输配电线路设计课件

第一章输配电线路的基本知识精求技能崇尚文明第一章精求技能崇尚文明1电力生产示意图

汽轮机G~电能用户发电机升压变压器降压变压器输电线路电力系统电力网动力系统配电线路锅炉输电线路是电力系统中实现电能远距离传输的一个重要环节，包括架空线路和电缆线路。电力生产示意图汽轮机G~电能用户发电机升压变压器降压变21.输配电线路的分类1.1

输配电线路的作用和特点一、输配电线路的分类及作用输配电线路分类按电压等级分类按结构分类按电能性质分类输电线路配电线路架空线路电缆线路交流输电线路直流输电线路1.输配电线路的分类1.1输配电线路的作用和特点一、输3输电线路：

电压等级≥35KV

高压输电线路电压等级为35~220kV

超高压输电线路电压等级为330~500kV

配电线路：

电压等级380/220V,6、10kV

高压配电线路电压等级为1~10kV

低压配电线路电压等级为1kV以下注：高压配电线指从变电站将电能送至配电用变压压器的架空（或电缆）电力线。低压配电线指

从配电变压器将电能送至各个用电点的线路。输电线路：电压等级≥35KV配电线路：电压等级380/42.输配电线路的特点与电缆线路相比，采用架空输电线路具有以下显著优点：（1）结构简单，加工制造容易，施工简便，建设速度快，

施工周期短。（2）投资少，经济效益好。（3）输送容量大。（4）容易发现运行线路中的故障，并易于修复。绝缘线路与架空明线相比具有许多优点：（1）如发生短线事故时，仅在短线两端处有电，中间线

路对外无电，从而减轻了对外界的危险程度。（2）架空明线因电动力易造成混线，在穿越树林时易引

起短路或接地故障，而使用架空绝缘导线即可避免

上述事故。2.输配电线路的特点与电缆线路相比，采用架空输电线路具有以下5

1.2输配电线路的结构及各部件分类

1导线2避雷线3绝缘子4杆塔5拉线6线夹7拉线盘8底盘9防振锤1.输电线路的构成1.2输配电线路的结构及各部件分类

1导6架空输电线路的组成元件主要有：导线、避雷线（或称架空地线，简称地线）、金具、绝缘子、杆塔、拉线和基础等2.各部件作用及分类

作用：用来传导电流、输送电能。

导线的材料特性：良好的导电率、足够的机械强度、防腐性能。

常用材料为铝、铝合金、钢和钢材料。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LJ型，表示铝绞线；LGJ型，表示钢芯铝绞线；LGJJ型，表示加强型钢芯铝绞线；LGJQ型，表示轻型钢芯铝绞线。例：导线型号LGJ—150/20，指钢芯截面20mm2、铝导体截面为150mm2的钢芯铝绞线。（1）导线架空输电线路的组成元件主要有：导线、避雷线（或称架空地线，简7

A、大档距导线采用硅铜线、镀锌钢线、铝包钢线B、防腐导线采用镀铝钢线、钢芯涂防腐油C、自阻尼导线（或称防振导线）D、光滑导线E、分裂导线F、扩径导线(2)避雷线（架空地线）防止雷直击导线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；对导线有屏蔽作用，降低导线上的感应过电压。避雷线作用：特殊用途导线：A、大档距导线采用硅铜线、镀锌钢线、铝包钢线(28(3)线路金具金具线夹：悬垂线夹，耐张线夹连接金具：U型挂环，球头挂环，

碗头挂环，

直角挂板接续金具：导线各种压接方式所用的接续管，

及补修管、并沟线夹、预绞线等。保护金具：a.防振金具（防振锤、护线条、

阻尼线、补修线、铝包带。绝缘

金具（间隔棒、均压环、屏蔽环、

重锤）。拉线金具：可调式UT型线夹、楔型线夹和拉

线棒等。(3)线路金具金具线夹：悬9悬垂线夹悬垂线夹10耐张线夹耐张线夹11耐张线夹耐张线夹12球头挂环球头挂环13碗头挂环碗头挂环14直角挂板直角挂板15U型挂环U型挂环16接续金具接续金具17保护金具保护金具18拉线金具拉线金具19(4)绝缘子作用：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。绝缘子的种类针式绝缘子瓷横担绝缘子悬式绝缘子其他类型绝缘子(4)绝缘子作用：用于支承或悬吊导线使之与杆塔绝缘，保证线路20针式绝缘子针式绝缘子21瓷横担绝缘子瓷横担绝缘子22悬式绝缘子悬式绝缘子23防污式悬式绝缘子防污式悬式绝缘子24(5)杆塔从杆塔型式和受力上主要划分为：直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔和终端杆塔四种。耐张杆塔：能承受较大的导线张力差，同时能够承受导线

对杆塔的断线张力。转角杆塔：主要用于线路转角处，允许受力小于耐张杆塔，终端杆塔：用于线路首、末端，或电缆线路与架空线路的

分界处，允许受力大于耐张杆塔，转角与终端

杆塔从型式和受力上类似于耐张杆塔，转角杆

塔承受垂直线路方向水平力，还承受导线张力

引起的角度合力，终端杆塔能承受单侧导线张

力。直线杆塔：是位于两承力塔之间的中间杆塔，正常情况下

不承受导线的张力，仅承受导地线及相关金具、

附属设施的垂直地表方向的重力和风引起的垂

直线路方向的水平力。

(5)杆塔从杆塔型式和受力上主要划分为：25终端杆塔终端杆塔26转角杆塔转角杆塔27耐张杆塔和直线杆塔耐张杆塔和直线杆塔28(6)拉线和基础拉线：用来平衡作用于杆塔的横向荷载和导线张力，可以减少杆塔材料的消耗量，降低线路造价作用：A.提高杆塔的强度，承担外部荷载对杆塔的作用力，以

