導(dǎo)線應(yīng)力弧垂曲線和安裝曲線的制作

課程設(shè)計(論文)題目名稱導(dǎo)線應(yīng)力弧垂曲線和安裝曲線的制作課程名稱架空輸電線路設(shè)計學(xué)生姓名學(xué)號系專業(yè)指導(dǎo)教師2015年9月17日邵陽學(xué)院課程設(shè)計（論文）任務(wù)書年級專業(yè)12輸電線路學(xué)生姓名成浩學(xué)號1241201017題目名稱制作某線路導(dǎo)線的應(yīng)力弧垂曲線和安裝曲線。設(shè)計時間2、3周課程名稱架空輸電線路設(shè)計課程編號121202319設(shè)計地點一、課程設(shè)計（論文）目的結(jié)合所學(xué)的線路設(shè)計知識，要求學(xué)生掌握線路設(shè)計中各項參數(shù)的查取，并結(jié)合工程實際，掌握具體線路的導(dǎo)線應(yīng)力弧垂曲線和安裝曲線做法，從中對線路設(shè)計中所涉及到的導(dǎo)線的比載計算，架空線弧垂、線長和應(yīng)力的計算，架空線的狀態(tài)方程式，臨界檔距，最大弧垂的判定，導(dǎo)線應(yīng)力弧垂曲線和安裝曲線做法有深刻的了解。最終加強學(xué)生的線路設(shè)計認識及動手能力二、已知技術(shù)參數(shù)和條件氣象條件：全國典型氣象條件Ⅶ區(qū)電壓等級110kV導(dǎo)線型號LGJ—210/35三、任務(wù)和要求學(xué)生應(yīng)該完成課程設(shè)計說明書的內(nèi)容，同時還包括導(dǎo)線應(yīng)力弧垂曲線和安裝曲線的繪制圖為簡明起見，各計算結(jié)果應(yīng)盡量采用表格形式表示每一計算過程應(yīng)列出所用公式，并代入一組實際數(shù)據(jù)示范各系數(shù)的取值應(yīng)說明出處和理由注：1．此表由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)系、教研室審批，指導(dǎo)教師、學(xué)生簽字后生效；2．此表1式3份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、教研室各1份。四、參考資料和現(xiàn)有基礎(chǔ)條件（包括實驗室、主要儀器設(shè)備等）孟遂民，李光輝編著，架空輸電線路設(shè)計，中國三峽出版社，2000.10邵天曉，架空送電線路的電線力學(xué)計算，水利電力出版社，1987周振山，高壓架空送電線路機械計算，水利電力出版社，1987東北電力設(shè)計院，電力工程高壓送電線路設(shè)計手冊，水利電力出版社，1991五、進度安排第二周：查找相關(guān)資料，收集整理數(shù)據(jù)等，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)對號入座。第三周：根據(jù)條件，利用已學(xué)方程式進行計算相關(guān)數(shù)據(jù)；然后按照一定比例繪制應(yīng)力弧垂曲線和安裝曲線圖；最后按照有關(guān)規(guī)定制作論文打印成稿。六、教研室審批意見教研室主任（簽字）：年月日七、主管教學(xué)主任意見主管主任（簽字）：年月日八、備注指導(dǎo)教師（簽字）：學(xué)生（簽字）：邵陽學(xué)院課程設(shè)計（論文）評閱表學(xué)生姓名成浩學(xué)號1241201017系電氣工程系專業(yè)班級12級輸電題目名稱制作導(dǎo)線應(yīng)力弧垂和安裝曲線課程名稱架空輸電線路設(shè)計回顧起此次電子課程設(shè)計，我感慨良多，同時，也受益匪淺。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，僅有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，才能真正做出具有實際使用價值的東西，才不至于只是紙上談兵。當(dāng)然，在設(shè)計的過程中也發(fā)現(xiàn)了自己的一些不足之處，像對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固等。在設(shè)計中我遇到過很多的問題，最后在尹老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎逆而解。在此，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師表示忠心的感謝！