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1、6kv配电线路设计（平地段3km,裸导线）1 导线应力弧垂计算及曲线绘制1.1导线应力弧垂曲线的绘制步骤 1.1.1应力弧垂曲线的计算项目应力弧垂曲线的计算项目见下表31。表11 应力弧垂曲线的计算项目计算项目最大风速最厚覆冰安装有风最低气温最高气温外过有风外过无风内过电压年均气温应力曲线导线地线弧垂曲线导线地线注 带者为需要绘制的曲线，无者为不需要绘制的曲线1.1.2应力弧垂曲线的计算步骤（1）确定工程所采用的气象条件；（2）依据选用的架空线规格，查取有关参数和机械物理性能；（3）计算各种气象条件下的比载；（4）选定架空线各种气象条件下的许用应力（包括年均运行应力的许用值）；（5）计算临界档
2、距值，并判定有效临界档距和控制气象条件；（6）判定最大弧垂出现的气象条件；（7）以控制条件为已知状态，利用状态方程式计算不同档距、各种气象条件下架空线的应力和弧垂值；（8）按一定比例绘制出应力弧垂曲线。1.2导线应力弧垂曲线计算1.2.1整理计算用气象条件见表12表1-2 IV象区计算气象条件表 气象项目最高气温最低气温最厚覆冰最大风安装有风外过有风外过无风内过电压年均温气温（）40-20-5-5-1015+151010风速（m/s）00102510100150冰厚（mm）5555555551.2.2导线JL100有关参数见表33表1-3 JL-100导线参数表截面积(mm2)导线直径(mm)
3、弹 性系 数(Mpa)温度膨胀系数（1/）抗拉强度(Mpa)安全系数计算拉断力（N）许用应力（Mpa）年均运行应力（Mpa）单位长度质量（Kg/km）10012.95900023.010-6161.52.801700057.6815.18274.8上表中的抗拉强度用以下公式计算 抗拉强度，即架空线的瞬时破坏应力，Mpa计算拉断力，N截面积，安全系数：根据设计规程导线的安全系数K2.5。 取K=2.80许用应力由以下公式计算 年均运行应力：在采取防震措施的情况下，不应超过的25%。因此平均应力由以下公式计算 1.2.3导线JL100比载的计算各气象条件下导线比载的计算值可由架空输电线路设计中的公
4、式求得：以下公式的符号如下： 比载，Mpa/mb覆冰厚度,mm； v风速,m/s； q架空线单位长度质量，kg/km；g重力加速度，g=9.80665m/s ；风速v时的理论风压，Pa；sc风载体型系数，线径d17mm时sc=1.2,线径d17mm时c=1.1；d架空线外径；风速不均匀系数，35KV的数值见表3-4表1-4 6kv线路用风速不均匀系数设计风速（m/s）10及其以下1535及其以上计算杆塔荷载1.001.000.70校验杆塔电气间隙1.000.750.61（1）自重比载 （2）冰重比载（3）垂直总比载（4）无冰风压比载1）、安装有风2）、内过电压、外过有风 计算强度时：计算风偏时
5、：3）、最大风计算强度时：计算风偏时：（5）覆冰风压比载（6）无冰综合比载1）、安装有风 2）、内过电压、外过有风计算强度时：计算风偏时：3）、最大风速计算强度时：计算风偏时：（7）覆冰综合比载 由以上计算可列表格1-5表15 各类比载计算结果汇总表比载类别计算结果备 注自重比载（Mpa/m）冰重比载（Mpa/m）垂直总比载（Mpa/m）无冰风压比载（Mpa/m）安装有风sc=1.2f=1.00内过电压、外过有风（计算强度）内过电压、外过有风（计算风偏）sc=1.2f=1.00sc=1.2f=0.75最大风（计算强度）最大风（计算风偏）sc=1.2f=0.85sc=1.2f=0.61覆冰风压比
6、载（Mpa/m）sc=1.2f=1.00无冰有风时的综合比载（Mpa/m）安装有风sc=1.2f=1.00内过电压、外过有风（计算强度）内过电压、外过有风（计算风偏）sc=1.2f=1.00sc=12f=0.75最大风（计算强度）最大风（计算风偏）sc=1.2f=0.75sc=1.2f=0.61覆冰综合比载（Mpa/m）sc=1.2f=1.001.2.4计算临界档距，判断控制条件（1）可能控制条件的有关参数见表3-6现实中，某些气象区最大风速和最厚覆冰时的气温并不相同，不能只从比载的大小来确定二者哪个可能是控制条件。此外，架空线还具有足够的耐震能力，这决定于年平均运行应力的大小，该应力是根据年