减少杆塔的材料消耗量，降低线路造价。B.连同拉线棒和拉线盘，一起将杆塔固定在地面上，以

保证杆塔不发生倾斜和倒塌。基础：杆塔基础：是用来支撑杆塔，并将杆塔固定在地面上，以保证杆塔不发生上拔、倾斜、倒塌和下沉等的设施。(6)拉线和基础拉线：用来平衡作用于杆塔的横向荷载和导线张力291.3

导线截面的选择方法一、导线截面选择的要求线路年运行费低，符合总的经济利益。导线在运行中的温度不应超过其最高允许温度。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110kV及以上电压等级的输电线路，导线截面应按电晕条件

进行验算。1.3导线截面的选择方法一、导线截面选择的要求线路年运30二、导线截面选择与校验的方法1.导线截面的选择按经济电流密度选择导线截面其中S为导线的经济截面，Imax为线路在正常运行方式下的最大负荷电流，J为经济电流密度经济电流密度(A/mm2）导线材料最大负荷利用小时数Tmax3000以下3000~50005000以上铝1.651.150.90铜3.002.251.75二、导线截面选择与校验的方法1.导线截面的选择按经济电流密度312.导线截面的校验（1）电晕校验不必验算电晕的导线（适用于海拔小于1000m的地区）额定电压（kV）110220330500导线外径9.621.32×21.33×27.4--4×23.7相应导线型号LGJ-50LGJ-240LGJ-240×2LGJQ-400×3--300×42.导线截面的校验（1）电晕校验不必验算电晕的导线（适用于海32（2）机械强度校验架空线路的等级架空电力线路等级架空电力线路规格额定电压（KV）电力用户的类别Ⅰ超过110所有用户35-110一类和二类Ⅱ35-110三类1-20所有类别Ⅲ1及以下所有类别（2）机械强度校验架空线路的等级架空电力线路等级架空电力线路33允许的导线最小截面积（mm2）或直径（mm）导线结构导线材料线路等级ⅠⅡⅢ单股线铜不允许106青铜3.52.5钢3.52.75铝及其合金不允许10多股线铜16106青铜16106钢161010铝及其合金251616允许的导线最小截面积（mm2）或直径（mm）导线结构导线材料34（3）热稳定校验一切电压等级的电力线路都要按发热条件校验导线截面。所选导线的最大容许持续电流应大于该线路在正常或故障后运行方式下可能通过的最大持续电流。（4）电压损耗校验对于10KV及以下电压等级的线路，如果电压调整问题不能或不宜由别的措施解决时，可按允许电压损耗选择导线截面。（3）热稳定校验一切电压等级的电力线路都要按发热条件校验导线35三、避雷线的选择1.对于各级电压线路架设避雷线的要求有如下规定：330~500KV应沿全线架设双避雷线220KV应沿全线架设避雷线，山区需架设双避雷线110KV线路一般应沿全线架设避雷线60KV线路，负荷重要且所经地区年平均雷暴

日数为30以上地区宜沿全线架设避雷线35KV及以下线路，一般不沿全线架设避雷线三、避雷线的选择1.对于各级电压线路架设避雷线的要求有如下规362.按规程规定，避雷线与导线配合应符合下表导线型号LGJ-35LGJ-50LGJ-70LGJ-95LGJ-120LGJ-150LGJ-185LGJ-150LGJ-185LGJ-240LGJ-300LGJ-240LGJ-300LGJ-400LGJ-400LGJ-500及以上避雷线型号GJ-25GJ-35GJ-50GJ-702.按规程规定，避雷线与导线配合应符合下表导线型号LGJ-37四、线路换位2.换位原则高压架空线路的换位，主要是为了减小电力系统正常运行时电流和电压的不对称，并限制电力线路对通信线路的影响。1.线路换位的作用在中性点直接接地的电力网中，长度超过100km的线路均应换位。循环长度不宜大于200km中性点不直接地的电力网中，可用换位或者变换线路相序的方法来平衡不对称电容电流。四、线路换位2.换位原则高压架空线路的换位，主要是为了减小电383.换位方式分类常用的线路换位方式有：滚式换位、耐张换位和悬空换位。线路循环换位方式有：单循环换位和双循环换位。3.换位方式分类常用的线路换位方式有：滚式换位、耐张换位和悬39第二章线路设计用气象条件精求技能崇尚文明第二章精求技能崇尚文明402.1气象资料2.1气象资料41设计用气象条件的三要素：风速、覆冰厚度和气温。风速风对架空输电线路的影响主要有：风吹在导线、杆塔及其附件上，增加了作用在导线和杆

塔上的荷载；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、杆

塔等接地部件的距离；导线在稳定的微风（0.5~5m/s）的作用下将引起振动;

在稳定的中速风（8~20m/s）的作用下将引起舞动;导线的振动和舞动都将危及线路的安全运行。设计用气象条件的三要素：风速、覆冰厚度和气温。风速风对架空输42覆冰厚度输电线路覆冰对输电线路安全运行威胁有三个方面：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；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，引起放电闪络事故；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。覆冰厚度输电线路覆冰对输电线路安全运行威胁有三个方面：43雾淞冰密度较小（约0.1~0.4g/mm2），呈针状或羽毛状结晶。雨淞冰密度较小（约0.5~0.9g/mm2），冻成浑然一体的透明状冰壳，附着力很强。覆冰大致分为雾淞冰和雨淞冰雾淞冰密度较小（约0.1~0.4g/mm2），呈针状或羽毛状44气温气温的变化，引起导线热胀冷缩，从而影响架空输电线路的弧垂和应力。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。气温气温的变化，引起导线热胀冷缩，从而影响架空输电线路的弧垂452.2气象资料搜集内容最高气温：可能出现最大弧垂——用于杆塔定位

