架空输电线路设计课程教学大纲.docx

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1、架空输电线路设计课程教学大纲课程中文名称：架空输电线路设计课程英文名称：Transmission Line Design课程编号：Cl298应开课学期：5学时数：40学分数：2.5适用专业：电气工程及其自动化（输电线路工程方向）（卓越计划）课程类型：专业核心课程/必修先修课程：输电线路力学基础、高电压技术、工程测量n一、课程性质本课程是电气工程及其自动化（输电线路工程方向）（卓越计划）的必修核心课与学位 课，具有理论严密、实践性强、与工程实际结合紧密的特点。本课程既是一门专业课，同时 又具备专业基础课的性质。对培养学生的工程思维能力，理论联系实际的科学作风，分析和 解决架空输电线路工程复杂问题

2、的能力，都有重要的作用。二、课程目标通过本课程的学习，使学生掌握架空输电线路设计的基本理论和基本公式，掌握架空输 电线路的设计流程及其方法，具备架空输电线路设计和解决输电线路工程复杂问题的初步能 力，并为学习本专业的后续课程打下基础。了解输电线路工程未来发展趋势及所面临的复杂 问题，培养工程创新意识。三、支撑的毕业要求课程对毕业 要求的支撑课程教学目标、达成途径和评价依据等1.工程知识：具有从事 输电线路工程工作所需 的相关数学、自然科学 以及经济和管理知识， 掌握输电线路工程专业 的基本理论知识。教学目标：学生能够掌握导地线型号，绝缘子串的片数和联数，导线的排 列方式及其特点，以及架空输电线

3、路各组成部分的选用；正确处理线路设 计气象组合及相应参数，掌握架空线的外荷载计算方法；掌握均布荷载下 架空线弧垂、应力、线长和平均高度和平均应力的计算以及垂直比载和水 平比载共同作用下架空线的计算；对实际线路和计算模型间的联系与区别 有深刻的认识，对复杂工程问题具有建立方程并求解的能力。达成途径：课堂讲解；课堂提问和讨论；学生自习；学生作业。评价依据：作业完成情况和课堂提问和讨论的表现；期末考试试卷完成情 况。评价方式：评估平时作业的正确性与完整性，给出成绩；批改期末试卷， 给出成绩。4.设计与分析：具备设 计针对输电线路工程问 题的解决方案能力，并 能使用各种工具对方案 进行分析与模拟。教学

4、目标：了解刚性架空线的计算以及其刚度对弧垂和弯曲应力的影响， 掌握架空线的初伸长及其处理方法，了解架空线施T中的过牵引现象及其 计算；了解架空线悬挂曲线方程的一般形式；掌握非均布荷载作用下架空 线的弧垂、张力和线长的计算。对非均布荷载作用下的孤立档建立计算模 型，判定控制条件；掌握导线断线张力和不平衡张力的计算原理和求解方 法；掌握微风振动产生的机理。学生能够掌握斜抛物线形式的状态方程式及其解法；掌握临界档距的计算 和控制气象条件的判定；掌握最大弧垂产生的气象；具有对耐张段整体统一建模进行精确分析计算的能力，对大跨越等复杂工程问题建立方程并求 解的能力。达成途径：课堂讲解；课堂提问和讨论；学生

5、自习；学生作业。评价依据：作业完成情况和课堂提问和讨论的表现；期末考试试卷完成情 况。评价方式：评估平时作业的正确性与完整性，给出成绩；批改期末试卷， 给出成绩。5.创新型研究：掌握基 本的创新方法，具有追 求创新的态度和意识； 具有综合运用理论和技 术手段设计系统和过程 的能力，设计过程中能 够综合考虑经济、环境、 法律、安全、健康、伦 理等制约因素；教学目标：掌握连续档架空线应力精确求解的步骤，具备开发相应计算软 件的能力；了解架空输电线路对周边环境的影响，掌握导线经济载流面积 的确定方法；掌握控制档距的概念，了解连续档地线的应力选配；了解线 路路径的选择原则和选线方法，能对路径方案进行技

