110kV架空输电线路的初步设计(共54页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上前 言近年来，电网的飞速发展，输电线路的建设，改造投资的加大，客观上对线路设计的速度、质量、准确性和经济性都提出了更高的要求。然而，输电线路设计过程中涉及测量、力学计算、气象条件和电气计算等方面，一直都是电力工程设计中的难点。如果处理不当，就会引起严重的后果。例如，当架空输电线路中的导线和避雷线因常年受到风、冰、低温等气象条件的影响时会造成架空输电线路的导线断股、断线、金具损坏、相间短路、断杆、倒杆等；冬季，由于输电线路大面积覆冰，导致一些输电铁塔不堪重负而倒塔断线，使电力设施遭到毁灭性破坏，供电线路陷于瘫痪，影响生活和生产，造成难以估量的损失。还有由于在施工中对架线

2、弧垂的计算不准确，使配电网线路对地距离达不到规范要求，造成触电伤亡事故。因此对架空输电线路的设计的深入研究是非常有必要的。为此本次设计将选取一段110kV架空输电线路工程进行初步的计算和设计。旨在了解输电线路工程设计的一般程序，弄清楚初步设计、施工设计各阶段的基本内容，能够对110kV线路工程设计及其相关的知识有更深入的了解，为以后从事该方面的工作打下坚实的基础。1.原始资料1.1 地形与地貌本线路为宝瑶桃花110kV线路，沿线地形以丘陵为主，地质以硬塑粘性土为主，夹杂有少量的软塑粘土和风化岩石，海拔在210米270米之间，地势起伏一般，植被发育较好，植被主要为松、杉、桔树及杂木；线路附近有3

3、20国道和207国道以及农村简易公路穿插其中，交通比较方便，便于施工与运行；各种地形所占比例如表1.1与1.2所示。 表1.1 地质情况地质岩石泥水坚土碎石土比例（%）29.49.841.219.6表1.2 地貌情况地形水田丘陵山地比例（%）9.872.517.71.2 水文与地质本线路所经区域无泥石流等不良地质及可能发生山洪爆发的地带；线路跨越资江，但无大的洪涝灾害。线路经过地区的区域稳定，地形为低山丘陵地貌单元，多山丘和林田，山坡上植被稀疏，阔叶林下发育的土壤为黄红壤。1.3 交通及交叉跨越本线路工程先后跨越了G320和G207两条国道、资江1次、洛湛铁路1次，另外受城区规划的限制，线路先

4、后跨越沪昆高速公路2次，重要交叉跨越情况见表1.3所示。 表1.3 重要交叉跨越表跨越物条数35kV电力线110kV及以下电力线5通信线路3水泥公路4砂石公路4河 流11.4 气象条件根据与本线路邻近的220kV长江线路（设计覆冰为15mm）和110kV宝大线路（设计覆冰为10mm）的运行情况，该两条线路的最厚覆冰均在15mm以下。全线地处市郊，属丘陵地带，沿线没有发现形成特殊气象条件的地段，历史上也未发生过风灾及冰灾事故。本工程采用湖南省典型气象条件3进行设计，各项设计气象条件组合如表1.4所示：表1.4 设计气象条件一览表 项目计算条件气温（）风速（M/S）冰厚（MM）最高温度4000最低

5、温度-1000年平均气温1500设计覆冰-51015最大风速-5250内部过电压15150大气过电压15100安装情况-5100事故情况000冰的密度（KG/）0.9雷电日/年601.4.1 选用组合气象的要求 线路设计所选用的气象条件组合，除应合理地反映一定程度的自然变化规律外，还要适合整个结构上的技术经济合理性及设计计算上的方便性。因此，必须根据线路实际运行中可能遇到的情况，慎重的调查分析原始气象资料，合理的概括出“组合气象条件”。选择组合气象条件3的要求如下： （1）线路在大风、覆冰及最低气温时仍能正常运行。 （2）线路在断线及不平衡张力情况下，不使事故范围扩大，即杆塔不致倾覆。 （3）

