1、線路設計計算與校驗事項一桿位排定桿位前應做設計事項1、導地線比載計算1）自重比載 g1 = 1.025（gsg +lsl ）/s×10-2 = q1/s×10-2 N/m*mm2 式中：材料容重mg/ mm3 sg 鋼線截面積 mm2sl 鋁線截面積 mm2s 綜合截面積 mm2 q1 每千米導線重量 kg功能：計算導地線單位面積、單位長度的自身重量。2）冰重比載 g2 = q2 /s = b(b+d 0 ×10-2 N/m*mm2式中：b 覆冰厚度 mmD 架空線直徑mm0 冰的容重 mg/ mm3復冰時垂直總比載 g3 = g1 + g2功能：計算導地線單位面

2、積、單位長度的復冰重量。3）導線風壓 p=F cdlZ v2/16sin2 N式中：p垂直線路方向的風荷載 kgF 風速不均勻系數V20=1.0；20V30=0.85；30V35=0.75c風荷載體形系數 d17為1.1；17為1.2；復冰1.2d架空線外徑mmlZ 水平檔距mV設計風速m/風向與線路方向夾角功能：計算桿塔在一定的水平檔距，相應風速作用下，導地線對桿塔掛點產生的水平作用力。理論風壓p0= 1/2mv2 =1/2 ×/9.8 ×v2 = v2 /16 N 式中：p0 理論風壓空氣容重v風速 m/秒m空氣質量=/9.8(空氣的重力加速度無冰時風壓比載 g4 =F

3、 cdlZ v2/16/s×10-2 N/m*mm2復冰時風壓比載 g5 =F c(d+2blZ v2/16/s×10-2 N/m*mm2 無復冰時綜合比載g6 =g12 + g4 2 N/m*mm2有復冰時綜合比載g7 =g32 + g5 2 N/m*mm2 2、解析狀態方程式-(l2 g2 /24/2 =m- -(l2 gm2 /24/m2 (/ ×(t-tm式中：變化的架空線應力， N/mm2m 控制的架空線應力（最大使用應力） N/mm2 g 變化的架空線比載 N/m*mm2g 控制的架空線比載 N/m*mm2溫度線膨脹系數 1/彈性伸長系數 N/mm2E

4、 彈性模量，功能：懸掛于兩固定點的導地線，當氣象條件變化時，導地線應力及弧垂也相應發生變化；當已知某一組合氣象條件下的導地線應力、比載、氣溫，即可求出任一組合氣象條件下的比載和應力變化值。3、弧垂計算公式f=l2 g /（8） 式中：f計算弧垂 mL計算檔距 mg計算條件下的比載 kg/m*mm2計算條件下的導線應力 kg/mm24、大跨越弧垂計算公式 f=l2 g /（8） +l4 g3 /（ 3843）5、檔距中任意一點的弧垂 f=（glx1/2）×（l-lx1）=（glx1/2）×lx2=（g /2）×lx1 ×lx2式中：l計算檔檔距， lx1

5、lx2任一弧垂點至相鄰兩側桿塔的距離 4、架空線最大使用應力的確定 =p /K式中：p架空線的瞬時破壞應力 kg/mm2架空線的最大使用應力 kg/mm2K架空線的安全系數 (導線的安全系數不小于2.5，避雷線的安全系數不應小于導線的安全系數。 5、應力弧垂（機械特性）曲線的制作應力弧垂曲線的作用：為桿塔設計，桿塔桿位排定，施工計算及運行維護提供技術數據，即架空線在各種氣象條件下產生的內在應力和相應發生的弧垂。制作曲線的目的是為了使用查找方便，計算方法就是利用解析狀態方程式： -(l2 g2 /24/2 =m- -(l2 gm2 /24/m2 (/ ×(t-tm 將上式兩側分別除以2

