【正文】 （ 1）安裝氣象：風(fēng)速 10 sm/ ，無冰，最低氣溫月的平均氣溫。 （ 2）帶電作業(yè)：風(fēng)速 10 sm/ ，無冰，氣溫 C??15 ，用于帶電作業(yè)的間距校驗(yàn)。 4. 線路耐振計(jì)算用氣象組合 由于線路微風(fēng)振動(dòng)一年四季中經(jīng)常發(fā)生，故控制其平均運(yùn)行應(yīng)力的組合氣南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 3 象條件為：年平均氣溫，無風(fēng)，無 冰。 雷電過電壓是指由于雷電的作用在導(dǎo)線上產(chǎn)生的過電壓，也稱外過電壓。 （ 1）外過有風(fēng)：溫度 C?15 ,相應(yīng)的風(fēng)速，無冰。 （ 2） 外過無風(fēng)：溫度 C?15 ,無風(fēng)，無冰。 操作過電壓是由于大型設(shè)備和系統(tǒng)的投切在導(dǎo)線上產(chǎn)生的過電壓，也稱內(nèi)過電壓，其氣象組合為：年均氣溫，無冰， （不低于 sm/15 ）。 典型氣象區(qū) 典型氣象區(qū)作為一種計(jì)算氣象條件，簡化了一個(gè)地區(qū)的設(shè)計(jì)工作，便于開展標(biāo)準(zhǔn)化工作。根據(jù)我國各地區(qū)氣象條件的情況，以影響輸電線路設(shè)計(jì)最大的三個(gè)因素：風(fēng)速、溫度、覆冰厚度作為整理?xiàng)l件，進(jìn)行了歸納合并，形成了我國九個(gè)典型氣象區(qū)，此次設(shè)計(jì)中典型氣象區(qū)為 Ⅱ 區(qū)，具體的參數(shù)如下表。 表 Ⅱ氣象區(qū)全國典型氣象條件 代表情況 大氣溫度 （ C? ） 風(fēng)速（ sm/ ） 覆冰厚度（ mm ） 最高溫 +40 0 0 最低溫 10 0 0 最大風(fēng) +10 30 0 最厚覆冰 5 10 5 內(nèi)過電壓 +15 15 0 外過無風(fēng) +15 0 0 外過有風(fēng) +15 10 0 安裝有風(fēng) 0 10 0 事故氣象 0 0 0 年均氣溫 +15 0 0 架空線的物理特性和比載 架 空線的機(jī)械物理特性 此次設(shè)計(jì)提供的導(dǎo)線型號為 20/300?LGJ ,它的各種物理特性如下表。 表 20/300?LGJ 的物理特性表 截面積（ mm2） 導(dǎo)線直徑 （ mm） 溫度線性膨脹系數(shù)（ C?/1 ） 溫度線性膨脹系數(shù)（ C?/1 ） 計(jì)算重量 （ kg/km） 計(jì)算拉斷力 （ N） 安全系數(shù) 610?? 63000 1002 75680 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 4 抗拉強(qiáng)度 )(MPp? 許用應(yīng)力 )]([ MPcp? 年均應(yīng)力上限 )]([ MPcp? 在上述表中數(shù)據(jù)抗拉強(qiáng)度，許用應(yīng)力，年均應(yīng)力上限計(jì)算原理如下： （ 1） 抗拉強(qiáng)度的計(jì)算： )( MPA Tp ?? （ 2） 架空線的許用應(yīng)力 架空線的最大使用應(yīng)力又稱許用應(yīng)力，是指架空線弧垂最低點(diǎn)所允許使用的最大應(yīng)力，應(yīng)按下式計(jì)算： )(][0 MPKP?? ? 式中 ][0? —— 架空線的最大使用應(yīng)力， N/mm2； P? —— 架空線的瞬時(shí)破壞應(yīng)力， N/mm2； K —— 導(dǎo)線、避雷線的安全系數(shù)。設(shè)計(jì)規(guī)程中規(guī)定 K ≥ 。 (3)架空線的年均應(yīng)力上限 在線路設(shè)計(jì)中，為了保證架空線路長期運(yùn)行的安全可靠性，除了滿足在任何氣象條件下，架空線的最低點(diǎn)處的使用應(yīng)力不能大于許用應(yīng)力外，還應(yīng)滿足年平均運(yùn)行應(yīng)力的要求 ，防止導(dǎo)線因振動(dòng)而出現(xiàn)斷股和斷線。 架空線的年平均運(yùn)行應(yīng)力 cP? 一般取瞬時(shí)破壞應(yīng)力 P? 的 25%，即pcp ?? ][ ? 。這是由于架空線的年平均運(yùn)行應(yīng)力的上限一般按加防振措施考慮。 架空線的比載 作用在架空線上的機(jī)械荷載有自重、冰重和風(fēng)荷載。這些荷載可能是不均勻的，但為方便計(jì)算，一般按均勻分布考慮。