6、线路在安装过程中不致发生人身或设备损坏事故。（4）线路在重冰区及大跨越等特殊区段的稀有气象验算条件下，不致发生倾覆和断线。（5）线路在正常运行情况下，在任何季节里，导线对地面或与其它地上物保持足够的安全距离。（6）线路在长期运行中，应保证导线或地线有足够的耐振动性能。1.4.2 气象条件在线路中的影响由于高压输电线路常年露置于大气中，经常承受自然界各种气象情况的影响。为了保证在长期运行中高压送电线路的安全，就必须使送电线路的结构强度和电气性能很好地适应自然界的气象变化，特别是这些自然界现象随季节变化的各种组合对线路的影响。一般来说，雨雪对线路危害不大，雷电活动可以用防雷保护的方法解决。因此，风

7、、覆冰和大气温度变化影响较大，这是输电线路设计时应考虑的主要问题。输电线路周围空气温度的变化使导线和避雷线的拉力和弧垂也随着发生变化。风力作用在导线上，在水平方向造成一个附加的机械荷载，使导线拉力增加，在垂直平面内使导线产生振动和舞动。在一定气象条件下产生的覆冰不但使导线垂直方向的机械荷载增加，同时由于导线受风面积增大，也增大了导线水平方向的风力荷载。因此，在进行输电线路的机械荷载计算或设计时，其影响的条件是:空气的最高温度、最低温度、覆冰温度和覆冰厚度、最大风速，以及在这些条件下的温度、风速、覆冰厚度之间的相应组合。2 线路路径的选择与杆塔的定位2.1 对路径选择的明确要求 (1)选择输电线

8、路的路径，应认真作好调查研究，少占农田。综合考虑施工、交通运输条件和路径长度等因素，本着统筹兼顾、全面安排的原则进行方案选择和比较，作到技术经济合理，安全适用。 (2)选择路径应尽量避开重冰区、地质不良地带、原始森林区以及严重影响安全运行的其他地区，并考虑对临近设施如电台、飞机场、弱电线路等的相互影响。 (3)发电厂或变电所的进线走廊，应根据厂、所的总体布置图统一规划，进出线宜采用双回路或多回路共杆塔。耐张段的长度一般采用35km。对于超高压输电线路的运行、施工条件许可时、可适当延长耐张段的长度。高差或档距相差非常悬殊的山区和重冰区，应适当缩短耐张段的长度。 (4)有大跨越的输电线路，其路径方

9、案应结合大跨越的情况，通过综合技术经济比较确定。跨越点应避开河道不稳定、河岸受冲刷、地震断裂、崩塌滑坡、海潮、山洪冲击、土地容易流失以及其他影响安全运行的地带，否则映采取可靠措施5。2.1.1 路径的选择线路路径的选择即为明确了线路的起止点后，在起止点之间选出的一条符合国家建设方针政策，在技术和经济上合理的最佳走线方案。本次设计根据图上地形及实地勘测确定了二个线路路径方案，因线路从变电站出线需要绕过城区，且线路经地区乡村较多，所以本工程只做了一个方案。本次线路工程从220kV宝瑶变508间隔出线，至桃花变电站。 线路前段基本沿已建成的110kV宝-大线西北侧走线；自220kV宝瑶变电站西侧50

10、8间隔向西在油榨里山腰左转经南冲、白果塘至背底塘，左转跨过岩头山水库，经车家冲跨过G320至老院子后山，再左转经东茅草、上头院子至滑石板，线路右转经石江至枇杷洞，再次左转在石屋塘西侧跨过茶塘公路接至原110kV宝-大线P41#杆。线路后段基本沿已建成的220kV长-江线路东北侧走线；线路自原110kV宝-大线路P40#左转向东南跨过资江经何家院子西侧的农田跨过沪昆高速公路至白花岭后山脚，线路左转平行220KV长-江线至雷家院子，再次左转跨过洛湛铁路、在雷家院子里选择较稀散的房屋中间穿过再跨过G207至竹鸡塘，线路左转向东北绕过消防支队至秦家冲与110kV江-桃线双回共杆跨过G320高速公路至桃

11、花变电站，线路全长约16.3KM。曲折系数为2.1。路径走向图见附图六。2.1.2 线路工程概述 该地区现有110kV城南和110kV城西两座变电站，变压器容量分别为（231.5）MVA和（31.5）MVA，两座变电站均为该区主城区10kV负荷的主要供电电源。该区域实际用电负荷的增长情况，2002年2003年负荷的年增长率为7.91%，20032004年增长率为8.0%，2004年2005年增长率为8.02%，2005年2006年增长率为10.29%，“十五”期间，该供区负荷年平均增长率为9.5%；随着新建的桃花科技工业园的投产，预计到2012年桃花110kV变电站供区学校及大工业用户将新增变