學(xué)生簽名：年5月30日二、指導(dǎo)教師評定評分項目平時成績論文答辯綜合成績權(quán)重304030單項成績指導(dǎo)教師評語：指導(dǎo)教師（簽名）：年月日摘要隨著我們國家經(jīng)濟的飛速發(fā)展，科技的不斷進步，現(xiàn)在對于用電量的需求越來越大，同時也對用電的可靠性提出了更高的要求，所以為了保證用電的可靠性，國家一直非常重視電網(wǎng)的建設(shè)，我們必須不斷完善電網(wǎng)的網(wǎng)架構(gòu)，而電網(wǎng)電能的輸送網(wǎng)架就是由每一條架空輸電線路所組成，所以輸電線路在電網(wǎng)中有不可代替的重要作用。目錄摘要……………1相關(guān)資料……………………11.1氣象參數(shù)…………………11.2導(dǎo)線相關(guān)參數(shù)……………11.3各個氣象條件下比載的計算值…………12計算臨界檔距，判斷控制氣象條件………33繪制應(yīng)力弧垂曲線…………74繪制導(dǎo)線安裝曲線…………105總結(jié)…………11VII的計算用氣象條件，如下表1-1所示表1-1第七區(qū)氣象參數(shù)氣象類型最大風(fēng)速最低氣溫年均氣溫最大覆冰最高氣溫內(nèi)過電壓外過無風(fēng)外過有風(fēng)安裝有風(fēng)事故氣象溫度（℃）-5-40-5-5+40-5+15+15-15-10風(fēng)速(m/s)300010015010100覆冰(mm)000100000001.2導(dǎo)線相關(guān)參數(shù)導(dǎo)線相關(guān)參數(shù)如下表1-2所示表1-2LGJ-210/35導(dǎo)線有關(guān)參數(shù)截面積A（mm2）導(dǎo)線直徑d（mm）彈性系數(shù)E（MPa）溫度系數(shù)a（1/℃）計算拉斷力Tj（N）單位長度質(zhì)量q（Kg/Km）強度極限σp(MPa)安全系數(shù)k許用應(yīng)力(MPa)年均應(yīng)力上限[σo]（MPa）246.0920.387600018.9×10-674250853.9286.632.5114.6571.661.3各個氣象條件下比載的計算值自重比載r1（0,0）=(qg/A）×10-3=34.03×10-3（MPa/m）冰重比載r2(10,0)=27.728b(d+b)/A×10-3=34.23×10-3（MPa/m）垂直總比載r3(10,0)=r1（0,0）+r2(10,0)=68.26×10-3（MPa/m）無冰風(fēng)壓比載設(shè)θ=90°，因?qū)Ь€外徑d=20.38mm>17mm,則風(fēng)載體型系數(shù)usc=1.1,110kv線路，風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)Bc=1.0，基本風(fēng)壓Wv=v2/1.6。所以：安裝風(fēng)速v=10m/s時，查表得αf=1.0。所以：r4（0,10）=BcαfuscdW10/Asin2θ×10-3=5.694×10-3（MPa/m）內(nèi)過電壓風(fēng)速為v=15m/s，查表得αf=0.75；所以：r4（0,15）=BcαfuscdW15/Asin2θ×10-3=9.608×10-3（MPa/m）當(dāng)風(fēng)速為最大風(fēng)速v=30m/s時，基本風(fēng)壓為w30=v2/1.6=562.5Pa計算強度時，查表得αf=0.75，所以：r4（0,30）=Bcαfuscdw30/Asin2θ×10-3=38.431×10-3（MPa/m）計算風(fēng)偏時，查表得αf=0.61，所以：r4（0,30）=Bcαfuscdw30/Asin2θ×10-3=31.258×10-3（MPa/m）無冰綜合比載無冰有風(fēng)時的綜合比載是架空線自重比載和無冰風(fēng)壓比載的矢量和，即安裝有風(fēng)時r6（0,10）==34.503×10-3（MPa/m）內(nèi)過電壓時r6（0,15）==35.36×10-3（MPa/m）最大風(fēng)速，計算強度時r6（0，30）==51.332×10-3（MPa/m）最大風(fēng)速，計算風(fēng)偏時r6（0,30）==46.207×10-3（MPa/m）覆冰風(fēng)壓比載風(fēng)速V=10m/s，架空線覆冰時，架空線外徑由d變?yōu)椋╠+2b），風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)Bc=1.0，基本風(fēng)壓Wv=v2/1.6，規(guī)程規(guī)定，無論線徑大小，覆冰時的風(fēng)載體型系數(shù)一律取為usc=1.2；計算強度時αf=1.0，所以r5（10,10）=BcαfuscdW10/Asin2θ×10-3=12.306×10-3（MPa/m）計算風(fēng)偏時αf=1.0，所以r5（10,10）=BcαfuscdW15/Asin2θ×10-3=12.306×10-3（MPa/m）覆冰綜合比載覆冰綜合比載是架空線的垂直總比載和覆冰比載的矢量和。