（杆高、杆位、安全距离等）最低气温：可能出现最大受力——用于杆塔强度校验、基础校验

可能出现最小弧垂——用于绝缘子串上拔、上扬校验年平均气温：用于振动、绝缘子串倒挂校验最大风速：可能出现最大受力——用于杆塔、基础强度校验

可能出现最大弧垂——用于安全间隙、安全距离校验2.2气象资料搜集内容最高气温：可能出现最大弧垂——用于杆46覆冰厚度：可能出现最大受力——用于杆塔、基础强度校验

可能出现最大弧垂——用于安全距离校验雷电日：20~40日/年属于多雷区40日/年属于强雷区用于防雷设计覆冰厚度：可能出现最大受力——用于杆塔、基础强度校验雷电日：472.3设计用气象条件的选取1.最大风速的确定：沿线为架设任何线路的，可以查取沿线100km气象台提供的

资料，然后换算为高度15m的连续自记10min平均值，再根

据保证率（110kV以下为15年一遇，110~330kV为30年一遇，500kV及以上为50年一遇）参考已有线路设计气象条件按照典型设计（简称典设）提供的气象条件。福建省电网基本风速30年重现期分布图。2.3设计用气象条件的选取1.最大风速的确定：沿线为架设482.覆冰按照福建省电网覆冰密度30年重现期分布图确定。3.气温（1）最高温（+40℃），不考虑个别高于或低于40℃的记录。（2）最低气温偏低时取5的倍数。（3）年平均气温，取逐年的年平均气温的平均值，在3~17℃

范围内时取与此数邻近5的倍数值，如地区年平均气温

小于3℃或大于17℃时，应将年平均气温减少3~5℃后，

选用与此数邻近的5的倍数值。（4）最大风速时的气温，取出现最大风速年的大风季节最冷

月的平均气温，偏低的取5的倍数2.覆冰按照福建省电网覆冰密度30年重现期分布图确定。3.492.4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，又适合线路上的技术经济合理及设计方便性——组合气象条件组合气象条件一般常用的八种：最高气温最低气温年平均气温最大风速最大覆冰外部过电压安装情况内部过电压

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气象区，其参数的组合2.4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50气象区ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨ大气温度（℃）最高+40最低-5-10-10-20-10-20-40-20-20覆冰—-5最大风速+10+10-5-5+10-5-5-5-5安装00-5-10-5-10-15-10-10外过电压+15内过电压、年平均气温+20+15+15+10+15+10-5+10+10风速（m/s）最大风速353025253025303030覆冰1015安装10外过电压1510内过电压0.5×最大风速（不低于15m/s）覆冰厚度（mm）05551010101520冰的比重0.9我国典型气象区气象区ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨ大最高+40最低-5-10-10-251气象组合气温t（℃）风速v（m/s）冰厚b(mm)垂直比载水平比载综合比载最高温度最低温度年平均气温最大风速覆冰内过电压外过电压安装气象条件与比载计算表气象组合气温t（℃）风速v（m/s）冰厚b(mm)垂直比载水52第四章导线和避雷线的机械物理特性和荷载精求技能崇尚文明第四章精求技能崇尚文明534.1导线和避雷线的机械物理特性一、导线的瞬时破坏应力（抗拉强度）抗拉强度（瞬时破坏应力）：

是指导线的计算拉断力与导线的计算截面积的比值。p——导线的瞬时破坏应力，N/mm2Tp——导线的瞬时破坏拉断力，NA－－导线截面积，mm24.1导线和避雷线的机械物理特性一、导线的瞬时破坏应力（抗54二、导线的弹性伸长系数导线的弹性伸长系数又称弹性模量：是指在弹性限度内，导线受拉时，其应力与应变

的比例的关系。E——导线的弹性系数，N/mm2T——导线的拉力，NA－－导线截面积，mm2L——导线的原长，mL——导线的伸长量，－－导线截面积，N/mm2－－导线应变二、导线的弹性伸长系数导线的弹性伸长系数又称弹性模量：E——55弹性伸长系数就是导线弹性系数的倒数：就是表征导线施以单位应力时，能产生的相对形变，它

表示导线受拉后易于伸长的程度。——导线的弹性伸长系数，mm2/N弹性伸长系数就是导线弹性系数的倒数：——导线的弹性伸长系数56三、导线的温度线膨胀系数温度线膨胀系数：是指导线温度升高1℃时，导线单位长度的伸长值

称为导线的温度线膨胀系数。——导线的温度线膨胀系数，1/℃——导线变化引起的导线相对变形量，t－－温度变化量，℃三、导线的温度线膨胀系数温度线膨胀系数：——导线的温度线膨574.2导线和避雷线的安全系数导线和避雷线在弧垂最低点的最大使用应力为：式中K——导线或避雷线的设计安全系数，其值不应小于2.5，避雷线的设计安全系数，宜大于导线的设计安全系数。4.2导线和避雷线的安全系数导线和避雷线在弧垂最低点的最大58导线型号计算截面A单位重量Kg/Km安全系数破坏瞬时应力N/mm2弹性模数E线膨胀系数计算拉断力Tp外径作业：导线型号计算截面A单位重量Kg/Km安全系数破坏瞬时应力N/594.3导线的比载作用在导线上的荷载有导线的自重、导线覆冰重

和导线所受垂直于线路方向的水平风压。为了便于分析计算，工程中用比载来计算比载：即单位长度、单位截面导线上的荷载。符号“g”表示，单位N/m.mm2。常用的比载有垂直、水平、综合比载三类。4.3导线的比载作用在导线上的荷载有导线的自重、导60垂直比载1、自重比载g1导线自重比载即导线自身重力引起的比载

g1g1—导线的自重比载，N/(m·mm2)m0—每公里导线的质量，kg/kmA—导线截面积，mm2垂直比载1、自重比载g1导线自重比载即导线自身重力引起的比载61导线上覆有冰层时,其冰筒重力由导线承受.将1m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

