架空输电线路改建线长计算
架空输电线路改建线长计算
摘要：介绍了架空输电线路的几种改造情况，提出了对线长变量的计算方法。关键词：高度、弧垂、应力、线长。
1引言
目前，随着社会经济的飞速发展，基础设施建设的全面铺开，运行中的电力线路经常需要进行改造。在耐张段保持不动的情况下，一般有增加直线杆塔、个别直线杆塔移位升高等改造方式，因架空输电线路建成后，耐张段的导线长度已为一定值，如线路进行改造，该耐张段的线长势必发生变化，如不对线长进行适当调整，导线对地距离、导线安全系数、杆塔受力条件等技术参数将发生较大的变化，甚至可能直接影响到线路安全运行。为保证导线对地距离、导线安全系数、杆塔受力条件等，都符合线路原来的设计要求，必须对改造后的线长变量进行适当补偿。因此，在这类改造工程的设计、施工过程中，重点需要研究解决的是线路改造前后的导线线长变量问题。
2改建方法
线路要求改建后导线对地距离、架空线应力以及杆塔的受力条件等，都应符合原线路的设计要求，改建施工常用方法是将改建的耐张段按新的情况重新紧线，重新安装线夹。这种方法施工比较复杂和不经济，安全风险大，施工费用高，而且导线上原来安装线夹的部位串入档内，将降低架空线的使用张力。另一种方法是不重新紧线，只串动少数几基杆塔上悬垂线夹的位置而完成改建。
已架成的架空输电线路，在运行期间往往会出现新的交叉跨越物，或因地质、水文条件的变化及其它原因，需要将线路中的若干基杆塔进行下列改建工作：
a、移动杆塔位置（杆高及数目不变）
b、增加杆塔高度（数目不变）
c、增设杆塔
d、上述项目的组合。
3线长变量计算
一般来说，线长变量计算时，改造前后所取的气温条件相同，且导线应力变化非常小，因此气温和导线应力变化引起的线长变化非常小，为简化计算，可忽略不计，线长变化主要是由杆塔高度变化和耐张段代表档距变化后弧垂应力变化
架空线路线长计算
第四章均布荷载下架空线的计算 在架空输电线路的设计中，不同气象条件下架空线的弧垂、应力和线长占有十分重要的位置，是输电线路力学研究的主要内容。这是因为架空线的弧垂和应力直接影响着线路的 正常安全运行，而架空线线长的微小变化和误差都会引起弧垂和应力相当大的改变。设计弧垂小，架空线的拉应力就大，振动现象加剧，安全系数减小，同时杆塔荷载增大因而要求强 度提高。设计弧垂过大，满足对地安全距离所需杆塔高度增加，线路投资增大，而且架空线的风摆、舞动和跳跃会造成线路停电事故，若加大塔头尺寸，必然会使投资再度提高。因此, 设计合适的弧垂是十分重要的。本章研究垂直均布荷载和水平均布荷载作用下的架空线有关 计算问题。 第一节架空线悬链线方程的积分普遍形式 图4-1架空线悬挂曲线受力图 （a）分离体受力图；（b）整档架空线受力图； 图4-1（b）所示为某档架空线，A、B均为两悬挂点。沿架空线线长作用有均布比载，方向垂直向下。在比载作用下，架空线呈曲线形状，其最低位置在：点，在悬挂点A、B 处，架空线的轴向应力分别为c A和二B。选取线路方向（垂直于比载）为坐标系的x轴, 平行于比载方向为y轴。在架空线上任选一点C,取长为L OC的一段架空线作为研究对象， 受力分析如图4-1（a）所示。列研究对象的力平衡方程式，有 7 X =0,二x cos—（4- 1）
' 丫 =O,；「X sin v - L OC (4- 2) 式(4-1)表明，架空线上任一点 C 处的轴向应力匚x 的水平分量等于弧垂最低点处的 轴向应力CO ，即架空线上轴向应力的水平分量处处相等，式( 4-2)表明，架空线上任一点 轴向应力的垂向分量等于该点到弧垂最低点间线长 L oc 与比载 之积。以上两式相除可得 V tg 二=——L oc ▽0 上式为悬链线方程的徽分形式。从中可以看出，当比值 /匚0 —定时，架空线上任一点 处的斜率与该点至弧垂最低点之间的线长成正比。在弧垂最低点 O 处，曲线的斜率为零， 即二=0,将式(4- 3)写成 r V y L OC ^0 两边微份 式(4- 5)是架空线悬链线方程的积分普遍形式。 其中C 1、C 2为积分常数，其值取决于坐 dy =2. dx - o L oc (4- 3) dy d(L °c )二 \ dx 2 dy 2 二 Cy 2dx cr n 带长的计算公式 圆弧齿同步带轮轮齿 Arc tooth Timing tooth 槽 型 节距 pb 齿槽深 hg 齿槽圆弧半 径 R 齿顶圆半角 r1 齿槽宽 s 两倍节顶距 2δ 齿形角3M 3 1.28 0.91 0.26~0.35 1.90 0.762 ≈14°5M 5 2.16 1.56 0.48~0.52 3.25 1.144 ≈14°8M 8 3.54 2.57 0.78~0.84 5.35 1.372 ≈14°14M 14 6.20 4.65 1.36~1.50 9.80 2.794 ≈14°20M 20 8.60 6.84 1.95~2.25 14.80 4.320 ≈14°直边齿廓尺寸 Dimension of linear type pulley 型号MXL XXL XL L H XH XXH 齿槽底宽 bw 0.84±0.051.14±0.051.32±0.053.05±0.104.19±0.137.90±0.1512.17±0.18齿槽深 hg 0.69 0.84 1.65 2.67 3.05 7.14 10.31 0 -0.05 -0.05 -0.08 -0.10 -0.13 -0.13 -0.13 齿槽半角 Φ+1.5° 20 25 25 20 20 20 20 齿根圆角 半径 rb 0.35 0.35 0.41 1.19 1.60 1.98 3.96 齿顶圆角 半径 rt 0.13 +0.05 0.30 +0.05 0.64 +0.05 1.17 +0.13 1.60 +0.13 2.39 +0.13 3.18 +0.13 0 0 0 0 0 0 0 两倍节顶 距2β 0.508 0.508 0.508 0.762 1.372 2.794 3.048 架空输电线路杆塔基础的几种形式图文 输电线路杆塔的地面以下部分的总体统称为杆塔基础。