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1、输电线路设计 2011年7月29日 张 鸣 导线风偏计算及校验 1、概述 2、风偏计算基本参数 3、档距中导线风偏 4、直线塔悬垂绝缘子串风偏 5、风偏校验方法 6、摇摆角太大时解决方法 一、概 述 架空输电线路长期运行在野外，受自然界气 候变化的影响。风是自然界影响线路的主要现象 之一。大风引起的导线风偏对地或对杆塔塔头构 件放电是线路故障的主要形式。 下面介绍导线风偏对地或交叉跨越计算和 绝缘子串风偏计算。 二、风偏计算基本参数 （1）比载 （N/m.mm2） 比载是电线单位长度、单位截面上的荷载 自重比载 g1 冰重比载 g2 自重冰重综合比载 g3 风比载 g4 覆冰后风比载 g5 自
2、重风重综合比载 g6 覆冰、风综合比载 g7 二、风偏计算基本参数 比载以荷载方向分类 分为垂直比载、水平比载、综合比载。 垂直比载有 g1、g2、g3 水平比载有 g4、g5 综合比载有 g6、g7 二、风偏计算基本参数 自重比载g1计算 式中：g1 电线自重比载（N/m.mm2） W0 电线自重 （N/m） g 重力加速度 g = 9.80665 S 电线截面（mm2） 二、风偏计算基本参数 冰重比载g2计算 式中：g2 电线覆冰的冰重比载（N/m.mm2） b 覆冰厚度 （mm） g 重力加速度 g = 9.80665 S 电线截面（mm2） d 电线外径 （mm） 二、风偏计算基本参数
3、 电线覆冰垂直综合比载g3计算 式中： g1 电线自重比载（N/m.mm2） g2 电线覆冰的冰重比载（N/m.mm2） 二、风偏计算基本参数 风比载g4计算 式中： g4 电线上风比载（N/m.mm2） g 重力加速度 g = 9.80665 V 大风风速 （m/s） 风压不均匀系数 S 电线截面（mm2） K 电线体型系数 d 电线外径 （mm） d17mm K=1.2 d17mm K=1.1 二、风偏计算基本参数 覆冰后风比载g5计算 式中： g4 电线上风比载（N/m.mm2） g 重力加速度 g = 9.80665 V 大风风速 （m/s） 风压不均匀系数 S 电线截面（mm2） K
4、 电线体型系数 d 电线外径 （mm） b 覆冰厚度 （mm） 二、风偏计算基本参数 风压不均匀系数取值 基准风速m/s2020V2727V31.531.5 计算杆塔荷载1.00.850.750.70 计算风偏用1.00.750.610.61 水平档距 m200250300350400450500550 校验杆塔间隙用0.800.740.700.670.650.630.620.61 二、风偏计算基本参数 风电线综合比载g6计算 式中： g1 电线自重比载（N/m.mm2） g4 电线的风比载（N/m.mm2） 二、风偏计算基本参数 冰、风、电线综合比载g7计算 式中： g3 覆冰、电线垂直比载
5、（N/m.mm2） g5 覆冰后电线上的风比载（N/m.mm2） 二、风偏计算基本参数 P 单位荷重 （N/m） 单位荷重是电线单位长度上的荷载，单位荷重为 应力与电线截面的乘积。 自重 P1 冰重 P2 自重冰重综合 P3 风 P4 覆冰后风 P5 自重风重 P6 覆冰、风 P7 （2）应力 （N/mm2） 应力是电线单位截面上所受的力 电线张力T是应力与截面的乘积 二、风偏计算基本参数 不同的气象条件下，导线有不同的应力。 在线路档距中，电线弧垂上各点的应力是 不相同的，施工图设计应力表是指电线弧垂最 低点单位截面所受的力。 二、风偏计算基本参数 获得导线应力方法： 1、查施工图设计中的应
