送电线路高级工计算题

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四、计算题(每题5分,共19题) 计算题(每题5 19题 1.一个电路如图D-19所示，求它的等值电阻Rab。
f= =
1 (2分) 2πRc 1 2×3.14×16×103×0.01×10-6 (1分)
≈992.22(Hz)(1分)

· ·
答：U 1 的频率为992.22Hz时， 才能使输电压出 U 2 的相位刚好比输入电压超前45°。 图D-19 答案：解：从图中可以看到其中有一个电桥存在， 由于电桥的对角电阻乘积相等， 所以这个电桥是平 衡的，Rab等效电阻为（2分） 2+1 ×2 2 Rab= 2+1 +2 2 答：它的等值电阻为0.857Ω。 2.如图D-20(a)所示电路中，已知R＝16kΩ，C＝

·
3.某10kV线路输送的有功功率P＝2.5MW， 功率因 数为0.7，现把功率因数提高到0.9。试问线路上需 并联电容器的容量是多少?线路可少送多少视在功 率? 答案：解：按题意求解，得
=
6 ≈0.857(Ω) 7
(3分)
cos? 1=0.7 ? 1=45.57°(0.5分) cos? 2=0.9 ? 2=25.84°(0.5分) S1=P/ cos? 1 =2.5 / 0.7 = 3.57(MVA) S2=P/ cos? 2 =2.5 / 0.9 = 2.78(MVA) (1分) (1分)
Qc=S1sin? 1－S2sin? 2=2.55－1.21=1.34(Mvar) (2分) S△=S1－S2=3.57－2.78=0.79(MVA) (1分) 答：线路上需并联电容器的容量为1.34 Mvar，线 路可少送0.79 MVA的视在功率。
0.01μF，问输入电压 U 1 的频率为多少时，才能使

·
输出电压 U 2 的相位刚好比输入电压超前45°?
4.已知1台变压器额定容量SN＝100kVA， 空载损耗 为P0＝0.6kW，短路损耗PkN＝2.4kW，求满载并且
cos? 2 ＝ 0.8 时的效率。

图D-20(a) 答案：解：相量图如图D-20(b)所示，当电路阻抗角

· ·
答案：解：按题意求解，得 η= = βSNcosφ2 ×100%（2分） 2 βSNcosφ+P0+β PKN 1×100×0.8 ×100%=96.4%（2分） 1×100×0.8+0.6+1×2.4
为45°时，则 U 2 的相位刚好超前 U 1 45°，
答：此时效率为96.4%（1分）
图D-20(b) 即 Xc= / R=tg45°=1(分) 1/2πfc =1 (1分) R
5.一般钢筋混凝土电杆的容量Y＝2650kg／m3。试 求杆长L＝12m，壁厚t＝50mm，根径D＝350mm的 拔梢杆的重量。 答案：解：按题意求解，得 d=D-λL(1分)
12000 =350－ (0.5分) 75 =190(mm) V=(πtL/2)(D+d-2t) (1分) = 0.05×3.14×12 (0.35+0.19-2×0.05) (0.5分) 2

3
= 0.8×12×1.0×1.4 ） =2.93 (m ) 答：杆坑体积为2.93m3。

3
(1分)
8.扳手旋紧螺母时， 受力情况如图D-22所示， 已知 L＝130mm、L1＝96mm、b＝5.2mm、H＝17mm， P＝300N。试求扳手离受力端为L1处截面上最大弯 曲应力是多少?
=0.414(m ) (0.5分) G =VY=0.414×2650=1098(kg) (1.5分) 答：电杆重为1098kg。
6.某线路采用LGJ-70型导线， 其导线瞬时拉断力为 19417N，导线的安全系数K＝2.5，导线截面积为 79.3mm2，求导线的最大使用应力。 答案：解：导线的破坏应力 σp = Tp (2分) A 图D-22 答案：解：按题意求解，得 ML1=PL1=300×96=28800(N·mm) (2分) W= 截面矩 Qmax = 则 = 7.如图D-21所示， 已知一15m电杆的一杆坑为底宽 a＝0.