它的作用是用来稳定输电线路的杆塔，防止杆塔因为承受导地线、风、覆冰、断线张力等垂直荷载、水平荷载和其他外力作用而产生的上拔、下压或倾覆。 基础形式可分为以下几种: 1.岩石嵌固基础 岩石嵌固基础适用于覆盖层较浅或无覆盖层的强风化岩石地基，其特点是底板不配筋，基坑全部掏挖。上拔稳定，具有较强的抗拔承载能力。 需要时，可将主柱的坡度设置与塔腿主材坡度相同，以减小偏心弯矩，还可省去地脚螺栓。由于该基型充分利用了岩石本身的抗剪强度，混凝土和钢筋的用量都较小，同时减少了基坑土石方量，浇制混凝土不需要模板，施工费用较低。 岩石嵌固基础分利用了岩石本身的抗剪强度，混凝土和钢筋的用量都较小，同时减少了基坑土石方量，浇制混凝土不需要模板，施工费用较低。但对勘测深度要求较高，要求逐基鉴定岩石的稳定性、覆盖层厚度、岩石的坚固及风化程度情况，准确落实相关设计参数。 2.岩石锚杆基础 岩石锚桩基础适用于中等风化以上的整体性好的硬质岩。该基础型式是在岩石中直接钻孔、插入锚杆，然后灌浆，使锚杆与岩石紧密粘结，借岩石本身、岩石与砂浆间和锚筋的粘结力来抵抗上部杆塔结构传来的外力, 以保证对杆塔结构的锚固稳定，从而大大降低了基础混凝土和钢材量。岩石锚桩基础一般宜用于未风化、微风化和中等风化程度的岩石地基, 但随着现在实验和实践经验的积累, 强风化岩石地区亦可做岩石基础。岩石锚桩基础常用型式有直锚式、斜锚式、承台式、嵌固式、半嵌固式5种类型, 应用较为成功。直锚式岩石锚桩基础具有工艺简便、灵活性高、适用性强、造价低等优势, 适用于基础作用力较小的直线塔;斜锚式岩石锚桩基础使用于基础作用力较小的直线水泥杆或直线拉线塔等塔型; 而承台式岩石锚桩基础和嵌固式、半嵌固式岩石锚桩基础使用于基础作用力较大的耐张塔等塔型。 3.掏挖基础 2011 年春季学期《输电线路设计》课程考试试卷( A 卷) 注意：1、本试卷共 2 页； 2、考试时间:110分钟； 3、姓名、学号、网选班级、网选序号必须写在指定地方。 一、填空题 (每空1分，共30分) 1、 输电线路的主要任务是 ，并联络各发电厂、变电站使 之并列运行。 2、 镀锌钢绞线 1×19-12.0-1370-A YB/T5004-2001中，1×19表示 ， 12.0表示 ，1370表示 。 3、 某线路悬垂串的绝缘子个数为 13片，该线路的电压等级是 kV 。 4、 线路设计的三个主要气象参数是 、 、 。 5、 输电线路设计规范规定，导线的设计安全系数不应小于 ；年平 均气象条件下的应力安全系数不应小于 。 6、 导线换位的实现方式主要有 、 、 三种。 7、 架空线呈“悬链线”形状的两个假设条件是 、 。 8、 档距很小趋于零时， 将成为控制气象条件；档距很大趋于无限 大时， 将成为控制气象条件。 9、 判定架空线产生最大弧垂的气象条件，常用方法有 和 。 10、状态方程式建立的原则是 。 11、已知某档档距为 498 m ，高差为40 m ，相同条件下等高悬点架空 线的悬挂曲线长度L h=0=500 m，则该档架空线悬挂曲线长度为______________ m。 12、孤立档的最大弧垂位于相当梁上剪力的地方，最低点位于相当 梁上剪力的地方。 13、排定直线杆塔位置时需使用____________________模板，校验直 线杆塔上拔时需使用_____________________模板。 14、在杆塔定位校验中，摇摆角临界曲线的临界条件是 _____________；悬点应力临界曲线的临界条件是_________________；悬垂角临界曲线的临界条件是________________。 15、发生最大弧垂的可能气象条件是_______ _________或_____ _________。 二、判断题(每题2分,共10分) 1、架空线上任意两点的垂向应力差等于比载与相应高差的乘积。 （） 2、架空线的平均应力等于平均高度处的应力。（） 3、如果临界档距，则两者中较小者对应的气象条件不起 控制作用。 ( ) 4、导线只有在最低气温时产生最大张力。（） 5、在连续倾斜档紧线施工时，各档的水平应力不等，山上档比山下 档大。（） 三、简答题 (共24分) 架空输电线路改建线长计算 摘要：介绍了架空输电线路的几种改造情况，提出了对线长变量的计算方法。关键词：高度、弧垂、应力、线长。 1引言 目前，随着社会经济的飞速发展，基础设施建设的全面铺开，运行中的电力线路经常需要进行改造。在耐张段保持不动的情况下，一般有增加直线杆塔、个别直线杆塔移位升高等改造方式，因架空输电线路建成后，耐张段的导线长度已为一定值，如线路进行改造，该耐张段的线长势必发生变化，如不对线长进行适当调整，导线对地距离、导线安全系数、杆塔受力条件等技术参数将发生较大的变化，甚至可能直接影响到线路安全运行。为保证导线对地距离、导线安全系数、杆塔受力条件等，都符合线路原来的设计要求，必须对改造后的线长变量进行适当补偿。因此，在这类改造工程的设计、施工过程中，重点需要研究解决的是线路改造前后的导线线长变量问题。 