6、，且令A = l2 g2 /24/2 B = l2 gm2 /24/m2 (/ ×(t-tm則狀態方程式可以簡化為：3 - B2 = A 6、臨界檔距判定典型氣象區可分為兩大類,最大風速時的氣溫與與復冰時的氣溫相同，分為第一類氣象區，反之為第二類氣象區。全國大部分地區屬于第一類氣象區。當使用檔距很大時：狀態方程式兩側分別除以l2 ，則得：/ l2 -(g2 /24/2 =m- / l2 -(gm2 /24/m2 (/ ×(t-tm/ l2當l2 趨近于無窮大時，上式變為：g2 /24/2 = gm2 /24/m2 g/ = gm /m上式說明：檔距越大，架空線的應力變化與比

7、載的關系愈大，而與溫度無關，因此可以判定，架空線的最大應力將出現在最大比載時。當使用檔距很小并趨近于零時，狀態方程式變為：- =m-(/ ×(t-tm = m -E ×(t-tm上式說明：檔距很小時，架空線應力的變化只與溫度有關，而與架空線上的荷載無關。從以上推斷可知，當檔距由零增大至某一檔距，架空線的應力主要受環境溫度的影響，當檔距超過某一檔距，架空線的應力受環境溫度的影響越來越小，當趨近于無窮大時，架空線的應力僅與比載有關，而與溫度無關。因此，在檔距的變化過程中，必然有一個檔距（點），比載和氣溫的作用相等，即架空線的作用應力相等，這一檔距，就稱作臨界檔距。根據上述推理，

8、可以導出臨界檔距的計算公式：架空線的狀態方程式中，檔距相等l = lm，使用應力相等p = m =，導出臨界情況的狀態方程式：-(ll2 g12 /24/2 = -(ll2 gm2 /24/2 (/ ×(t-tm將上式簡化整理得：ll = 24(tm - t/( gm2 - g12 由上式可以判斷出最大應力出現的條件：當l ll ，最大應力出現在最低氣溫；當 ll ll ，最大應力出現在最大荷載。7、最大弧垂的判定 ×臨界溫度法臨界比載法一般常用臨界溫度法，在第氣象分區，最大弧垂出現在最高溫度，根據弧垂計算公式，應力越小，弧垂越大，而最高溫度時架空線產生的應力較其它氣象條件

9、下產生的應力小得多。8、檔內線長的計算L = l+h2 /(2l +g2l3/（2402）式中：L檔內線長 mH相鄰桿塔懸掛點高差 mg計算條件下的比載（自重比載） N/m*mm20計算條件下的導線最低點弧垂的應力 N/mm2 9、耐張段線長計算10、絕緣子串確定正常情況懸垂絕緣子串數 N = KG÷P式中：K=對應的安全系數 G垂直荷載 P額定機械破壞負荷事故斷線情況懸垂絕緣子串數 N = K1KT/P式中：K對應的安全系數 K1 斷線沖擊系數 T斷線張力 P額定機械破壞負荷事故檢修情況懸垂絕緣子串數 N = K2KG /P式中：K對應的安全系數 K2 導線安裝起吊時的沖擊系數 G

10、導線安裝時導線荷重+安裝工器具荷重+安裝人員荷重， P額定機械破壞負荷耐張絕緣子串數 N = K×S÷P式中：K對應的安全系數 導線的最大使用應力 S導線截面積 P1小時機電試驗負荷絕緣子串中絕緣子片數由選定的污穢區計算確定 NC Ue/hx式中：對應的泄露比距（爬電距離）cm/Kv Ue額定線電壓 hx絕緣子泄露距離棒形合成絕緣子及棒形瓷質絕緣子尚無成熟的運行經驗，其使用機械強度安全系數可參考瓷質盤式絕緣子的規程規范值。11、懸垂絕緣子串中金具的確定正常情況：選用最大垂直荷載進行校驗，同絕緣子串的確定原則相同。事故情況：選用最大檢修荷載進行校驗，同絕緣子串的確定原則相同。

