架空电力线路导线应力弧垂计算

架空线的弧垂、线长及应力计算1 弧垂、线长计算架空线由于档距很大，材料的刚性影响可忽略不计，架空线的形状就像一条两端悬挂的柔软的索链。

所以，可以按悬链线进行计算其弧垂和线成，其方程为：弧垂 f = σ/g〔ch（gl/2σ）－1〕线长L = 2σ/g〔sh（gl/2σ）〕上二式写成级数形式展开后为：f = σ/g{〔1＋（L12g2/8σ2）＋（L14g4/38σ4）＋……〕－1}= （L12g/8σ）＋（L14g3/38σ3）＋……L = 2σ/g{（L1g/2σ）＋（L13g3/48σ3）＋（L15g5/3840σ5）＋……}= L1＋（L13g2/24σ2）＋（L15g4/1920σ4）＋……为了简化计算，工程上取f第一项计算弧垂，取L前二项计算线长（即用抛物线方程代替悬链线方程近似计算）：f = L12g/8σL = L1＋（L13g2/24σ2）= L1＋（8 f2/3 L1）式中，L1—档距，m；g —架空线的比载，N/m·mm2g = W/S其中，W —单位长度导线重量，N/m；S —导线截面积，mm2σ—架空线最低点应力（水平应力），N/mm2。

按上式计算的误差：当弧垂不大于档距的5%时，线长误差率小于15×10-4%。

几种情况弧垂计算：①在交叉跨越档距中一般需计算被跨越物上面任一点导线的弧垂f x，以便校验交叉跨越距离。

档距中任一点导线的弧垂按下式计算：f x = x（L1－x）g/2σ= 4 f x（1－x/L1）/L1式中，x—从悬挂点至计算坐标点的水平距离，m。

②在悬挂点具有高差的档距中架空线的计算需用斜抛物线法，即：L =（L1/cosφ）＋（L13g2 cosφ/24σ2）f = L12g/8σcosφf x = x（L1－x）g/2σcosφ式中，φ—高差角，φ = arc tg（h/L1）其中，h —高差；L1—档距。

2 应力计算①架空线任一点处的应力架空线各点所受应力的方向是沿架空线切线方向变化的，最低点处的应力称为水平应力，只要知道最低点应力，架空线上任一点的应力都可以用下式计算求得：σX= σ＋（f－f x）g式中，σX—架空线任一点处的应力，N/mm2；σ—架空线最低点应力（水平应力），N/mm2；f —架空线弧垂，m；f x—计算点导线的弧垂，m；g —架空线比载，N/m·mm2。

架空输电线路最⼤弧垂的判定计算应⽤图⽚部分点击放⼤阅读）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）》。

前⾯我们介绍的关系如下：▲相关计算关系图通过前⾯的介绍我们能求出各种⽓象条件下导、地线的垂直⽐载就知道过导、地线的垂直荷载（导、地线垂直⽐载、截⾯与垂直档距之积）、⽔平荷载（既风压荷载，导、地线⽔平⽐载、截⾯与⽔平档距之积）。

能求出各种⽓象条件下弧垂最低点处的应⼒，则我们就知道过导、地线的纵向荷载（最低点⽔平应⼒与导、地线与截⾯之积，通过此可以求出⾓度荷载，不平衡张⼒等，后期⼩编会陆续系统介绍）。

前⾯我们介绍的都是弧垂最低的⽔平应⼒，那导线上任何⼀点的应⼒呢，我们前⾯经常提到的弧垂最低的弧垂到底多少呢，我们导线上任意⼀点弧垂⼜是多少，计算弧垂是判断导线对线下的地⾯、建筑物或其他跨越物安全距离确定的参数之⼀。

通过前⾯⼩编的介绍我们知道应⼒随⽓象条件发⽣变化⽽变化，所以弧垂也会随⽓象条件发⽣变化⽽变化，那到底什么时候弧垂最⼤，对地⾯、建筑物或其他跨越物安全距离最⼩呢，本期专题⼩编就介绍怎么判断在什么⽓象条件下弧垂最⼤，最⼤值是多少，后续我们将陆续介绍怎么计算导、线档中、弧垂最低点⼏上任意⼀点的应⼒与弧垂。