2改建方法 线路要求改建后导线对地距离、架空线应力以及杆塔的受力条件等，都应符合原线路的设计要求，改建施工常用方法是将改建的耐张段按新的情况重新紧线，重新安装线夹。这种方法施工比较复杂和不经济，安全风险大，施工费用高，而且导线上原来安装线夹的部位串入档内，将降低架空线的使用张力。另一种方法是不重新紧线，只串动少数几基杆塔上悬垂线夹的位置而完成改建。 已架成的架空输电线路，在运行期间往往会出现新的交叉跨越物，或因地质、水文条件的变化及其它原因，需要将线路中的若干基杆塔进行下列改建工作： a、移动杆塔位置（杆高及数目不变） b、增加杆塔高度（数目不变） c、增设杆塔 d、上述项目的组合。 3线长变量计算 一般来说，线长变量计算时，改造前后所取的气温条件相同，且导线应力变化非常小，因此气温和导线应力变化引起的线长变化非常小，为简化计算，可忽略不计，线长变化主要是由杆塔高度变化和耐张段代表档距变化后弧垂应力变化 导线截面的选择 1、按经济电流密度选择 线路的投资总费用Z1 Z1 =(F0+αΑ)Ｌ 式中：F0—与导线截面无关的线路单位长费用； α—与导线截面相关的线路单位长度单位截面的费用； Α—导线的截面积； Ｌ—线路长度。 线路的年运行费用包括折旧费，检修维护费和管理费等，可用百分比 b 表示为 Z 2=bZ 1=b(F 0+aA)L 线路的年电能损耗费用（不考虑电晕损失）： Z 3=3I 2max Ci A PL 式中i —最大负荷损耗小时数。可依据最大负荷利用小时数和功率因数 I max —线路输送的最大电流 C —单位电价 P —导线的电阻率 若投资回收年限为 n 得到导线的经济截面A n A m =I max ) 1(3nb a nPCi + 经济电流密度J n Jn= n A I max =nPCi nb a 3) 1(+ An=n J I max 我国的经济电流密度可以按表查取。 2、按电压损耗校验 在不考虑线路电压损耗的横分量时，线路电压、输送功率、功率因数、电压损耗百分数、导线电阻率以及线路长度与导线截面的关系，可用下式表示 )(01 2?δtg X R U L P m += 式中：δ—线路允许的电压损耗百分比； P m —线路输送的最大功率，MW ； U i —线路额定电压KV L —线路长度m ； R —单位长度导线电阻，Ω/m ； X 0—单位长度线咱电抗，Ω/m ，可取0.4×10-3 Ω/m ； tg ?—负荷功率因数角的正切。 3、按导线允许电流校验 （1）按导线的允许最大工作电流校验 导线的允许最大工作电流为 Im= 1 0) R t t F -（β 其中 R1=[] A P t t 0 0)(21-+ 上二式中a —导线的电阻温度系数 t —导线的允许正常发热最高温度。我国钢芯铝绞线一般采用+70℃，大跨越可采用+90℃；钢绞线的允许温度一般采用+125℃； t 0—周围介质温度，应采用最高气温月的最高平均气温，并考虑太阳辐射的影响； β—导线的散热系数； F —单位长度导线的散热面积，F=md ； R 1—温度t 时单位长度导线的电阻； P 0—温度t 0时导线的电阻率； A —导线的截面积 d —导线的直径； （2）按短路电流校验 第四章 均布荷载下架空线的计算 在架空输电线路的设计中，不同气象条件下架空线的弧垂、应力和线长占有十分重要的位置，是输电线路力学研究的主要内容。这是因为架空线的弧垂和应力直接影响着线路的正常安全运行，而架空线线长的微小变化和误差都会引起弧垂和应力相当大的改变。设计弧垂小，架空线的拉应力就大，振动现象加剧，安全系数减小，同时杆塔荷载增大因而要求强度提高。设计弧垂过大，满足对地安全距离所需杆塔高度增加，线路投资增大，而且架空线的风摆、舞动和跳跃会造成线路停电事故，若加大塔头尺寸，必然会使投资再度提高。因此，设计合适的弧垂是十分重要的。本章研究垂直均布荷载和水平均布荷载作用下的架空线有关 计算问题。 第一节 架空线悬链线方程的积分普遍形式 图4-1 架空线悬挂曲线受力图 （a ）分离体受力图；（b ）整档架空线受力图； 图4-1（b ）所示为某档架空线，A 、B 均为两悬挂点。沿架空线线长作用有均布比载γ，方向垂直向下。在比载γ作用下，架空线呈曲线形状，其最低位置在 ο点，在悬挂点A 、B 处，架空线的轴向应力分别为A σ和B σ。选取线路方向（垂直于比载）为坐标系的x 轴，平行于比载方向为y 轴。在架空线上任选一点C ，取长为OC L 的一段架空线作为研究对象，受力分析如图4-1(a)所示。列研究对象的力平衡方程式，有 0cos ,0σθσ ==∑X X (4- 1) OC X L Y γθσ ==∑sin ,0 (4- 2) 式（4-1）表明，架空线上任一点C 处的轴向应力X σ的水平分量等于弧垂最低点处的轴向应力0σ，即架空线上轴向应力的水平分量处处相等，式（4-2）表明，架空线上任一点轴向应力的垂向分量等于该点到弧垂最低点间线长OC L 与比载γ之积。以上两式相除可得 tg θ= OC L 0σγ dx dy = OC L 0 σγ (4- 3) 上式为悬链线方程的徽分形式。从中可以看出，当比值γ/0σ一定时，架空线上任一点处的斜率与该点至弧垂最低点之间的线长成正比。在弧垂最低点O 处，曲线的斜率为零，即θ＝0，将式(4- 3)写成 OC L y 0 σγ = ' 两边微份 ()() dx y dy dx L d y d C 20 20 001)(2 '±= +== 'σγ σγσγ 分离变量后两端积分 ? ?