第一讲___输电线路基础知识

1、 输电线路基础 hyq2009年5月 输配电线路基础知识输配电线路基础知识输配电线路的施工输配电线路的施工 本次培训本次培训内容有那些内容有那些? ?二、架空输电线路的结构及各元件二、架空输电线路的结构及各元件 的作用的作用三、导线机械计算基础知识三、导线机械计算基础知识第一讲 输电线路的基本知识一、电力系统的组成一、电力系统的组成第一讲 输电线路的基本知识输电线路的基本知识一、电力系统的组成一、电力系统的组成1、电能优点电能优点 汽轮机汽轮机 G电能电能用户用户发电机发电机升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器输电线路输电线路电力系统电力系统电力网电力网动力系统动力系统配电线路配电线路2、

2、电力系统的组成电力系统的组成锅炉锅炉电力系统电力系统= =发电厂发电厂+ +变电所变电所+ +输配电线路输配电线路 + +用户用户动力系统动力系统= =电力系统电力系统+ +动力装置动力装置电力网电力网= =升、降变电所升、降变电所+ +输配电线路输配电线路 目前我国输电线路采用的电压等级有目前我国输电线路采用的电压等级有：35、60、110、220、330、500、750KV35220KV的线路为高压输电线路的线路为高压输电线路330750KV的线路为超高压输电线路的线路为超高压输电线路1000KV及以上电压等级的线路为特高压输电线路及以上电压等级的线路为特高压输电线路我国称电压我国称电压3

3、80/220V、6KV、10KV为配电线路，为配电线路，其中其中1KV以下线路为低压配电线路，以下线路为低压配电线路，110KV为为高压配电线路。高压配电线路。输电线路、配电线路1 1、输电线路的分类、输电线路的分类输输电电线线路路分分类类按结构分按结构分架空线路架空线路电缆线路电缆线路按电流性质分按电流性质分直流输电线路直流输电线路交流输电线路交流输电线路二、二、架空输电线路的结构及架空输电线路的结构及 各元件的作用各元件的作用 1 1导线导线2 2避雷线避雷线3 3绝缘子绝缘子4 4杆塔杆塔5 5拉拉线线6 6线线夹夹7 7拉线拉线盘盘8 8底盘底盘9 9防振锤防振锤2 2、3、元件的作用

4、和类型（1 1）导线）导线p作用作用用来传输电流、输送电能。用来传输电流、输送电能。一般输电线路每相采用单根导线，对于超高压大容一般输电线路每相采用单根导线，对于超高压大容量输电线路多采用分裂导线，即每相采用两根、量输电线路多采用分裂导线，即每相采用两根、三根、四根或更多分裂导线。三根、四根或更多分裂导线。导线一般采用铝、铝合金、铜和钢材料做成。导线一般采用铝、铝合金、铜和钢材料做成。架空输电线一般采用以单根金属线为中心，将数根架空输电线一般采用以单根金属线为中心，将数根乃至数十根导线绕制而成的绞线。如乃至数十根导线绕制而成的绞线。如LGJLGJ特殊用途导线：特殊用途导线：A A、大档距导线、

5、大档距导线 采用硅铜线、镀锌钢线、铝采用硅铜线、镀锌钢线、铝包钢线包钢线B B、防腐导线、防腐导线 采用镀铝钢线、钢芯涂防腐油采用镀铝钢线、钢芯涂防腐油C C、自阻尼导线、自阻尼导线 （或称防振导线）（或称防振导线）D D、光滑导线、光滑导线E E、分裂导线、分裂导线F F、扩径导线、扩径导线 p作用作用(2)(2)避雷线（架空地线）避雷线（架空地线）避雷线悬挂于杆塔顶部，并在每基杆塔上均通过接避雷线悬挂于杆塔顶部，并在每基杆塔上均通过接地线与接地体相连接。雷首先击中避雷线，从而地线与接地体相连接。雷首先击中避雷线，从而保护线路绝缘。保护线路绝缘。防止雷击导线而在杆塔最高处架设的架空地线，防止

6、雷击导线而在杆塔最高处架设的架空地线，当雷击杆塔时，避雷线对导线起分流耦合和屏蔽当雷击杆塔时，避雷线对导线起分流耦合和屏蔽作用，降低导线绝缘子上的感应过电压。作用，降低导线绝缘子上的感应过电压。避雷线作用：避雷线作用：（1 1）防止雷直击导线）防止雷直击导线（2 2）雷击塔顶时对雷电流有分流作用，减）雷击塔顶时对雷电流有分流作用，减少流入杆塔的雷电流，使塔顶电位降低；少流入杆塔的雷电流，使塔顶电位降低；（3 3）对导线有耦合作用，降低雷击塔顶时）对导线有耦合作用，降低雷击塔顶时对导线绝缘上的电压；对导线绝缘上的电压；（4 4）对导线有屏蔽作用，降低导线上的感）对导线有屏蔽作用，降低导线上的感应

7、过电压。应过电压。(3)绝缘子和绝缘子串1）绝缘子p作用作用用于支承或悬吊导线使之与杆塔绝缘，保证线路具用于支承或悬吊导线使之与杆塔绝缘，保证线路具有可靠的电气绝缘强度。有可靠的电气绝缘强度。我国在高压线路上使用的绝缘子已趋向统一化和系列化我国在高压线路上使用的绝缘子已趋向统一化和系列化, ,主要包括主要包括1 1、针式绝缘子、针式绝缘子2 2、瓷担式绝缘子、悬式瓷质绝缘子、瓷担式绝缘子、悬式瓷质绝缘子3 3、悬式玻璃绝缘子、悬式玻璃绝缘子悬式绝缘子主要有球型和槽型悬式绝缘子主要有球型和槽型1 1）按连接方式分）按连接方式分2 2）按绝缘介质分）按绝缘介质分1 1、钢化玻璃悬式绝缘子、钢化玻璃