根據(jù)架空線上作用的荷載的不同，相應(yīng)的比載有自重比載、冰重比 載、風(fēng)壓比載等。根據(jù)作用方向的不同，比載可分為垂直比載、水平比載和綜合比載。 （ 1）自重比載 式中 q —— 架空線的單位長度質(zhì)量， kmkg/ A —— 架空線的截面積， 2mm g —— 重力加速度， 2/ smg? )/(10)0,0( 31 mM P aAqg ????南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 5 （ 2） 冰重比載 式中 b —— 覆冰厚度， mm d —— 架空線的外徑， mm ； （ 3） 垂直總比載 )0,()0,0()0,( 213 bb ??? ?? （ 4） 無冰風(fēng)壓比載 （ 5）覆冰風(fēng)壓比載 （ 6） 無冰綜合 比載 ),0()0,0(),0( 24216 vv ??? ?? （ 7）覆冰綜合比載 ),()0,(),( 25237 vbbvb ??? ?? 表 各氣象條件下比載結(jié)果圖 名稱 符號 結(jié)果 )/10( 3 mMPa?? 自重比載 )0,0(1? 冰重比載 )0,5(2? 垂直總比載 )0,5(3? 無冰風(fēng)壓比載（強(qiáng)度） )30,0(4? 無冰風(fēng)壓比載（風(fēng)偏） )30,0(4? 無冰風(fēng)壓比載 )10,0(4? 無冰風(fēng)壓比載 )15,0(4? 覆冰風(fēng)壓比載 )10,5(5? 無冰綜合比載（強(qiáng)度） )30,0(6? 無冰綜合比載（風(fēng)偏） )30,0(6? 無冰綜合比載 )10,0(6? 無冰綜合比載 )15,0(6? 覆冰綜合比載 )10,5(7? )/(10)(7 2 )0,( 32 mM P aA bdbb ?????)/(10s in),0( 324 mM P aAWdv vscfc ??? ?????)/(10s i n)2(),( 325 mM P aAWbdvb vscfc ???? ?????南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 6 架空線的應(yīng)力和弧垂計(jì)算 應(yīng)力弧垂曲線 架空線的應(yīng)力弧垂曲線表示了各種氣象條件下應(yīng)力（弧垂）與檔距之間的變化關(guān)系。在確定出檔距以后，很容易從曲線上得到各種氣象條件下的應(yīng)力與弧垂值。在制作架空線應(yīng)力弧垂曲線時(shí)一般按照以下順序： （ 1） 確定工程所 采用的氣象條件； （ 2） 依據(jù)選用的架空線規(guī)格，查取書中有關(guān)參數(shù)和機(jī)械物理性能，選定架空線各種氣象條件下的許用應(yīng)力（包括年均運(yùn)行應(yīng)力的許用值）； （ 3） 計(jì)算各種氣象條件下的比載； （ 4） 計(jì)算臨界檔距，并判斷有效臨界檔距和控制氣象條件； （ 5） 判斷最大弧垂出現(xiàn)的氣象條件； （ 6） 以控制條件為已知狀態(tài)，利用狀態(tài)方程式計(jì)算不同檔距、各種氣象條件下架空線的應(yīng)力和弧垂值（導(dǎo)線一般只計(jì)算最大弧垂氣象和外過無風(fēng)氣象下的二條弧垂）； （ 7） 在電腦中利用 Excel 繪制出應(yīng)力弧垂曲線圖。 應(yīng)力弧垂曲線計(jì)算項(xiàng)目表如下： 表 架空線應(yīng)力弧垂曲線計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算項(xiàng)目 最高氣溫 最低氣溫 最大風(fēng)強(qiáng)度 最大風(fēng)風(fēng)偏 覆冰無風(fēng) 最厚冰強(qiáng)度 最厚冰風(fēng)偏 內(nèi)過電壓 外過無風(fēng) 外過有風(fēng) 安裝情況 事故氣象 年均氣溫 導(dǎo)線 △ △ △ △ △ △ △ △ △ △ △ △ △ 避雷線 △ △ △ △ △ △ △ 導(dǎo)線 △ △ △ 避雷線 △ 計(jì)算臨界檔距，判斷控制條件 （ 1） 可能控制條件的有關(guān)參數(shù)見表 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 7 表 可能的應(yīng)力控制氣象條件 最大風(fēng)速 最后覆冰 最低氣溫 年均氣溫 許用應(yīng)力)]([ 0 MPa? 比載)/( mMPa? ?? ?? ?? ?? 40 10][ ???? 