= ' +'dx y y d 0 2 1σγ )()(10 C x y arcsh += 'σγ 或写成 dx dy =sh )(10C x +σγ (4- 4) 上式两端积分，得 y= γ σ0ch 210)(C C x ++σγ (4- 5) 式(4- 5)是架空线悬链线方程的积分普遍形式。其中1C 、2C 为积分常数，其值取决于坐 架空输电线路150条专用名词术语解释（双语） 【名词】电力系统 【英文】electrical power system；electricity supply system 【注释】发电、输电及配电的所有装置和设备的组合。 【名词】电力网 【英文】electrical power system；electrical power network 【注释】输电、配电的各种装置、变电站、电力线路或电缆的组合。 【名词】交流系统 【英文】alternating current system; AC system 【注释】由交流电压供电的系统。 【名词】直流系统 【英文】direct current system; DC system 【注释】由直流电压供电的系统。 【名词】输电 【英文】transmission or electricity 【注释】从发电站向用电地区输送电能。 【名词】（电力）线路 【英文】(electric)line 【注释】在电力系统两点之间输配电的导线、绝缘材料和各种附件组成的设施。 【名词】输电线路 【英文】transmission line 【注释】连接发电厂与变电站（所）的传输电能的电力线路，作为输电系统一部分的线路。 【名词】架空线路 【英文】overhead line 【注释】用杆塔和绝缘材料将导线架离地面的电力线路。 【名词】支线 【英文】branch line ; spur 【注释】连接到主线路中一点上的电力线路。 【名词】T接线路 【英文】ttapped line; teed line 【注释】连接有支线的线路。 【名词】系统标称电压 【英文】nominal coltage system 输电线路的基本知识线路 一、送电线路的主要设备： 送电线路是用绝缘子以及相应金具将导线及架空地线悬空架设在杆塔上，连接发电厂和变电站，以实现输送电能为目的的电力设施。主要由导线、架空地线、绝缘子、金具、杆塔、基础、接地装置等组成。 1．导线：其功能主要是输送电能。线路导线应具有良好的导电性能，足够的机械强度，耐振动疲劳和抵抗空气中化学杂质腐蚀的能力。线路导线目前常采用钢芯铝绞线或钢芯铝合金绞线。为了提高线路的输送能力，减少电晕、降低对无线电通信的干扰，常采用每相两根或四根导线组成的分裂导线型式。 2．架空地线：主要作用是防雷。由于架空地线对导线的屏蔽，及导线、架空地线间的藕合作用，从而可以减少雷电直接击于导线的机会。当雷击杆塔时，雷电流可以通过架空地线分流一部分，从而降低塔顶电位，提高耐雷水平。架空地线常采用镀锌钢绞线。目前常采用钢芯铝绞线，铝包钢绞线等良导体，可以降低不对称短路时的工频过电压，减少潜供电流。兼有通信功能的采用光缆复合架空地线。 3．绝缘子：是将导线绝缘地固定和悬吊在杆塔上的物件。送电线路常用绝缘子有：盘形瓷质绝缘子、盘形玻璃绝缘子、棒形悬式复合绝缘子。 （1）盘形瓷质绝缘子：国产瓷质绝缘子，存在劣化率很高，需检测零值，维护工作量大。遇到雷击及污闪容易发生掉串事故，目前已逐步被淘汰。 （2）盘形玻璃绝缘子：具有零值自爆，但自爆率很低（一般为万分之几）。维护不需检测，钢化玻璃件万一发生自爆后其残留机械强度仍达破坏拉力的80%以上，仍能确保线路的安全运行。遇到雷击及污闪不会发生掉串事故。在Ⅰ、Ⅱ级污区已普遍使用。 （3）棒形悬式复合绝缘子：具有防污闪性能好、重量轻、机械强度高、少维护等优点，在Ⅲ级及以上污区已普遍使用。 4．金具 送电线路金具，按其主要性能和用途可分为：线夹类、连接金具类、接续金具类、防护金具类、拉线金具类。 （1）线夹类： 悬式线夹：用于将导线固定在直线杆塔的悬垂绝缘子串上，或将架空地线悬挂在直线杆塔的架空地线支架上。 耐张线夹：是用来将导线或架空地线固定在耐张绝缘子串上，起锚固作用。耐张线夹有三大类，即：螺栓式耐张线夹；压缩型耐张线夹；楔型线夹。 架空线常用计算公式和应用举例 前言 在基层电力部门从事输电线路专业工作的技术人员，需要掌握导线的基本的计算方法。这些方法可以从教材或手册中找到。但是，教材一般从原理开始叙述，用于实际计算的公式夹在大量的文字和推导公式中，手册的计算实例较少，给应用带来一些不便。本书根据个人在实际工作中的经验，摘取了一些常用公式，并主要应用Excel工作表编制了一些例子，以供相关人员参考。 本书的基本内容主要取材于参考文献，部分取材于网络。所用参考文献如下： 1. GB50545 -2010《110～750kV架空输电线路设计规程》。 2. GB50061-97 《66kV及以下架空电力线路设计规范》。 3. DL/T5220-2005 《10kV及以下架空配电线路设计技术规程》。 4. 邵天晓著，架空送电线路的电线力学计算，中国电力出版社，2003。 5. 刘增良、杨泽江主编，输配电线路设计, 中国水利水电出版社，2004。 6.李瑞祥编，高压输电线路设计基础，水利电力出版社，1994。 7.电机工程手册编辑委员会，电机工程手册，机械工业出版社，1982。 8.张殿生主编，电力工程高压送电线路设计手册，中国电力出版社，2003。 9.浙西电力技工学校主编，输电线路设计基础，水利电力出版社，1988。 10.建筑电气设计手册编写组，建筑电气设计手册，中国建筑工业出版社，1998。 11.