計算強度時r7（10,10）==69.36×10-3（MPa/m）計算風(fēng)偏時r7（10,10）==69.36×10-3（MPa/m）各氣象條件下導(dǎo)線比載的計算值，匯總?cè)缦卤?-3所示表1-3比載匯總表項目自重r1（0,0）覆冰無風(fēng)r3(10,0)無冰綜合r6（0,10）無冰綜合r6（0,15）無冰綜合r6（0，30）（用于強度）無冰綜合r6（0,30）（用于風(fēng)偏）覆冰綜合r7（10,10）（用于強度）覆冰綜合r7（10,10）（用于風(fēng)偏）數(shù)據(jù)34.03×10-368.26×10-334.503×10-335.36×10-351.332×10-346.207×10-369.36×10-369.36×10-3備注αf=1.0usc=1.1αf=0.75usc=1.1αf=0.75usc=1.1αf=0.61usc=1.1αf=1.0usc=1.2αf=1.0usc=1.2

2計算臨界檔距，判斷控制氣象條件可能成為控制條件的是最低氣溫、最大風(fēng)速、覆冰風(fēng)速、覆冰有風(fēng)和年均氣溫，整理該典型氣象區(qū)四種可能控制條件的有關(guān)氣象參數(shù)，如下表2-1所示。表2-1可能控制氣象條件有關(guān)參數(shù)參數(shù)氣象最低氣溫最大風(fēng)速最厚覆冰年均氣溫氣溫（℃）-40-5-5-5風(fēng)速(m/s)030100覆冰(mm)00100計算有關(guān)比載和比值r/[σ0]，計算結(jié)果列于下表2-2表2-2r/[σ0]計算結(jié)果及其排序表氣象條件最低氣溫最大風(fēng)速最厚覆冰年均氣溫r（MPa/m）34.03×10-351.332×10-369.36×10-334.03×10-3[σ0](MPa)114.65114.65114.6571.66r/[σ0]（1/m）0.297×10-30.448×10-30.605×10-30.475×10-3氣溫t（℃）-40-5-5-5r/[σ0]從小至大編號abdc按等高懸點考慮，計算有效臨界檔距公式為Lij=若兩種控制條件下的架空線需用應(yīng)力相等，即[σ0]i=[σ0]j=[σ0]Tij=[σ0]利用上式計算得到得各臨界檔距為Lac==129.38mLab=[σ0]=375.89mLad=[σ0]=239.02mLbc==虛數(shù)Lbd=[σ0]=0mLcd==310.96m得到有效臨界檔距判別表如下表2-3所示表2-3有效臨界檔距判別表氣象條件a最低氣溫b最大風(fēng)速c年均氣溫臨界檔距（m）Lab=375.89Lac=129.38Lad=239.02Lbc=虛數(shù)Lbd=220.56Lcd=310.96判斷有效臨界檔距，確定控制氣象條件。因為在某條件欄中，存在臨界檔距為虛數(shù)或者0的情況，則該欄的條件不起控制作用，應(yīng)當(dāng)舍去。容易看出Lac=129.38、Lcd=310.96為有效臨界檔距。當(dāng)實際檔距l(xiāng)≤Lac，最低氣溫為控制條件；當(dāng)實際檔距Lcd≥l≥Lac年均氣溫為控制條件；當(dāng)實際檔距l(xiāng)≥Lcd，最厚覆冰為控制條件。計算各氣象條件的應(yīng)力和弧垂以各檔距范圍的控制條件為已知條件，有關(guān)數(shù)據(jù)如下表2-4所示。表2-4已知條件及參數(shù)已知條件最低氣溫年均氣溫最厚覆冰參數(shù)控制區(qū)間0~129.38129.38~310.96310.96~∞tm（℃）-40-5-5bm（mm）0010Vm（m/s）0010rm（×10-3）34.0334.0369.36σm（MPa）114.6571.66114.65以各氣象參數(shù)為待求條件，已知參數(shù)如下表2-5所示。表2-5待求條件和已知參數(shù)參數(shù)待求條件最高氣溫最低氣溫年均氣溫事故外過有風(fēng)外過無風(fēng)內(nèi)過電壓t（℃）+40-40-5-10+15+15-5b（mm）0000000V（m/s）000010015r（×10-3MPa/m）34.0334.0334.0334.0334.50334.0335.36參數(shù)待求條件安裝覆冰無風(fēng)覆冰有風(fēng)（強度用）覆冰有風(fēng)（風(fēng)偏用）最大風(fēng)（強度用）最大風(fēng)（風(fēng)偏用）t（℃）-15-5-5-5-5-5b（mm）010101000V（m/s）10010103030r（×10-3MPa/m）34.50368.2669.6869.6845.5240.363繪制應(yīng)力弧垂曲線利用狀態(tài)方程，求得各待求條件下的應(yīng)力和弧垂，如下表3-1所示。