8、悬式绝缘子2 2、瓷质悬式绝缘子、瓷质悬式绝缘子3 3、半导体釉、合成绝缘子、棒悬式绝缘、半导体釉、合成绝缘子、棒悬式绝缘3 3）按承载能力大小分）按承载能力大小分4040、6060、7070、100100、160160、210210、300KN300KN七个等级七个等级钢化玻璃绝缘子特点钢化玻璃绝缘子特点l制造全过程可以实行机械化、自动化制造全过程可以实行机械化、自动化l制造工厂所需投资比瓷质绝缘子厂低制造工厂所需投资比瓷质绝缘子厂低l玻璃绝缘子机械强度高，可以降低制造成本和线玻璃绝缘子机械强度高，可以降低制造成本和线路造价路造价l由于玻璃透明性，在外形检查时容易发现小裂缝由于玻璃透明性，在

9、外形检查时容易发现小裂缝和内部损伤缺陷和内部损伤缺陷l由于钢化玻璃绝缘子具有出现各种损伤时均会发由于钢化玻璃绝缘子具有出现各种损伤时均会发生自破的特点，所以运行中可以不必进行预防性生自破的特点，所以运行中可以不必进行预防性试验，从而减轻劳动强度，提高经济效益。试验，从而减轻劳动强度，提高经济效益。l由于钢化玻璃绝缘子表面强度高，表面不易产生由于钢化玻璃绝缘子表面强度高，表面不易产生裂缝，老化慢。裂缝，老化慢。瓷质绝缘子特点瓷质绝缘子特点l它所用介质材料具有输电线路所要求的特性，机它所用介质材料具有输电线路所要求的特性，机械负荷、电气性能以及热机械性能等都能满足各械负荷、电气性能以及热机械性能等

10、都能满足各级电压的要求，所以一直使用。级电压的要求，所以一直使用。弱点：弱点：l在污秽潮湿条件下，绝缘性能急剧下降，常产生在污秽潮湿条件下，绝缘性能急剧下降，常产生局部电弧，严重时会发生闪络。局部电弧，严重时会发生闪络。l绝缘子串或单个绝缘子的电压分布不均匀，在电绝缘子串或单个绝缘子的电压分布不均匀，在电场集中部位常引起电晕，极易导致瓷体老化。场集中部位常引起电晕，极易导致瓷体老化。半导体釉绝缘子特点半导体釉绝缘子特点l在绝缘子外层含半导体釉，使表面温度比环境温在绝缘子外层含半导体釉，使表面温度比环境温度高出几度，从而在雾与严重污秽环境中可防止度高出几度，从而在雾与严重污秽环境中可防止形成潮湿

11、。形成潮湿。合成绝缘子特点合成绝缘子特点是一种高强度优质轻型绝缘，质量轻，体积小，是一种高强度优质轻型绝缘，质量轻，体积小，运输费用低，安装方便、省时，可省去清洗和检运输费用低，安装方便、省时，可省去清洗和检测零值绝缘子等工作，强度大，各种电气性能好，测零值绝缘子等工作，强度大，各种电气性能好，内外绝缘基本相等，属于不击穿型结构。内外绝缘基本相等，属于不击穿型结构。棒悬式绝缘子特点棒悬式绝缘子特点它是一种不击穿型结构；长棒型金具数量相对减它是一种不击穿型结构；长棒型金具数量相对减少，大大减轻金具锈迹引起的污闪事故；电气性少，大大减轻金具锈迹引起的污闪事故；电气性能优良，爬电比距的增大，使耐污性

12、能在为提高；能优良，爬电比距的增大，使耐污性能在为提高；无线电干扰水平大大改善；根本不存在零值或低无线电干扰水平大大改善；根本不存在零值或低值绝缘子的问题，从而省去了对绝缘子的检测、值绝缘子的问题，从而省去了对绝缘子的检测、维护和更换。维护和更换。绝缘子型号一般由第一部分：字母表示绝缘子类绝缘子型号一般由第一部分：字母表示绝缘子类型；第二部分：数字表示绝缘子的机电破坏荷载；型；第二部分：数字表示绝缘子的机电破坏荷载；第三部分：字母表示绝缘子特征。第三部分：字母表示绝缘子特征。字母绝缘子类型字母绝缘子类型字母绝缘子类型字母绝缘子类型字母绝缘子类型字母绝缘子类型4 4）绝缘子的标识含义）绝缘子的标

13、识含义第一部分字母主要有：第一部分字母主要有：XX悬式绝缘子；悬式绝缘子；WW耐污绝缘子；耐污绝缘子；IXIX悬式钢化玻璃绝缘子；悬式钢化玻璃绝缘子；XHXH钟罩型绝缘子；钟罩型绝缘子；PP机械破坏负荷；机械破坏负荷；YY圆柱头结构圆柱头结构第二部分数表示机电破坏负荷值：第二部分数表示机电破坏负荷值：4040、6060、7070、100100、160160、210210、300KN300KN第三部分字母表示绝缘子的特征主要有：第三部分字母表示绝缘子的特征主要有：CC槽形槽形连接；连接；DD大爬电距离大爬电距离训练：训练：XP-70CXP-70C；XP-210DXP-210D；XHP1-160X