12、压器装机15.0MVA。 根据工程的概况和系统的规划，明确了线路的起讫点以及中途必经点的位置，并通过对线路输送容量、电压等级、回路数和导线标号等设计条件的掌握，在1：50000的地形图上进行线路的选线。在选线过程中需要了解沿线的环境情况，避开不良地带，同时考虑地形、交通条件等因素。2.2 地形断面图的绘制线路地形断面图表示沿线路中心线的地形起伏变化的形状、和交叉跨越物的位置及高程。接照图线路走径，进行实地勘测，通过对路径上的地形、地貌、百米桩位及交叉跨越（铁路、公路、河流、电力线路、通讯线、房屋等）等共需要对此条线路进行多个点的累距及高程标注14。地形断面图是一张两维平面图，此图的横坐标为线路

13、累距（即将宝瑶变508间隔出线架构设为0点，测点距0点的距离即为该点的累距）；此图的纵坐标为测点的高程（即将全线路高程最低点定为一个基准点，其他测点相对于此基准点的高差）。2.3 杆塔定位定位即在已经选好的线路路径上，测绘出平断面并配置杆塔的位置。杆塔定位是送电线路设计的一个重要环节，杆塔定位的质量关系到线路的造价和施工、运行的方便与安全。杆塔定位时要尽量少占耕地良田，避开水文、地质条件不良的地段，需考虑施工的方便性。档距配置时要最大限度地利用杆塔强度，相邻档档距大小不宜相差太大，以免增大不平衡张力，另外应尽量避免出现孤立档。杆塔选用尽可能地选用最经济的杆塔型式和高度，尽量避免特殊设计杆塔。为

14、便于导线对地距离及对障碍物的距离要求配置塔位，按导线安装后的实际最大弧垂形状作成弧垂模板以比量档内导线各点对地及对障碍物的垂直间距15。2.3.1 定位弧垂模板的制定悬挂的导线呈悬链线状，根据弧垂计算公式/k式，式中k=g/8，可见当g，值一定时，其弧垂形状相同。因此可按不同的K值，以档距为横坐标，以弧垂为纵坐标，以档距中央为坐标原点刻制出一组弧垂曲线1。通用弧垂模板如图2.1所示，对钢芯铝绞线K值一般在410-51510-5(l/m)之间。每隔0.2510-5作一曲线。每块模版上可作24条曲线。定位时所选用的弧垂模板的比例应与断面图的比例一致,若无相同比例尺的弧垂模板时可按下式选择等值模板。

15、 （2.1）式中，比例为纵1/、横1/的模板的值；值换算至模板（或断面图）比例纵为1/ 、横1/的等价值。 图2.1 通用弧垂模板2.3.2 定位弧垂模板的使用由于各耐张段的代表档距不同，所用的模板K值亦不同（弯曲度不同），为便于定位时选择模板，可事先根据不同代表档距下，导线最大弧垂时的应力和比载，算出如图2.2所示模板值曲线1。图2.2 模板K值曲线开始定位时，可先根据地形及常用的各种杆塔排位来估计待定耐张段的代表档距（一般平地估取使用杆塔标准档距的0.80.9倍）。整个耐张段定位完毕后，应根据 悬挂点等高的代表档距及悬挂点不等高的代表档距计算实际的代表档距，核对所估选的模板是否正确，其误差

16、应在0.210-50.0510-5以内，否则应按实际模板K值重新画弧垂线，并调整杆位、杆高，重新计算代表档距，直至所选用的模板与最终确定的的代表档距相符为止。2.3.3 杆塔定位高度杆塔的高度主要是根据导线对地面的允许距离决定的。为了便于检查导线各点对地的距离，通常在断面图上绘制的弧垂曲线并非导线的真实高度，而是导线的对地安全线，即将导线在杆塔上向下移动一段距离值后，画出的弧垂曲线，如图2.3所示图2.3 杆塔有效定位高度示意图此时，根据杆塔的呼称高E,确定杆塔的定位高度H。杆塔的呼称高是指杆塔的最下层导线绝缘子串悬挂点到地面的距离。只要画出的弧垂曲线不切地面，就能满足对地距离要求。一般还要考