檔距l(xiāng)r（m）氣象條件最高氣溫最低氣溫年均氣溫事故安裝外過有風(fēng)外過無風(fēng)σ0（MPa）Fv（m）σ0（MPa）σ0（MPa）σ0（MPa）σ0（MPa）σ0（MPa）σ0（MPa）Fv（m）5020.611.04114.6565.7972.6079.5340.6540.530.5310032.242.64114.6569.2475.2580.6148.7348.471.75129.3839.183.65114.6571.6680.5086.6255.5755.232.5920046.457.35106.3471.6675.8080.6558.4757.995.8925050.8910.48100.1571.6674.9879.0761.2060.648.79310.9655.0415.0093.4771.6674.2077.5663.7063.0613.0835055.0418.9985.7468.1370.0672.8268.6668.6615.2240055.2324.7276.9365.2666.6768.9065.8665.8620.7345055.3731.2172.2663.2764.3466.2263.9263.9227.0350055.4838.4568.4161.8562.6964.3362.5462.5434.1255055.5646.4665.9760.8161.2061.6161.5160.7542.4960055.6255.4564.1960.0260.5760.8460.7459.9751.2265055.6764.7662.8659.4159.8760.2160.1459.3760.7270055.7275.0361.8358.9359.3259.7259.6758.8971表3-1LGJ-210/35型導(dǎo)線應(yīng)力弧垂計算檔距l(xiāng)r（m）氣象條件操作過電壓覆冰無風(fēng)覆冰有風(fēng)（強度用）覆冰有風(fēng)（風(fēng)偏用）最（強度用）大風(fēng)最大（風(fēng)偏用）風(fēng)σ0（MPa）σ0（MPa）Fv（m）σ0（MPa）σ0（MPa）σ0（MPa）σ0（MPa）5065.9571.000.371.2571.2567.3066.5910069.7383.001.0283.5983.5973.6871.64129.3871.6784.501.6990.8790.8775.3973.4120072.90100.983.38102.10102.1082.0777.4725073.20107.234.97108.56108.5684.4878.86310.9673.49113.457.27114.65114.6586.8180.1835070.09112.979.25114.65114.6584.3577.2540067.31112.8611.34114.65114.6582.3474.8445065.38112.7615114.65114.6580.8873.1350063.99112.7118.1114.65114.6579.8671.6555062.96112.6422.91114.65114.6578.9870.9360062.18112.5927.28114.65114.6578.3570.2265061.58112.5532.03114.65114.6577.8569.6570060.11112.5337.15114.65114.6577.4669.21以上表的數(shù)據(jù)為依據(jù)，繪制應(yīng)力弧垂曲線（手繪）4繪制導(dǎo)線安裝曲線繪制安裝曲線時，以檔距為橫坐標，弧垂為縱坐標，一般從最高施工氣溫至最低施工氣溫每隔10℃繪制一條弧垂曲線。應(yīng)用狀態(tài)方程式求解各施工氣象（無風(fēng)、無冰、不同氣溫）下的安裝應(yīng)力，進而求出相應(yīng)的弧垂，結(jié)果如下表4-1所示f100表4-1各種施工氣溫下的檔距弧垂檔距50100129.38200250310.96350溫度σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f100σ0（MPa）f1004020.61

2.0632.241.3239.181.0946.450.9250.89

0.8455.040.7755.040.771050.650.8458.730.7265.550.6568.230.6271.670.5973.220.5872.110.58063.58/0.6766.480.6470.680.6076.580.5677.620.5475.32