14、HP1-160；LXY-210LXY-2102）绝缘子串绝缘子串有悬垂绝缘子串和耐张绝缘串悬垂绝缘子串用于直线杆塔上；悬垂绝缘子串用于直线杆塔上；耐张绝缘子串用于耐张、转角和耐张绝缘子串用于耐张、转角和终端杆塔，承受导线的全部张终端杆塔，承受导线的全部张力力还有棒形悬式合成绝缘子串，用于高压输电线路，还有棒形悬式合成绝缘子串，用于高压输电线路，尤其是污秽地区。尤其是污秽地区。(4)杆塔p作用作用用来支持导线和避雷线及其附件用来支持导线和避雷线及其附件, ,并使导线、避雷并使导线、避雷线、杆塔之间，以及导线和地面及交叉跨越物或线、杆塔之间，以及导线和地面及交叉跨越物或其他建筑物之间保持一定的安全

15、距离。其他建筑物之间保持一定的安全距离。p分类分类按受力的特点可分为：按受力的特点可分为：直线型杆塔：直线杆塔、直线转角杆塔、直线跨越直线型杆塔：直线杆塔、直线转角杆塔、直线跨越 杆塔和直线换位杆塔和直线换位耐张型杆塔：耐张杆塔、转角杆塔、跨越杆塔和终耐张型杆塔：耐张杆塔、转角杆塔、跨越杆塔和终 端杆塔端杆塔按其材料可分为：钢筋混凝土杆、铁塔、木杆按其材料可分为：钢筋混凝土杆、铁塔、木杆按维持结构整体稳定性分：自立式、拉线式按维持结构整体稳定性分：自立式、拉线式直线型杆塔在正常时只承直线型杆塔在正常时只承受导线和避雷线的自重、受导线和避雷线的自重、冰重和风力，不承受顺线冰重和风力，不承受顺线路

16、方向的水平张力，故强路方向的水平张力，故强度要求低。度要求低。特点：直线型杆塔的绝缘特点：直线型杆塔的绝缘子串垂直悬挂子串垂直悬挂耐张型杆塔在正常时除承耐张型杆塔在正常时除承受导线和避雷线的自重、受导线和避雷线的自重、冰重和风力外，还需承受冰重和风力外，还需承受顺线路方向的水平张力顺线路方向的水平张力（即承受架空线两侧的水（即承受架空线两侧的水平张力），故强度要求高。平张力），故强度要求高。特点：耐张型杆塔的绝缘特点：耐张型杆塔的绝缘子串水平悬挂子串水平悬挂终端杆塔位于线路的首、未端只承终端杆塔位于线路的首、未端只承受单侧的水平张力受单侧的水平张力转角杆塔设于线路转角处，因此转角杆塔设于线路转

17、角处，因此两侧的导线、避雷线不在一条两侧的导线、避雷线不在一条直线上，故需承受角度合力。直线上，故需承受角度合力。转角杆塔顺线方向拉力顺线方向拉力角度合力转向内角线路转角跨越杆塔位于线跨越杆塔位于线路跨越河流、路跨越河流、山谷、铁路、山谷、铁路、公路等地方公路等地方换位杆塔是在换位杆塔是在110kV110kV及以上的送电线路线路及以上的送电线路线路中，中，SDJ3SDJ3架空关电线路设计技术规程架空关电线路设计技术规程规定：在中性点直接接地的电力网中，长规定：在中性点直接接地的电力网中，长度超过度超过100Km100Km的线路均应换位。进行一的线路均应换位。进行一次完全换位称为一个换位循环，其

18、长度不次完全换位称为一个换位循环，其长度不宜大于宜大于200Km200Km。各种杆塔组合，为一条输电线路，其中各种杆塔组合，为一条输电线路，其中80%80%为直线杆塔，几基直线杆塔后为一耐张杆为直线杆塔，几基直线杆塔后为一耐张杆塔。塔。直线杆直线杆耐张杆耐张杆档距档距耐张段耐张段孤立档孤立档相邻两基杆塔中心线之间的相邻两基杆塔中心线之间的水平距离水平距离L L称为档距称为档距相邻两基承力杆塔之间的几相邻两基承力杆塔之间的几个档距构成一个耐张段个档距构成一个耐张段如果耐张段中只有一个档距如果耐张段中只有一个档距称为孤立档称为孤立档(5)金具金具p作用作用在架空线路中主要用于支持、固定、连接导在架

19、空线路中主要用于支持、固定、连接导线及绝缘子连接成串，也用于保护导线和线及绝缘子连接成串，也用于保护导线和绝缘体。它可以把导线连接在绝缘子串上，绝缘体。它可以把导线连接在绝缘子串上，也可以把绝缘子串固定在杆塔横担上，还也可以把绝缘子串固定在杆塔横担上，还可以防止导线的振动。可以防止导线的振动。p分类分类u按性能和用途分：线夹、连接金具、接续按性能和用途分：线夹、连接金具、接续金具、保护金具和拉线金具；金具、保护金具和拉线金具；是将杆塔固定在地面上，以保证杆塔是将杆塔固定在地面上，以保证杆塔不发生倾斜、倒塌、下沉等的设施不发生倾斜、倒塌、下沉等的设施(6)基础p作用作用底盘底盘防止电杆下沉防止电