11、12、耐張絕緣子串中金具的確定正常情況：選用最大垂直荷載進行校驗，同絕緣子串的確定原則。但耐張線夾必須液壓壓接，并經專業檢測部門進行成品檢驗合格后方可使用，（產成品與工藝同時檢驗）。二桿位排定桿位應做設計事項1、模板曲線的制作由 f=l2 g /（8） 可以轉換為 f=（ g /2）× （ l/2 2令縱坐標y = f，橫坐標x = l/2 常數K = g/2，上式可寫成y = kx2式中：g 最大弧垂時的架空線比載， 最大弧垂時導線應力L 檔距根據y = kx2 ，按平斷面圖的比例繪制工程模板。模板曲線一般按最大弧垂(最高溫度或復冰，年平均溫度，最低溫度繪制。桿位排定后，最大弧垂模

12、板校核交叉跨越距離；年平均溫度和最低溫度校核導地線上拔。2、絕緣配合設計，桿塔上的絕緣配合應滿足的基本要求1 在正常運行電壓（工頻電壓）、內過電壓（操作過電壓）及外過電壓（雷電過電壓）條件下，確定的絕緣子串和導線，對桿塔接地部分不能發生放電，即對桿塔接地部分具有足夠的空氣間隙距離。2 檔距中央導線及避雷線的接近距離不會發生放電，即應滿足+15，無風條件下S=0.012l+1米的要求，大跨越還應驗算S=0.1I（I=75KA）, S=0.1Ue(Ue=額定電壓的要求,計算結果三者取其最小者。3）檔距中央不同相導線間不能發生放電，即不同相間導線的空氣間隙距離滿足正常運行條件下的要求。4 檔距中央導

13、線對地，對被跨越物，及移動設施不會發生放電，即導線對地，對被跨越物，及移動設施的空氣間隙距離滿足規程規定的要求。3、桿塔頭部絕緣配合設計，絕緣子串選擇1）在正常運行條件下，絕緣子串應有足夠的機電破壞強度，并有足夠的安全系數。2）在正常運行條件下，絕緣子串應有足夠的電氣絕緣強度，并同時滿足操作過電壓，雷電過電壓下的電氣絕緣強度。3）耐張絕緣子串的荷載較直線絕緣子串大的很多，并接近水平懸掛，按規程要求，耐張絕緣子串的絕緣子片數，應較直線串適當增加片數。4）耐張絕緣子串機電強度不低于直線絕緣子串。4、絕緣配合設計：懸垂絕緣子串的搖擺角及塔頭空氣間隙的選擇1）懸垂絕緣子串的搖擺角=tg-1(pj/2+

14、Pdls/(GJ/2+Wlc式中： 懸垂絕緣子串風偏角， Pd相應氣象條件下的風荷載，ls水平檔距，GJ懸垂絕緣子串重力，W導線自重力，lc垂直檔距pj懸垂絕緣子串風壓=9.81CV2/16，一般每片取2kg。2）塔頭空氣間隙絕緣子串的搖擺角計算完畢，即可以繪出各種氣象條件下的間隙園圖，繪制間隙園圖時，還應考慮帶電作業距離（1.0m +0.3-0.5m），帶電作業的驗算條件為+15，15m/s。3）導線的線間最小距離確定當導線水平排列時，規程規定的經驗公式 D=0.4LK +U/110+0.65fc,計算結果必須滿足規程要求。 當導線垂直排列時，按規程規定選取(110kV為3.5米。對于大跨越

15、，還應驗算導地線不均勻復冰引起的舞動，驗算經驗數值為水平排列時的計算結果的75%。但大跨越線路設計宜采用水平排列方式。當導線三角排列時，其等效水平線間距離DX= DP2+(4DC/3式中：D 導線水平線間距離，LK懸垂絕緣子串長度，U送電線路標稱電壓（額定線電壓），fc導線最大弧垂。DX等效水平線間距離，DP導線間水平投影距離，DC導線間垂直投影距離當垂直排列時導地線水平偏移，按規程規定，導地線垂直排列時必須考慮水平偏移，其含義為，相鄰兩線的垂直投影不應重合，并應有一定的數值，其要求根據是在線路正常運行時（工頻）大于0.25m。110kV數值為0.5m。5、大跨越定義線路跨越通航河流、湖泊或海