2、冰重比载g2g2d+2b2、冰重比载g2g2d+2b62b—覆冰厚度，mmd—导线计算直径，mmV—1m长冰筒的体积，cm3

g2—导线冰重比载，N/m.mm2

3、覆冰时垂直总比载g3当导线覆冰时，其垂直总比载为自重比载和冰重比载之和。

g3=

g1+g2b—覆冰厚度，mm3、覆冰时垂直总比载g363水平比载1、无冰时导线风压比载g4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上的“理论风压”为p0=0.6125ט2。 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数和风载体形系数，则作用于1m长度导线上风压为：P=0.6125αCdט2x10-3。 则无冰时风压比载为：水平比载1、无冰时导线风压比载g4作用于导线上的风压是由空气64P—1m导线上风压，Ng4—无冰时风压比载，N/m.mm2α—风速不均匀系数，C—风载体形系数，当导线直径d<17mm时；C=1.2;d≥17mm时,C=1.1d—导线直径，mmט—设计风速，m/s，A—导线截面积，mm2g4设计风速m/s20以下20~30以下30~35以下35以上α1.00.850.750.70风速不均匀系数a值P—1m导线上风压，Ng4设计风速m/s20以下20~65在有风气象条件时,作用在导线上的荷载有垂直方向的自重，冰重比载和水平方向的风压比载，因此导线的综合比载为这两个方向的比载的几何和.2、覆冰时导线风压比载g5g5d+2b综合比载在有风气象条件时,作用在导线上的荷载有垂直方向的自重，冰重比66g1g4g62、有冰有风时综合比载g7g3g5g71、无冰有风时综合比载g6g1g4g62、有冰有风时综合比载g7g3g5g71、无冰有67第五章导线和避雷线的弧垂和应力精求技能崇尚文明第五章精求技能崇尚文明685.1概述一、导线的瞬时破坏应力（抗拉强度）挡距：相邻挡距导线悬挂点之间的水平距离称为挡距，常用表示5.1概述一、导线的瞬时破坏应力（抗拉强度）挡距：相邻挡距69弧垂：导线悬挂曲线上任一点至两悬挂点连线的铅垂距离，常用fx表示。挡距中央导线的O点至悬挂点A、B两点连线的铅垂距离，称为挡距中央弧垂，常用f表示。工程上所说的弧垂常指挡距中间弧垂。xoLyABx导线弧垂yxfxfLaLbL/2L/2弧垂：导线悬挂曲线上任一点至两xoLyABx导线弧垂yxfx70导线应力0：导线单位横截面上的内力。注：在导线应力、弧垂分析中，除特别指明外，导线的应力都指挡中导线最低点的水平应力，常用0表示б0бxб2б1OPxG导线应力0：导线单位横截面上的内力。注：在导线应力、弧垂分71导线最大允许应力[m]和最大使用应力m：导线机械强度允许的最大应力称为最大允许应力，用[m]表示。导线最大允许应力[m]和最大使用应力m：导线机械强度允72最大使用应力m：在一条线路的设计、施工过程中，一般说我们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导线的最大允许应力。但是由于地形或者孤立挡等条件限制，有时必须把最大应力控制在比最大允许应力小的水平上，即安全系数K>2.5。我们把设计时所取定的最大应力气象条件时导线应力的最大使用值称最大使用应力，用m表示。最大使用应力m：在一条线路的设计、施工过程中，一般说我们应73二、弧垂和应力的关系悬挂于杆塔之间的一挡导线，弧垂越大，则导线的应力越小，使安全系数增加；反之，弧垂越小，应力越大，机械安全性降低。二、弧垂和应力的关系悬挂于杆塔之间的一挡导线，弧垂越大，则导745.2导线的解析方程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悬链线，其解析方程为悬链线方程。假设导线悬挂在A、B两点，导线最低点O的应力0,沿导线均匀分布的比载为g，则导线悬连方程式为：一、悬连线解析方程优点：能精确反应导线的实际形状。缺点：计算复杂，不适合大量的工程计算。5.2导线的解析方程悬挂在杆塔上的一档导线，75二、工程中的计算工程中在允许误差的前提下，取其简化形式。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,由此得到一套计算式为斜抛物线式。1.斜抛物线：Lφgo近似为斜抛物线在工程中，当悬点高差h和档距之比大于等于10%时,则可以应用斜抛物线式。二、工程中的计算工程中在允许误差的前提下，取其简化形式。将沿76在工程中，当悬点高差h和档距l之比小于10%时,则可以应用平抛物线式。2.平抛物线：坐标间关系任意点应力在工程中，当悬点高差h和档距l之比小于10%时,则77挡距中点弧垂：挡距中任意点弧垂：线长：挡距中点弧垂：挡距中任意点弧垂：线785.5导线的状态方程从一种气象条件转变为另一种气象调价时导线的应力挡距及比载间的关系。对于一挡导线，设挡距为l，气象条件从m状态（即气温tm、比载gm、应力m）变化到n状态（即气温tn、比载gn、应力n），导线长度由Lm变化到Ln。这种变化包括两部分：首先由于气温的变化，使导线线长由于热胀冷缩从Lm变化为Lt；然后由于应力的变化，导线发生弹性形变，导线线长从Lt变化为Ln。5.5导线的状态方程从一种气象条件转变79温度变化：tm→tn：受力变化：m→n：将（1）式代入（2）式得：（1）（2）（3）温度变化：tm→tn：受力变化：m→n：将（1）式代80将上式展开后，会出现，考虑到和数值较小，它们的乘积更小，故将其舍去，从而上式可简化为M和n两种气象条件下的导线线长表达式为（4）（5）将上式展开后，会出现，考虑到和数值较小，它们的乘积更小，81将（5）式代入（4）式得因上式中项数值较小，所以它与方括号中数值的乘积很小，可舍去，并将等式两侧各除以l，得状态方程将（5）式代入（4）式得因上式中项数值较小，所以它与方括号中82试凑法解状态方程：设：则状态方程简化为：试凑法解状态方程：设：则状态方程简化为：83由于n取值为正，所以等式可化为设B=1000，A=1设n=11，代入上式中得取n=（11+10）/2=10.5，代入上式中得......直至结果满足设计精度要求，计算停止。由于n取值为正，所以等式可化为设B=1000，A=1设n845.6临界挡距