20、杆下沉拉线拉线提高杆塔的强度，承担外提高杆塔的强度，承担外部荷载对电杆作用力，将电线杆固部荷载对电杆作用力，将电线杆固定在地面上，以保证杆塔不发生倾定在地面上，以保证杆塔不发生倾斜和倒塌的作用。斜和倒塌的作用。 架空输电线路将电能从发电厂输送到负荷中心架空输电线路将电能从发电厂输送到负荷中心, ,沿途需翻山越岭沿途需翻山越岭, ,跨江过河跨江过河, ,既要以受严寒酷暑既要以受严寒酷暑, ,还还要承受风霜雨雪要承受风霜雨雪, ,这样对架空输电线路提出了与这样对架空输电线路提出了与大自然相适应的特殊要求大自然相适应的特殊要求. .4 4 架空输电线路的运行环境及要求架空输电线路的运行环境及要求(

21、(一一) )能耐受沿线恶劣气象的考验能耐受沿线恶劣气象的考验 沿线自然气象状况对架空输电线路的影沿线自然气象状况对架空输电线路的影响有响有电气电气和和机械机械两个方面两个方面 气象参数有气象参数有风速风速、 覆冰厚度覆冰厚度、气温气温、空气湿度空气湿度、雷电活动的强弱雷电活动的强弱 对机械强度有影响的为对机械强度有影响的为风速、覆冰厚度、及气温风速、覆冰厚度、及气温称为架空输电线路设计气象条件三要素称为架空输电线路设计气象条件三要素u风速风速风对架空输电线路的影响主要有：风对架空输电线路的影响主要有：首先首先，风吹在导线、杆塔及其附件上，增加了作，风吹在导线、杆塔及其附件上，增加了作用在导线和

22、杆塔上的荷载；用在导线和杆塔上的荷载；其次其次，导线在由风引起的垂直线路方向的荷载作作用下，导线在由风引起的垂直线路方向的荷载作作用下，将偏离无风时的铅垂直面，从而改变了带电导线与横担、将偏离无风时的铅垂直面，从而改变了带电导线与横担、杆塔等接地部件的距离；杆塔等接地部件的距离；第三第三、导线在稳定的微风（、导线在稳定的微风（0.58m/s0.58m/s）的作用下将引起）的作用下将引起振动振动; ;在稳定的中速风（在稳定的中速风（815m/s815m/s）的作用下将引起舞）的作用下将引起舞动动; ;导线的振动和舞动都将危及线路的安全运行。导线的振动和舞动都将危及线路的安全运行。u覆冰厚度覆冰厚

23、度输电线路覆冰对输电线路安全运行威胁有三个方面：输电线路覆冰对输电线路安全运行威胁有三个方面：一是一是由于导线覆冰，荷载增大，引起断线、连接金具破坏、由于导线覆冰，荷载增大，引起断线、连接金具破坏、甚至倒杆等到事故；甚至倒杆等到事故；二是二是覆冰严重，使导线弧垂显著增覆冰严重，使导线弧垂显著增大，造成导线与被跨越物或对地距离过小，引起放电闪大，造成导线与被跨越物或对地距离过小，引起放电闪络事故；络事故；三是三是由于不同时脱冰使导线跳跃，易引起导线由于不同时脱冰使导线跳跃，易引起导线间以及导线与避雷线间闪络，烧伤导线或避雷线。间以及导线与避雷线间闪络，烧伤导线或避雷线。覆冰大致分为覆冰大致分为雾

24、淞冰雾淞冰和和雨淞冰雨淞冰 雾淞冰密度较小（约雾淞冰密度较小（约0.10.4g/mm0.10.4g/mm2 2），呈针），呈针状或羽毛状结晶。状或羽毛状结晶。 雨淞冰密度较小（约雨淞冰密度较小（约0.50.9g/mm0.50.9g/mm2 2），冻成），冻成浑然一体的透明状冰壳，附着力很强。浑然一体的透明状冰壳，附着力很强。u气温气温气温的变化，引起导线热胀冷缩，从而影响架空气温的变化，引起导线热胀冷缩，从而影响架空输电线路的输电线路的弧垂弧垂和和应力应力。气温越高，导线由于热胀引起的伸长越大，所以气温越高，导线由于热胀引起的伸长越大，所以需考虑导线对被交叉跨越物和对地距离应满足要需考虑导线对

25、被交叉跨越物和对地距离应满足要求，反之，气温越低，线长缩短越多，应力增加求，反之，气温越低，线长缩短越多，应力增加越多，所以需考虑导线机械强度应满足要求。越多，所以需考虑导线机械强度应满足要求。u组合气象条件和典型气象区组合气象条件和典型气象区在工程中，只要把握对线路各部件起控制作用的在工程中，只要把握对线路各部件起控制作用的气象条件即可把握所有气象条件输电线路的影响。气象条件即可把握所有气象条件输电线路的影响。结合实际、慎重分析气象规律，又适合线路上的结合实际、慎重分析气象规律，又适合线路上的技术经济合理及设计方便性技术经济合理及设计方便性组合气象条件组合气象条件组合气象条件一般常用的九种：