16、峽，檔距超過1000米，桿塔高度超過100米，跨越人類居住或活動的房屋、場所等，高速公路，電氣化鐵路，跨越110kV以上線路，需要對桿塔和導地線進行特殊處理的跨越等。三桿位排定桿位后應做設計事項1、桿塔上發生的荷載桿塔上的荷載按其性質可分為永久荷載，可變荷載和特殊荷載。永久荷載：包括自重力，架空線，絕緣子，金具所產生的重力。可變荷載：作用在桿塔設備上的風荷載，復冰荷載，施工及檢修產生的臨時荷載。特殊荷載：由桿塔設備突發事故引起的荷載，比如架空線斷線；地震引起的地震荷載；架空線不均勻復冰引起的桿塔兩側不平衡張力。上述荷載按受力方向可分為橫向荷載，縱向荷載，垂直荷載。上述荷載根據不同的環境條件和使

17、用條件發生，而不是同時發生。2、水平檔距及功能1）水平檔距主要是架空線的風荷載，架空線的計算長度近似的認為是桿塔兩側的檔距的平均值，即：Ls =（l1 + l2 ）/2 當高差較大時，一般高差角大于30度時，應考慮高差引起的增量，其水平檔距如下：Ls =（l1 /cos+l2 /cos ）/2 一般情況下，分別為桿塔兩側檔距的1/2的算術和，工程計算時，同一種桿塔取發生的最大值進行驗算。2）功能：荷載的作用方向為水平；計算導線和絕緣子串的風荷載，計算出在各類風荷載作用下導線和絕緣子串發生的最大風偏值（或角度），驗算導線對接地部分的距離，驗算導線對相鄰桿塔的接近距離，驗算導線對建筑物、山坡、峭壁

18、等的最小接近距離；計算地線的風荷載；計算桿塔各懸掛點所承受的橫向荷載，與軸向和豎向作用力組合，確定桿塔各構件的受力強度，確定桿塔各構件的型式和規格；計算基礎頂面所承受的最大水平作用力，與軸向和豎向作用力組合，確定基礎設計類型。3、垂直檔距及功能1垂直檔距主要是架空線的自重荷載及冰重荷載，架空線的計算長度近似的認為，是桿塔兩側檔距弧垂最低點間的算術和，即：Lc =（l10c + l20c ） 當高差較大時，一般高差角大于30度時，應考慮架空線軸線張力引起的向下的垂直分量，其垂直檔距如下：Lc =（l10c +10 /g ×1 ）+ (l20c +10 /g ×2 式中：1 =

19、tg-1(h10c/ l10c 2 =tg-1(h20c/ l20c一般情況下，可用模板直接量取，工程計算時，同一種桿塔取發生的最大值進行驗算。2 功能荷載的作用方向為豎向（垂直）；計算導線的自重荷載和復冰時荷載，驗算導線在復冰荷載作用下的對地和對交叉跨越的最小距離；計算地線的自重荷載和復冰時荷載，驗算地線復冰時對導線在檔距中央的最小接近爐里；計算桿塔各懸掛點所承受的豎向荷載，與軸向和水方向受力組合，確定桿塔各構件的受力強度，確定桿塔各構件的型式和規格；計算基礎頂面和底面所承受的最大壓力，與軸向和水方向受力組合，計算基礎設計類型。4、代表（規律）檔距及功能1）代表檔距一個耐張段間，各擋架空線發

20、生的水平應力基本相同（導地線的軸向力傳遞不受阻擋），由此應力產生的檔距即為代表檔距或稱為規律檔距。其值為各檔距的立方和除以各檔距的算術和的平方根。公式如下：一般情況 Lg = ( l3/l 考慮高差影響 Lg =l3 cos2/(l/cos如果不是連續上山或下山情況，對發生的代表應力影響很小，一般不考慮高差產生的影響。2）功能荷載的作用方向為導地線的軸向；計算導地線的在特定的氣象條件下，所發生的物理變化；計算出導地線的在特定的氣象條件下的，隨著各桿塔之間檔距的變化，導地線馳度的變化數值；計算出導地線的在特定的氣象條件下的，隨著各桿塔之間檔距的變化，導地線內用力的變化數值；計算桿塔各懸掛點所承受

