1、输输电线路电线路设计设计20112011年年7 7月月2929日日张 鸣导线风偏计算及校验导线风偏计算及校验1 1、概述、概述 2 2、风偏计算基本参数、风偏计算基本参数 3 3、档距中导线风偏、档距中导线风偏4 4、直线塔悬垂绝缘子串风偏、直线塔悬垂绝缘子串风偏5 5、风偏校验方法、风偏校验方法6 6、摇摆角太大时解决方法、摇摆角太大时解决方法一、概 述 架空输电线路长期运行在野外，受自然界气架空输电线路长期运行在野外，受自然界气候变化的影响。风是自然界影响线路的主要现象候变化的影响。风是自然界影响线路的主要现象之一。大风引起的导线风偏对地或对杆塔塔头构之一。大风引起的导线风偏对地或对杆塔塔
2、头构件放电是线路故障的主要形式。件放电是线路故障的主要形式。下面介绍导线风偏对地或交叉跨越计算和下面介绍导线风偏对地或交叉跨越计算和绝缘子串风偏计算。绝缘子串风偏计算。二、风偏计算基本参数（1）比载）比载（N/m.mm2）比载是电线单位长度、单位截面上的荷载比载是电线单位长度、单位截面上的荷载自重比载自重比载 g1冰重比载冰重比载 g2自重冰重综合比载自重冰重综合比载 g3风比载风比载 g4覆冰后风比载覆冰后风比载 g5自重风重综合比载自重风重综合比载 g6覆冰、风综合比载覆冰、风综合比载 g7 二、风偏计算基本参数比载以荷载方向分类比载以荷载方向分类 分为垂直比载、水平比载、综合比载。分为垂
3、直比载、水平比载、综合比载。垂直比载有垂直比载有 g1、g2、g3水平比载有水平比载有 g4、g5综合比载有综合比载有 g6、g7 二、风偏计算基本参数自重比载自重比载g1计算计算 式中：g1 电线自重比载（N/m.mm2）W0 电线自重（N/m）g 重力加速度 g=9.80665 S 电线截面（mm2）二、风偏计算基本参数冰重比载冰重比载g2计算计算 式中：g2 电线覆冰的冰重比载（N/m.mm2）b 覆冰厚度（mm）g 重力加速度 g=9.80665 S 电线截面（mm2）d 电线外径 （mm）二、风偏计算基本参数电线覆冰垂直综合比载电线覆冰垂直综合比载g3计算计算 式中：g1 电线自重比
4、载（N/m.mm2）g2 电线覆冰的冰重比载（N/m.mm2）二、风偏计算基本参数风比载风比载g4计算计算 式中：g4 电线上风比载（N/m.mm2）g 重力加速度 g=9.80665 V 大风风速（m/s）风压不均匀系数 S 电线截面（mm2）K 电线体型系数 d 电线外径 （mm）d17mm K=1.2 d17mm K=1.1 二、风偏计算基本参数覆冰后风比载覆冰后风比载g5计算计算 式中：g4 电线上风比载（N/m.mm2）g 重力加速度 g=9.80665 V 大风风速（m/s）风压不均匀系数 S 电线截面（mm2）K 电线体型系数 d 电线外径 （mm）b 覆冰厚度（mm）二、风偏计
5、算基本参数风压不均匀系数风压不均匀系数取值取值 基准风速m/s2020V2727V31.531.5计算杆塔荷载1.00.850.750.70计算风偏用1.00.750.610.61水平档距 m200250300350400450500550校验杆塔间隙用0.800.740.700.670.650.630.620.61 二、风偏计算基本参数风电线综合比载风电线综合比载g6计算计算 式中：g1 电线自重比载（N/m.mm2）g4 电线的风比载（N/m.mm2）二、风偏计算基本参数冰、风、电线综合比载冰、风、电线综合比载g7计算计算 式中：g3 覆冰、电线垂直比载（N/m.mm2）g5 覆冰后电线上
6、的风比载（N/m.mm2）二、风偏计算基本参数 P 单位荷重单位荷重（N/m）单位荷重是电线单位长度上的荷载，单位荷重为单位荷重是电线单位长度上的荷载，单位荷重为应力与电线截面的乘积。应力与电线截面的乘积。自重自重 P1冰重冰重 P2自重冰重综合自重冰重综合 P3风风 P4覆冰后风覆冰后风 P5自重风重自重风重 P6覆冰、风覆冰、风 P7（2）应力）应力（N/mm2）应力应力是电线单位截面上所受的力是电线单位截面上所受的力电线张力电线张力T是应力与截面的乘积是应力与截面的乘积 二、风偏计算基本参数 不同的气象条件下，导线有不同的应力。在线路档距中，电线弧垂上各点的应力是不相同的，施工图设计应力
7、表是指电线弧垂最低点单位截面所受的力。二、风偏计算基本参数 获得导线应力方法：获得导线应力方法：1、查施工图设计中的应力表。2、采用状态方程式计算。3、根据施工图图纸中的导地线放线K值表进行换算。二、风偏计算基本参数式中：m、gm、tm 已知条件的应力、比载、温度 、g、t 待求条件的应力、比载、温度 线膨胀系数 E 弹性模量（N/mm2）代表档距(m)二、风偏计算基本参数 三、档距中导线风偏式中：电线应力（N/mm2）g1 电线自重比载（N/m.mm2）K K值（x10-4）利用施工图图纸中的放线K值表中数值反算相应温度下的导线应力。由于施工图中放线K值表中的数值是降温后对应温度的数值，因此