26、组合气象条件一般常用的九种：最高气温最高气温最低气温最低气温年平均气温年平均气温最大风速最大风速最大覆冰最大覆冰内部过电压（操作过电压）内部过电压（操作过电压）外部过电压（大气过电压）外部过电压（大气过电压）安装情况安装情况事故断线事故断线根据我国不同地区的气象情况和多年的运行经验根据我国不同地区的气象情况和多年的运行经验我国各主要地区组合的气象条件归纳为九个典型我国各主要地区组合的气象条件归纳为九个典型气象区，其参数的组合气象区，其参数的组合( (二二) )合理地选择导线的型式、载面、和应力合理地选择导线的型式、载面、和应力l导线型式导线型式导线应选择导电率高、耐热性能好、具有一导线应选择导

27、电率高、耐热性能好、具有一定的机械强度，且重量轻、制造方便、价定的机械强度，且重量轻、制造方便、价格低廉的材料格低廉的材料提问：符合这些条件的应该是怎样的呢？提问：符合这些条件的应该是怎样的呢？材料：铜、铝、钢材料：铜、铝、钢型号：铝绞线（型号：铝绞线（LJLJ）、钢芯铝绞线（）、钢芯铝绞线（LGJLGJ）、防）、防腐钢芯铝绞线（腐钢芯铝绞线（LGJFLGJF）、镀锌钢线（）、镀锌钢线（GJGJ）导线的机械物理特性主要有：瞬时破坏应力、弹导线的机械物理特性主要有：瞬时破坏应力、弹性系数、温度热膨胀系数及导线的质量性系数、温度热膨胀系数及导线的质量瞬时破坏应力；对导线作拉伸试验，将测得的瞬瞬时破

28、坏应力；对导线作拉伸试验，将测得的瞬时拉断力除以导线的截面积时拉断力除以导线的截面积ATPPP瞬时破坏应力瞬时破坏应力，MPaP瞬时拉断力，瞬时拉断力，NN A导线载面积，导线载面积，mmmm2 2 导线弹性系数；在弹性限度内，导线受拉力的作导线弹性系数；在弹性限度内，导线受拉力的作用时，其应力与相对变形的比值用时，其应力与相对变形的比值lATl导线的弹性系数导线的弹性系数，MPa导线受力时的应力导线受力时的应力，MPa 导线受力时的相对变形导线受力时的相对变形作用于导线的轴向拉力，作用于导线的轴向拉力，NNl，l导线受拉引起的绝对伸长和原长，导线受拉引起的绝对伸长和原长，mm热膨胀系数；导线

29、的温度每升高热膨胀系数；导线的温度每升高1 10 0C C引起的相对引起的相对变形变形t导线的温度热膨胀系数导线的温度热膨胀系数，1/0C 导线由于温度变化所发生的相对变形导线由于温度变化所发生的相对变形t温度变化量，温度变化量，OOC C导线的质量；以每千克导线的质量值表示，单位导线的质量；以每千克导线的质量值表示，单位kg/kmkg/km，可查表，可查表l导线截面选择的要求导线截面选择的要求线路年运行引用线路年运行引用, ,符合总的经济利益符合总的经济利益: :是指维持正常运行而每年支出的费用是指维持正常运行而每年支出的费用, ,它包括电能损失费、它包括电能损失费、折旧费、修理费、维护费。

30、折旧费、修理费、维护费。导线运行中的温度不应超过其最高允许温度导线运行中的温度不应超过其最高允许温度: :我国规定，钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线可采用我国规定，钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线可采用+70+700 0C C（大跨越可采用（大跨越可采用+90+900 0C C ），镀锌钢绞线可采用），镀锌钢绞线可采用+125+1250 0C C 。所选定的导线截面必须大于按机械强度所要求的所选定的导线截面必须大于按机械强度所要求的最小截面最小截面110kV110kV电压等级的输电线路，导线截面应按电晕条件电压等级的输电线路，导线截面应按电晕条件进行验算。规程规定：海拔不超过进行验算。规程规定：海拔不超过

31、100m100m地区的地区的35kV35kV线线路不必验算电晕；路不必验算电晕；110kV110kV线路，当导线的最小直径为线路，当导线的最小直径为9.6mm9.6mm时不必验算电晕。时不必验算电晕。l导线的应力和弧垂导线的应力和弧垂n导线单位横截面积上的导线单位横截面积上的内力为内力为导线应力导线应力n导线上任意点至导线两导线上任意点至导线两侧悬挂点的连线之间的侧悬挂点的连线之间的铅垂距离称为铅垂距离称为导线上该导线上该点的弧垂点的弧垂fxf0导线上导线上应力应力和和弧垂弧垂的大小相互联系的，在架设导线的大小相互联系的，在架设导线时，导线的松紧程度直接关系到导线及杆塔的受时，导线的松紧程度直

32、接关系到导线及杆塔的受力大小和导线对被跨越物及地面的距离，也是线力大小和导线对被跨越物及地面的距离，也是线路设计、施工和运行的重要技术参数。路设计、施工和运行的重要技术参数。( (三三) )必须满足电气间隙和防雷要求必须满足电气间隙和防雷要求l输电线路的电气间隙内容输电线路的电气间隙内容以一基杆塔为例：以一基杆塔为例：二是二是导线和杆塔接地、导线和被交叉跨越物、导导线和杆塔接地、导线和被交叉跨越物、导线和地面之间的距离线和地面之间的距离l输电线路的防雷要求：导线与避雷线间的距离应输电线路的防雷要求：导线与避雷线间的距离应按防雷保护要求确定，并保证输电线路具有一定按防雷保护要求确定，并保证输电线

