输电线路增容导线弧垂特性真型试验研究

文章编号:1674-0629(2017)06-0035-07一一一一一一一一一一一一中图分类号:TM751一文献标志码:A DOI:10．13648/j．cnki．issn1674-0629．2017．06．006

输电线路增容导线弧垂特性真型试验研究

李斌1,王国利1,刘磊1,厉天威1,廖民传1,党朋2,曾伟2,罗勇芬3

(1.直流输电技术国家重点实验室(南方电网科学研究院),广州510663;2.上海电缆研究所,上海200093;

3.西安交通大学电气学院,西安710049)

摘要:随着输电线路新建和改造工程需求的多样化,增容导线将逐步应用于各电压等级的交直流输电线路工程三现有的输电线路设计通常采用经验公式来评估线路的弧垂,且仅在实验室开展过长60m的小档距试验验证,与工程实际相差较大三为充分掌握典型增容导线的温升-弧垂特性,为输电线路导线选型提供依据,在昆明特高压实验基地搭建了国内首个200m大档距真型塔试验线路耐张段,对普通铝包钢芯铝绞线和3种具有代表性的增容导线(铝包钢芯耐热铝合金绞线二铝包殷钢芯耐热铝合金绞线二碳纤维复合芯软铝绞线)共4种导线进行了详细的温升-弧垂特性对比试验研究三研究表明,碳纤维复合芯软铝绞线和铝包殷钢芯耐热铝合金绞线具有较优的弧垂特性,均出现明显的温度迁移点,碳纤维复合芯软铝绞线迁移点温度在75?左右,铝包殷钢芯耐热铝合金绞线迁移点温度在105?左右三

关键词:增容导线;弧垂特性;迁移点温度;大档距;真型试验

Full Scale Test Study on Sag Characteristics of Augmented Capacity Conductors

for Transmission Line

LI Bin1,WANG Guoli1,LIU Lei1,LI Tianwei1,LIAO Minchuan1,DANG Peng2,ZENG Wei2,LUO Yongfen3

(1.State Key Laboratory of HVDC,Electric Power Research Institute,CSG,Guangzhou510663,China;

2.Shanghai Electric Cable Research Institute,Shanghai200093,China;

3.School of Electrical Engineering,Xi an Jiaotong University,Xi an710049,China)

Abstract:With the diversification of requirements in transmission line construction and renovation projects,augmented capacity con-ductor will be applied to AC/DC transmission line project with multiple voltage levels.In existing transmission line design,the sag of transmission line are evaluated by empirical formula,which is verified merely in a60meters small span test in laboratory,and is quite different from the actual project.To understand the temperature rise and sag characteristics of typical conductors and provide basis for the selection of transmission line conductor,the first domestic200m large span transmission line on actual strain tower for full scale test is built in Kunming UHV engineering technology lab to study on the temperature rise and sag characteristics of four kinds of con-ductors,including one kind of ordinary aluminum clad steel conductor and three kinds of typical augmented capacity conductor:car-bon-fiber aluminum conductor composite core(ACCC),aluminum clad invar core aluminum alloy wire,and aluminum clad steel core aluminum alloy wire.Results show that ACCC and aluminum clad invar core aluminum alloy wire have better arc sag characteristics, and there are obvious temperature transfer points.The temperature transfer point of ACCC is about75?,and the transfer point of alu-minum clad invar core aluminum alloy wire is about105?.

Key words:capacity conductor;sag characteristics;transfer point temperature;large span;full scale experiment

0一引言

随着我国经济的发展,社会用电量持续快速增长三为满足负荷需求,电网企业不断加大送电线路的新建和改造力度,力求电能供应可靠畅通,但局部地区的电网仍存在输电瓶颈或线路重载现象三特别是部分沿海地区,由于经济发达二人口密集二土地资源宝贵,送电线路通道的负荷越来越重,也很难建设新的线路走廊三因此,利用原线路走廊及其杆塔进行改造成为目前不少线路增容的理想方案之一[12]三增容导线在输电线路上的应用研究也引起了不少关注[37]三

增容导线的温升-弧垂特性和迁移点温度是导线生产和线路设计中的关键制约因素,通常利用弧垂公式进行计算确定[89]三国内导线厂家和研究机构也针对碳纤维复合芯导线二倍容量导线二节能型

第11卷第6期南方电网技术Vol．11,No．6 2017年6月SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY Jun．2017

万方数据

[基础课堂]架空输电线路悬挂点、弧垂最大、档距中央、任意点等应力计算应用

[基础课堂] 架空输电线路悬挂点、弧垂最大、档距中央、任 意点等应力计算应用 1.前言 小编在前面介绍过架空输电线路的气象条件确定、导、地线参数最大使用应力的计算。通过气象条件及导、地线参数我们能求出导、地线比载，因此我们介绍了导、地线比载的计算，具体见《架空输电线路导、地线的比载计算应用示例》我们知道了最大使用应力，但该最大使用应力属于那种气象条件？为此我们通过气象条件、导、地线参数及比载我们判断控制气象条件，既求临界档距，因此我们介绍了控制气象条件判断，见《架空输电线路有效临界档距的判定（控制气象条件）计算应用》。我们知道了控制气象条件的应力，但温度的变化导线的应力发生相应的变化，所以我们又介绍了 各种气象条件下导、地线应力的计算，见《[ 基础课堂] 各种气 象条件下导、地线应力的计算应用（状态方程式求解）为了判断 》。导线对地是否安全我们介绍了怎么判断在什么气象条件下弧垂最 大，最大值是多少，我们介绍了最大弧垂的判定，见《[ 基础课堂]架空输电线路最大弧垂的判定计算应 用》。然后介绍了怎么计算任意一点的最大弧垂，怎么将现场测量的任意一点的弧垂折算至档中最大弧垂与任意一点的最大弧垂，见《[ 基础课堂]怎样将架空输电线路现场实测