许建安主编，35-110kV输电线路设计,中国水利水电出版社，2003。 由于个人水平所限，书中难免出现错误，请识者不吝指正。 四川安岳供电公司 李荣久2015-9-16 目录 第一章电力线路的导线和设计气象条件 第一节导线和地线的型式和截面的选择 一、导线型式 二、导线截面选择与校验的方法 三、地线的选择 第二节架空电力线路的设计气象条件 一、设计气象条件的选用 二、气象条件的换算 第二章导线（地线）张力(应力)弧垂计算 第一节导线和地线的机械物理特性与单位荷载 一、导线的机械物理特性 二、导线的单位荷载 基础形式选择 1 基础方案选择原则 在基础方案选择时，遵循下面的原则： （1）基础设计必须在安全、可靠的前提下，坚持保护环境和节约资源的原则； （2）根据线路的地形、施工条件、岩土工程勘查资料，综合考虑基础型式和设计方案，使基础设计达到安全、经济合理的目的。 （3）充分发挥每种基础型式的特点，针对不同的地形、地质，选择不同的基础型式；（4）对不良地基，提出特殊的基础型式和处理措施。 2 基础方案选择要求 根据我国目前特高压输电线路杆塔基础工程的设计和施工现状，并结合本工程地基及杆塔基础的工程特性，在基础方案选择应考虑以下几方面： （1）采取合理的结构型式，减小基础所受的水平力和弯矩，改善基础受力状态。 （2）充分利用原状土地基承载力高、变形小的良好力学性能，因地制宜采用原状土基础。（3）注重环境保护和可持续发展战略。 （4）注重施工的可操作性和质量的可控制性。 2.1 基础方案的选择 根据沿线地质和水文状况，按照安全可靠、技术先进、经济适用、因地制宜的原则选定常采用的基础型式如下：掏挖式基础、斜柱柔性基础、扩展底柔板斜柱基础、直柱刚性基础、斜柱刚性基础、岩石基础、装配式金属基础，灌注桩等。 下文将结合本工程基础作用力大及复杂的地形地质条件，通过对基础型式的优化比较以及对以往工程的经验分析，初步确定适合本工程的基础形式。 目前，架空输电线路杆塔常用的基础型式大体可分为两大类：大开挖基础和原状土基础。（1）大开挖基础 主要包括现浇钢筋混凝土斜柱基础、阶梯式刚性基础、大板基础、装配式基础等，该类基础适用于线路一般地质情况较差的塔位，施工难度较小。对于斜柱基础，其混凝土方量较小，施工容易；而对于阶梯式刚性基础、大板基础其混凝土方量较大，但埋深浅，施工相对简单。对于平丘地区的塔基以及地下水水位较高地区，可采用大开挖基础。 （2）原状土基础 主要包括掏挖基础（直掏挖、斜掏挖）、人工挖孔桩、岩石基础。掏挖基础及岩石基础适用于地质情况较好(能成型开挖)、对环境要求高、基础负荷不太大的塔位，当基础埋深较深时，施工时往往需要护壁。另外，掏挖桩基础也是近年来在工程中应用比较多的基础型式，掏挖桩基础适用于地质情况较好、边坡比较紧张的山地、陡坡或陡坎边，由于掏挖桩基础埋深较深，施工时需要护壁。 （3）其它类型基础 根据工程特性和地基特点，输电线路杆塔基础还有一些其它的型式，如在大荷载、地基承载能力差的条件下采用的联合基础以及在施工难度大的流砂和软弱地层中采用的灌注桩基础、复合式沉井基础等。 基础型式选择，当有条件时应优先采用原状土（不含桩；根据沿线地质和水文状况，按照安全可靠、技术先进、；2.3.1掏挖基础；掏挖式基础施工时以土代模，直接将基础的钢筋骨架和；掏挖式基础又分为全掏挖基础和半掏挖基础；图2.3-1；全掏挖基础、半掏挖基础示意图；全掏挖基础、半掏挖基础优点：；（1）全掏挖基础、半掏挖基础可减小基础变形；（2）山区回填土（粘性土）来源 基础型式选择，当有条件时应优先采用原状土（不含桩基础）基础，也可采用钢筋混凝土板 第十二节 10KV以下架空线路 一、本章定额适用于10KV以下的配电线路安装工程，是按平原条件编制，如在其他地形条件施工时，其人工和机械定额按下表乘以地形系数。 表8 地形系数表 项目丘陵一般山地、泥沼地 地形系数 二、地形划分 1、平原地带：指地形比较平坦，地面比较干燥的地带。 2、丘陵地带：指地形起伏的矮岗，土丘等（在1公里以内地形起伏相对高差在30-50m范围以内的地带） 3、一般山地：指一般山岭、沟谷（在250m以内地形起伏相对高差在30-50m范围内的地带）。 4、泥沼地带：指有水的庄稼田地或泥水淤积的地带。 三、线路一次施工工程量是按5根以上电杆考虑的。如在5根以内者，其人工和机械乘以的系数。架空线路的地形系数与主杆5根以内的人工、机械增加系数为连乘的关系。 四、10KV架空线路的电杆定位执行第三册“送电线路工程”中的土石方工程施工定额的相应子目。 五、挖土（石）方套用第三册“送电线路工程”中的“电杆、拉线塔、拉线坑挖填”定额的相应子目。 1、土石方工程量的计算公式： V=(a+2c+KH)×(b+2c+KH)+(1/3)K2H2 式中：V——地坑体积 a——坑底净长 b——坑底净宽 K——放坡系数取 H——坑的深度 c——工作面取米 B C C B V=B/H B=KH 如设计无规定时，可按表9计算方量 表9 杆坑土方量参考表 放坡系数杆高（m）7 8 9 10 11 12 13 15 埋深（m） 底盘规格（mm）600×600800×8001000×1000 带底盘土方量（M3） 不带底盘土方量（M3） 注：①土方量计算公式亦用于拉线坑。 ②双接腿坑，按带底盘的土方量计算。 模块1 输电线路基础知识 【模块描述】本模块主要介绍输电线路的基础知识。通过概念描述和图例讲解，使学员能够认知导线、避雷线、绝缘子、金具、杆塔、基础、拉线、接地装置及附属设施等元件。 【正文】 一、输电线路的构成 输电的通路由电力线路、变配电设备构成。 