17、虑到勘测设计的施工误差，定位时应根据档距的大小预留定位裕度。线路平断面图见附图五。2.3.4 定位结果检查在初步确定杆塔位置、型式、高度后，应对线路设计条件进行全面检查，以验证是否超过设计规定的容许条件。以保证今后线路运行的安全，检查内容包括：（1）杆塔使用条件检查。杆塔荷载条件及最大档距的检查，包括垂直档距、水平档距、最大档距、转角度数等，根据线路距离的大小，对最大档距进行检查，这些数值均不应超过设计条件允许值。（2）空气间隙的检验。包括各种运行情况下绝缘子串与杆塔构件间安全间隙检查。对采用绝缘子串的直线杆塔，应保证在各种运行情况下（外过电压、内过电压、正常工作电压及带电检修时），绝缘子串与

18、杆塔构件间保证必要的空气间隙。 （3）导线及架空地线的运行条件检查。对于山区线路，由于高差较大，应检查导线与架空地线悬挂点应力和悬垂角是否超过允许值。对于高差不大的一般路线不必做这项工作。（4）绝缘子串强度检查。当线路通过山区时，由于地势起伏高差影响，往往垂直档距较大，可能出现导线垂直荷载超过绝缘子串的允许机械荷载的现象，为此，在定位时必须对绝缘子串的机械荷载进行验算。而对于耐张绝缘子串的允许荷载应等于或大于导线最大悬挂点张力。（5）直线杆塔上拔校验。在悬点不等高的档距中，当导线最低点位于实际档距之外时，低悬点处将产生上拔力，两相邻档距中的低处杆塔上是否存在上拔力，取决于该杆塔的垂直档距是否为

19、负值。若为负值，即说明有上拔力存在。就应校核该塔导线和避雷线进行校验。（6）交叉跨越距离的检查。当线路跨越其它设施时，按照规程规定导线与被跨越设施应保持一定的安全距离并在断面图上进行检查。（7）边导线风偏后对地距离的检查。定位时除满足导线对地垂直距离外，在山区尚应注意边线在风偏时对地或对树的净空距离。3 导线与避雷线的选型及其特性3.1 导线与避雷线的型号根据系统论证资料，本线路工程导线采用LGJ240/30型钢芯铝绞线，避雷线采用XGJ-50/7型锌铝合金镀层钢绞线；其机械物理特性6见表3.1所示。表3.1 导线与避雷线机械物理特性表导线及霹雷线型号LGJ240/30XGJ-50/7计算截面

20、(mm2)铝股244.29/钢股31.6749.48综合275.9649.48计算外径(mm)21.609.0股数及每股直径(mm)铝股243.60/钢股72.4073.0单位重量(kg/km)922.2423.7制造长度不小于(m)20002000瞬时破坏应力(MPa)260.321168.86温度线膨胀系数(1/)19.610-611.510-6弹性模量(N/mm2)730003.2 导线与避雷线的应力弧垂计算3.2.1 导线与避雷线应力的概念悬挂于两基杆塔之间的一档导线，在导线自重、冰重、风压等荷载作用下，任意横截面上均有一内力存在。导线单位截面积上的内力，称为应力11。由力学知识可知，

21、导线上任一点的应力的方向与导线悬挂曲线的切线方向相同，因此导线最低点的应力方向是水平的。而且对导线任意点作受力分析，依静力学平衡条件推出:一个耐张段在施工紧线时，若不考虑摩擦力的影响，导线各点所受应力的水平分量均相等。因此导线应力一般都指档中导线最底点的水平应力。对于悬挂于两基杆塔架间的一档导线，可推出:弧垂越大，应力越小；反之，弧垂越小，应力越大。因此，从导线安全的角度考虑，应加大孤垂，从而减少应力，以提高安全系数;但与此同时，为保证带电导线的对地安全距离，要么在档距相同的条件下，必须增加杆高，要么在相同杆高条件下，减小档距，结果使线路基建投资成倍增加，而且随着孤垂的增大，运行中混线事故发生