1.目的：为判断出现最大应力的气象条件2.控制应力及控制条件选取控制应力=许用应力=最大使用应力控制条件：出现最大应力的条件。3.控制条件（1）最低温度、无风、无冰；（2）最大风速、无冰、相应的气温；（3）覆冰、相应风速、-5℃；（4）年平均气温、无风、无冰。（一般取）5.6临界挡距1.目的：为判断出现最大应力的气象条件2854.临界挡距计算（1）l→时，将状态方程方程两边同除以l2得最大比载时出现最大应力（2）l→0时，最低温时出现最大应力4.临界挡距计算（1）l→时，将状态方程方程两边同除以l86临界挡距：两种气象条件都会出现最大应力的挡距。两两组合：最多有六个临界挡距，最多三个有效。例如：ABBCCDACBDAD临界挡距：两种气象条件都会出现最大应力的挡距。两两组合：最多87Lj——临界挡距，mn

、m——两种控制条件的控制应力，N/mm2gn

、gm——两种控制气象条件时的比载，N/（m·mm2）tn

、tm——两种控制气象条件时的气温，℃——导线的线膨胀系数，1/℃——导线的弹性伸长系数，mm2/N由状态方程得临界挡距表达式为Lj——临界挡距，m由状态方程得临界挡距表达式为885.有效临界挡距的判断结合P71例题判断，看表5-3。（1）按照g/值的大小排列四种可能控制条件的次序；（2）将临界挡距列表；（3）判别A、B、C栏的有效临界挡距；（4）在有效临界挡距的判别过程中，如A、B、C三栏

中均有零或虚数，则没有有效临界挡距，此时所

有可能的代表挡距，其导线应力均受D条件控制。5.有效临界挡距的判断结合P71例题判断，看表5-3。（1）89临界挡距计算举例（1）最大使用应力及平均运行应力m=p/k=260.324/2.8=92.97N/mm2cp=p×25%=260.324×25%=65.081N/mm2（2）可能控制条件列表气象条件控制应力（N/mm2）比载（kg/m·mm2）温度（℃）g/比值代号最低气温93.033.42×10-3-50.359×10-3A最大覆冰93.033.85×10-300.364×10-3B年平均气温65.133.42×10-3200.514×10-3C最大风速93.056.98×10-3100.613×10-3D临界挡距计算举例（1）最大使用应力及平均运行应力m=p/90（3）

根据公式计算临界挡距当时，当时，得Lab=837.87m，Lac=137.79m，Lad=169.24m，Lbc=42.65m，Lbd=139.13m，Lcd=199.79m（3）根据公式计算临界挡距当时，当时，得Lab=837.891（4）

确定控制条件ABCLab=837.87mLbc=42.65mLcd=199.79mLac=138.79mLbd=139.13mLad=169.24m有效临界挡距为：138.79m199.79mA控制C控制D控制laclcdlD（m）（4）确定控制条件ABCLab=837.87mLbc=4292从图中可知，当lD≦138.79m时，控制气象条件为最低温度，控制应力为=92.97N/mm2；当138.79＜lD≦199.79时控制气象条件为年平均气温，控制应力为=65.081N/mm2；当lD＞199.79m时，控制气象条件为最大风速，控制应力为=92.97N/mm2。从图中可知，当lD≦138.79m时，控制气象条件为最低温935.7导线应力弧垂特性曲线在架空线路设计过程中，为了确定有关杆塔的设计荷载、导线对地安全距离以及交叉跨越的距离，必须计算导线（避雷线）在各种气象条件下不同挡距的应力或弧垂，并将计算的结果以横坐标为挡距，纵坐标为导线的应力或弧垂，并按一定比例绘制出在各种气象条件下的挡距与应力的关系曲线，这些曲线组称为导线（或避雷线）应力弧垂特性曲线或称导线机械特性曲线。5.7导线应力弧垂特性曲线在架空线路设计过程中，为了确定有941.定义：反应应力和挡距间的关系。→l2.作用：杆塔定位

杆塔定位后的校验

技术数据3.应力曲线计算步骤：1.定义：反应应力和挡距间的关系。→l2.作用：3.应力95

最低气温：A控制（lD≦138.79m）gm=33.42×10-3N/m·mm2，tm=-5℃，m=93.0N/mm2年平均气温：C控制（138.79＜lD≦199.79）

gm=33.42×10-3N/m·mm2，tm=20℃，m=65.081N/mm最大风速：D控制（lD＞199.79m）gm=56.98×10-3N/m·mm2，tm=10℃，m=93.0N/mm2

M状态（1）确定m状态和n状态N状态为待求状态，如最高温

最低气温：A控制（lD≦138.79m）M状态（1）96

取l=50m，则m状态为最低温度，代入相应的应力m到状态方程中，即可求出最高温度下的应力n。取l=100m，则m状态为最低温度，代入相应的应力m到状态方程中，即可求出最高温度下的应力n。

取l=138.79m，则m状态为最低温度，代入相应的应力m到状态方程中，即可求出最高温度下的应力n。取l=150m，则m状态为年平均气温，代入相应的应力m到状态方程中，即可求出最高温度下的应力n。取l=50m，则m状态为最低温度，代入相97

