【文章內(nèi)容簡介】 cu ，風向與架空線軸線之間的夾角 90o?? ，此時風壓 ?f? 比載為 mM P a /)20,0( 34 ???? (5)覆冰時的風壓比載： 因為導線不覆冰 ， 0)15,0(5 ?? (6)無冰有風時的綜合比載：無冰有風時，導線上作用著垂直方向的比載和平方向的比載，按向量合成得綜合比載： 外過電壓綜合比載 ： mM P a /108 2 )15,0()0,0()15,0( 324216 ????? ??? 安裝綜合比載 ： mM P a /107 6 )10,0()0,0()10,0( 324216 ????? ??? 內(nèi)過綜合比載： mM P a /101 6 )20,0()0,0()20,0( 324216 ????? ??? 最大風綜合比載 (計算強度 )： mM P a /106 4 4 2)35,0()0,0()35,0( 324216 ????? ??? 最大風綜合比載 (計算風偏 )： mM P a /105 9 3 0)35,0()0,0()35,0( 324216 ????? ??? 地線的機械物理特性 抗拉強度極限 : [σ ]p = MPa 許用應力 : [σ ]0 = MPa，安全系數(shù) k= 第 13 頁 共 60 頁 年均許用應力 : [σ ]cp = MPa，安全系數(shù) k= 可能控制氣象條件列表 根據(jù)比載、控制應力，將有關(guān)數(shù)據(jù)按 γ /[σ 0]值由小到大列出表格， 表 比值 ]/[0?? 計算結(jié)果及其排序表 氣象條件 最低溫度 最大風速 年 均氣溫 )/( mMPa? 103 103 103 )]([ 0 MPa? )/1](/[ 0 m?? 104 104 104 排序 a c b 臨界檔距的計算 ])][()][[()](][][[24202000iijjijijij EttEl???????????? 根據(jù)上式可以算得臨界檔距如下表 表 有效臨界檔距判別表 氣象條件 最低氣溫 a 年均氣溫 b 最大風速 c 臨界檔距 不存在abl ?acl ?bcl ? 根據(jù)列表法可知，有限臨界檔距為 bcl =，當檔距 0l 時，控制氣象條件為年均氣溫，當檔距 l 時，最大風速為控制氣象條件。 繪制應力弧垂曲線繪制 計算各控制氣象條件下的應力利用如下公式： )(2424 12201221012022220 ttElElE ????? ??????? 弧垂計算公式 028??lf ? 表 . 求的各氣象條件下的應力如表 第 14 頁 共 60 頁 檔距（ m） 最大風 年平均溫 最低氣溫 最高氣溫 內(nèi)過電壓 50 ? f ? f ? f ? f ? f 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 373 620 660 700 續(xù)表 第 15 頁 共 60 頁 檔距（ m） 外過無風 外過有風 安裝有風 事故 ? f ? f ? f ? f 50 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 1 620 4 660 4 700 6 繪制安裝曲線 線路安裝時不同溫度和檔距下的應力和弧垂如下表 對不同的檔距，可以根據(jù)其應力繪制成百米檔距弧垂，即 021100 810 0?? ??f 應用狀態(tài)方程式求解各施工氣象下的安裝應力，進而接的相應的弧垂如下表 表 各種施工氣溫下的應力和百米檔距弧垂 第 16 頁 共 60 頁 溫度 L(m) 50 100 150 200 250 300 350 5 σ 0(MPa) f100(m) 0 σ 0(MPa) f100(m) 5 σ 0(MPa) 299 f100(m) 10 σ 0(MPa) f100(m) 15 σ 0(MPa) 285 274 f100(m) 20 σ 0(MPa) f100(m) 25 σ 0(MPa) f100(m) 30 σ 0(MPa) f100(m) 35 σ 0(MPa) f100(m) 40 σ 0(MPa) f100(m) 溫度 L(m) 400 450 500 550 600 650 700 5 σ 0(MPa) f100(m) 808764 0 σ 0(MPa) f100(m) 5 σ 0(MPa) 275 f100(m) 10 σ 0(MPa) f100(m) 15 σ 0(MPa) f100(m) 續(xù)表 第 17 頁 共 60 頁 溫度 L(m) 400 450 500 550 600 650 700 20 σ 0(MPa) f100(m) 25 σ 0(MPa) 260 f100(m) 30 σ 0(MPa) f100(m) 35 σ 0(MPa) 252 f100(m) 40 σ 0(MPa) f100(m) 3 金具的設計 地區(qū)污穢等級和絕緣子串型號 架空送電線路的導線是利用絕緣子和金具連接固定在桿塔上的，用于線路上的絕緣子不僅要承受工作電壓的作用，還要受到過電壓的作用，受到機械力的作用以及氣溫變化和周圍環(huán)境的影響，所 以絕緣子應具有足夠的抵御能力。 地區(qū)污穢等級主要根據(jù)地區(qū)的污濕特征、運行經(jīng)驗以及外絕緣表面污穢物的等值附鹽密度三個因數(shù)綜合確定，我國污穢等級分為 5 級。 本 設計中規(guī)定污穢等級 及其相關(guān)參數(shù)如下表所示 [1]。 