弧垂折算至最大弧垂，判断其对地安全？》我们知道架空导 线或者地线在不同气象，不同位置的导线对地距离都有差 异，为此上期我们介绍了《 [ 基础课堂 ]架空输电线路最大、 最低、档距中央、任意点弧垂计算应用》 。前面我们介绍应 力时每次我们都介绍为弧垂最低点的应力，那我们线路上任 意一点的应力是多少呢，任意一点的垂向应力是多少呢（水 平应力就是我们最点的应力，小编不再阐述）？平时我们在 设计或运行时，经常需要计算绝缘子串的机械强度是都满足 导线的张力，这张力就是悬挂挂点的相应气象条件的张力， 我们计算出悬挂点应力就能知道就能知道张力（应力 面）。其实还有我们在计算杆塔的挂板倾角也与我们计算的 应力有关， 下面小编就对任意一点， 弧垂最低点、 档距中央、 最大弧垂点的的应力（此应力不是我们的水平应力） 、悬挂 点应力等进行简单介绍。 2.档内应力计算 2.1 悬链线计算方 法 2.1.1 任意一点 已知架空线的水平应力 a 0 时，任一点的 h —— 该档的高差，大号侧（前侧）高为正，反之为负， 导、地线最低点至小号侧悬挂点的水平距离， mx —— 计算点距离小号侧的水平距离， m Y —— 计算气象 夹角，° 应力计算入下：式中： L 该档的档距， m ma 条件下比载，MPa/m a 0 计算气象条件下弧垂最低的 应力，MPa e 导、地线上任意一点切线与水平方向的

导线应力弧垂计算

导线应力弧垂计算 一、确定相关参数 表一Ⅲ气象区条件 表二 LGJ-300/50型导线参数 1.自重比载 2.冰重比载

)/(1060.111036 .348) 26.245(5728.2710)(728.270 ,53332m Mpa A b d b ---?=?+??=?+=）（γ 3.垂直总比载 4.无冰风压比载 5.626 .1106.12 2=== V W V (Pa) 63.3906 .1256.12 2===V W V (Pa) 1）外过电压、安装有风： =3-10?（Mpa/m ） 2）最大设计风速： 计算强度： 33241036 .34863 .39026.241.185.00.110sin 25 ,0--?????=?=θμαβγA W d v sc f c ）（ =3-10?（Mpa/m ） 低于500kv 的线路c β取，计算强度时f α按表取，当d ≥17mm 时sc μ取. 计算风偏： =3-10?（Mpa/m ） 计算风偏时f α取 3）内过电压： 625.1406 .1156.12 2=== V W V (Pa) =3-10?（Mpa/m ） 5. 覆冰风压比载 6. 无冰综合比载 外过电压、安装有风：

最大设计风速（计算强度）： 最大设计风速（计算风偏）： )/(1079.401044.2206.3425 ,00,025,033-222 4216m Mpa -?=?+=+=）（）（）（γγγ 内过电压： 7. 覆冰综合比载 表三 比载

（1）最大使用应力:)(8.1125 .20 .282Mpa k p == = σσ （2）年平均运行应力上线：)(5.70%250.282%25][Mpa p pj =?=?=σσ 四、计算临界档距，判断控制气象条件 因为覆冰与最大风情况下的最大使用应力和气温都相同，又覆冰时的比载大于最大风时的比载，故最大风不再作为控制气象图条件考虑。 表四 比值]/[0σγ计算结果及其排序表 临界档距计算（无高差） 公式：])][()][[(] ][][[24202000i i j j i j i j ij E t t E l σγ σγασσ--+-= ）（ ] )10302.0()10411.0[(76000] 1054346.18.1128.112[242 323--?-??+-?+-?= ）（ab l =

导线应力弧垂分析(1-6节).

第二章导线应力弧垂分析 ·导线的比载 ·导线应力的概念 ·悬点等高时导线弧垂、线长和应力关系 ·悬挂点不等高时导线的应力与弧垂 ·水平档距和垂直档距 ·导线的状态方程 ·临界档距 ·最大弧垂的计算及判断 ·导线应力、弧垂计算步骤 ·导线的机械特性曲线 ［内容提要及要求］ 本章是全书的重点，主要是系统地介绍导线力学计算原理。通过学习要求掌握导线力学、几何基本关系和悬链线方程的建立；掌握临界档距的概念和控制气象条件判别方法；掌握导线状态方程的用途和任意气象条件下导线最低点应力的计算步骤；掌握代表档距的概念和连续档导线力学计算方法；了解导线机械物理特性曲线的制作过程并明确它在线路设计中的应用。 第一节导线的比载 作用在导线上的机械荷载有自重、冰重和风压，这些荷载可能是不均匀的，但为了便于计算，一般按沿导线均匀分布考虑。在导线计算中，常把导线受到的 机械荷载用比载表示。 由于导线具有不同的截面，因此仅用单位长度的重量不宜分析它的受力情况。此外比载同样是矢量，其方向与外力作用方向相同。所以比载是指导线单位长度、单位截面积上的荷载，常用的比载共有七种，计算公式如下：1．自重比载 导线本身重量所造成的比载称为自重比载，按下式计算 （2-1） 式中：g1—导线的自重比载，N/m.mm2； m0一每公里导线的质量，kg/km；

S—导线截面积，mm2。 2．冰重比载 导线覆冰时，由于冰重产生的比载称为冰重比载，假设冰层沿导线均匀分布并成为一个空心圆柱体，如图2－1所示，冰重比载可按下式计算： （2-2） 式中：g2—导线的冰重比载，N/m.mm2； b—覆冰厚度，mm； d—导线直径，mm； S—导线截面积，mm2。 图2-1覆冰的圆柱体 设覆冰圆筒体积为： 取覆冰密度，则冰重比载为： 3．导线自重和冰重总比载 导线自重和冰重总比载等于二者之和，即 g3＝g1+g2（2-3） 式中：g3—导线自重和冰重比载总比载，N/m.mm2。 4．无冰时风压比载

