避雷线应力弧垂计算.docx
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避雷线应力弧垂计算
避雷线应力弧垂计算
由导线的型号为LGJ-300/50,选择地线的型号为JLN1A-50
由于避雷线不用输送电力,故不需计算内过电压和外过电压(有风)情况。
计算外过电压无风只是校验导线与避雷线在档距中央的距离配合。
其他气象条件与导线一致。
一、确定相关参数
表一Ⅲ气象区条件
代表情况
温度t(C)
风速v(m/s)
冰厚b(mm)
最高气温
40
\
\
最低气温
-10
\
\
最大风速
-5
25
\
覆冰
-5
10
5
年均温
15
\
\
外过电压
15
10
0
安装情况
-5
10
0
表二JLB1A-50型地线参数
截面积A(mm)
外径(mm)
温膨系数(1/。
C)
弹性模数E(Mpa)
48
8.86
11.510
181400
单位长度质量G
(kg/km)
瞬时破坏应力
P(Mpa)
安全系数K
320.5
1273
3.5
、相关比载计算
1.自重比载
1)最大设计风速:
计算强度:
(40,25)cfscdWvsin21031.00.851.18.86390.63103A48
-3
67.4210(Mpa/m)
低于500kv的线路c取1.0,计算强度时f按表取0.85,当d17mm时sc取1.1.
计算风偏:
Wv23390.633
(40,25)cfscdvsin21031.00.751.18.86103
4cfscA48
-3
=59.4910(Mpa/m)
计算风偏时f取0.75
2)安装风速:
V2102WV62.5(Pa)
V1.61.6
(40,10)fscdWvsin21031.01.28.8662.5103A48
=13.8410-3(Mpa/m)
5.覆冰风压比载
(55,10)cfscB(d2b)Wvsin2103A
62.5
1.01.01.21.1(8.8610)10-3
48
32.4210-(3Mpa/m)
6.无冰综合比载
最大设计风速(计算强度):
(60,25)(10,0)2(40,25)265.48267.42210-393.98103(Mpa/m)
最大设计风速(计算风偏):
(60,25)(10,0)2(40,25)265.48259.49210-388.47103(Mpa/m)
安装有风:
(60,10)(10,0)2(40,10)265.48213.84210-366.93103(Mpa/m)
7.覆冰综合比载
223
(75,10)(35,0)2(55,10)2115.77103(Mpa/m)
表三比载
名称
符号
结果
(×1-30MPa/m)
自重比载
γ1(0,0)
65.48
冰重比载
γ2(5,0)
40.03
垂直比载
γ3(5,0)
111.14
无冰风压比载
γ4(0,10()外过电压、安装有风)
13.84
γ4(0,25()最大风,计算强度)
67.42
γ4(02,5)(最大风,计算风偏)
59.49
覆冰风压比载
γ5(5,10)
32.42
无冰有风
综合比载
γ6(0,10()外过电压、安装有风)
66.93
γ6(0,25()最大风,计算强度)
93.98
γ6(02,5)(最大风,计算风偏)
88.47
覆冰有风综合比载
γ7(5,10)
115.77
、确定应力值
p1273
1)最大使用应力:
p1273363.71(Mpa)
k3.5
2)年平均运行应力上线:
[pj]p25%127325%318.25(Mpa)
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/[0]计算结果及其排序表
气象条件
最低温
覆冰
年均温
气温
-10
-5
15
(10-3Mpa/m)
65.48
115.77
65.48
[0](Mpa)
363.71
363.71
318.25
/[0](1/m)
0.18010-3
0.31810-3
0.20610-3
排序
a
c
b
临界档距计算(无高差)
公式:
24[[0]j[0]iE(tjti)]
lijj2i2
E[(j)2(i)2]
[0]j[0]i
24[318.25363.712.0861(1510)]lab3232=458.9
ab76000[(0.206103)2(0.180103)2]
24[363.71-363.712.0861(-510)]
lac3232=218.9
ac76000[(0.318103)2(0.180103)2]
l24[363.71-318.252.0861(-5-15)]lbc76000[(0.318103)2(0.206103)2]
表五可能控制气象条件
可能的控制条件
a(最低温)
b(年均温)
临界档距(m)
lab458.9
lbc141.8
lac218.9
当档距0l141.8m时,控制气象条件为b气象(年均温),当档距141.8l218.9m时,控制气象条件为a气象(最低温),当档距>218.9m时,控制气象条件为c(覆冰)
五、状态方程求应力
表六已知条件参数
已知条件
最低温
覆冰有风
年均温
t(C)
-10
-5
15
b(mm)
0
5
0
v(m/s)
0
10
0
(10-3Mpa/m)
65.48
115.77
65.48
[0](Mpa)
363.71
363.71
318.25
状态方程计算式:
E22l2E12l2
02-2012E(t2t1)
24022401
1.气象条件为最高温时:
E(t2t1)
E22l2E12l202-2012
24022401
带入数据得:
即:
023(0.00024l2266.10)02232.41l20
3222
023(0.00024l2259.41)02232.41l20
或023(0.00077l2269.84)02232.41l20当档距为以下各值时,由状态方程求得应力:
50m:
023(0.00024502266.10)02232.415020
02266.64(Mpa)
3222
100m:
023(0.000241002266.10)02232.4110020
02268.21(Mpa)
3222
141.8m:
023(0.00024141.82266.10)02232.41141.820
02274.7(Mpa)
3222
218.9m:
023(0.00024218.92259.41)02232.41218.920
02269.32(Mpa)
250m:
023(0.000772502269.84)
02253.29(Mpa)
300m:
023(0.000773002269.84)
02232.4125020
02232.4130020
02242.84(Mpa)
02238.12(Mpa)
02234.13(Mpa)
02230.22(Mpa)
02247.98(Mpa)
即023(0.00024l2370.40)02232.41l20
或023(0.00077l2-374.14)02232.41l20
当档距为以下各值时,由状态方程求得应力:
3222
50m:
023(0.00077502-370.40)02232.415020
02369.10(Mpa)
3222
100m:
023(0.000771002-370.40)02232.4110020
02365.13(Mpa)
3222
141.8m:
023(0.00077141.82-370.40)02232.41141.820
02359.95(Mpa)
3222
218.9m:
023(0.000772502-374.14)02232.4125020
02343.21(Mpa)
300m:
023(0.000773002-374.14)
22
0232.41300
02331.40(Mpa)
350m:
023(0.000773502-374.14)
02232.413502
02318.86(Mpa)
400m:
023(0.000774002-374.14)
22
02232.414002
02310.32(Mpa)
450m:
023(0.000774502-374.14)
02232.414502
02293.67(Mpa)
32
500m:
023(0.000775002-374.14)
02232.415002
02282.89(Mpa)
3.气象条件为最大风时:
E12l2
02-2E422l22012412E(t2
24022401
t1)
带入数据得:
02-181400(93.98210-3)2l2318.25
181400(65.4810-3)2l22.0861(-5-15)
02-181400(93.98210-3)2l2363.71181400(65.48120-3)2l22.0861(-510)
24022
24363.712
181400(93.9810-3)2l2181400(115.7710-3)2l2
02-2363.712
022402224363.712
2.0861(55)
3222即:
023(0.00024l2359.97)02266.75l20
32
023(0.00024l2353.28)02266.75l20
或023(0.00077l2363.71)02266.75l20
当档距为以下各值时,由状态方程求得应力:
3222
50m:
023(0.00024502359.97)02266.755020
02360.65
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- 避雷线 应力 计算