8m，底长b＝1.2m，坑口宽a′＝1.0m，坑口 长b′＝1.4m，深h＝2.5m的梯形坑(如图所示)。求 杆坑体积为多少? 9.在施工现场， 有单滑轮直径为150mm， 因其他各 牌已模糊不清楚，则估算其允许使用荷重为多少? 答案：解：按题意求解，由经验公式得 D2 （2分） P=n 1.6 1502 =1× = 14062.5(N)=14.062 (kN) (3分) 1.6 答：其允许使用荷重为14.062kN。 图D-21 答案：解：按题意求解，得 V=1 / 3h (S1+S2+ S1S2 (2分) (2分) 10.如图D-23所示，已知L1＝297m，L2＝238m，h1 ＝12m，h2＝8.5m，垂直比载g1＝25.074×10 3N／ m·mm2，应力σ0＝48.714MPa。试计算2# 杆的垂 直档距。

－
=19417/79.3=244.85(MPa)(1分) 导线最大使用应力 TP 244.85 σm = = (1分) A 2.5 =97.94(MPa)(1分) 答：导线的最大使用应力为97.94MPa
bH2 6 ML1 6ML1 = W bH2 (2分)
6×28800 ≈115(MPa) (1分) 5.2×172
答：最大弯曲应力是115Mpa。
=1 / 3h (ab+a′b′+ aba′b′ =1 / 3×2.5×(0.8×1.2+1.0×1.4
×1800 (2分) ≈11007.3(kg)≈107.87kN(1分) 答：地锚的允许坑拔力约为107.87 kN。
图D-23 答案：解：按题意求解，得 Lv= = L1+L2 σ0 ±h1 ±h2 + 〔 + 〕 （2分） 2 g L1 L2 297+238 48.714 12 8.5 + [ + ] （2分） 2 25.074×10-3 297 238 12.某一线路施工，采用异长法观测弧垂，已知导 线的弧垂为6.25m，在A杆上绑驰度板距悬挂点距 离为a＝4m。试求在B杆上应挂驰度板多少米? 答案：解：按题意求解，得 b = 2 f － a （3分） 11.如图D-24所示， 一地锚的直径为0.25m， 长度为 1.8m，埋深为1.6m。如图所示，地锚受力方向与水 平方向的夹角α＝45°，土壤的计算坑拔角为 30°，单位容重γ＝1800kg／m3，安全系数K＝2。 计算地锚的允许抗拔力。 13.220kV线路某弧立档距为400m，采用LGJ-400 型导线，设计安全系数为2.5，温度在摄氏零度的 弧垂为9.1m，求弧立档中导线的长度。 答案：解：按题意求解，得 8f L=1+ 31 图D-24 答案：解：已知：d=0.25m，ι=1.8 m h=1.6m，α= 45° β= 30°,γ=1800kg/m K=2 ， t=h / sin45 ° =1.6 / 0.707=2.263 (m) Q= （分） 因为 所以地锚容许坑拔力为 Q=1 / 2[0.25×1.8×2.263+(0.25+1.8) ×2.2632tg30°+4 / 3×2.2633×tg230°] 1 4 [dLt+(d+t)t2tgβ+ t3tg2 β] γ K 3 =400+

2
= 415.38 (m) （1分） 答：2#杆的垂直档距为415.38 m
b = 2( f － a )2（3分） = (2 6.25 －4)2=9 (m) （1分） 答：在B杆上应挂驰度板9 m。
（3分） 8×9.1 3×400

2
=400.522(m) (2分) 答：弧立档中导线的长度为400.552m。 14.已知LGJ-185型导线计算重量为774kg／km， 导 线计算截面积A＝217mm2， 导线在最大风速时比载 g4＝45.13×10 3N／(m· 2)， mm 计算直径d＝19mm。 试求在最大风速v＝30m／s的气象条件下，导线的 综合比载。(取 α ＝0.85，k＝1.1)。 答案：解：按题意求解如下。 （1）导线自重比载