输电线路从结构可分为架空线路和电缆线路两类。 构成架空输配电线路的主要部件有:导线、避雷线（简称避雷线）、金具、绝缘子、杆塔、拉线和基础、接地装置等，如图。 134 6 7258 9 －横担；2－横梁；3－避雷线；4－绝缘子；5－砼杆； 6－拉线；7－拉线盘；8－接地引下线；9－接地装置； 10－底盘；11－导线；12-防振锤； 9 8 11 12 二、各部件作用及分类 (一)、导线 导线是固定在杆塔上输送电流用的金属线，由于导线常年在大气中运行，经常承受拉力，并受风、冰、雨、雪和温度变化的影响，以及空气中所含化学杂质的侵蚀。因此，导线的材料除了应有良好的导电率外，还须具有足够的机械强度和防腐性能。目前在输电线路设计中，架空导线和避雷线通常用铝、铝合金、铜和钢材料做成，它们具有导电率高，耐热性能好，机械强度高，耐振、耐腐蚀性能强，重量轻等特点。 现在的输电线路多采用中心为机械强度高的钢线，周围是电导率较高的硬铝绞线的钢芯铝绞线，如图0-2所示。钢芯铝绞线比铜线电导率略小，但是具有机械强度高、重量轻、价格便宜等特点，特别适用于高压输电线。钢芯铝绞线由于其抗拉强度大，弧垂小，所以可以使档距放大。 钢芯铝绞线按其铝、钢截面比的不同，分为正常型（LGJ ）、加强型（LGJJ ）、轻型（LGJQ ）三种。在高压输电线路中，采用正常型较多。在超高压线路中采用轻型较多。在机械强度高的地区，如大跨越、重冰区等，采用加强型的较多。 铝合金线比纯铝线有更高的机械强度，大致与钢芯铝绞线强度相当， 但重量 6 758 9 7 8 －避雷线；2－双分裂导线；3－塔头；4－绝缘子； 5－塔身；6－塔腿；7－接地引下线；8－接地装置； 9－基础；10－间隔棒； 电力线路基础知识 电力系统中电厂大部分建在动力资源所在地，如水力发电厂建在水力资源点，即集中在江河流域水位落差大的地方，火力发电厂大都集中在煤炭、石油和其他能源的产地；而大电力负荷中心则多集中在工业区和大城市，因而发电厂和负荷中心往往相距很远，就出现了电能输送的问题，需要用输电线路进行电能的输送。因此，输电线路是电力系统的重要组成部分，它担负着输送和分配电能的任务。 输电线路有架空线路和电缆线路之分。按电能性质分类有交流输电线路和直流输电线路。按电压等级有输电线路和配电线路之分。输电线电压等级一般在35kV及以上。目前我国输电线路的电压等级主要有35、60、110、154、220、330kV、500kV、1000kV交流和±500kV 、±800kV直流。一般说，线路输送容量越大，输送距离越远，要求输电电压就越高。配电线路担负分配电能任务的线路，称为配电线路。我国配电线路的电压等级有380/220V、6kV、l0kV。 架空线路主要指架空明线,架设在地面之上，架设及维修比较方便，成本较低，但容易受到气象和环境（如大风、雷击、污秽、冰雪等）的影响而引起故障，同时整个输电走廊占用土地面积较多，易对周边环境造成电磁干扰。输电电缆则不受气象和环境的影响，主要通过电缆隧道或电缆沟架设，造价较高，发现故障及检修维护等不方便。电缆线路可分为架空电缆线路和地下电缆线路电缆线路不易受雷击、自然灾害及外力破坏，供电可靠性高，但电缆的制造、施工、事故检查和处理较困难，工程造价也较高，故远距离输电线路多采用架空输电线路。 输电线路的输送容量是在综合考虑技术、经济等各项因素后所确定的最大输送功率，输送容量大体与输电电压的平方成正比，提高输电电压,可以增大输送容量、降低损耗、减少金属材料消耗，提高输电线路走廊利用率。超高压输电是实现大容量或远距离输电的主要手段，也是目前输电技术发展的主要方向。 输电专业日常管理工作主要分为输电运行、输电检修、输电事故处理及抢修三类。输电专业管理有几个主要特点：一是，工作危险性高。输电线路检修一般需要进行高空作业，对工作人员的身体素质、年龄和高空作业能力要求很高，从安全角度考虑，一般40岁以上人员很难再胜任输电线路高空检修作业工作；输电带电作业需要在不停电的情况下，实行带电高空作业，对技术和人员素质要求更高，因此该工作危险性较高。一般说来，输电检修人员可以从事输电运行工作，但输电运行人员不一定能从事输电检修工作。二是，输电事故具有突发性。输电事故处理和抢修工作属于突发性事故抢修工作，不可能列入正常的输电检修工作计划，在输电事故抢修人员和业务管理上与输电检修差异较大。三是，施工环境大都比较恶劣。受输电成本和发电厂、水电站位置的影响，大多数输电线路架设在地广人稀的高山、密林、荒漠地区，施工环境恶劣，条件艰苦，很多施工设备和材料无法通过车辆运送，导致线路的建设和维护难度增大。 在事故抢修管理方面，对于一般事故抢修，可通过加强对抢修事故的统计分析，了解事故发生的规律，深入分析后确定需要配备的日常抢修工作人员数量；对于日常工作人员不能完成的抢修事故可通过外围力量的支持协作来完成，如破坏性较大的台风、地震、雪灾等严重自然灾害发生时，对输电网络影响较大，造成的电网事故比较集中，因此可以集中一个地市、全省甚至是全国电力系统的力量，开展事故抢修工作。 第一节电力线路的结构 架空输电线路的主要部件有: 导线和避雷线（架空地线）、杆塔、绝缘子、金具、杆塔基础、 架空输电线路设计考 试重点 第一章架空输电线路基本知识 1、输电线路的任务是输送电能，并联络各发电厂、变电站使之并列运行，实现电力系统联网。 2、输电线路的分类：输电线路按电压等级分为高压、超高压、特高压线路；按架设方式分为架空线路和电缆线路；按输送电流的性质分为交流线路和直流线路；按杆塔上的回路数目分为单回路、双回路和多回路线路；按相导线之间的距离分为常规型和紧凑型线路。 