500KV单回路送电线路设计 高压输配电线路运行施工与维护毕业论文(2)

温度(℃) g/σk -10 3.48×10-4 10 5.35×10-4 +15 5.57×10-4 -5 4.98×10-4 B 排列序号 A C D

四、计算临界档距： L=

24（σki?σkj)?24Eα(ti?tj)E[(gi/σki)?(gj/σkj)]22

五、查得

A（最低气温） D(年均气温)

────────┬──────────→L LAC=24.1m

当L< 24.1m时， 最低气温（A）为控制气象，tI=-10℃,

gI=30.309×10-3(N/m-mm2),b=0,v=0;

当L= 24.1m时，最低气温（A）覆冰（D）同为控制气象条件； 当L> 24.1m时，年均气温（D）为控制气象条件, tI=-5℃,

gI=30.309×10-3(N/m-mm2),b=0mm,v=0m/s.

2.2.2地线的相关计算 一、地线的比载：

(1)自重比载：由架空线本身自重引起的比载。 g1(0,0)=9.8Go/A×10-3=83.992×10-3（N/m-mm2 ）

(2)覆冰比载：架空线上覆冰后，冰重除以架空线长度及架空线截面积即为冰重比载。 g2(5,0)=27.73b(d?b)×10-3=31.925×10-3(N/m-mm2) A(3)覆冰时导线的垂直总比载：架空线自重比载和覆冰比载之和。 g3(5,0)=g1（0，0）+g2（5，0）=115.918×10-3(N/m-mm2) (4)无冰时导线风压比载：无冰时导线每单位长度、每单位截面积上的风压荷载。 g4（0，v）=

0.6125?fcdv2A·sin2θ×10-3

当v=30m/s时?f=0.75,c=1.2(d>17mm), θ=90°.

g4(0,30)=77.445×10-3(N/m-mm2)

当v=10m/s时?f=1.0,c=1.2 ,θ=90°.

g4(0,10)=11.473×10-3(N/m-mm2)

（5）覆冰时的风压比载：覆冰时导线每单位长度、每单位截面积的风压荷载。

6

0.735(d?2b)v22-3-32

g5（5，10）=·sinθ×10=22.4×10(N/m-mm)

A （6）无冰有风时的综合比载：在导线上垂直方向作用的自重比载和风压比载的几

何之和。

g6?g1?g4

g6（0,30）=114.248×10-3(N/m-mm2)

g6（0,10）=84.772×10-3(N/m-mm2) （7）有冰有风时的综合比载：在导线垂直方向上作用着的自重和覆冰的比载与在水平方向作用着覆冰时的风压比载的几何和。 g7=g3?g5

g7（5，10）=118.062×10-3N/m- mm2

二、地线的机械物理特性

（4） 地线的抗拉强度：地线的计算拉断力与地线的计算接面积的比值称为地

线的抗拉强度或瞬时破坏应力。

σp=Tm×0.95/A=1110.05N×0.95/(49.46mm2）=1054.5(Mpa) （5） 控制应力：

σmax=σp/K=1054.5/3=351.5（MPa)

其中K为导线、地线的安全系数，在设计中K取值不应小于2.5，避雷线的设计安全系数，宜大于导线的设计安全系数，取3.0。 （6） 年平均气温下的运行应力：

σp=σp×25%=263.6(Mpa)

三、可能控制气象条件列表： 控制应力(MPa) 最低温度 351.5 最大风速 351.5 114.248×10-3 +10 32.5×10-5 平均气温 263.6 84.772×10-3 +15 32.15×10-5 覆冰 351.5 118.062×10-3 -5 33.59×10-5 D 2222比载（N/m-mm2） 83.992×10-3 温度(℃) g/σk -10 23.89×10-5 排列序号

四、计算临界档距：

A C B 7

L=

24（σki?σkj)?24Eα(ti?tj)E[(g2i/σki)?(gj/σkj)2]