8、表中的温度减去K值表降温的度数，才是所求应力对应的实际温度。二、风偏计算基本参数档距中央的弧垂（最大）计算：三、档距中导线风偏电线风偏角计算：电线风偏角计算：式中：式中：电线风偏角（度）电线风偏角（度）g g1 1 电线自重比载（电线自重比载（N/mmN/mm2 2）g g4 4 风比载（风比载（N/mmN/mm2 2）三、档距中导线风偏风偏是风偏是导线弧垂导线弧垂以档距两侧导线悬挂点连线为轴旋转。以档距两侧导线悬挂点连线为轴旋转。电线上档距中央的弧垂（最大）计算：电线上档距中央的弧垂（最大）计算：式中：式中：f f 电线任意一点弧垂（电线任意一点弧垂（m m）g g1 1 电线自重比载（电线
9、自重比载（N/mmN/mm2 2）b b 电线应力电线应力 （N/mmN/mm2 2）g g1 1 电线自重比载（电线自重比载（N/mmN/mm2 2）L L 档距（档距（m m）h h 电线悬挂点高差（电线悬挂点高差（m m）高差角高差角 三、档距中导线风偏导线风偏计算中任一点对地弧垂计算：导线风偏计算中任一点对地弧垂计算：式中：式中：f f 电线任意一点弧垂（电线任意一点弧垂（m m）g g6 6 电线综合比载（电线综合比载（N/mmN/mm2 2）b b 电线应力电线应力 （N/mmN/mm2 2）g g1 1 电线自重比载（电线自重比载（N/mmN/mm2 2）距两侧杆塔的距离距两侧杆
10、塔的距离（m m）h h 电线悬挂点高差（电线悬挂点高差（m m）高差角高差角 三、档距中导线风偏绝缘子串风偏计算：绝缘子串风偏计算：式中：式中：P P 绝缘子串风压（绝缘子串风压（N N）L Lh h 水平档距（水平档距（m m）W W 绝缘子串重量（绝缘子串重量（N N）L Lv v 垂直档距（垂直档距（m m）S S 电线截面电线截面 （mmmm2 2）线路转角度数（度）线路转角度数（度）g g1 1 电线自重比载（电线自重比载（N/mmN/mm2 2）T T 相导线张力（相导线张力（N N）g g4 4 电线风压比载（电线风压比载（N/mmN/mm2 2）W WJ J 重锤重量（重锤重
11、量（N N）四、直线塔悬垂绝缘子串风偏绝缘子串风压计算：绝缘子串风压计算：式中：式中：P P 绝缘子串风压（绝缘子串风压（N N）V V 风速（风速（m/sm/s）n n 绝缘子片数绝缘子片数 单联串金具算单联串金具算1 1片，片，双联串算双联串算2 2片。片。四、直线塔悬垂绝缘子串风偏垂直档距计算：垂直档距计算：四、直线塔悬垂绝缘子串风偏式中：式中：L Lv v 垂直档距（垂直档距（m m）L Lh h 水平档距（水平档距（m m）电线应力电线应力 （N/mmN/mm2 2）g g1 1 电线自重比载（电线自重比载（N/mmN/mm2 2）h h1 1、h h2 2 计算杆塔两侧导线悬挂点高
12、差（计算杆塔两侧导线悬挂点高差（m m）l l1 1、l l2 2 计算杆塔两侧档距（计算杆塔两侧档距（m m）绝缘子串极限摇摆间隙圆图绘制需考虑的因素：绝缘子串极限摇摆间隙圆图绘制需考虑的因素：1、角钢及脚钉宽度一般取150mm。2、线夹出口处的弧垂（瓶口弧垂）与塔身宽度和计算塔两侧杆塔相 对位置有关。3、电气间隙应根据海拔高度进行修正。在在外外过过电电压压、内内过过电电压压及及正正常常工工作作电电压压情情况况下下，分分别别求求出出绝绝缘缘子子串串的的风风偏偏角角1 1、22、33，然然后后绘绘出出间间隙隙圆圆，如如右右图图所所示示，由由图图中中的的间间隙隙距距离离e1e1、e2e2、e3e
13、3，即即可可得得知知各各种种情情况况下下的的空空气气间间隙隙是否满足规程要求。是否满足规程要求。五、风偏校验方法为为便便于于设设计计验验算算，可可采采用用反反推推法法，先先利利用用已已知知参参数数，反反算算出出直直线线杆杆塔塔的的允允许许高高差差hh，再再在在定定位位中中进进行控制。行控制。五、风偏校验方法也也可可以以利利用用上上述述公公式式算算出出各各种种条条件件下下水水平平档档距距与与垂垂直直档档距距的的关关系系，画画出出摇摇摆摆角角临临界界曲曲线线，若若定定位位图图上上某某杆杆塔塔的的垂垂直直档档距距和和水水平平档档距距落落在在临临界界曲曲线线以以上上，说说明明摇摇摆摆角角在在安安全全范范围围以以内内，反反之之则则说说明明该该杆杆塔塔摇摇摆摆角角太在，存在安太在，存在安全风险。全风险。五、风偏校验方法1 1、调整杆塔位置；、调整杆塔位置；2 2、加高杆塔或更换塔型；、加高杆塔或更换塔型；3 3、加重锤（该方法慎用）；、加重锤（该方法慎用）；4 4、降低导线应力；、降低导线应力；5 5、采用其他绝缘子固定方式，如、采用其他绝缘子固定方式，如“V”V”型。型。六、摇摆角太大时解决方法