3、架空输电线路的组成：架空输电线路主要有导线、地线、绝缘子（串）、线路金具、杆塔和拉线、基础以及接地装置等部分组成。 4、架空线结构及规格：输电线路用架空线基本都由多股圆线同心绞合而成；在现行国家标准中，导线用型号、规格号、绞合结构及本标准号表示。型号第一个字母均用J，表示同心绞合；例如JG1A-40-19表示19根A级镀层普通强度镀锌钢线绞制成的镀锌钢绞线，相当于40mm2硬铝线的导电性；JL/G1B-500-45/7表示由45根硬铝线和7根B级镀层普通强度镀锌钢线绞制成的钢芯铝绞线，硬铝线的截面积为500mm2. 5、导线的接截面选择：导线的截面选择应从其电气性能和经济性能两个方面考虑，保证安全经济地输送电能。一般先按经济电流密度初选导线截面，再按允许电压损失、发热、电晕等条件校验。大跨越的导线截面宜按允许载流量选择，并应通过技术经济比较确定。 6、地线架设及选择：输电线路是否架设地线，应根据线路电压等级、负荷性质和系统运行方式，并结合当地已有线路的运行经验、地区雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等来决定。110kv输电线路宜全线架设地线，在平均雷暴日 不超过15日或运行经验证明雷电活动轻微的地区可不架设地线。无地线的输电线路宜在变电站或发电厂的进线段架设1～2km的地线。在平均雷暴日超过15日的地区的哦220～330kv输电线路应沿全线架设地线，山区宜采用双地线。500kv输电线路应沿全线架设双地线。 7、导线的排列方式：单回路的导线常呈三角形、上字形和水平排列，双回路有伞形、倒伞形、六角形和双三角形排列，在特殊地段还有垂直排列、斜三角形排列等。 8、导线的换位方法：直线杆塔换位、耐张杆塔换位和悬空换位。 9、绝缘子片数公式：n≥a·Un/h 绝缘子联数确定公式：N≥G/[Tj] 第二章设计用气象条件 1、主要气象参数对线路的影响：风作用于架空线上形成风压，产生水平方向上的荷载。风荷载使架空线的应力增大，杆塔产生附加弯矩，会引起断线、倒杆事故。微风会引起架空线的振动，使其疲劳破坏断线。大风引起架空线不同步摆动，特殊条件下会引起舞动，造成相间闪络，甚至产生鞭击。风还使悬垂绝缘子串产生偏摆，可造成带电部分与杆塔构件间电气间距减小而发生闪络；覆冰增加了架空线的垂直荷载，使架空线的张力增大，同时也增大了架空线的迎风面积，使其所受水平风载荷增加，加大了断线倒塔的可能。覆冰的垂直荷载使架空线的弧垂增大，造成对地或跨越物的电气距离减小而产生事故。覆冰后，下层架空线脱冰时，弹性能的突然释放使架空线向上跳跃，这种脱冰跳跃可引起与上层架空线之间的闪络。覆冰还使架空线舞动的可能性增大；气温的变化引起架空线的热胀冷缩。气温降低，架空线线长缩短，张力增大，有可能导致断线。气温升高，线长增加，弧垂变大，有 创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王* 各种同步带轮的计算公式 同步带轮的节圆直径计算： Dp=p×Z/∏ Dp：节径 Z ：齿数 ∏：圆周率 同步带轮实际外圆直径计算： De= Dp-2δ Dp：节径 δ：节顶距 同步带轮中心距及同步带节线长计算 L’ ：近似皮带节线长 C ：两轴的中心距 Dp ：大带轮的节径 dp ：小带轮节径 中心距的确定 B= L – 1.57 (Dp + dp) L：皮带节线长 单位（mm) 规格齿数节径 d外径 do 档边直径 df 档边内径 db 档边厚度 h 22-8M2256.0254.656145 1.5 23-8M2358.5757.26448 1.5 24-8M2461.1259.756852 1.5 25-8M2563.6662.297555 1.5 26-8M2666.2164.847555 1.5 27-8M2768.7567.387555 1.5 28-8M2871.369.938060 1.5 30-8M3076.3975.028264 1.5 32-8M3281.4980.129070 1.5 34-8M3486.5885.219878 1.5 36-8M3691.6790.39878 1.5 38-8M3896.7795.410688 1.5 40-8M40101.86100.49108.590 1.5 42-8M42106.95105.5811595 1.5 44-8M44112.05110.68123103 1.5 46-8M46117.14115.77123103 1.5 48-8M48122.23120.86131111 1.5 架空输电线路基础名词及解释 一、架空输电线路的组成： 架空输电线路主要由导线、避雷线、绝缘子（串）、线路金具、杆塔、基础、接地装置几部分组成，部分杆塔还有拉线。 1、导线：悬挂在杆塔上，用于传导电流、输送电能的设备。它通过绝缘子串悬挂在杆塔上。 2、避雷线：避雷线又称架空地线，悬挂于导线之上。它的作用是防止雷击架空导线，并在架空导线受到雷击时起分流作用，对导线起耦合和屏蔽的作用，降低导线上的感应过电压。 3、绝缘子：用来支持或悬挂导线和避雷线，保证导线与杆塔间不发生闪络，保证避雷线与杆塔间的绝缘。 4、线路金具：线路金具是输电线路所用金属部件的总称。它是用于悬挂、固定、保护、接续架空线或绝缘子以及在拉线杆塔的结构上用于连接拉线的金属器件。线路金具可以分为线夹、连结金具、接续金具、保护金具、拉线金具等。 