6、术经济论证。达成途径：课堂讲解；课堂提问和讨论；学生自习；学生作业，连续档精 确计算编程。评价依据：作业完成情况和课堂提问和讨论的表现；连续档精确计算编程 完成情况；期末考试试卷完成情况。评价方式：评估平时作业的正确性与完整性，给出成绩；评估连续档精确 计算编程完成情况，给出成绩；批改期末试卷，给出成绩。6.工程与社会：具有人 文社会科学素养、社会 责任感和工程职业道 德，能正确认识工程对 于社会的影响。教学目标：了解架空输电线路设计及运行有关技术规范和规程；了解确定 导线对地和交叉跨越电气距离的原则和有关规定；遵守电力行业相关的政 策、法律、法规、职业道德等。达成途径：课堂讲解；案例分析。评

7、价依据：课堂提问和讨论的表现；期末考试试卷完成情况。评价方式：评估课堂提问和讨论的情况，给出成绩；批改期末试卷，给出 成绩。7.工程与环境：了解与 本专业相关的职业和行 业的生产、设计、研究 与开发、环境保护和可 持续发展等方面的方 针、政策和法津、法规, 能正确认识工程对于客 观世界的影响。教学目标：了解与输电线路工程相关的职业和行业的生产、设计、研究与 开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法津、法规，能正确 认识工程对于水土保持、电磁环境等客观世界的影响。达成途径：课堂讲 解；课堂提问和讨论；学生自习。评价依据：课堂提问和讨论的表现；期末考试试卷完成情况。评价方式：评估课堂提问和

8、讨论的情况，给出成绩；批改期末试卷，给出 成绩。四、教学内容、学时安排和基本要求第一章绪论（2学时）（1）掌握架空输电线路的任务、分类和组成部分及其作用；（2） 了解输电技术与输电线路的发展；了解架空输电线路设计的一般内容和步骤。重点难点：架空输电线路的任务、分类和组成。第二章架空输电线路基本知识（4学时）了解导地线的种类和型号，掌握导地线的选择方法；（1） 了解绝缘子的种类和主要性能指标，掌握绝缘子的选用以及片数和联数的确定;了解杆塔的类型及其选用方法；（2） 了解杆塔基础的种类和特点；了解接地装置的作用及特点；（6）掌握导线的排列方式及其特点；了解导地线的换位原理，掌握换位的实现方式。重点

9、难点：导地线型号，绝缘子串的片数和联数，导线的排列方式及其特点，以及架空 输电线路各组成部分的选用。第三章设计用气象条件(2学时)了解重现期的概念，掌握气象条件三要素对线路的影响；(1) 了解基本风速的规定，掌握最大设计风速的确定方法；(3)掌握气象条件的组合及用途。重点难点：最大设计风速的确定方法，设计用气象条件的组合。第四章架空线的机械物理特性和比载(2学时)(1) 了解常用架空线的机械物理特性；(2) 了解影响安全系数的因素，掌握不同计算内容对安全系数的要求；(3)掌握架空线比载的种类和计算方法。重点难点：安全系数，架空线比载的计算方法。第五章均布荷载下架空线的计算(4学时)(1)掌握架

10、空线的弧垂、应力和线长的概念，了解悬链线形式的架空线的弧垂、应力 和线长的计算方法；(2) 了解导出悬链线、斜抛物线、平抛物线形式计算公式的不同条件；掌握斜抛物线 形式的架空线的弧垂、应力和线长的计算方法；(3)掌握架空线平均高度和平均应力的概念和斜抛物线形式的计算公式；(4) 了解均布垂直比载和水平比载共同作用下架空线的计算思路，掌握风偏平面法。重点难点：斜抛物线形式的架空线弧垂、应力、线长和平均高度和平均应力的计算，均 布垂直比载和水平比载共同作用下架空线的计算。第六章气象条件变化时架空线的计算(4学时)(1) 了解架空线状态方程式导出的原则，掌握斜抛物线形式的状态方程式及其解法；(2)掌