－
g 1=

-3
9.8G0 A

-3 2
×10
3
9.8×774

217 (2分)
17.220kV绝缘操作杆工频耐压试验电压是多少? 答案：解：根据绝缘工具的工频试验加压公式 Us=K1K2U1（2分） 得 Us=3×15×220 / 3 = 420 (kV) (1分)
×10 =34.95×10 [N/(m·mm )] （2）导线的综合比载 g6 = g + g

2 1 2 4 -3 2
= (34.95×10 ) +(45.13×10 ) =57.08×10 [N/(m·mm )]

-3 -3 2
-3 2
(2分)
取 440 kV。 (1分) 答：试验电压为440 kV。 （1分）
(1分)

2
答：导线的综合比载为57.08×10 N/(m·mm )。 18.三角架如图D-26(a)所示， 支架顶点B挂一重物G 15.某220kV输电线路，位于山区，单避雷线，击 杆率为1／3，避雷线平均高度为24.5m；雷击杆顶 时，雷电流大于线路耐雷水平的概率为0.08；雷绕 击于导线时，雷电流大于线路耐雷水平的概率为 0.75，绕击率为0.005，建弧率为0.8。求该线路的 雷击跳闸率。 答案：解：按题意求解，得 n=0.6hbη(gP1+P2 ) (2分) =0.6×24.5×0.8×1×(1/3×0.08 +0.75×0.005) (2分) =0.36(次/百km·年) (1分) 答：线路的雷击跳闸率为0.35次/百km·年。 图D-26(a) 16.如图D-25所示，该线路转角为80°，已知横担 宽为800mm，长横档侧为3.1m，短横档侧为1.7m。 求杆塔中心桩位移值，并标出位移方向。 答案：解：取B点为研究对象，其受力分析如图 D-26(b)所示，绳的拉力为T，则T=G，支架三条腿 所受的力N1、N2、N3，在XOZ平面上的投影，根 据公式：

Pa
＝100kN，绳与支架的夹角均为30°，支架的三条 腿等长， 且与地面的夹角均为60°。 试求每条腿所 受的力。
图D-25 答案：解：按题意求解，得 S 1= 800 80 tg =335.6(mm) 2 2 (1分) D-26(b) 3100－1700 S 2= =700 (mm) 2 (1分) 由 Σ X=0 得 ， N1cos60 ° cos30 ° － N2cos60 ° cos30°=0（1分） 由 Σ Y=0 得 ， N1cos30 ° cos30 ° － N2cos30 ° + 图
S=S1+S2=335.6+700=1035.6≈1036(mm) (2分) 答：向内角侧位移1036 mm。 (1分)
N3cos30°－T=0（1分） 由 Σ Z=0 得 ， N3cos60 ° － N1cos60 ° sin30 ° － N2cos60°sin30°= 0（1分） 联立以上方程解得 N1= N2= N3=T / 3 cos30° （1分） =100/(3×0.866)=38.5(kN)(1分) 答：每条腿所受的力为38.5kN。 19.如图D-27(a)所示，采用独脚抱杆起吊电杆，取不平 衡系数K1＝1.0，动荷系数K2＝1.2，1-1滑轮组的重量为 0.05Q0，滑轮组效率η＝0.9，电杆重量Q0＝1500kg，抱 杆与水平面夹角β＝5°。求拉绳受力T。 解得
T=
F1sinα 24.01×sin30° = cos35° cos(α+β)
≈14.66(kN)
（1.5分）
答：拉线受力T为14.66kN。
图D-27(a) 答案：解：定滑轮受力分析如图D-27(b)解得
(b) D-2 7(b) F1= 分） =1.05×1500×9.8× 〔 分） =24010(N)=24.01kN 抱杆受力分析如图(b),可得 Tcosβ=Nsin

α
Q 1 +Q=（1+0.05）Q0〔 +1〕 nη nη
（1
1 +1〕 2×0.9
（0.5
(1分)

α
Tsinβ+F1=Ncos
(1分)