导线力的公式.doc

1. 导线破断应力：S T X =δ（N /cm 2）T —导线综合拉断力(牛顿)；S —导线截面积(cm 2)。 2. 导线最大许可应力：K X mix δδ= （N / cm 2）K —导线安全系数。 3. 导线最大许可拉力：S F m ix m ix δ=（N ）S —导线实际使用截面 4. 两根通电导体相互作用力：当电流方向相同时相吸引，反之相排斥。即电磁相互作用力:721102-?=a L i i F （N ）L —档距；a —相间距离。 5. 导线架设，跨越架顺线长度：αsin a D D L += ；D —被跨越线路边线到边线距离；a D —两边线延长的安全距离和 （与电压等级有关）；αsin —架设线路与被跨越线路的正弦夹角数。 6. 改变档距弧垂计算公式：02 011f l l f ??? ? ??=；1l —改变后档距；0l —原档 距；0f —原档距。 7. 实际应用弧垂：()K f f -=11；k —初伸长系数（铝绞线0.2、钢芯铝绞线0.12、铜绞线0.07-0.08） 8. 电杆有高差弧垂：β cos /f f = ；β—高差角度。 9. 原导线驰度线长计算公式：l f l L 382 +=；l —档距；f —弧垂。 10. 现调整弧垂后驰度线长计算公式：l f f l L x X 3)(82 -+=；l —档距；x f —弧垂差值（即原弧垂与调整弧垂的差值）。 11. 驰度线长差即调整导线的长度：X L L L -=? 12. 计算导线综合比载：

1) 导线自身重比载：)./(10/230mm m Kg S G g l -?=；0G —导线重量（Kg/Km ）;S —导线截面（㎜2）。 2) 冰重比载：)./(10/)(9.023mm m Kg S b b d g b -?+=π； d —导线直径（㎜）; b —冰的厚度（㎜）;S —导线截面（㎜ 2 ）。 3) 风速比载：)./(1016/232mm m Kg S akdv g f -?=； a —风速（m/s ）; k —比率1.2;d —导线直径（㎜）; 2v —效率10.16 ;S —导线截面（㎜2）。 4) 导线综合比载：32210)(-?++=f b l g g g g 5) 安全带破断力不得小于15000N

导线应力弧垂计算

导线应力弧垂计算一、确定相关参数 表一Ⅲ气象区条件 表二LGJ-300/50型导线参数 二、相关比载计算

1. 自重比载 )/(1006.341036 .34880665 .912100 ,0331m Mpa A qg --?=??==）（γ 2. 冰重比载 )/(1060.111036 .348) 26.245(5728.2710)(728.270 ,53332m Mpa A b d b ---?=?+??=?+=）（γ3.垂直总比载 )/(1066.45050,00,53213m Mpa -?=+=）， （）（）（γγγ 4.无冰风压比载 5.62 6.1106.12 2=== V W V (Pa) 63.3906 .1256.12 2===V W V (Pa) 1）外过电压、安装有风： 33241036 .3485 .6226.241.185.00.110sin 10 ,0--?????=?=θμαβγA W d v sc f c ）（ =4.103 -10?（Mpa/m ） 2）最大设计风速： 计算强度： 33241036 .34863.39026.241.185.00.110sin 25 ,0--?????=?=θμαβγA W d v sc f c ）（ =25.433-10?（Mpa/m ） 低于500kv 的线路c β取1.0，计算强度时f α按表取0.85，当d ≥17mm 时sc μ取

1.1. 计算风偏： 33241036 .34863 .39026.241.175.00.110sin 25 ,0--?????=?=θμαβγA W d v sc f c ）（ =22.443 -10?（Mpa/m ） 计算风偏时f α取0.75 3）内过电压： 625.1406 .1156.12 2=== V W V (Pa) 33241036 .348625 .14026.241.185.00.110sin 15 ,0--?????=?=θμαβγA W d v sc f c ）（ =9.163 -10?（Mpa/m ） 5. 覆冰风压比载 5.626 .1106.12 2=== V W V 32510sin )2(10 ,5-?+=θμαβγA W b d B v sc f c ）（ 3-1036 .3485 .621026.241.12.10.10.1??+????=）（ ）（m Mpa /1011.83 -?= 6. 无冰综合比载 外过电压、安装有风： )/(1031.341010.406.3410 ,00,025,033-222 4216m Mpa -?=?+=+=）（）（）（γγγ 最大设计风速（计算强度）： )/(1051.421043.2506.3425 ,00,025,033-2224216m Mpa -?=?+=+=）（）（）（γγγ 最大设计风速（计算风偏）：

输电线路导线风偏(舞动、弧垂)在线监控系统

输电线路导线风偏（舞动、弧垂）在线监控系统 深圳市特力康科技有限公司是专业研发、生产、销售输电线路导线风偏（舞动、弧垂）在线监控系统的厂家。导线风偏（舞动、弧垂）是威胁架空输电线路安全稳定运行的重要因素之一，常常造成线路跳闸、导线电弧烧伤、断股、断线等严重后果。由于近些年来我国输电线路发生的导线风偏、舞动、弧垂闪络跳闸事故较多，导致了线路跳闸停运，给电网的安全稳定运行造成了较大的危害，并且风偏的发生常伴有大风和雷雨现象，给故障的判断及查找带来一定的困难。