22、的机会增大。3.2.2 导线与避雷线最大使用应力实现最大限度地利用导线的机械强度，应尽量减小孤垂，从而降低杆塔的高度。这种思路，既满足了安全性，又保证了经济性。导线机械强度允许的最大应力称为最大允许应力，用表示11。架空送电线路设计技术规程规定，导线和避雷线的设计安全系统不应小于2.5，所以，最大允许应力为: （3.1）式中(Mpa)、Teal(N)、(Mpa)、A(mm2)、2.5分别为导线最低点的最大允许应力、导线的计算拉断力、导线的计算破坏应力、导线的计算截面积、导线最小允许安全系数。在线路设计、施工过程中，一般我们应使导线在各种气象条件中，出现的最大应力恰好等于最大允许应力。但是由于地

23、形或孤立档等条件限制，有时必须把最大应力控制在比最大允许应力小的某一水平上，即2.5。因此，我们必须把设计时所取的最大应力对应的气象条件时导线应力的最大值称为最大使用应力，用表示，则 （3.2）式中、分别表示导线最低点的最大使用应力、导线强度安全系数。由此可知，=2.5时，有=，此时，我们称导线按正常应力架设;当2.5时，此时称为按松驰应力架设。在实际工程中，一般导线安全系数均取2.5，但变电所进出线档的导线的最大使用应力经常是受变电所进出线构架的最大允许拉力所控制的;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牵引长度控制;对个别地形高差很大的耐张段导线最大使用应力又受

24、导线悬挂点应力控制。这些情况下，导线安全系数均大于2.5，为松驰应力架设。导线LGJ240/30型钢芯铝绞线的最大使用应力：按设计规程要求安全系数不小于2.5，导线破坏应力为260.32MPa，在设计冰厚15mm控制条件时，取最大使用应力为104MPa,安全系数为2.5。避雷线XGJ-50/7锌铝合金镀层钢绞线的最大使用应力：按杆塔地线支架高度及导线与避雷线水平位移距离，在气温为15、无风、无冰条件下，导线与避雷线在档距中央的距离不小于(0.012L+1)的要求下，可推算出避雷线XGJ-50/7最大使用应力为389.26Mpa。3.2.3 导线悬链线解析方程若把悬挂在杆塔上的导线看成是一条理想

25、的柔软的、荷载沿导线长均匀分布的悬链线，则导线上任一点的拉力的方向与该点的切线方向相一致。如图3.1所示，假设导线悬挂在A,B两点，导线最低点O的应力为,沿导线均匀分布的比载g，则导线悬链线方程为： （3.3） 式中，y任意点P的纵坐标；x导线最低点O至任意点P的水平距离（m）。上式是精确计算导线应力和弧垂的基本方程式。导线最低点O至任意点P的线长，可按下式计算： （3.4）图3.1导线在档距中的受力状态 当x=l/2时，由式 （3.5）得y=（弧垂），即 （3.6）由上式得： （3.7）导线任意点P的应力x，可按下式计算： （3.8）当x=l/2时，导线悬点应力为： （3.9）式中，y导线悬

26、点等高时，悬点的纵坐标。从上式中可以看出，导线悬点处的应力比导线最低点的应力0大于gy的值。在工程设计中，当悬点高差（h）与档距（）之比/h0.1时，可将式（3.3）、（3.4）和（3.9）综合三个公式按级数展开后略去高次项，得到导线任意点（x）的纵坐标、线长和应力的平抛物线近似计算公式14： （3.10） （3.11） （3.12）3.2.4 导线悬点等高弧垂计算导线悬挂曲线上任意一点至两悬挂点连线的铅垂距离，称为该点的弧垂1。档中央的弧垂则称为中点弧垂。工程上所说的弧垂，一般系指档距中央弧垂。导线垂有水平弧垂和斜弧垂之分，如果导线两悬点等高，连线是水平的，其相应各点弧垂称为水平弧垂；如果两

27、悬点不等高，连线是倾斜的，其相应的弧垂则称为斜垂。由于水平弧垂和斜弧垂是近似相等的，因此，所谓弧垂均可泛指为斜垂。如档距中央的弧垂，也可以说是档距中央的斜弧垂。3.2.5 中点弧垂的计算如图3.2所示的悬点等高情况，当式（3.3）中的x=/2时，则得到中点弧垂的精确计算公式，即： 图3.2 悬点等高的弧垂 （3.13）式中，档距中央导线的弧垂（m）；0导线最低点的应力（N/mm2）；g导线的比载N/(m.mm2)；档距（m）。同理，当悬点高差（）与档距（）之比0.1时，在式（3.10）中以x=l/2代入，则得中点弧垂的近似计算公式（平抛物线计算公式），即： （3.14）3.2.5 任意点弧垂的