6、力表。 2、采用状态方程式计算。 3、根据施工图图纸中的导地线放线K值 表进行换算。 二、风偏计算基本参数 式中： m、gm、tm 已知条件的应力、比载、温度 、 g、 t 待求条件的应力、比载、温度 线膨胀系数 E 弹性模量（N/mm2） 代表档距(m) 二、风偏计算基本参数 三、档距中导线风偏 式中： 电线应力 （N/mm2） g1 电线自重比载（N/m.mm2） K K值（x10-4） 利用施工图图纸中的放线K值表中数值反算相应温度下的 导线应力。 由于施工图中放线K值表中的数值是降温后对应温度的数 值，因此表中的温度减去K值表降温的度数，才是所求应力对 应的实际温度。 二、风偏计算基本
7、参数 档距中央的弧 垂（最大）计 算： 三、档距中导线风偏 电线风偏角计算： 式中： 电线风偏角（度） g1 电线自重比载（N/mm2） g4 风比载（N/mm2） 三、档距中导线风偏 风偏是导线弧垂以档距两侧导线悬挂点连线为轴旋转 。 电线上档距中央的弧垂（最大）计算： 式中：f 电线任意一点弧垂（m） g1 电线自重比载（N/mm2） b 电线应力 （N/mm2） g1 电线自重比载（N/mm2） L 档距（m） h 电线悬挂点高差（m） 高差角 三、档距中导线风偏 导线风偏计算中任一点对地弧垂计算： 式中： f 电线任意一点弧垂（m） g6 电线综合比载（N/mm2） b 电线应力 （N
8、/mm2） g1 电线自重比载（N/mm2） 距两侧杆塔的距离（m） h 电线悬挂点高差（m） 高差角 三、档距中导线风偏 绝缘子串风偏计算： 式中：P 绝缘子串风压（N） Lh 水平档距（m） W 绝缘子串重量（N） Lv 垂直档距（m） S 电线截面 （mm2） 线路转角度数（度） g1 电线自重比载（N/mm2） T 相导线张力（N） g4 电线风压比载（N/mm2） WJ 重锤重量（N） 四、直线塔悬垂绝缘子串风偏 绝缘子串风压计算： 式中：P 绝缘子串风压（N） V 风速（m/s） n 绝缘子片数 单联串金具算1片， 双联串算2片。 四、直线塔悬垂绝缘子串风偏 垂直档距计算： 四、直
9、线塔悬垂绝缘子串风偏 式中： Lv 垂直档距（m） Lh 水平档距（m） 电线应力 （N/mm2） g1 电线自重比载（N/mm2） h1、h2 计算杆塔两侧导线悬挂点高差（m） l1、l2 计算杆塔两侧档距（m） 绝缘子串极限摇摆间隙圆图绘制需考虑的因素： 1、角钢及脚钉宽度一般取150mm。 2、线夹出口处的弧垂（瓶口弧垂）与塔身宽度和计算塔 两侧杆塔相 对位置有关。 3、电气间隙应根据海拔高度进行修正。 在外过电压、内过电压及正 常工作电压情况下，分别求 出绝缘子串的风偏角1 、 2、 3，然后绘出间隙 圆，如右图所示，由图中的 间隙距离e1、e2、e3，即可 得知各种情况下的空气间隙 是否满足规程要求。 五、风偏校验方法 为便于设计验算，可 采用反推法，先利用 已知参数，反算出直 线杆塔的允许高差 h，再在定位中进 行控制。 五、风偏校验方法 也可以利用上述公式算出各种条件下水平 档距与垂直档距的关系，画出摇摆角临界 曲线，若定位图上某杆塔的垂直档距和水 平档距落在临界曲线以上，说明摇摆角在 安全范围以内，反之则说明该杆塔摇摆角 太在，存在安 全风险。 五、风偏校验方法 1、调整杆塔位置； 2、加高杆塔或更换塔型； 3、加重锤（该方法慎用）； 4、降低导线应力； 5、采用其他绝缘子固定方式，如“V”型 。 六、摇摆角太大时解决方法