取l=199.79m，则m状态为年平均代气温，代入相应的应力m到状态方程中，即可求出最高温度下的应力n。

取l=250m，则m状态为年最大风速，代入相应的应力m到状态方程中，即可求出最高温度下的应力n。取l=800m，则m状态为年最大风速，代入相应的应力m到状态方程中，即可求出最高温度下的应力n。......以此办法依次求出其他气象条件下导线的应力。取l=199.79m，则m状态为年平均代985.9导线安装曲线1.定义：在无风、无冰，相应温度（tmin-tmax）下，每隔5℃（画一条），弧垂与代表挡距的关系曲线。2.作用：安装时使用。3.安装曲线计算步骤：已知条件：控制条件。待求条件：无冰、无风，相应温度（tmin-tmax）。一、导线的安装曲线5.9导线安装曲线1.定义：在无风、无冰，相应温度（tmi99举例说明：

例如要计算t=0℃时的安装曲线，即gn=g1，tn=0℃，代入状态方程求得个挡距下的n，然后代入公式求得相应的弧垂。每隔5℃依次计算相应的弧垂，最终画出安装曲线举例说明：100二、导线的初伸长1.定义：塑形伸长和蠕变伸长2.影响：弧垂变长，导线与障碍物或地面的距离缩短3.解决方法：

（1）降温法——钢芯多，取小值（输电线路35kV及以上）

降低的温度值可采用下列值：钢芯铝绞线15~20℃钢绞线10℃

(2)减弧垂法（用于配电线路如10kV)弧垂减小的百分数为：铝绞线20%钢芯铝绞线12%钢绞线7%~8%二、导线的初伸长1.定义：塑形伸长和蠕变伸长2.影响：弧垂变101三、观测挡的选择在连续挡的施工紧线时，并不是每个挡都进行弧垂观测，而是从一个耐张段中选出一个或几个观测挡进行弧垂观测。为了使一个耐张段的各挡距弧垂都能满足要求，弧垂观测挡应力求符合两个条件：即挡距较大及悬挂点高度差较小的挡。具体选择的原则如下：（1）当紧线耐张段连续挡在6挡及以下时，靠近中间选择一

大挡距作为观测挡。（2）当紧线耐张段连续挡在7~15挡时，靠近两端各选一大

挡距作为观测挡距，但不宜选择有耐张杆的挡距。（3）当紧线耐张段连续挡在15挡以上时，应在两端及中间各

选一大挡距作为观测挡三、观测挡的选择在连续挡的施工紧线时，并不102当已知代表挡距的弧垂时，则观测挡的弧垂计算如下

fi——观测挡的弧垂，mfD——代表挡距的弧垂，mLi——观测挡的长度，mlD——代表挡距，m当已知代表挡距的弧垂时，则观测挡的弧垂计算如下fi——观103第十三章杆塔定位和施工图设计精求技能崇尚文明第十三章精求技能崇尚文明104一、目的（任务）：确定杆塔的位置和高度。二、原则1.安全——对地安全、线间安全、间隙安全、杆塔安全

2.经济——杆的高度适当、杆的数量合理、直线杆尽量

多，孤立杆和特殊杆型尽量少，尽量使用普

通杆。三、定位前的准备

1.平断面图

（1）平面图：以线路为轴线，左右各25m带状图，体现

地形、地物（房子、河流、树、田地、线路等）

（2）断面图：以线路为轴线的剖面图（主要体现高程）一、目的（任务）：确定杆塔的位置和高度。二、原则三、定位前的105

比例尺：对于平面图或者断面图横向，它们的比例尺通常有以下规格

纵向：高程1:500横向：线路方向：1:5000（线路较长）纵向：高程1:200横向：线路方向：1:2000（线路较短）2.杆型材料

（1）水泥杆、铁塔、钢管塔或者混合

（2）杆型资料：呼称高、横担长、水平挡距、垂直挡距。3.定位模板比例尺：106四、定位模板的制作

定位模板：把最大弧垂时导线的形状刻在透明的塑料板上1.确定最大弧垂的气象条件2.初定代表挡距

用测桩距离计算一个耐张段的代表挡距3.用ld到最大弧垂气象应力曲线上查。若曲线上找不到相

应的点，可以用插值法。

四、定位模板的制作1074.计算K=g/(2)5.画出y=Kx2曲线（按平断面的比例画）五、定位步骤1.熟悉杆型——根据用户的需要，铁塔、钢管杆、水泥杆110kV及以上采用铁塔2.已经确定的杆位先定——画出悬挂线高度

原则：（1）杆尽量立在比较宽阔的地方

（2）悬挂线距障碍物垂直距离要满足要求

（3）无障碍物，要保证对地面垂直距离要满足要求4.计算K=g/(2)五、定位步骤108五、定位后的校验

1.模板常数的校验

由于在定位前后代表挡距发生改变，因此K=g/(2)——定位时的模板常数K’=g/(2’)——定位后的模板常数

这两常数存在差异。K和K’必须满足要求若△k超出此范围，则按K’重新定位。五、定位后的校验1092.杆塔线间距离的校验

挡距1000m以下的水平线间距离要求若Ds<D,则改选其他水平线距更大的杆。3.水平挡距和垂直挡距校验（1）水平挡距：定义：相邻两挡中点间的距离。作用：其大小反应了杆塔的水平受力大小2.杆塔线间距离的校验110（2）垂直挡距：定义：相邻两挡弧垂最低点的距离

作用：其大小反映了杆塔的垂直受力大小4.直线杆的摇摆角校验——杆头安全间隙（1）校验气象：内过电压、外过电压、正常电压（最大风）（2）哪些杆要进行该项校验：低位直线杆——垂直挡距偏小