28、计算如图3.2所示，导线任意点的弧垂可表示为，利用式（3.6）和式（3.14）代入（3.14），经过整理，即得到任意点的弧垂精确计算式： （3.15）当悬点高差（h）与档距（）之比0.1时，可利用式（3.14）和式（3.10）进行计算，可得到任意点（x）的弧垂近似计算式： （3.16） （3.17） （3.18） （3.19） （3.20）式中， （3.21）3.2.6 悬点不等高时弧垂计算 导线悬点不等高时，设档距为,比载为g，最低点O的应力为0。这时导线最低点不在档距中央，而是偏向悬点B侧，偏离的水平距离为m。在曲线上取一点A与A对称，取一点B与B对称，则AA之间的悬挂曲线称为悬点A的等效

29、悬挂曲线，其相应的档距l称为悬点A的等效档距，中央弧垂称为悬点A的水平弧垂。同理，BB的导线悬挂曲线称为B点的等效悬挂曲线，称为B点的等效档距，称为悬点B的水平弧垂、的中点，就是等效档距的导线最低点。悬点不等高时任意一点的弧垂和中点弧垂，根据式（3.10） （3.22） （3.23）悬挂点A、B的高差h为： （3.24）式中，xA，xB分别为悬点A、B至导线最低点O的水平距离。图3.3 悬点不等高的导线根据图3.3的几何相似关系，导线任意一点的高差h为： （3.25）将式（3.24）代入上式得： （3.26）由图3-3可见，导线任意一点的弧垂为： （3.27） （3.28） （3.29） 式中

30、，x，y分别为导线任意一点对导线最低点O的横 纵坐标；，分别为悬点A、B至导线任意一点的水平距离。 上两个方程式完全一致，是计算悬点不等高时，导线任意一点的斜弧垂近似计算公式。将=l/2代入式（3.20），即可得到悬点不等高时的中点斜弧垂，即： （3.30）3.3 导线的状态方程式3.3.1 孤立档的状态方程悬挂在两杆塔间的导线，其应力和弧垂是随档距和气象条件的变化而改变的，求不同气象条件下的导线的应力必须要借助于导线的状态方程式。孤立档的状态方程式近似公式为 （3.31）式中，、分别为已知气象条件和待求气象条件下的比载N/（m.mm2）；待求气象条件下，温度为和比载为时导线最低点应力(N/m

31、m2）；已知气象条件下，温度为和比载为时导线最低点应力(N/mm2）；导线的线膨胀系数（1/）；导线的弹性伸长系数（mm2/N）,为弹性系数E的倒数；档距(m)。3.3.2 连续档的状态方程式 （3.32）式中，为耐张段的代表档距。应力的计算对于不考虑高差影响的状态方程式，若令 （3.33）则可变形为： （3.34）3.4 导线的临界档距架空线路的导线应力是随档距和气象条件的变化而改变的，且无论档距和气象条件如何变化，导线的应力均不会超过控制应力，控制应力有两个：最大使用应力和年平均运行应力15。导线控制应力确定后，还必须知道出现控制应力时相应的气象条件。各种档距并非是同一控制条件控制。当大于

32、某一档距时，由一种条件控制；小于某一档距时，则由另一控制条件控制。两种控制条件的分界点，称为临界档距。在临界档距时，两种均为控制条件，这时两种控制条件的应力为同一数值。因此，在计算导线应力弧垂特性曲线时，首先应确定控制条件，求出各种控制条件的临界档距，并判别出各种控制条件下所控制档距的范围，便可计算其它气象条件下的导线应力。这样按照控制条件和控制档距范围计算的导线应力，在任何档距或任何气象条件下均不会超过控制应力。3.4.1 临界档距的计算方法（1）两种控制气象条件下，导线应力不相同（即mn）时，临界档距可根据导线状态方程导出： （3.35）（2）两种控制气象条件下，导线应力相同时，根据临界档