输电线路导线风偏（舞动、弧垂）在线监控系统的组成及原理：输电线路导线风偏（舞动、弧垂）在线监测系统由气象采集单元、风偏采集单元、子站和数据处理系统组成，气象采集单元和子站安装在输电线路杆塔上，风偏采集单元安装在导线上。气象采集单元和风偏采集单元子把采集的气象参数、风偏角、倾斜角，传输到子站，然后通过无线网络方式向数据处理系统发送，数据处理系统完成对监测数据的转换和处理。输电线路导线弧垂在线监测系统的使用，便于运行部门在紧急状况下制定应对措施，同时也为线路设计时考虑气候条件、设定预防水平提供可靠依据。 输电线路导线风偏（舞动、弧垂）在线监控系统的主要功能： 1、具有对导线风偏（舞动、弧垂）的实时监测和报警功能。 2、利用运营商已有的3G/GPRS/CDMA网络构建远程数据传输通道，实现输电线路在线监测系统监控中心可以实时监测远端现场的数据。 3、前置机子系统模块可以有效的连接现场系统，获得数据并实现数据存储/转发到输电线路在线监测系统。 4、系统采用了多层屏蔽技术，线路上部署的系统采用统一的金属外壳封装，外壳内测量传感器也具有金属屏蔽外壳，具有屏蔽、防水、防尘、连接可靠。极强的抗干扰、抗雷击、确保系统运行稳定可靠。 5、数据采集前端为扩展工业级产品，适用于各种恶劣的气候环境。 6、线路上部署的系统采用低功耗设计，在保障采集频率的前提条件下，动态调整设备功耗甚至采用休眠技术以达到节电要求。

架空线常用计算公式和应用举例_图文

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

弧垂观测方法

弛度观测档得选择原则： 1、１紧线段在５档及以下时靠近中间选择一档; 1、2紧线段在6～1２档时靠近两端各选择一档；1、3紧线段在12档以上时靠近两端及中间各选择一档1、4弛度观测档得选择尽可能做到：档距大，相邻两杆塔得高差小,导线排列方式尽量一致，紧临耐张杆塔得两侧不宜选为观测档。1、5 选择弛度观测档时,若地形特殊应适当增加观测档数目。 一、输电线路弧垂测量 １、测量方法： （1)异长法――运行线路得弧垂测量常用此法。见图１－4。 图１-4 异长法观测弧垂示意图 方法: 自观测档得架空线悬挂点A处选一合适点使视线与导线相切,分别量取此点及视线在另一杆塔上得交点与导线两悬挂点得垂直距离，得AA0＝a与ＢB0=b。然后由公式 得观测档弧垂ｆ。 其适用于观测档内两杆塔不等高,且弧垂最低点不低于两杆塔根部连线得情况。 (2）角度法:――用经纬仪测。 原理：异长法. 适用:用异长法无法测量得山区、沟壑地段。 方法： 按仪器设置得不同分为:档端角度法、档外角度法、平视法与档侧角度法. ①档端角度法――经纬仪仪镜中心置于一侧杆塔下方.见图1—5 图1－５档端角度法

( ) () 2 2 2 014 b =arctan(tan ) b (2)014 h f a a ltg h l f a h f a a lt g θθαθ ≠=+-±-=-==+-高差时： 或按下式计算： 高差时： 式中 ａ-仪器中心至点A 得垂直距离； f －为观测气温下计算出得档距中点弧垂，m; θ-仪器视线与导线相切得垂直角,即观测角； l —为被测档档距,ｍ; ｈ—两杆塔得高差，m 。 ②档外角度法――经纬仪仪镜中心置于一侧杆塔外侧。如图1—６。 图1－６ 档外角度法 式中 l １—仪器距一侧杆塔得水平距离,ｍ。其余符号同前. ③档内角度法――经纬仪仪镜中心置于导线或地线得正下方。如图1-7。

架空光缆弧垂计算及受力分析

架空光缆弧垂计算及受力分析 在电力系统中，架设于高压输电线路的光缆主要有ADSS 、OPGW ，ADSS 主要应用于已有的输电线路，OPGW 主要用于新建电力线路，以及对旧线路的改造中。由于OPGW 具有传输信号的通道．又可作为地线的两重功效，因此得到了越来越多的应用。光缆架设后，在最恶劣的自然条件下受力，这对光缆的寿命影响很大。如何确定光缆的受力，对设计者来说也是一个重要的环节。 1 架空光缆的弧垂计算 光缆悬挂于杆塔A 、B 之间，并且在自重作用下处于平衡状态。假设在光缆上均匀分布着载荷g ，则光缆在杆塔A 、B 之间具有一定的弧垂，取光缆上最低点为坐标原点，光缆上任意一段长度为L 。(如图1所示)。 假设光缆水平方向的应力为0δ，光缆的横截面积为S ，则光缆水平方向的拉力为 00T S δ=?。光缆受到的轴向拉力x T ，且与水平方向的夹角为α，则在长度为x L 的一段内，光缆由受力平衡条件得到： 00cos sin x x x T T S T g L S αδα==??? =??? （1-1） 由以上两式相比得： x dy g tg L dx αδ= =

而： () 2 2 x d y g d tg dL dx α δ= = = dx = 两边积分得： d tg g dx α δ = ? ? ()()1 10 g sh tg x c αδ-= + ()10dy g tg sh x c dx αδ??= =+???? 又有图1知：当0x =时，0tg α=，所以10c =，因此 ()001/g y ch x m g δδ? ??? =-N ?? ????? 所以有： 0g dy sh x dx δ?? = ??? ?? 20g y ch x c g δδ??= + ??? 又因为，当0x =时，0y =，所以20/c g δ=-。从而，我们推导出了光缆在两杆塔之间的状态方程为一悬链线曲线方程。即 001g y ch x g δδ? ???=-?? ????? （1-2） 例如，设光缆两杆塔高度差为10m ，较低的杆塔高为22m ，档距为250m ，取三种 情况： ①g =0.01188(N ／m *mm )，0δ=39.63(Mpa) ；②g =0.01788(N ／m *mm )， 0δ=37.97(Mpa) ；⑧g =0.03797(N ／m *mm ), 0δ=62.83(Mpa)；利用数学软 件athematia M 得到的曲线如图2所示。由曲线方程知，曲线的位置及形状与0/g δ值的大小有关，但由于g 得变化比0δ小的多，所以曲线的形状主要取决于应力0 δ