（100m以内）（3）校验方法：画间隙圆图

（2）垂直挡距：111步骤：1)计算出内过电压、外过电压、最大风三种气象条件的摇摆角

（近似可以采用最大弧垂时的水平挡距和垂直挡距）2）以悬挂点为圆心，以绝缘子串长度为半径，偏摆1233）以导线固定位置为圆心，以安全间隙e+裕度（0.1~0.2m）

为半径画出间隙圆图。若弧线与拉线、横担等相交则不满

足要求。4）不满足要求，解决办法a.加重锤W

步骤：112’取最大允许摇摆角代入上式可计算得W

（一般不宜超过100kg）B.加重锤不能满足要求，改为耐张杆C.加高杆

5.直线杆的上拔校验

（1）低位的直线杆——垂直挡距偏小（最大弧垂时，

）（2）校验气象：最低温度（最小），上拔，临界状态（最低温度），任何条件都满足（符合要求）’取最大允许摇摆角代入上式可计算113

（3）校验方法：a.直接计算最低温度时的垂直挡距b.冷板法——制作出最低温度时的模板c.临界曲线法：参考书本P190（4）解决办法（不满足要求）a.加重锤b.严重的改为耐张杆（3）校验方法：a.直接计算最低温度时的垂直挡距1146.耐张绝缘子串倒挂校验（1）校验对象：低位的耐张杆或转角杆（2）原理：（3）校验气象：年平均气温（4）校验方法：a.直接计算法——计算出年平均气温下的lv1，若lv1<0,

且则有倒挂。

b.临界曲线法P192（5）不满足要求的解决办法：倒装。6.耐张绝缘子串倒挂校验1157.悬垂串垂直荷载校验（1）校验对象：高位的直线杆，垂直挡距很大。（2）原理：若满足，则安全。（3）校验气象：覆冰（4）校验方法：直接计算（5）不满足要求的解决办法：a.加双串绝缘子b.改变路径7.悬垂串垂直荷载校验1168.导线悬挂点应力校验（1）校验对象：高位的直线杆（2）原理：（3）校验气象：最大应力的气象条件（4）校验方法：a.直接计算b.曲线法c.允许挡距（P90-91）（5）不满足要求的解决办法：a.调整杆位b.降低使用应力——放松弧垂8.导线悬挂点应力校验1179.悬垂角校验（不详细讲）（1）校验对象：高位的直线杆（2）原理：（参考书）（3）校验气象：覆冰（5）不满足要求的解决办法：a.采用双悬垂串b.调整杆位9.悬垂角校验（不详细讲）118第九章导线和避雷线的振动和防振精求技能崇尚文明第九章精求技能崇尚文明119一、振动的原因微风（0.5~8m/s）

按一定频率交替的气流漩涡二、振动的危害

断股或断线（线夹固定导线处）三、振动的特性1.振幅：一般为线径，特殊为线径的2~3倍。

波形：正弦波，驻波（导线悬挂点始终是节点）

振动角：一般是30’~50’2.振动频率和波长：P136~137一、振动的原因120四、影响振动的因素1.地形：开阔地、跨大河（湖）2.风向：夹角45°~90°，风速0.5~8m/s3.高度：越高越易振动4.应力：（根本原因）——基本不振动，振动在允许范围内，可不考虑防振措施——振动加大——基本稳定——振动激烈四、影响振动的因素——基本不振动，振动在允许范围内，可不考虑1215.导线的直径和挡距：P138五、防振措施1.限制或削弱振动——外在因素

加防振锤或阻尼线

防振锤——对限制低频振动有利（大导线）

阻尼线——对限制高频振动有利（小导线）2.加强抗振能力——内在因素

（1）加护线条或打背线

（2）改善线夹的耐振性能

（3）减小静态应力5.导线的直径和挡距：P138五、防振措施122六、防振锤设计1.型号：根据导线截面选型

旧型号：FD和FG——35kV及以下

改进的防振锤：

（1）预绞线防振锤（有利于固定防振锤，并保护导线）

（2）不平衡防振锤（更轻）2.计算安装位置：P142

最大波长发生在最低温度（大），风速最小，0.5m/s

最小波长反之。

3.数量配置：根据挡距大小确定。六、防振锤设计123第11章杆塔荷载计算精求技能崇尚文明第11章精求技能崇尚文明124一、选择杆型应考虑的因素1.导线和避雷线型号

2.气象条件：南方以风速为主3.安全系数：K=2.5（钢管塔另定）4.各类挡距：水平挡距和垂直挡距（实际值小于

或等于设计值）5.杆头尺寸6.其他：地形、地区、运输维护、价格、材料。一、选择杆型应考虑的因素125二、杆塔荷载分类及计算

何时要进行杆塔荷载计算？

当导线及挡距与设计值不同时，应计算荷载；水泥杆

的拉线选择、基础埋深计算。

1.水平荷载：（1）风压荷载：

（2）角度合力：

（3）杆塔的风压荷载：

2.垂直荷载：（1）导线及冰重：

（2）人及检修工具的重量P1613.纵向荷载：（1）不平衡张力：

（2）断线张力：

（3）避雷线支持力：二、杆塔荷载分类及计算126三、荷载计算的项目（表11-1）

1.直线杆：最大风

2.耐张杆或转角例题11-1三、荷载计算的项目（表11-1）127第15章杆塔基础精求技能崇尚文明第15章精求技能崇尚文明12815.1概述一、杆塔基础分类及材料1.分类——抗压基础：底盘