表 本設計中規(guī)定污穢等級為 Ⅲ 級 [1] 污穢等級 污穢特征 鹽密 （ mg/cm2） 泄漏比距 （ cm/kV） 三級 大氣嚴重污染地區(qū)：大氣污穢而又有重霧的地區(qū)，離海岸 1~3km 地區(qū)及鹽場附近重鹽堿區(qū) ~ ~ 確定絕緣子串的型號，應按線路 地運行電壓、絕緣子的允許機電荷載和擬承受的外荷載，考慮一定的安 全系數(shù)來選擇。 表 XWP170 參數(shù)表 [10] 型號 高度 (mm) 盤徑 (mm) 泄漏距離 (mm) 機電破壞荷重 XWP170 146 255 400 ≥70 直線桿塔 絕緣子串片數(shù)和聯(lián)數(shù) 第 18 頁 共 60 頁 1懸垂絕緣子的選擇 （ 1）按工作電壓要求計算懸式絕緣子每聯(lián)片數(shù) 設每片絕緣子的幾何爬電距離為 )(0 cmL ，即可按爬電比距的定義 0emnKLU?? 式中： n — 絕緣子片數(shù)。 得出為了避免污閃事故，所需絕緣子片數(shù)為 1 0meUn KL?? 式中： mU — 系統(tǒng)最高工作（線）電壓， kV ； eK — 絕緣子爬電距離有效系數(shù)。 對于 XP70型絕緣子 eK 可取為 1，其他按表 41所給值計 算出按工作電壓的要求每聯(lián)需要的絕緣子片數(shù)為： ????n （ 2）按操作過電壓要求計算懸式絕緣子每聯(lián)片數(shù) 根據(jù)工頻濕閃電壓幅值 wU 的經(jīng)驗公式 6 0 1 4 ( )wU n kV?? 式中： n — 絕緣子片數(shù) 又電網(wǎng)中操作過電壓幅值的計算值 = 0 ()KU kV? ，其中 0K 為操作過電壓計算倍數(shù)，查表 93可得 220kV 有效接地線路 0 ? 。 設此時應有的絕緣子片數(shù)為 239。n ，則由 239。n 片絕緣子串的工頻濕閃電壓幅值應為 01 .1 ( )wU K U kV?? 式中： 1. — 綜 合考慮各種影響因素和必要裕度的一個綜合修正系數(shù)。 最后再考慮需增加的零值絕緣子片數(shù) 0n 后，最后得出的操作過電壓所要求每聯(lián)的片數(shù)為 2 2 0n n39。 n?? 我國規(guī)定應預留的零值絕緣子片數(shù)見下表 表 零值絕緣子片數(shù) 額定電壓（ kV） 35～ 220 330～ 500 絕緣子串類型 懸垂串 耐張串 懸垂串 耐張串 0n 1 2 2 3 按照上述理論可得 220kV 線路絕緣子串應有的工頻濕閃電壓幅值電壓幅值為 第 19 頁 共 60 頁 kVUKU w 6823 0 ?????? ? 此時應有片數(shù) 1468239。2 ????n 最后的總片數(shù)： 片13112039。22 ????? nnn 綜合以上兩種情況，懸垂串選用 XP70 型懸式絕緣子時，每聯(lián)片數(shù)為 13片。 （ 3）絕緣子串聯(lián)數(shù)確定 組成絕緣子串元件的機械強度應滿足規(guī)程要求。查《架 空輸電線路設計》中表 111，盤型絕緣子最大使用荷載時的最低安全系數(shù)取 ，斷線時的最低安全系數(shù)取 ，斷聯(lián)時的最低安全系數(shù)取 。懸垂串雙聯(lián)及以上的多聯(lián)絕緣子串應驗算斷一聯(lián)之后的機械強度。 ① 按最大垂直荷載進行驗算 由《電力金具手冊第二版（ 董吉諤）》 ALGGGGTGkNnnvJ7, ???????? 式中： N — 絕緣子串聯(lián)數(shù)； k — 絕緣子安全系數(shù)； JT — 絕緣子的額定機電破壞負荷； G? — 作用于絕緣子串的最大荷載； vG — 絕緣子串重量； nG — 直線檔距導線垂直荷載（包括自重、風、冰等綜合比載）； 7? — 覆冰綜合比載（強度）； A — 導線截面積； L — 直線檔距（最大值），非大跨越可初步取 700m 計算。 本設計中 第 20 頁 共 60 頁 70000??????????????????????JvnvnTGkNNGGGNGNALG故? ② 按導線斷線條件進行驗算： RKTn D? % max XTT DD ? 式中 K —— 斷線情況絕緣子機械強度安全系數(shù)，導線斷線時絕緣子的安全系數(shù)系數(shù)可以降低到 ； DT —— 斷線張力的設計值， KN ， KTT jD /max ? , jT 和 K 分別為導線計算拉斷力和安全系數(shù)， ?K ； %X —— 導線最大使用張力百分值，查 [3]表 21， %50%?X R —— 絕緣子機電荷載， KN ； 可得本設計中 % ??? ????? RKTn D 綜上所述，懸垂絕緣子串在本案例中選用單聯(lián)即可。 耐張桿塔絕緣子串片數(shù)和聯(lián)數(shù) （ 1）耐張串絕緣子及片數(shù)選擇 耐張串除承受垂直線路方向的荷載外，主 要承受正常和斷線情況下順線路方向的架空線張力。考慮到耐張串在正常運行中承受的架空線張力較大，絕緣子容易劣化，所以每聯(lián)耐張絕緣子的片數(shù)應比每聯(lián)懸垂絕緣子多， 110～ 330kV 多一片 [10]。因此，在本設計中耐張串絕緣子型號選擇 XP70型耐張絕緣子，每聯(lián) 8片。 （ 2）耐張串聯(lián)數(shù)確定 RkTN? N 式中： N