浅谈输电线路弧垂的简易计算

浅谈输电线路弧垂的简易计算 发表时间：2017-10-20T11:10:34.317Z 来源：《防护工程》2017年第15期作者：刘亮亮 [导读] 我们要采取更好的计算方法和计算的理论，才能保证输电线路弧垂的计算更加的符合实际，提高计算的实效性。 国网河南长葛市供电公司河南长葛 461500 摘要：本文主要针对输电线路弧垂的计算进行分析，明确了输电线路弧垂计算的基本理念，以及基本的理论要求，进而简单论述了输电线路弧垂的计算方法和计算的过程，供参考和借鉴。 关键词：输电线路；弧垂；简易计算 前言 针对输电线路弧垂的计算问题，我们要进一步总结和分析，探讨其计算的要求和要点，才能够为今后进一步研究输电线路弧垂的相关问题奠定基础，提高研究水平。 1基于弧垂的输电线舞动 输电线舞动是覆冰输电线在风的激励下产生的一种低频、大振幅自激振动。输电线的舞动已经对我国很多地区的输电线路造成了很大的危害。因此我们需要及时有效的对输电线舞动进行实时监控。随着视频分析及图像处理技术的快速发展，在输电线路上定位摄像机或者进行航拍取样，对输电线进行实时的视频监控，成为一种较为可行的输电线舞动监测方法。在视频分析中，应用数字图像处理技术对采集到数据进行分析计算，可以为防治输电线的舞动提供大量准确的数据支持。相关工作在国内外已经有了开展。 自20世纪30年代起，国外学者开始对导线舞动进行了大量的试验和理论研究！介绍了我国近年来在输电线防舞动方面的研究成果，以及由此开发的专利产品双摆防舞器和整体式偏心重锤的应用情况。给出了输电线舞动的有限元分析方法，在此基础上编写了计算导线舞动的有限元程序，计算实例模拟了舞动的全过程，探讨了风速、攻角等对舞动的影响。 在现代图像分析与计算机视觉技术日益完善的情况下，针对一些特定的舞动形态，图像检测手段将是一种很好的选择。采用图像分析与视觉计算方法，实现了对输电线路横向舞动的角度计算。首先采用固定于杆塔上的摄像头拍摄电缆图像，根据指定区域及预设数量检测出电缆，并进行曲线拟合得到相关参数，再采用简化的横向舞动模型，推算舞动角度与图像中电缆轨迹参数的关系，最后计算出输电线路的横向舞动角度，为舞动的动态监测与数据记录提供了一种新的思路。 架空线在输电线路中是一种被经常采用的形式。一般来讲，温差过大的地区一般弧垂都会非常小，进而导线就非常容易出现热胀冷缩的现象，这种自然现象就会使导线也发生了一系列的变化。如果温度较低，弧垂就会非常小、并且产生很大的张力，最终造成导线出现了断裂的现象；如果温度过高，就会导致弧垂过大，最终使导线的高度较低，埋下了诸多的安全隐患。此外，也一定要认真的控制架空线的放线尺寸，如果不能精确的进行，最终就会导致弧垂出现了大小不一的现象，严重影响了美观。在进行架空线的施工过程中，想要有效保证线路能够安全稳定的运行并且美观，就一定要认真的对弧垂量进行控制。对于架线施工而言，其过程比较复杂，并且在现场也经常会发生多种情况，最终导致架空线弧垂值出现了误差。通常情况下，如果电压在220kv以上，则此时要求弧垂值的偏差范围为±2.5%。为了能够保证最新投产的线路可以安全稳定的进行运行，在进行线路投产前验收的工作时，一定要做好弧垂的检查与复核的相关工作。 2弧垂应力计算的条件 在输电线路导（地）线架设中，由于弧垂观测、划印、量线等操作误差，以及放线滑车转动不灵活、耐张杆塔产生倾斜和挠度等原因，往往碰到导（地）线收紧后弧垂不符合有关规范的要求，需要收紧或放松导地线的线长，进行弧垂调整。因为现在架设的线路导线截面大采用的是压接式内张线夹加调整板固定导线。当弧垂超过规定误差，幅度又不大时，可以利用调整板进行调整。而在调整前应对导地线线长调整量进行计算，以便使调整工作在受控下科学有序地进行。 2.1气象条件 输电线路在投入运营后，线路周围的气象条件变化以及四季温度变化会对其产生较大的影响。这些变化会引起线路荷载的变化，电线的张拉应力、长度以及弧垂也会随之变化，另外杆塔和基础的荷载也会受到极大影响。覆冰、气温变化以及风都会对线路的机械强度产生影响，这三个参数是对线路造成影响的主要气象参数。 在对输电线路的弧垂应力进行计算时，首先需要考虑线路所处地区的气象条件，主要需要考虑到的条件包括最高气温Tmax、最低气温Tmin、最大风速Vmax、覆冰厚度b及覆冰风速V等。通常经过临时统计所得的气候数据只能反映出该地区的部分气象条件，如果该地区存在比较极端的气候条件，应该在参考当地的历史气候统计数据，然后进行弧垂应力计算。 2.2导线规格 导线的规格对线路的运行具有较大的影响，在计算弧垂应力时，可以对导线的规格进行确定，然后根据所确定的导线规格可以查到到导线的温度线胀系数α、瞬间破坏应力δp、安全系数Kc及弹性模量E，根据查到的这些参数可以计算出导线的许可应力，计算公式：[δ]=δp/Kc。 3计算实例 110kV的某线9#~14#耐张段分为265m、258m、270m、257m、273m共五档，耐张段长1323m，代表档距265m，观测档为11#~12#长270m。观测档弧垂标准值4.48m。安装后三相实测弧垂分别为fA=4.37m、fB=4.65m、fC=4.49m。虽然各相导线观测弧垂误差均在规范要求以内，但fB-fA=280mm，超出了GBJ#233-1990第7·3·6条110kV相间弧垂允许偏差200mm的规定，因此应该对A相弧垂进行调整。将有关数据代入计算得： S=8×2652/3×2704(4.372-4.482)×1323 =0.04666×(19.097-20.07) =-0.045(m) 计算结果表明应将A相弧垂由4.37m调到4.48m，需增加线长0.045m。因为调整范围小可利用PB-7调整板进行调整。具体做法是利用调整板，使导线伸长两个孔距，即使A相导线线长增加50mm，使fA=4.48m。