33、路具有一定的耐压水平，才能保证线路运行的可靠性。的耐压水平，才能保证线路运行的可靠性。( (四四) )能承受各种气象条件的荷载作用能承受各种气象条件的荷载作用一是一是导线和导线、导线和避雷线之间的距离导线和导线、导线和避雷线之间的距离导线传递至杆塔导线传递至杆塔的风压力的风压力P PD D导线传递至杆塔导线传递至杆塔的重力的重力GGD D避雷线线传递至杆塔避雷线线传递至杆塔的风压力的风压力P PB B导线传递至杆塔导线传递至杆塔的重力的重力GGB B三三 导线机械计算基础导线机械计算基础建设一条架空线输电线路建设一条架空线输电线路, ,必须符合必须符合经济合理、经济合理、安全适用安全适用的原则

34、。既要充分利用材料的强度，的原则。既要充分利用材料的强度，又要保证安全运行。又要保证安全运行。 对于悬挂在架空线路杆塔上的导线，当外对于悬挂在架空线路杆塔上的导线，当外界温度变化时，将会引起导线的界温度变化时，将会引起导线的伸缩伸缩；而导；而导线上的荷载变化，也将引起导线的线上的荷载变化，也将引起导线的弹性变形弹性变形，这两种现象都使导线的长度发生变化。由计算这两种现象都使导线的长度发生变化。由计算可知：档距一定时，导线长度的微小变化会导可知：档距一定时，导线长度的微小变化会导致导线应力和弧垂的很大变化，致导线应力和弧垂的很大变化，p 概述概述1 1、导线应力弧垂分析、导线应力弧垂分析 导线长

35、度的缩短，将使导线应力增大，弧垂减导线长度的缩短，将使导线应力增大，弧垂减小；反之，导线伸长，将使导线应力减小，弧垂小；反之，导线伸长，将使导线应力减小，弧垂增大。显然，在线路设计时，必须计算导线的增大。显然，在线路设计时，必须计算导线的 和和 ，确定和掌握导线在各种气象条件下的应，确定和掌握导线在各种气象条件下的应力和弧垂的变化，并保证当导线应力最大时，其力和弧垂的变化，并保证当导线应力最大时，其值不超过导线强度允许值，而当导线弧垂最大时，值不超过导线强度允许值，而当导线弧垂最大时，要保证导线的对地安全距离，从而保证线路设计经要保证导线的对地安全距离，从而保证线路设计经济合理、运行安全可靠。

36、济合理、运行安全可靠。应力应力弧垂弧垂 导线的比载导线的比载n比载定义比载定义作用在导线上的荷载有作用在导线上的荷载有导线的自重导线的自重、导线覆冰重导线覆冰重和导线所受垂直于线路方向的和导线所受垂直于线路方向的水平风压水平风压。工程上用比载来计算导线的荷载，因此工程上用比载来计算导线的荷载，因此比载比载即单位长度、单位截面导线上的荷即单位长度、单位截面导线上的荷载。符号载。符号“g”g”表示，单位表示，单位N / m.mmN / m.mm2 2在导线的应力弧垂分析中，常用的比载有在导线的应力弧垂分析中，常用的比载有垂直、垂直、水平、综合比载水平、综合比载三类。三类。u垂直比载垂直比载1 1、

37、自重比载、自重比载g g1 13110807. 9AGg导线自重比载即导线自身重力引起的比载导线自重比载即导线自身重力引起的比载 GG导线计算质量导线计算质量kg/kmkg/km A A导线截面积，导线截面积，mmmm2 2 g g1 1 导线自重比载导线自重比载 g1导线上覆有冰层时导线上覆有冰层时, ,其冰筒重力由导线承受其冰筒重力由导线承受. .将将1m1m长导线上的覆冰荷载折算到每平方毫米导线长导线上的覆冰荷载折算到每平方毫米导线截面积上的数量称为冰重比载截面积上的数量称为冰重比载 2 2、冰重比载、冰重比载g g2 2g2d+2b)()2(422bdbdbd：V因为33210)(80

38、7. 9108079rbdbVr。G所以2/9.0cmgr 其中冰密度)(728.2710)(807.932bdbrbdbG3210)(728.27Abdb：g则冰重比载为u水平比载水平比载b覆冰厚度，覆冰厚度，mm d导线计算直径，导线计算直径，mmV1m长冰筒的体积，长冰筒的体积，cm3 g2 导线冰重比载，导线冰重比载，N/m.mm2 3 3、覆冰时垂直总比载、覆冰时垂直总比载g g3 3当导线覆冰时，其垂直总比载为当导线覆冰时，其垂直总比载为自重比载自重比载和和冰重比冰重比载载之和。之和。g g3 3 = = g g1 1+ g+ g2 21 1、无冰时导线风压比载、无冰时导线风压比载

39、g g4 4作用于导线上的风压是由空气运动时的动能所引作用于导线上的风压是由空气运动时的动能所引起的。单位体积空气的动能作用在导线单位面积起的。单位体积空气的动能作用在导线单位面积上的上的“理论风压理论风压”为为p p0 0=0.613=0.613?2 2。考虑到整个档距的风速不可能一样大，且导线所考虑到整个档距的风速不可能一样大，且导线所受风压与其体形有关，所以计入风速不均匀系受风压与其体形有关，所以计入风速不均匀系数和风载体形系数，则作用于数和风载体形系数，则作用于1m1m长度导线上风长度导线上风压为：压为：P=0.613P=0.613 CdCd?2 2 x10 x10-3-3。则无冰时风

