?10-3?362.8320=59.23 f?8?59.23=9.100 32.75?10-3σ?40020=59.07 f?8?59.07=11.089 σf?32.75?10-3?45020=58.868?58.86=14.083 σ32.75?10-3?50020=58.71f?8?58.71=17.433 σ32.75?10-3?55020=58.59f?8?58.59=21.136 32.75?10-3?6002=25.194 13L=600 σ0=58.50f?○8?58.50四、作出挡距与应力和弧垂的关系

（详见附录一）

12010080最高气温弧垂60最低气温最大风速40覆冰年均气温2000100200300400500600700 五、计算说明书

1、根据所在区和导线型号找出相关数据

2、计算各比载，最高气温、最低气温和年均气温的比载为自重比载γ1=32.75×10-3，最大风速比载为γ6=60.86×10-3，覆冰比载为γ7=52.44×10-3 3、计算各挡距lij?[?0]24?(tj?ti)lij=24??[?0]j?[?0]i??E(tj?ti)??????E?(j)2?(i)2?[?0]i???[?0]j??j2??i2 LAB=292.86,LAC=362.83,LAD=203.68,LBC=1995.42,LBD=127.56,LCD=虚数

4、确定应力值：年均气温应力σcp=25%σp=67.32，其他条件下的应力都为40%σp=107.72

5、根据挡距判断控制气象条件和临界挡距，即当L<362.83时，年均气温为控制气象条件；当L>362.83时，最大风速为控制气象条件

22E?2lE?12l26、列状态方程?02???01???E(t2?t1)以临界挡距为分界点，算2224?0224?01,

各气象条件下不同挡距所对应的应力值

?1L27、根据公式f?，计算最高气温下，各挡距所对应的弧垂

8?0

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