导线的应力及弧垂计算

第二章导线的应力及弧垂计算 一、比载计算 本线路采用的导线为LGJ-120，本地区最大风速v=30m/s,覆冰风速v=10m/s,覆冰厚度b=10mm 表2-1 LGJ-120规格 计算外径mm 计算截面mm2单位质量kg/km 495 ==2） 2、冰重比载 =q/S=×10-3= 2） 3、自重和冰重总比载(垂直比载) =+=（+） =2） 4、无冰风压比载 =×10-3= =2） 5、覆冰风压比载

=×10-3=-3 =2） 6、无冰综合比载 ==10-3 =2） 7、覆冰综合比载 ==10-3 =2） 一、临界档距的计算及判别 查表4-2-2可知： 表2-2 LGJ-120的机械特性参数 综合瞬时破坏应力（N/mm2）弹性模数（N/mm2）线膨胀系数（1/℃） 784001910-6 []===（N/mm2） 全线采用防振锤防振，所以平均运行应力的上限为 σp=（N/mm2） L lab

= =139.7m L lac= = =152.07m L lad= = =117.01m L lbc= = =163.7m L lbd=

= =105.9m L lcd= = =0 二、导线应力弧垂计算 ㈠最低气温时（T=-20℃） 当L=50m时，应力由最低气温控制σ=（N/mm2）g=(N/m·mm2) f===0.096m 当L=100m时，应力由最低气温控制 f===0.3856m 当L=117.01m时，为临界档距 f===0.531m 当L=150m时，应力由最大比载控制 σn-=σm--(t n-t m)

σ-=-(-20+5) (N/mm2)； f===0.973m 当L=200m时,应力由最大比载控制 σ-=-(-20+5) (N/mm2)； f===2.133m 当L=250m时,应力由最大比载控制 σ-=-(-20+5) (N/mm2)； f===4.004m 当L=300时,应力由最大比载控制 σ-=-(-20+5) (N/mm2)； f===6.528m 当L=350m时,应力由最大比载控制 σ-=-

输电线路施工测量全解

输电线路施工测量工作包括： 线路施工复测 分坑测量 基础的操平找正及杆塔检查 架空线弧垂观测 交叉跨越测量等 一、线路杆塔桩复测 线路杆塔桩位置是根据线路断面图、架空线弧垂曲线模型板参照地物、地貌、地质及其他有关技术参数比较而设计的，经过现场实际校核和测定后确定的。 由于从设计、定桩到施工，相隔了一段较长的时间，可能发生桩位偏移或丢失等情况。因此在线路施工前，应对杆塔中心桩的位置进行复核。 （一）直线杆塔桩位复测

直线杆塔桩位复测是以两相邻的直线桩为基准，检查杆塔中心桩位置是否在线路的中心线上。 测量方法可采用正、倒镜法或测量其水平角，若实测的水平角超过允许的误差值（1800±1'）时，必须予以纠正。 （二）档距和标高的复测 线路上杆塔的高度是根据杆塔地面标高及档距间的最大弧垂曲线，利用断面图而确定的。 在线路施工前，应复测两相邻杆塔中心桩间的平距，其偏差不应大于设计档距的1%；复测两杆塔间被跨越物及相邻两杆塔位的标高，其偏差不应大于0.5m。 （三）转角杆塔桩复测 转角杆塔桩复测是用一测回法复测转角的水平角度值，其与设计值的偏差不应大于1'30〃。在复测中若发现杆塔桩丢失或移动，应及时进行补桩。 二、分坑测量 一条线路上的杆塔类型很多，而杆塔基础的形式又取决于杆塔的类型。

分坑测量依据设计部门编制的线路杆塔明细表进行，明细表注明了每根杆塔基础的型号和洞深，这些数据是分坑测量的主要依据。 分坑测量包括坑口放样数据计算和坑位测量。 （一）坑口放样数据计算

二）坑位测量 杆塔有铁塔与拉线杆两大类。因此，杆塔基础有主杆与拉线基础坑之分。

计算架空线路载流量

计算架空线路载流量 如何计算架空线路载流量呢？ 一、通过对输电线路导线温度、接点温度，计算出导线当前的实际载流量 我们知道导线温度国标是70度，和载流量有什么关系，导线最大载流量是多少. 1.1 导线允许载流量的计算 导线的温度与导线的载流量、环境温度、风速、日照强度、导线表面状态等有关，对于确定的环境条件，导线的允许载流量直接取决于其发热允许温度，允许温度越高，允许载流量越大。但是导线发热允许温度受导线载流发热后的强度损失制约，因此架空导线的允许载流量一般是按一定气象条件下导线不超过某一温度来计算的，目的在于尽量减少导线的强度损失，以提高或确保导线的使用寿命。 允许载流量的计算与导体的电阻率、环境温度、使用温度、风速、日照强度、导线表面状态、辐射系数及吸热系数、空气的传热系数和动态黏度等因素有关。导线的最高使用温度按各国的具体情况而定，日本、美国的导线最高使用温度允许到90℃，法国为85℃，德国、荷兰、瑞士等国允许到80℃，我国和前苏联允许到70℃。 架空导线载流量的计算公式很多，但其计算原理都是由导线的发热和散热的热平衡推导出来的，热平衡方程式为 Wj+WS=WR+WF 式中，Wj为单位长度导线电阻产生的发热功率,W/m；WS为单位长度导线的日照吸热功率，W/m；WR为单位长度导线的辐射散热功率，W/m；WF为单位长度导线的对流散热功率，W/m。 各国在计算过程中考虑的各个因素有所不同，使其公式的系数不同，但计算结果相差不大。以英国摩尔根公式和法国的公式作比较，其计算值相差1%～2％。其中英国摩尔根公式考虑影响载流量的因素较多，并有实验基础。但摩尔根公式计算过程较为复杂。在一定条件下将其简化，可缩短计算过程，适用于当雷诺系数为100～3