40、压比载为：则无冰时风压比载为：32410613. 0ACdgP P1m1m导线上风压，导线上风压，N N ?设计风速，设计风速，m/sm/sg g4 4风冰时风压比载，风冰时风压比载，N/m.mmN/m.mm2 2C C风载体形系数，当导线直径风载体形系数，当导线直径d17mmd=17mm,C=1.2;d=17mm时时,C=1.1,C=1.1 风速不均匀系数，风速不均匀系数，g4设计风速设计风速m/sm/s2020以下以下20302030以下以下30353035以以下下3535以上以上 1.01.00.850.850.750.750.700.70在有风气象条件时在有风气象条件时, ,作用在导线

41、上的荷载有作用在导线上的荷载有垂直方垂直方向的自重向的自重, ,冰重比载冰重比载和和水平方向的风压比载水平方向的风压比载, ,因此因此导线的综合比载为这两个方向的比载的几何和导线的综合比载为这两个方向的比载的几何和. .2 2、覆冰时导线风压比载、覆冰时导线风压比载g g5 5g5d+2b32510)2(613. 0AbdCgu综合比载综合比载1 1、无冰有风时综合比载、无冰有风时综合比载g g6 6g1g4g624216ggg2 2、有冰有风时综合比载、有冰有风时综合比载g g7 7g3g5g725237ggg3 3、无冰无风时综合比载、无冰无风时综合比载g g8 8g118gg 思考思考:

42、 :综合比载中为会么没有有冰无风时综合比载中为会么没有有冰无风时的综合比载的综合比载? ?2 2、 导线应力的概念导线应力的概念 悬挂于两基杆塔之间的一档导线悬挂于两基杆塔之间的一档导线, ,在导线自重、冰在导线自重、冰重、风压等荷载作用下重、风压等荷载作用下, ,任一横截面上均有一内力存任一横截面上均有一内力存在在. .导线应力导线应力是指导线单位横截面积上的内力。一是指导线单位横截面积上的内力。一档导线中各点的应力是不相等的，且导线上某点档导线中各点的应力是不相等的，且导线上某点应力的方向与导线悬挂曲线该点的切线方向相同。应力的方向与导线悬挂曲线该点的切线方向相同。OABPx0 x21OP

43、xG取导线最低点取导线最低点OO至任意一点至任意一点P P的一段导线分析：的一段导线分析：设设P P点应力为点应力为x x，方向为，方向为P P点的切线方向，同理点的切线方向，同理O O点点将将x x分解为垂直方向分解为垂直方向1 1和水平方向和水平方向2 2两个分应力。两个分应力。根据静力平衡条件根据静力平衡条件2 2 = = 0 0 ，即档中导线各点应力的水，即档中导线各点应力的水平分量均相等，且等于导线最低点应力平分量均相等，且等于导线最低点应力0 0 。所以除特。所以除特别指明外，导线应力都指档中导线最低点的水平应力。别指明外，导线应力都指档中导线最低点的水平应力。悬挂于两基杆塔间的一

44、档导线，其弧垂与应力的关系：悬挂于两基杆塔间的一档导线，其弧垂与应力的关系：弧垂越大，则导线的应力越小；反之，弧垂越小，弧垂越大，则导线的应力越小；反之，弧垂越小，应力越大。应力越大。因此，从导线强度安全角度考虑，应加大因此，从导线强度安全角度考虑，应加大导线弧垂，从而减小应力，以提高安全系数。但是，若导线弧垂，从而减小应力，以提高安全系数。但是，若片面地强调增大弧垂，则为保证带电导线的对地安全距片面地强调增大弧垂，则为保证带电导线的对地安全距离，在档距相同的条件下，必须增加杆高，或缩小档距，离，在档距相同的条件下，必须增加杆高，或缩小档距，其结果使线路基建投资成倍增加，同时，在线间距离不其结

45、果使线路基建投资成倍增加，同时，在线间距离不变的条件下，增大弧垂也就增加了运行中发生混线事故变的条件下，增大弧垂也就增加了运行中发生混线事故机会。机会。导线机械强度允许的最大应力称为导线机械强度允许的最大应力称为最大允许应力最大允许应力maxmax架空送电线路设计规定，导线和避雷线的架空送电线路设计规定，导线和避雷线的设计安全系数不应小于设计安全系数不应小于2.52.5。5.25.2maxPPAT252，mmA。，MPa，NT，MPapPMAX导线的计算截面积导线最小允许安全系数导线的计算破坏应力导线的计算拉断力应力导线最低点的最大允许一条线路施工过程中，一般应使导线在各种气象条件中，一条线路

46、施工过程中，一般应使导线在各种气象条件中，当出现最大应力时的应力恰好等于当出现最大应力时的应力恰好等于maxmax把最大应力控制在比最大允许应力的某一水把最大应力控制在比最大允许应力的某一水平上，即安全系数平上，即安全系数K2.5K2.5。把设计时所取。把设计时所取的最大应力气象条件时导线应力的最大使的最大应力气象条件时导线应力的最大使用值称为最大使用应力。用值称为最大使用应力。maxmax。maxmax=T=TP P/KA=/KA=p p/K/K当当K=2.5K=2.5时，有时，有max max =max max ，这时称导线，这时称导线按按正常应力正常应力架设；当架设；当K2.5K2.5时