21、的軸向荷載，與豎向和水平方向作用力組合，確定桿塔各構件的受力強度，確定桿塔各構件的型式和規格；計算基礎頂面和底面所承受的最大壓力，與豎向和水平方向作用力組合，計算基礎設計類型。5、使用檔距工程設計前期，根據各類桿塔使用呼稱高及工程環境確定的檔距，主要用于工程可研和工程初步設計階段的核算，一般按直線桿塔水平檔距的0.9倍計算。6、導地線上拔及防護1）導地線上拔導地線懸垂串在某種氣象條件下，所承受的荷重為負值（垂直檔距為零），即稱謂導地線上拔，上拔力按計算桿塔在最低溫度或最大應力情況下所需要的垂直檔距值，導地線上拔情況在路徑選擇和排定桿位時應避免發生。一般在排定桿位時制作一套冷模板（最低溫度）進行

22、校核。2）防護排定桿位時，確定合適的使用檔距，以確定合理的規律檔距；控制相鄰桿塔之間，終端桿塔與進線架構之間的高差；控制相鄰桿塔的檔距值；確定合理的臨界檔距。7、耐張絕緣子串倒掛及防護1）耐張絕緣子串倒掛最大弧垂時的垂直檔距tg=(g1SL+ GJ/2TPJ±H/L式中：耐張串傾角，L檔距 m， H懸掛點高差 mGJ相耐張絕緣子串重量 N， S導線截面積 mm2TPJ導線平均氣溫時張力 N , g1導線自重比載 N/mm2按上式計算結果為負值時，絕緣子串需要倒掛。2）防護排定桿位時，確定合適的使用檔距，以確定合理的規律檔距；控制相鄰桿塔之間，終端桿塔與進線架構之間的高差；控制相鄰桿塔

23、的檔距值；確定合理的臨界檔距。8、導線風偏導線對山坡額、峭壁，建筑物等在最大風偏情況下的凈空距離應滿足規程規定。對建筑物，不在城市規劃區應按電力設施保護條例選擇線路路徑，排定桿位時，考慮雷電及接地等因素，桿塔位盡量遠離建筑物；在城市規劃區除按規劃要求外，桿位亦應遠離建筑物。 9、交叉跨越檔距中限距的校驗交叉跨越限距的驗算一般為兩種情況：正常運行和事故斷線情況。正常情況的限距實際上就是導線任一點的狐垂計算：fc =（glx1/2）×（l-lx1）=（glx1/2）×lx2 =（g lx1 lx2/2）式中：計算條件下的應力 g計算條件下的比載事故情況：fs =（gslx1/2

24、s）×（l-lx1）=（gslx1/2s）×lx2 =（gslx1 lx2/2s）式中： s斷線后條件下的應力 gs斷線后條件下的比載交叉跨越限距為：D=A（桿塔標高）-C(被跨越物標高- fc（跨越點弧垂）-（A-B）lA/ l式中：A A桿塔標高，BB桿塔標高，C被跨越物標高，fc跨越點弧垂，lA跨越點至A桿塔距離，l檔距。10、臨檔斷線時交叉跨越檔距中限距的校驗斷線張力的確定：按規程規定選取，氣象條件為無風、無冰，有避雷線的桿塔不計撓度變化，假設為0，。斷線后張力變化 T=S(l0 l3g02/(24l+ l03g02/02 斷線后導線懸掛點位移 =KmT+(T/(G

25、D +GJ/22+T 2因上述方法比較復雜，計算結果又不求十分精確，工程中很少采用，且臨檔斷線應力衰減最嚴重為斷線后剩余一檔，剩余二檔、三檔可以等效選用，一般采用衰減系數法衰減系數法：以l0g1/0 為橫坐標，以l0/為縱坐標，可以繪制一組曲線，將查得的結果代入公式：= T/T0 = /0 f=l2 g /（8） +l4 g3 /（ 3843）11、引流線風偏校驗(跳線串引流線風偏發生的原因主要是線路轉角過大，當線路轉角450時應進行驗算，驗算方法為：計算在正常運行電壓（工頻電壓）、內過電壓（操作過電壓）、外過電壓（雷電過電壓）及最大風條件下，引流線風產生的風偏角，然后按導線懸掛實際位置投影模