11、握临界档距的概念以及临界档距的计算、控制气象条件的判定；了解最大弧垂产生气象的判定方法；(3) 了解架空线的应力弧垂曲线和安装曲线及其绘制步骤。重点难点：状态方程式及其解法，临界档距的计算、控制气象条件的判定。第七章均布荷载下架空线计算的进一步研究(4学时)了解刚性架空线的计算以及其刚度对弧垂和弯曲应力的影响；(2)掌握架空线的初伸长及其处理方法；了解架空线施工中的过牵引现象及其计算；(4)掌握水平档距、垂直档距的概念和计算公式，了解极大档距、允许档距、极限档 距的概念，掌握3者之间的关系；了解架空输电线路的几种改建形式和改建设计方法。重点难点：刚性架空线的弧垂和弯曲应力计算，架空线的初伸长及

12、其处理，极大档距、 允许档距、极限档距的概念。第八章非均布荷载下架空线的计算（4学时）了解架空线悬挂曲线方程的一般形式；（2）掌握非均布荷载作用下架空线的弧垂、张力和线长的计算；（3）掌握孤立档的外荷载处理方法，了解孤立档架空线的计算；（4）掌握孤立档控制条件的判定方法；了解耐张绝缘子串的水平及垂直投影长度。重点难点：非均布荷载作用下架空线的弧垂、张力和线长的计算，孤立档外荷载的处理 方法，孤立档控制条件的确定。第九章连续档架空线的应力和弧垂（4学时）（1）掌握连续档架空线应力的近似计算（代表档距法）；（2）掌握连续档的精确计算（解析法）；了解连续档滑轮悬挂时的有关计算，掌握平衡锤的启动温度；

13、（3） 了解连续档地线的应力选配，掌握控制档距的意义；了解连续倾斜档的观测弧垂及线长的调整。重点难点：代表档距，连续档的精确计算，平衡锤的启动温度，控制档距。第十章架空线的断线张力和不平衡张力（2学时）（1） 了解计算架空线的断线张力和不平衡张力的目的；（2）掌握单导线断线张力的求解方法；了解分裂导线断线张力的计算特点；（3） 了解不平衡张力产生的原因；了解地线支持力的计算方法。重点难点：单导线断线张力的求解，地线支持力的计算。（4） 章架空线的振动和防振（4课时）（1） 了解架空线的振动形式，掌握微风振动产生的机理；（2）掌握柔性架空线振动的基本理论和刚性架空线的振动特点；了解微风振动强度的

14、表示方法；（3） 了解能量平衡原理估算振动幅值；了解影响微风振动的主要因素；（6）掌握防振锤的防振原理和安装设计方法，了解阻尼线防振设计原理和方法。重点难点：微风振动产生的机理，架空线振动的基本理论，防振锤的防振原理和安装设 计方法。第十二章路径选择和杆塔定位（4课时）（1） 了解架空输电线路的路径选择；（2） 了解导线对地和交叉跨越的有关规定；（3）掌握弧垂曲线模板及其选用，了解平断面图，掌握杆塔定位的方法；（4）掌握杆塔定位核验曲线的种类、绘制、校验方法以及不满足时可采取的措施;（5） 了解杆塔中心位移和施工基面的确定。重点难点：弧垂曲线模板及其选用，杆塔定位的方法，杆塔定位的核验。五、课

15、程的其它教学环节六、教学方法与手段教学环节教学内容学时e平均每4学时布置一次作业题课后完成课堂提问和讨论每次上课开始，就以前和当前授课内容向个体学生提问, 并根据学生回答问题情况开展课堂讨论。随堂课外作业针对连续档架空线的精确计算，要求每位学生编制计算 机程序，求解工程实际问题，并计入平时成绩。课后完成习题讨论课针对学生的作业完成情况，课外安排一次习题讨论课， 一般在第八章作业后进行。课后完成本课程教学采用讲授、多媒体教学、课堂提问和讨论等教学方法与手段。在授课过程中,PPT课件、工程影像与必要板书有机结合。七、推荐教材和教学参考资源教材：1孟遂民，孔伟，唐波.架空输电线路设计（第二版）.北京：中国电力出版社，2015.参考书：东北电力设计院.电力工程高压送电线路设计手册.北京：中国电力出版社，2003.邵天晓.架空送电线路的电线力学计算（第二版）.北京：中国电力出版社.2003.