47、，有时，有max max max max ，这时称导线按，这时称导线按松驰应力松驰应力架设；架设；提问：现场有哪些地方用提问：现场有哪些地方用松驰应力松驰应力架设？架设？为什么？为什么？工程中，一般导线安全系数均取工程中，一般导线安全系数均取2.52.5，变电，变电所进出线档的导线最大使用应力常是受变所进出线档的导线最大使用应力常是受变电所进出线构架的最大允许拉力控制的；电所进出线构架的最大允许拉力控制的；对档距较小的其他孤立档，导线最大使用对档距较小的其他孤立档，导线最大使用应力则往往是受紧线施工时的允许过牵引应力则往往是受紧线施工时的允许过牵引长度控制；对个别地形高差很大的耐张段，长度控制

48、；对个别地形高差很大的耐张段，导线最大使用应力又受导线悬挂点应力控导线最大使用应力又受导线悬挂点应力控制；以上均为松弛应力架设。制；以上均为松弛应力架设。3 3、 悬点等高时导线弧垂、线长和悬点等高时导线弧垂、线长和 应力的关系应力的关系悬挂在杆塔上的一档导线，由于档距很大，导线悬挂在杆塔上的一档导线，由于档距很大，导线材料的刚性对导线悬挂于空中的几何形状影响很材料的刚性对导线悬挂于空中的几何形状影响很小。作用于导线上的荷载是沿导线线长均匀分布小。作用于导线上的荷载是沿导线线长均匀分布的，可以把导线悬挂曲线看成是一条理想柔韧的的，可以把导线悬挂曲线看成是一条理想柔韧的悬链线，其解析方程为悬链线

49、方程。悬链线，其解析方程为悬链线方程。工程中在允许误差的前提下，取其简化形式工程中在允许误差的前提下，取其简化形式（1 1）将沿线长均匀分布的荷载简化为沿档距两侧）将沿线长均匀分布的荷载简化为沿档距两侧导线悬挂点的连线均匀分布导线悬挂点的连线均匀分布, ,由此得到一套计算由此得到一套计算式为斜抛物线式。式为斜抛物线式。导线悬挂曲线解析方程式导线悬挂曲线解析方程式Lgo近似为斜抛物线近似为斜抛物线Lg近似为平抛物线近似为平抛物线o在工程中，当悬点高差在工程中，当悬点高差h h和档距和档距l l之比大于等于之比大于等于10%10%时时, ,则可以则可以应用斜抛物线式。应用斜抛物线式。在工程中，当悬

50、点高差在工程中，当悬点高差h h和档距和档距l l之比小于之比小于10%10%时时, ,则可以应用平则可以应用平抛物线式。抛物线式。只有悬点高差只有悬点高差h h很大或档距很大，很大或档距很大，要求精确计算时，才应用悬链线要求精确计算时，才应用悬链线式进行计算。式进行计算。oLPyxABwx/2T0T悬点等高时的受力分析悬点等高时的受力分析 已知悬点已知悬点A A、B B等高的等高的一档导线，档距一档导线，档距L L，在，在一定的气象条件下，导一定的气象条件下，导线最低点应力为线最低点应力为0 0，比，比载为载为g g，并设比载沿档距，并设比载沿档距均匀分布，现取均匀分布，现取OPOP段导线段

51、导线进行分析进行分析过导线最低点建立直角坐过导线最低点建立直角坐标系，并设导线任意点标系，并设导线任意点P P的切向应力为的切向应力为0 0，导，导线截面积为线截面积为A A，则，则OPOP段段导线在三个力作用下处导线在三个力作用下处于平衡状态。于平衡状态。202xgy作用于作用于OO点，水平向左的张力点，水平向左的张力T T0 0= =0 0A A作用于作用于P P点，切线方向的张力点，切线方向的张力T=T=X XA A作用于作用于OPOP段导线上的总荷载段导线上的总荷载 W=W=gxgxA A 于是，于是， 根据静力平衡条件根据静力平衡条件M MP P=0=0 所以，所以， T T0 0

52、y =1/2Wx y =1/2Wx， 代入整理得代入整理得弧垂和应力的关系弧垂和应力的关系导线弧垂导线弧垂是指导线悬挂曲线上任意一点至两是指导线悬挂曲线上任意一点至两侧悬挂点连线的垂直距离。侧悬挂点连线的垂直距离。导线弧垂导线弧垂是指导线悬挂曲线上是指导线悬挂曲线上任意一点至两侧悬挂点连线的垂直任意一点至两侧悬挂点连线的垂直距离。距离。xoLyABx导线弧垂导线弧垂yxfxf0LaLbL/2L/2xBxyyf02208)2(2gllgyB202xgyx则代入将xBxxByyf，yybaxllgxlxlgf002)2)(2(2L La a，L Lb b的含义如图所示，若的含义如图所示，若L La a=L=Lb b=L/2=L/2，则，则028glfx结论：导线弧垂与应力成反比，与档距的平方成结论：导线弧垂与应力成反比，与档距的平方成正比，即应力越大，弧垂越小；档距越大，弧垂正比，即应力越大，弧垂越小；档距越大，弧垂越大，当悬点等高时，档中最大弧垂发生在档距越大，当悬点等高时，档中最大弧垂发生在档距中点，即导线最低点。中点，即导线最低点。任意点应力和最低点应力的关系任意点应力和最低点应