溫度 )(Ct? +10 5 10 +15 ][ 0?? 編號 B C D A （ 2） 按等高懸點(diǎn)考慮，計(jì)算各臨界檔距 氣象條件變化時(shí)，架空線的應(yīng)力也隨之變化。為了保證架空線在任何氣象條件下的應(yīng)力都 不超過許用應(yīng)力，必須使架空線在長期運(yùn)行中可能出現(xiàn)的最大應(yīng)力等于許用應(yīng)力，因此，需要找出出現(xiàn)最大應(yīng)力時(shí)的控制氣象條件來。檔距不同，控制氣象條件也不同，我們把以上條件各種情況中有兩種氣象條件下導(dǎo)線均達(dá)到各自允許應(yīng)力最大值時(shí)的檔距稱為臨界檔距。 臨界檔距的計(jì)算公式： 計(jì)算有： ?ABl 虛數(shù)， ?ACl 虛數(shù)， ?ADl 虛數(shù)， ?BDl , ?BCl , ?CDl （ 3） 由計(jì)算結(jié)果知年均氣溫控制全程檔距。 架空線應(yīng)力和弧垂計(jì)算原理 以各氣象條件為待求條件，已知參數(shù)如下表： 表 待求各氣象條件及已知參數(shù) 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 安裝 覆冰無風(fēng) 覆冰有風(fēng)強(qiáng)度 覆冰有風(fēng)風(fēng)偏 最大風(fēng)強(qiáng)度 最大風(fēng)風(fēng)偏 )(Ct? 40 10 15 0 15 15 15 0 5 5 5 10 10 ])][()][[()](][][[24202000iijjijijij EttEl????????????南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 8 )(mmb 0 0 0 0 0 0 0 0 5 5 5 0 0 )/( smv 0 0 0 0 10 0 15 10 0 10 10 30 30 )/10( 3 mMPa??? 30.28 30.28 30.28 30.28 30.69 30.28 31.42 30.69 42.43 43.13 43.13 45.17 40.75 利用狀態(tài)方程： 弧垂公式： 求得各待求條件下的應(yīng)力和弧垂。 此次設(shè)計(jì)在此環(huán)節(jié)進(jìn)行了創(chuàng)新，利用 C 語言程序?qū)υ摖顟B(tài)方程進(jìn)行了編譯，得到了 m600~50 的檔距的指定的應(yīng)力和弧垂計(jì)算結(jié)果如下表。在 Excel 軟件中出圖。 表 導(dǎo)線的應(yīng)力弧垂計(jì)算表 檔距 最高氣溫 最低氣溫 年均氣溫 事故 安裝 應(yīng) 力 MPa 弧垂 m 應(yīng) 力 MPa 應(yīng) 力 MPa 應(yīng) 力 MPa 應(yīng) 力 MPa 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 )(2424 122020210120222202 ttElElE ????? ?????????82lf?南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 9 檔距 外過無風(fēng) 外過有風(fēng) 內(nèi)過電壓 覆冰無風(fēng) 應(yīng) 力 MPa 弧垂 m 應(yīng) 力 MPa 應(yīng) 力 MPa 應(yīng) 力 MPa 弧垂 m 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 檔距 覆冰有風(fēng)強(qiáng)度 覆冰有風(fēng)風(fēng)偏 最大風(fēng)強(qiáng)度 最大風(fēng)風(fēng)偏 應(yīng) 力 MPa 應(yīng) 力 MPa 應(yīng) 力 MPa 應(yīng) 力 MPa 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 10 第二章 避雷線的應(yīng)力弧垂曲線 避雷線的應(yīng)力和弧垂計(jì)算 避雷線是先根據(jù)防雷要求 —— 在大氣過電壓氣象條件（ C??15 ，無 風(fēng)，無冰）時(shí)，導(dǎo)線與避雷線在檔距中央應(yīng)保持 ml )( ? 的間距，此處 l 為檔距。計(jì)算出此時(shí)的應(yīng)力 B? ，然后將此應(yīng)力作為已知條件，求得其他各氣象條件的應(yīng)力。 式中 hs, —— 導(dǎo)線、避雷線在