经计算得： LAB=822.58m LAC=1159.14m LAD=286.4m LBC=481.51m LBD=0m

LCD= 402.25m

五、列临界档距判别表, 确定有效临界档距控制区及控制气象条件：

A B C D LAB=822.58m LBC=481.51m LCD=402.25m LAC=1159.14m LBD=0m LAD=222.43m A（最低气温） D(覆冰)

────────┬──────────→L LAC=222.43m

当L＜LAD=286.4m时，最低气温（A）为控制气象，tI=-10℃,

gI=83.992×10-3(N/m-mm2),b=0,v=0;

当L＝LAD=286.4m时，最低气温（A）覆冰（D）同为控制气象条件； 当L＞LAD=286.4m时，覆冰（D）为控制气象条件, tI=-5℃,

gI=118.062×10-3(N/m-mm2),b=15mm,v=15m/s.

2.3应力弧垂的求取及应力弧垂曲线的绘制

一、计算各条件下的应力弧垂：

22σ3j?[σL2i?Egi24σ2?Eα(t2L2j?ti)]σj?Egji24?0

计算应力弧垂的MATLAB程序

L=50—500 所取档距 E=63000 弹性模量

σI= 控制气象条件下的控制应力 ?=20.9e-6 线膨胀系数

gI= 控制气象条件下的比载

gII= 所求控制气象条件下的比载 tI= 控制气象条件下的温度

tII= 所求控制气象条件下的温度

8

B=σI -E*gi2*L2/(24*σ

2I)-E*? (tII-tI)

D=Egj2L2/24

rr=[1 –B 0 –D ]

S=roots(rr) 应力 f=gjl2/(8*S) 弧垂

①当L≤LAC=24.1m时，σI=87.010024Mpa, gI=30.309×10-3N/m-mm2, tI=-10℃; ②当L＞LCD=87.94m时，σI=54.381265Mpa, gI=30.309×10-3N/m-mm2, tI=15℃.

气象最低年均外过外过内过覆冰最大

最高温 事故 安装 覆冰无风

条件 气温 气温 有风 无风 电压 有风 风 应力 弧垂 应力 应力 应力 应力 应力 应力 应力 应力 弧垂 应力 应力 档距

(mpa) (m) (mpa) (mpa) (mpa) (mpa) (mpa) (mpa) (mpa) (mpa) (m) (mpa) (mpa) 0 21.18 0 87.01 54.09 73.84 54.09 54.09 54.09 73.84 80.43 0 80.43 60.68 10 21.66 0.02 87.01 54.14 73.86 54.14 54.14 54.15 73.86 80.46 0.01 80.47 60.8 20 22.89 0.07 87.01 54.29 73.89 54.3 54.29 54.33 73.9 80.57 0.03 80.6 61.16 30 24.38 0.14 86.85 54.38 73.8 54.4 54.38 54.46 73.8 80.59 0.06 80.66 61.58 40 25.91 0.23 86.51 54.38 73.54 54.41 54.38 54.51 73.56 80.49 0.1 80.62 62.03 50 27.43 0.35 86.07 54.38 73.22 54.42 54.38 54.58 73.24 80.37 0.16 80.58 62.56 60 28.91 0.47 85.55 54.38 72.83 54.44 54.38 54.66 72.87 80.22 0.23 80.52 63.17 70 30.32 0.61 84.94 54.38 72.39 54.45 54.38 54.74 72.44 80.05 0.31 80.45 63.82 80 31.65 0.77 84.25 54.38 71.9 54.47 54.38 54.83 71.96 79.87 0.41 80.38 64.5 90 32.9 0.93 83.5 54.38 71.36 54.49 54.38 54.93 71.43 79.68 0.52 80.31 65.2 100 34.08 1.11 82.67 54.38 70.79 54.51 54.38 55.03 70.88 79.47 0.64 80.23 65.91 110 35.18 1.3 81.79 54.38 70.19 54.53 54.38 55.12 70.29 79.25 0.78 80.14 66.62 120 36.21 1.51 80.87 54.38 69.57 54.55 54.38 55.22 69.69 79.03 0.93 80.06 67.31 130 37.17 1.72 79.9 54.38 68.93 54.57 54.38 55.32 69.07 78.81 1.09 79.97 67.99 140 38.08 1.95 78.91 54.38 68.29 54.59 54.38 55.41 68.45 78.58 1.27 79.88 68.65 150 38.93 2.19 77.89 54.38 67.64 54.61 54.38 55.5 67.82 78.36 1.46 79.8 69.29 160 39.72 2.44 76.87 54.38 67.01 54.62 54.38 55.58 67.21 78.13 1.67 79.71 69.91 170 40.46 2.71 75.85 54.38 66.38 54.64 54.38 55.67 66.6 77.92 1.89 79.63 70.5 180 41.16 2.98 74.83 54.38 65.77 54.66 54.38 55.74 66.01 77.7 2.12 79.55 71.06 190 41.81 3.27 73.83 54.38 65.18 54.67 54.38 55.82 65.44 77.5 2.37 79.47 71.61 200 42.43 3.57 72.85 54.38 64.62 54.69 54.38 55.89 64.89 77.3 2.64 79.4 72.12