导线弧垂观测法

输电线路档侧弧垂检测法 在线路施工中, 当线路走廊内有障碍物影响视 线时候, 可以运用“档侧弧垂检测法”, 弥补常用观测 方法的不足。 1 计算原理示意图（见图1） 图1 档侧弧垂计算原理示意图 2 计算原理分析 该方法计算原理简单, 如图1 所示, 通过三角几 何函数推导, 得出计算公式如下:

式中L———观测档档距;

2 实际操作方法简介 2.1 把经纬仪置于垂直于铁塔侧面2 倍塔高以外 的地方, 最远距离不限, 以镜头能看清导地线为宜。 2.2 调整仪器位置, 使仪器竖丝对穿铁塔左右侧中心螺栓或左右侧挂点螺栓为准, 证明仪器垂直于铁塔中心桩侧面。 2.3 分别测出a1、a2 和β1 , 然后根据公式便可计算 出弧垂值f 或观测角θ, 用以观测或检查弧垂。 3 实际应用分析 3.1 误差分析: 本方法和其他方法一样, 也会受到仪器位置和观测角度偏差等的影响, 但是由于本方法弧垂观测点在档距中央, 即导地线弧垂点上, 所以

观测更为精确。通过多次测量对比证明, 本方法受误差因素影响相对较小, 完全能够满足施工需要。 3.2 在本方法公式基础上稍加变动, 也可用于检测相邻下一档的弧垂, 此方法适用于观测档外地形不便时, 把仪器置于前一档或下一档铁塔侧面即可。3.3 根据本方法的计算原理, 可以测量档内导线任意距离点的位置, 非常适合导线间隔棒检查、安装, 从而避免了间隔棒安装在高空测量的不便和危险。用这种方法检查安装间隔棒已经在施工中应用, 并取得了良好效果。 3.4 本方法缺点: 不能进行导线子线间超平观测, 只能逐个检测每一根导线, 或按扇形面估测, 在这方面增加了工作量。

导线应力弧垂计算的BASIC程序

导线应力弧垂计算的BASIC程序 一、前言 架空线路设计和施工都需要进行导线力学计算．笔者编制了导线应力、弧垂计算的BASIC程序，用户只需按屏幕显示的表格键入导线参数、气象条件，计算机即能完成计算全过程，并将计算结果打印制表。各种计算项目采用菜单选择，用户使用非常方便。本文就该程序的设计方法及特点作一简单介绍，以供参考．二、架空导线应力、孤垂的计算机算法 1．导线比载计算 导线的综合比载是垂直比载（自重、冰重）、水平比载（风压）的矢量和．对各种气象情况的综合比载可用下式表示： 式中：q——导线的单位重量（千克／千米） S——导线的计算截面（毫米2） d——导线的计算外径（毫米） b——导线覆冰厚度（毫米） v——设计风速（米／秒） C——风荷载体形系数，当线径d＜17毫米时，C=1.2，当线径≥17毫米时，C=1.1；覆冰时不论线径大小C=1.2 α——风速不均匀系数，根据不同风速取值。（程序框图略） 2．临界档距计算及有效临界档距判别 根据工程需要，导统应力孤垂的计算项目有时多达十种，即最大风速、覆冰情况、安装情况、事故断线、最低气温、最高气温、外过电压（有风、无风）、内过电压、平均气温。这十种情况对应十种气象条件．但导线选用应力的控制条件只可能是其中的4种情况，即最低气温、最大风速、覆冰情况和平均气温．这4种控 制条件的两两组合有6个临界档距。一般地n种控制条件有=n(n－1)／2个

临界档距，其中有效临界档距有0～（n—1）个。两个控制条件的临界档距为 式中：E——导线弹性模数（千克／毫米２） a——导线温度线膨胀系数（l／℃） δi、δj——两种控制条件的限定应力（最大使用应力或年平均运行应力上限）（千克／毫米２） ti、tj——两种控制条件的气温（℃） gi、gj——两种控制条件的比载（千克／米·毫米２）。 由式（2－1）可知，若将n个控制条件的g／δ值由小到大排列，再比较各δ ＋ aEt，并满足下式： 不满足式（2－2）的控制条件不起作用舍去。当两种控制条件的 g／δ相同时，舍去δ＋ aEt较大者；若两者的δ＋ aEt相同，舍去g／δ较小者，则所有满足式（2－2）的控制条件均有实数解的临界档距，把满足（2－2）式的控制条件由小到大编为序号1、2、3、…c（c≤n），并相应建立C－l个临界档距数栏。 由式（2－l）按序号依次求出控制条件i与其后的i＋1、i＋2、i＋3、…，C 控制条件间的临界档距li－(i+1)、li－(i+2)、…li－c，并填入i栏。首先从第1栏开始，找出其中的最小临界档距l1－i，即是序号为1、i控制条件的有效临界档距。其中1条件控制的档距区间为〔0,li－j〕,舍去1～i序号间的控制条件，这些条件不起控制作用．再从第i栏中找出最小者li－j即为 i、j控制条件的有效临界档距，i条件控制的档距区间为[l1－i,li－j序号间的控制条件舍去。如此直至求出有效临界档距lK－C，则C条件控制的档距区间为[lK－C,∞]。 上程序设计框图：

输电线路弧垂观察

输电线路施工弧垂观察 输配电线路| 2016-03-02 08:17 1. 等长法 由于弧垂表中弧垂是档距中央弧垂，因此在弧垂观测时应尽量采用等长法（平行四边形法）进行弧垂观测，即a=b=f（f为档距中央弧垂）。 图中： h—悬点高差， θ—悬挂点高差角； L—档距； a—目击视线A′B′对悬点A下垂线的垂直距离（m）； b--目击视线A′B′对悬点B下垂线的垂直距离（m）； Δa—温度变化后目击侧悬点A下垂线垂直截距a的微调量（m）； Δa＝2×Δf，Δf—为温度变化后档距中央弧垂的变化量。 2. 异长法