33、距的定义，两种情况都起控制作用时导线应力只有一个控制应力。根据导线状态方程式可推导出两种控制条件导线应力相等的临界档距为： （3.36） 3.5 线路的代表档距 前面分析了孤立档距内导线受力和弧垂的计算公式，下面分析连续档的代表档距的计算，即在一个耐张段内（两基相邻的耐张杆塔间）具有若干悬垂点的直线杆塔（非耐张杆塔）的连续档距中，各档导线最低点应力是按统一值架设的。当气象条件变化时，由于各档距线长和高差不一定相同，各档应力变化就不完全相同，从而使直线杆塔上出现不平衡张力差，使悬垂绝缘子串产生偏斜。偏斜的结果又使各档应力趋于基本一致，这个应力称为耐张段内的代表应力，其值是用耐张段的代表档距（也称

34、为规律档距）代入导线的状态方程中求出。代表档距分为悬挂点等高和悬挂点不等高两种情况。3.5.1 悬挂点的代表档距 （3.37） （3.38）式中代表档距(m)；，,耐张段内各档的档距(m)。4 导线的机械物理特性与荷载的计算4.1 导线的机械物理特性 一般指抗拉强度、弹性系数、线膨胀系数及密度8。4.1.1 导线的抗拉强度 导线的计算拉断力与导线的计算截面积的比值称为导线的抗拉强度或瞬时破坏应力。 （4.1）式中，参数p、A分别表示导线的抗拉强度（N/mm2）导线的计算拉断力（N）和导线的计算截面(mm2)。4.1.2 导线弹性系数 指在弹性限度内，单位截面上作用一单位应力时，导线单位长度上所

35、产生伸长值的倒数值。导线的弹性系数按下式计算： （4.2）式中，、m、分别表示钢芯铝绞线的弹性系数（N/mm2）、钢的弹性系数（N/mm2）铝对钢的截面比、铝的弹性系数（N/mm2）。4.1.3 导线的线膨胀系数 导线温度升高1时，导线单位长度的伸长值。按下式计算： （4.3） 式中，、分别表示钢和铝的线膨胀系数。4.1.4 导线的密度 导线是由单质材料构成的多股绞线，其密度就是原材料的密度。钢芯铝绞线的钢部与铝部截面比不同，其导线密度随钢铝截面比而定，一般不列出钢芯铝绞线的密度。4.2 导线、避雷线荷载导线单位面积、单位长度的荷载称为比载。比载在导线的荷载计算中是最合适的参数。在线路的设计中

36、，常用的比载共有7种，计算方法如下：4.2.1 自重比载 由架空线本身自重引起的比载，按下式计算： （4.4）式中, 、A分别表示导线自重比载N/（m.mm2）、导线单位长度质量（kg/m）和导线截面积（mm2）。4.2.2 冰重比载 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架空线的冰重比载。计算式如下： （4.5）式中，0=0.9、b、d分别为冰的比重（g/cm3）、导线覆冰厚度(mm)、导线的计算直径(mm)。4.2.3 覆冰时导线的垂直总比载 是架空线自重比载g1与冰重比载g2之和。可按下式进行计算： （4.6）4.2.4 无冰时导线风压比载 无冰时导线每单位长度、每单位截面

37、上的风压载荷，计算式如下： （4.7） 式中，g4、C、d、v、分别为无冰时导线风压比载N/（m.mm）、风速不均匀系数、风载体型系数、导线计算外径(mm)、设计风速（m/s）、风向与架空线轴线之间夹角。4.2.5 覆冰时的风压比载 覆冰导线每单位长度、每单位截面上的风压载荷，可按下式计算 （4.8）4.2.6 无冰有风时的综合比载 在导线上垂直方向作用着的自重比载与风压比载的几何和。计算式如下： （4.9）4.2.7 有冰有风时的综合比载 在导线上垂直方向作用着自重和冰重的比载与在水平方向作用着覆冰风压比载的几何和。计算式如下： （4.10）5 导线的防振设计当风雪作用于张紧在空中的导线上时，导线会呈现出具有不同特征的振动现象。随着实践经验的不断积累，目前已知的架空线发生的振动类型主要有：微风振动、次档距振动、脱冰跳跃和摆动、电晕舞动、短路振荡等。在以上的各种震动中，微风振动最为常见，持续时间最长，危害性最大，所以需要着重注意微风振动的问题。5.1 微风振动的形成当均匀的微风吹向导线时，在导线的背风面产生上下交替变化的气流漩涡，即“卡门漩涡”，从而使导线受到一个上下交替的作用力，当这个脉冲力的频率与架空线的固有振动频率相等时，产生的谐振，即产生微风振动。微风振动频率一般频率较高，常见频率范围为1012