26、擬作圖。12、引流線線長計算跳線   又稱“引流線”。耐張桿塔完成機械力學意義上的分段，則跳線實現電氣接續的目的。按跳線的方式分為：直跳式、繞跳式。按跳線線夾又分為：螺栓式（并鉤線夾）、壓接式跳線、加掛跳線串連接等。如圖所示。引流線因其跨距極小，導線的內應力極低，僅靠導線本身的剛度支撐，并考慮導線對橫擔底面的距離等因素，其跳線長度的近似計算為：L = m + 8f2/3m也可按簡化的線長計算公式推出：f=l2 g /（8） l2= 8f/g 代入線長計算公式 L=l+(l2g2/242得L=l+(l3g2/242=13、導線排列方式變化時檔距中央最小線間距離的確定導線排列方

27、式變化時的最小凈空距離35kV1.0m；110kV2.5m。一般按作圖法近似確定。引起導線排列方式變化的因素：結構因素：導線垂直排列或三角排列，進入變電站時變為水平排列，此時不同相導線的電氣距離應滿足規范要求。電氣因素：導線相序的變化，在其前進方向需要改變位置時，此時不同相導線的電氣距離應滿足規范要求。因作圖法比較繁瑣，一般在做設計時，因桿塔基本為典型設計，避免導線投影發生交叉，即可滿足要求。14、架空線防震計算影響架空線振動的主要因素：均勻的足夠能量的風速；架空線的懸掛高度，距地面越高，地面的屏蔽系數越小；架空線的應力，應力越大架空線的振動頻率越高；架空線的直徑，直徑越大，吸收的風能越大。即

28、由架空線型號已知的懸掛高度使用條件確定震動風速振動結果。振動計算：風對架空線的沖擊頻率：fF =200v/d 僅與架空線的直徑、懸掛高度有關式中：fF 沖擊頻率，200試驗系數，v垂直于架空線的風速，d架空線直徑。架空線自身的固有頻率：fD=n/2L×(9.81T/G0 與架空線的使用條件和應力有關。令2L/n = fD=n/2L×(9.81T/G0= 1/×(9.81T/G0式中：fD架空線的固有頻率，n檔距內振動的半波數 ， l檔距，T架空線張力，/G0架空線單位重量，波長。當架空線的固有頻率與風的沖擊頻率相等時，諧振必將發生。200v/d= 1/×

29、(9.81T/G0= d/200v×(9.81T/G0= d/200v×(9.81/g1安裝距離：依據典型設計，架空線的懸掛高度一般為15-20m左右，引起振動的風速上限為4.5m/s,風速下限為0.5m/s,按模擬試驗公式,安裝距離公式可演變如下：b=（D/2）×（X/2）/(D/2+X/2=(1.74d9.81G/g1/(1+0.111G/D ×10-3防震設備安裝的起算點：懸垂線夾應以線夾中心為起算點；耐張線夾以連接螺栓孔中心為起算點。15、桿塔荷載計算桿塔荷重的計算，即確定桿塔各構件受力的大小，作用方向及作用位置，而各構件的主要作用是承受荷重和傳遞荷重，由于河中的作用，構件可能發生變形，甚至破壞，其目的是確定桿塔各構件在使用中的安全度，解決其變形、使用強度，局部和整體穩定問題，即在荷載作用下，構件應不被破壞；構件所產生的變形應在規程規范允許的范圍內，構件在原有形狀下的平衡應在穩定狀態下。彈性變形在荷載撤除后能夠完全消失的變形為彈性變形。塑性變形在荷載撤除后不能夠完全消失，而殘留的那一部分變形為塑性變形，超出規程規范要求，將不能夠在繼續使用。結構有數個構件組成的承受荷載的整體。強度構件不被破壞的承受荷載的能力（與材