图中： h—悬点高差， θ—悬挂点高差角； L—档距； a—目击视线A′B′对悬点A下垂线的垂直距离（m）； b--目击视线A′B′对悬点B下垂线的垂直距离（m）； Δa—温度变化后目击侧悬点A下垂线垂直截距a的微调量（m）；Δa＝2×，Δf—为温度变化后档距中央弧垂的变化量。 3. 角度法 3.1 档端角度法 注：档端经纬仪视线对架空线的切点范围：a/f=0.408~1.853 图中： f－档距中央的弧垂， L－观测档档距 α－仪器横轴至悬挂点的距离（如图示） θ－弧垂观测角

β－仪器横轴和观测档另一端悬挂点的连线与水平面的夹角 h=L×tgβ-a，观测档两端的悬点高差，当观测档的另一端悬挂点高于仪器所在塔位的悬挂点时（即悬点A低于悬点B）取“＋”，低于仪器所在塔位的悬挂点时（即悬点A高于悬点B）取“-” 3.2 档内角度法 注： f－档距中央的弧垂， L－观测档档距， L′－仪器与观测档两塔位中较近一基塔位的距离 α－仪器横轴至悬挂点的距离（如图示） θ－弧垂观测角 β－仪器横轴和观测档另一端悬挂点的连线与水平面的夹角 h=（L-L′）×tgβ-a，观测档两端的悬点高差，当观测档的另一端悬挂点高于仪器所在塔位的悬挂点时（即悬点A低于悬点B）取“＋”，低于仪器所在塔位的悬挂点时（即悬点A 高于悬点B）取“-” 3.3 档外角度法

输电线路导线弧垂监测

电力线路弧垂观测系统 产品名称：电力线路弧垂观测系统 产品型号：TLKS-PMG-HC 一、概述 架空输电线路是我国重要的输电、供电渠道，它的正常输电关系到我国经济的发展和人们生活的稳定。由于地形的影响，架空输电线路常年暴露在野外，每年都要经受高温和严寒的“拷打”，导致了冬冷缩、夏膨胀的现象，从而引起了线路发生了弧垂。另外，架空输电线路经过一段运行的时间后，导线会有不同程度的伸长引起下垂，这样就影响了线路运行的安全，也影响了电网的供电保障。 为了能够对架空线路弧垂进行实时监测，深圳市特力康科技有限公司专门研发了一款电力线路弧垂观测系统，有了这款弧垂监测系统，就可以对线路弧垂进行实时监测，掌握输电线路的实时动态，及时的对发生弧垂的线路进行调整，确保供电的安全可靠性。

二、工作原理 电力线路弧垂观测系统可以对线路弧垂进行实时的监测，并将采集到的导线弧垂数据及相应数据变化状况，通过GPRS/WIFI/OPGW网络传送到监控中心系统进行有效的分析，在线路发生异常情况时，可以确保第一时间以多种方式预报警信息发至相关人员，相关的人员在接收到报警信息时就会对相对应的报警点进行及时的应对和预防。 三、技术参数 名称技术指标 供电方式太阳能及高性能聚合物蓄电池 通信方式GPRS/WIFI/OPGW光纤通信 监测参数1、监测方法及原理：可选激光、雷达监测法、倾角法。 2、导线弧垂0m～200m，±0.2％。 3、导线对地距离 3～50m，±0.2％。 后端软件平 台1、平台接入：支持接入省局/市局PMS系统。 2、浏览方式：支持PC客户端/手机客户端实时查看弧垂数据 3、远程管理：支持远程更新、配置与调试前端装置参数。 四、工程案例图

输电线路测量方法的学习

输电线路测量方法的学习 一．弧垂测量 弧垂的观测方法很多，一般常用观测方法有4种：异长法、等长法（平行四边形法）、角度法和平视法。在弧垂观测之前，应参阅输电线路平断面地形、地物及弧垂等的概况，结合具体情况选择适当的弧垂观测方法，并按降温法及计入初伸长的导线弧垂曲线等技术资料，计算出相应的观测数据，然后进行弧垂观测。这里我主要跟大家探讨异常法和角度法在弧垂观测中的理论计算和现场的实际应用。（1）异长法（不等长法）。异长法示意图如图（1—1）所示。观测时，根据弧垂f值选定a、b后，分别放垂板使AA0=a，BB0=b，收紧架空线使之与视线A0B0相切，这时的弧垂即为设计要求的弧垂。a、b与弧垂f的关系为 =（1） 式中a、b－分别为档距两端杆塔装弧垂板位置与架空线悬点的高差值，m。 异长法观测弧垂示意图（1－1） 异长法适用于观测有高差的杆塔，但弧垂最低点不低于两杆塔基部连线的情况。

（2）角度法。角度法测定、控制架空线的水平应力和最大弧垂，实 质上是异长法。当在山区及沟壑地段施工时，采用等长法、异长法无法观测弧垂的情况下，可考虑采用角度法进行弧垂观测。按仪器设置的不同，角度法可分为档端角度法和档外、档内角度法。 1）档端角度法。如图1－2所示，A、B 为悬点，A′为A 在地 面上的垂直投影，a 为仪器中心至导地线挂点A 的垂直距离，f 为观测气温下计算出的档距中点弧垂，θ为仪器视线与导线相切的垂直角（即观测角），α为在A′点瞄准B 点时的垂直角，l 为档距，h 为高差。具体观测方法如下： a．由线路纵断面图和杆塔组装图中查出a、h 的值，并到现 场复测核实。 b．经纬仪置于档端悬挂点A 垂直下方A′点，调整观测角 θ瞄准并使其视线与架空线最低点相切。由图1－2可知 ltanα-ltanθ=4f-4+a (2) 因为tan α=()a h l ±,tan θ=tan α-b l 故观测角θ为 θ)（3） 验收线路时计算弧垂f ，即 214f =+（4） 其中仪器距低悬点较近时，h 取“+”，否则取“－