5、杆塔：杆塔用来支撑架空线路导线和架空地线及其他附件，并使导线与导线之间、导线和架空地线之间保持一定的安全距离，并保证导线对地面和交叉跨越物之间有足够的安全距离。 6、杆塔基础：杆塔基础的作用是支撑杆塔，传受杆塔所受荷载至大地。它将杆塔固定于地下，以保证杆塔不发生倾斜、下沉、上拔及倒塌。 7、接地装置：由接地体和接地引下线组成，其作用主要是将雷电流引入大地，保证线路具有一定的耐雷水平。 8、拉线：用来平衡杆塔的横向横向荷载和导线张力，减少杆塔根部的弯矩。它用来加强杆塔的强度，承担外部荷载的作用力，以减少杆塔的材料消耗量，降低杆塔的造价。 二、常见的线路金具类别 1、线夹：线夹用来握持架空线。 （1）悬垂线夹：与悬垂绝缘子串相配合使用的线夹。 悬垂线夹的用途是：把导线悬挂、固定在直线杆悬式绝缘子串上，选用U 型螺丝结构。 （2）耐张线夹：与耐张绝缘子串相配合使用的线夹。 螺栓型耐张线夹的用途是：把导线固定在耐张、转角、终端杆的悬式绝缘子串上，选用倒装式结构，其优点是尺寸大小、重量轻、配件少、握力大。 导线截面的选择 1、按经济电流密度选择 线路的投资总费用Z1 Z1 =(F0+αΑ)Ｌ 式中：F0—与导线截面无关的线路单位长费用； α—与导线截面相关的线路单位长度单位截面的费用； Α—导线的截面积； Ｌ—线路长度。 线路的年运行费用包括折旧费，检修维护费和管理费等，可用百分比 b 表示为 Z 2=bZ 1=b(F 0+aA)L 线路的年电能损耗费用（不考虑电晕损失）： Z 3=3I 2max Ci A PL 式中i —最大负荷损耗小时数。可依据最大负荷利用小时数和功率因数 I max —线路输送的最大电流 C —单位电价 P —导线的电阻率 若投资回收年限为 n 得到导线的经济截面A n A m =I max ) 1(3nb a nPCi + 经济电流密度J n Jn= n A I m ax =nPCi nb a 3)1(+ An= n J I m ax 我国的经济电流密度可以按表查取。 2、按电压损耗校验 在不考虑线路电压损耗的横分量时，线路电压、输送功率、功率因数、电压损耗百分数、导线电阻率以及线路长度与导线截面的关系，可用下式表示 )(01 2?δtg X R U L P m += 式中：δ—线路允许的电压损耗百分比； P m —线路输送的最大功率，MW ； U i —线路额定电压KV L —线路长度m ； R —单位长度导线电阻，Ω/m ； X 0—单位长度线咱电抗，Ω/m ，可取0.4×10-3 Ω/m ； tg ?—负荷功率因数角的正切。 3、按导线允许电流校验 （1）按导线的允许最大工作电流校验 导线的允许最大工作电流为 Im= 1 0) R t t F -（β 其中 R1=[] A P t t 0 0)(21-+ 上二式中a —导线的电阻温度系数 t —导线的允许正常发热最高温度。我国钢芯铝绞线一般采用+70℃，大跨越可采用+90℃；钢绞线的允许温度一般采用+125℃； t 0—周围介质温度，应采用最高气温月的最高平均气温，并考虑太阳辐射的影响； β—导线的散热系数； F —单位长度导线的散热面积，F=md ； R 1—温度t 时单位长度导线的电阻； P 0—温度t 0时导线的电阻率； A —导线的截面积 d —导线的直径； （2）按短路电流校验 一，竖直同步带及带轮选型计算： 竖直方向设计要求：托盘及商品自重20kg （196N ），滑块运动1250mm 所需时间6s 。 1，设计功率P K P A ?=d w w s m kg N kg kw Fv P 4.45)(9 .0625.1/8.920)(103=÷??=?=-η A K 根据工作情况查表取1.5 w w P K P A 1.684.455.1d =?=?= 2，带型选择 根据w P 1.68d =和带轮转速r/min 100=n 查询表格选择5M 圆弧带 3，带轮齿数z 及节圆直径1d 根据带速，和安装尺寸允许，z 尽可能选择较大值，通过查表选择 5M 带，齿数z=26，节圆直径m m 38.411=d ，外圆直径m m 24.400=d 4，带速v m a x 1/22.0100060v s m n d v <=?=π 5，传动比 主动从动带轮一致，传动比i=1，主动轮与从动轮同一个型号 6，初定中心距0a mm 1644a 0= 7，初定带的节线长度p 0L 及其齿数p z mm a d d d d a L p 34184)()(2202 212100=-+++≈π 8，实际中心距a mm L L op 16452a a p 0≈-+= 9，基准额定功率0P 可查表得w 50P 0= 10，带宽S b mm 06.10b 14.10 0S =≥P K K P b Z L d S （基准带宽9b S0=时） 11，挡圈的设置 5M 带轮，挡圈最小高度K=2.5~3.5 R=1.5 挡圈厚度t=1.5~2 挡圈弯曲处直径mm R d 24.432d 0w =+= 挡圈外径m m 24.482d f =+=K d w 竖直方向同步带轮： 带轮型5M 圆弧齿，节径41.38mm ，齿数26，外径40.24mm ，带轮总宽13.3mm ，挡圈外径48.24mm ，带轮孔10mm ，固定方式紧定螺钉（侧边紧定螺钉固定台宽7mm ，螺纹孔m3，两个成90度） 竖直方向同步带： 带型5M 圆弧带，带宽10.3mm ，节线长度约3418mm 二，电机输出同步带轮选型计算： 功率，转速，带轮选择与竖直方向相同同步带计算公式
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