抗上拔基础：拉盘

抗倾覆基础：卡盘

铁塔基础：阶梯式单阶：角钢塔多阶：钢管塔15.1概述一、杆塔基础分类及材料单阶：角钢塔多阶：钢管塔129

2.材料

（1）砼：水泥标号要求：预制基础≥C20，现场浇注≥C25

（2）钢筋：Ⅰ——箍筋

Ⅱ——主筋（旧标准）Ⅲ——主筋

（新标准）

二、土的力学特性

1.土的分类：粘性土砂石土：沙和大块石头亚砂土亚粘土粘土2.材料粘性130

1.土的力学特性

（1）容重：（kN/m3)——越大，抗上拔力越强

（2）计算抗剪角——越大，土质越硬，不易倾覆。

（3）土的上拔角——越大，土质越硬，抗上拔力越强。

（4）许可耐压力[]——[]越大，抗下压能力越强。

（5）被动侧压力m——m越大，抗倾覆能力越强。1.土的力学特性13115.2电杆倾覆基础的受力分析

抗倾覆的措施

（1）电杆的埋深：按杆长度的1/6深度（极限深度）

（2）加卡盘：埋深不满足要求。

加卡盘

加1个：离地面1/3埋深加2个：1/3、2/3处各一个卡盘选择：（1）根据土质

（2）根据杆高15.2电杆倾覆基础的受力分析抗倾覆的措施加13215.3下压基础的受力分析一、铁塔下压基础：可通过软件计算二、电杆底盘的受力分析1.下压稳定条件N指杆重+导线重+避雷线重+绝缘子重+拉线下压力Q指基础自重G0指土壤重[]修正后的许可耐压力2.底盘的选用及计算

已知条件（1）土壤特性

（2）计算N15.3下压基础的受力分析一、铁塔下压基础：可通过软件计算133计算过程（1）初选——底盘（直线杆初选0.8×0.8，

耐张杆初选1.0×1.0

知道F、Q

（2）计算土的重量

（3）

（4）要求≤[]若>

[],满足下压稳定要求，可增加F。计算过程（1）初选——底盘（直线杆初选0.8×0.8，13415.4上拔基础受力分析一、铁塔基础上拔计算

考虑：（1）埋深h与临界深度hc的关系

（2）H/T的修正值二、拉线盘上拔稳定计算1.稳定条件：T——拉线受力，——拉线对地夹角2.计算过程

已知条件：（1）土壤特性

（2）拉线拉力T及对地夹角15.4上拔基础受力分析一、铁塔基础上拔计算135（1）根据T初选拉盘（要求kT≤基础极限上拔力）（2）初选基础埋深h（估计：直线杆1.6、1.8和2.0）（1）根据T初选拉盘（要求kT≤基础极限上拔力）136第一章输配电线路的基本知识精求技能崇尚文明第一章精求技能崇尚文明137电力生产示意图

汽轮机G~电能用户发电机升压变压器降压变压器输电线路电力系统电力网动力系统配电线路锅炉输电线路是电力系统中实现电能远距离传输的一个重要环节，包括架空线路和电缆线路。电力生产示意图汽轮机G~电能用户发电机升压变压器降压变1381.输配电线路的分类1.1

输配电线路的作用和特点一、输配电线路的分类及作用输配电线路分类按电压等级分类按结构分类按电能性质分类输电线路配电线路架空线路电缆线路交流输电线路直流输电线路1.输配电线路的分类1.1输配电线路的作用和特点一、输139输电线路：

电压等级≥35KV

高压输电线路电压等级为35~220kV

超高压输电线路电压等级为330~500kV

配电线路：

电压等级380/220V,6、10kV

高压配电线路电压等级为1~10kV

低压配电线路电压等级为1kV以下注：高压配电线指从变电站将电能送至配电用变压压器的架空（或电缆）电力线。低压配电线指

从配电变压器将电能送至各个用电点的线路。输电线路：电压等级≥35KV配电线路：电压等级380/1402.输配电线路的特点与电缆线路相比，采用架空输电线路具有以下显著优点：（1）结构简单，加工制造容易，施工简便，建设速度快，

施工周期短。（2）投资少，经济效益好。（3）输送容量大。（4）容易发现运行线路中的故障，并易于修复。绝缘线路与架空明线相比具有许多优点：（1）如发生短线事故时，仅在短线两端处有电，中间线

路对外无电，从而减轻了对外界的危险程度。（2）架空明线因电动力易造成混线，在穿越树林时易引

起短路或接地故障，而使用架空绝缘导线即可避免

上述事故。2.输配电线路的特点与电缆线路相比，采用架空输电线路具有以下141

1.2输配电线路的结构及各部件分类

1导线2避雷线3绝缘子4杆塔5拉线6线夹7拉线盘8底盘9防振锤1.输电线路的构成1.2输配电线路的结构及各部件分类

1导142架空输电线路的组成元件主要有：导线、避雷线（或称架空地线，简称地线）、金具、绝缘子、杆塔、拉线和基础等2.各部件作用及分类

作用：用来传导电流、输送电能。

导线的材料特性：良好的导电率、足够的机械强度、防腐性能。

常用材料为铝、铝合金、钢和钢材料。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LJ型，表示铝绞线；LGJ型，表示钢芯铝绞线；LGJJ型，表示加强型钢芯铝绞线；LGJQ型，表示轻型钢芯铝绞线。例：导线型号LGJ—150/20，指钢芯截面20mm2、铝导体截面为150mm2的钢芯铝绞线。（1）导线架空输电线路的组成元件主要有：导线、避雷线（或称架空地线，简143

A、大档距导线采用硅铜线、镀锌钢线、铝包钢线B、防腐导线采用镀铝钢线、钢芯涂防腐油C、自阻尼导线（或称防振导线）D、光滑导线E、分裂导线F、扩径导线(2)避雷线（架空地线）防止雷直击导线雷击塔顶时对雷电流有分流作用，减少流入杆塔的雷电流，

使塔顶电位降低对导线有耦合作用，降低雷击塔顶时对导线绝缘上的