7、平均气温计算的，因此年平均气温时架空线的应力不能大于平均运行应力规定的上限值。因此最低气温、最大风速、最厚覆冰和年平均气温四种气象条件都有可能成为控制条件，设计必须考虑。表1-6 可能的控制气象条件气象条件项目最低气温最大风速最厚覆冰年均气温温度t（）-20-5-5+10比载(Mpa/m)26.9510358.0410354.5410326.95103许用应力（Mpa）57.6857.6857.6814.42比值/（1/m）0.467231031.006241030.945561031.86893103/由小至大编号acbd（2）计算各临界档距临界档距由以下公式可求当12= 时，当1=2= 时
8、，临界档距；架空线许用应力；j状态的温度；j状态的比载；E导线弹性系数；导线线性温度膨胀系数。（3）判断有效临界档距，确定控制条件 将各临界档距值填入有效临界档距判别表1-7：表17有效临界档距判别表可能的控制条件a（最低气温）b（最厚覆冰）c（最大风速）d（年均气温）临界档距（m）-根据列表法可知: 年均气温为控制条件1.2.5判定最大弧垂的气象条件采用临界温度判定法：以年均气温为第一状态，临界温度为第二状态，列出状态方程式解上式得到临界温度的计算式为：对于的求解：以架空线最厚覆冰时的状态为已知条件，求，其中-5，比载为档距取则状态方程式为带入数据求得：则可见-2840，故最大弧垂发生在最高
9、气温气象条件1.2.6计算各气象条件的应力和弧垂 架空输电线路的应力弧垂曲线，表示了各种气象条件下应力（弧垂）与档距之间的函数关系。现将已知条件及参数列于表3-8，将待求条件及已知参数列于表3-9。导线JL100参数， E=59000Mpa, =23.01/表1-8 已知条件及参数已知条件年均气温控制区间 参数60mtm()+10bm(mm)0vm(m/s)0rm(103Mpa/m)26.95m(Mpa)14.42表1-9 待求条件及已知参数 待求条件参数最高气温最低气温年均气温外过有风外过无风内过电压安装有风最大风速最厚覆冰t()+40-20+10+15+15+10-10-5-5b(mm)0
10、00000005v(m/s)00010015102510(103Mpa/m)26.9526.9526.9528.6426.9528.64应力弧垂的计算公式为： 令应力公式可化简为：用牛顿法解应力方程求出。令其导数为则牛顿迭代式为给出迭代初值，算出、，利用上式迭代求出，反复进行下去，直至为止。 计算过程： 第一步：以控制气象条件为第一状态，以待求条件的状态为第二状态。由状态方程式及上面的公式求出A、B值。 第二步：由迭代方程，以给出的初值迭代出所求的应力。 第三步：由上方法求出相应档距下的相应的应力迭代求出应力进而求出应力。由得出相应的弧垂。用C语言编程序如下：# include # inclu
11、de main()int t1,t2; float L,E,b2,b1,b=100; float f;double a,r1,r2; double A,B,y,y1;a=1.89e-5; E=76000; scanf(“控制条件：t1=%d,r1=%lf,b1=%fn”,&t1,&r1,&b1); scanf(“待求条件：t2=%d,r2=%lf,L=%fn”,&t2,&r2,&L); A=-(b1-(E*r1*r1*L*L)/(24*b1*b1)-a*E*(t2-t1); B=E*r2*r2*L*L/24; do b2=b; y=b2*b2*b2+A*b2*b2-B; y1=3*b2*b2+
12、2*A*b2; b=b2-y/y1; while(fabs(b-b2)1e-5); f=r2*L*L/(8*b);printf(b=%.2f,f=%.2fn,b,f);导线应力和弧垂计算表见附表1-1（导线JL100应力弧垂曲线数据表）1.3 导线应力弧垂曲线的绘制以档距为横坐标，应力和弧垂作为纵坐标，以附表3-1的数据为依据，绘制应力弧垂曲线见附图1-1所示。6 导线排列61 选择导线排列6.1.1 排列的方式一般1 kV10 kV配电线路的导线应采用三角形排列、水平排列、垂直排列。我选择6kv线路采用三角形排列，220V线路采用单相两线制水平排列。本设计的实际，排列方式包含单回路三角形排列、单回路水平排列。6.1.2 档距的选择配电线路的档距，选择的档距