9

210 43.01 3.88 71.91 54.38 64.07 54.7 54.38 55.95 64.37 77.11 2.91 79.32 72.61 220 43.55 4.21 70.99 54.38 63.56 54.71 54.38 56.02 63.87 76.93 3.21 79.26 73.08

2.4应力弧垂的求取及安装曲线的绘制

一、安装曲线的数据计算：

①当L≤L-3AC=24.1m时，σI=87.010024Mpa, gI=30.309×10N/m-mm2, tI=-10℃; ②当L＞LCD=87.94m时，σI=54.381265Mpa, gI=30.309×10-3N/m-mm2, tI=15℃. 二、在不同气温下，安装时的应力与弧垂：

此时g-3II=g6(0,10)=31.399×10N/m-mm2 ，tII= -20— +40℃; L(m) 50 88 90 95 100 150 200 250 300 350 400 450 -20℃. σ

97 97

97

97

95

72 53 44 40

37

36

35

(MPa) f(m)

0.1 0.3 0.3 0.3 0.4 1.2 2.9 5.5 8.7 12.6 17.2 22.3 -15 σ91 91 91 90 89 67 51 43 39 37 35 35 ℃. (MPa)

f(m)

0.1 0.3 0.3 0.3 0.4 1.3 3.0 5.6 8.9 12.8 17.3 22.5 -10℃. σ

84 85 85 84 83 62 48 41 38 36 35 34 (MPa) f(m)

0.1 0.3 0.3 0.4 0.4 1.3 3.2 5.8 9.1 13.0 17.5 22.6 -5℃. σ

78 78 78 78 77 58 46 40 37 36 35 34 (MPa) f(m)

0.1 0.3 0.4 0.4 0.5 1.5 3.3 6.0 9.2 13.2 17.7 22.8 0℃. σ

71 72 72 72 71 54 44 39 37 35 34 34 (MPa) f(m)

0.1 0.4 0.4 0.4 0.5 1.6 3.5 6.1 9.4 13.3 17.8 22.9 +5℃. σ

65 66 66 66 65 50 42 38 36 35 34 34 (MPa) f(m) 0.1 0.4 0.4 0.5 0.5 1.7 3.6 6.3 9.6 13 18 23 +10℃. σ

58 61

61

61

59

47 40 37 35

34

34

33

(MPa) f(m)

0.1 0.4 0.5 0.5 0.6 1.8 3.8 6.4 9.7 13.6 18.2 23.3 +15℃. σ

52 55 55 55 54 44 39 36 35 34 34 33 (MPa) f(m)

0.5 0.6 0.6 0.6 0.7 1.9 3.9 6.6 9.9 13.8 18.3 23.4 +20℃. σ

46 50 50 50 49 41 37 35 34 34 33 33 (MPa)

10

500 34

28.034

28.234

28.334

28.534

28.733 28 33

29.033

29.233

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