2. 最⼤弧垂及计算我们架空输电线路中说的最⼤弧垂是指导、地线在⽆风⽓象条件下垂直平⾯内弧垂的最⼤值。

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、导线的单位荷载第二节导线的最大使用张力和平均运行张力一、导线的最大使用张力二、导线的平均运行张力第三节导线张力弧垂的精确计算一、导线的悬链线解析方程式二、导线的张力、弧垂与线长三、导线的允许档距和允许高差四、导线悬挂点等高时的张力弧垂计算五、架空线的等效张力（平均张力）第四节导线张力弧垂的近似计算一、导线的抛物线解析方程式二、导线的张力、弧垂与线长第五节水平档距和垂直档距一、水平档距和水平荷载二、垂直档距和垂直荷载第六节导线的状态方程式一、孤立档的状态方程式二、连续档的状态方程式和代表档距第七节临界档距一、用斜抛物线状态方程式求临界档二、用临界档距判别控制条件所控制的档距范围第八节导线张力弧垂计算步骤第九节导线应力弧垂分析一、导线和地线的破坏应力与比载二、导线的悬链线公式三、导线应力弧垂的近似计算四、水平档距和垂直档距五、导线的斜抛物线状态方程式六、临界档距第三章特殊情况导线张力弧垂的计算第一节档距中有一个集中荷载时导线张力弧垂的计算一、档距中有一个集中荷载的弧垂和张力二、导线强度及对地或交叉跨越物距离的校验第二节孤立档导线的计算一、耐张绝缘子串的单位荷载二、孤立档导线的张力和弧垂三、孤立档的临界档距第三节导线紧线时的过牵引计算一、紧线施工方法与过牵引长度二、过牵引引起的伸长和变形三、不考虑耐张绝缘子串的导线过牵引计算四、孤立档考虑耐张绝缘子串的导线过牵引计算第四节连续倾斜档的安装计算一、连续倾斜档导线安装时的受力分析二、连续倾斜档观测弧垂的确定三、悬垂线夹安装位置的调整四、地线的安装第五节耐张绝缘子串倒挂的校验第六节悬垂线夹悬垂角的计算第四章导线和地线的防振计算第一节防振锤和阻尼线一、防振锤的安装二、阻尼线的安装第二节分裂导线的防振第五章架空线的不平衡张力计算第一节刚性杆塔固定横担线路不平衡张力的计算一、线路产生不平衡张力时的几种关系二、不均匀覆冰或不同时脱冰时的不平衡张力求解方法三、断线张力求解方法四、导线从悬垂线夹松落时的不平衡张力第二节固定横担线路考虑杆塔挠度时不平衡张力的计算一、线路产生不平衡张力时的几种关系二、不均匀覆冰或不同时脱冰时考虑杆塔挠度的不平衡张力求解方法三、考虑杆塔挠度时的断线张力求解方法第三节转动型横担线路断线张力的计算一、断线张力的求解方程二、断线张力的计算机试凑求解方法第四节相分裂导线不平衡张力的计算一、计算分裂导线的不平衡张力的公式二、计算公式中几个参数的取值与计算三、不平衡张力的求解方法四、用Excel工作表进行计算的方法第五节地线支持力的计算一、电杆的刚度和刚度系数二、电杆的挠度三、地线支持力的计算四、地线支持力的计算机试凑求解方法第六章架空线弧垂观测计算第一节弧垂观测概述一、观测档的选择二、导线初伸长的处理三、弧垂的观测方法四、弧垂的调整与检查五、观测弧垂时应该注意的问题第二节均布荷载下的弧垂的观测参数计算一、用悬链线法求弧垂观测参数二、弧垂观测角的近似计算公式三、用异长法和等长法观测弧垂时a、b与弧垂f的关系第三节观测档内联有耐张绝缘子串时弧垂的观测参数计算一、观测档弧垂的计算公式二、用等长法和异长法观测弧垂三、用角度法观测弧垂架空线常用计算公式和应用举例 安岳供电公司 李荣久第一章 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、导线型式常用导线的型号和名称如表1-1-1。

第二章 导线张力(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导线的机械物理特性，一般指破坏张力、弹性系数、热膨胀系数。

(一) 导线的破坏张力对导线作拉伸试验，将测得瞬时拉断力。

利用多次测量结果，可以建立一组经验公式来计算导线的瞬时拉断力。

考虑到施工和运行中导线接头、修补等因素，设计用导线破坏张力取其实测或计算瞬时拉断力T p 的95%，即 T ps =0.95T p （2-1-1） 式中 T p —导线的瞬时拉断力，N ；T ps —导线的破坏张力，N 。

（二）导线的弹性系数物体的弹性系数也称为弹性模量。

导线的弹性系数是指在弹性限度内，导线受拉力作用时，其应力与相对变形的比例系数，通过试验得出的应力-应变曲线确定，可表示为Tl T E A l A σεε===∆ （2-1-2）式中 T —导线拉力，N ；l 、Δl —导线的原长和伸长，m ；σ—导线的应力，即单位截面的张力，σ=T/A ，N/mm ²； ε—导线的相对变形，ε=Δl/l ； A —导线的截面积，mm ²； E —导线的弹性系数，N/mm ²。

钢芯铝绞线的弹性系数按下式近似计算1s Al E mE E m+=+ （2-1-3）式中 E Al 、E s 、E —分别为铝、钢和综合弹性系数，N/mm ²，E s =190000 N/mm ², E Al =55000 N/mm ²；m =A Al /A s —铝对钢的截面比m =A Al /A s 。

（三）导线的热膨胀系数导线温度升高1℃所引起的相对变形，称为导线的热膨胀系数，可表示为 /t αε=∆ （2-1-4） 式中 ε—温度变化引起的导线相对变形，ε=Δl/l ；Δt —温度变化量，℃；α—导线的热膨胀系数，1/℃。

钢芯铝绞线的热膨胀系数的计算式为s s Al Al s Al E m E E mE ααα+=+ （2-1-5）式中 αAl 、αs 、α—分别为铝、钢和综合热膨胀系数，1/℃。

[架线]导地线各种弧垂的含义及计算方法（附计算表格），彻底弄懂弧垂01-导地线各种弧垂的含义弧垂，又叫弛度，行业外叫“挠度”。

一般定义为：导线悬挂曲线上任意一点到两侧悬挂点连线之间的垂直距离（即任意点弧垂）。

在工程设计、施工、运行中，涉及到观测弧垂、竣工弧垂、平视弧垂（分小平视弧垂和大平视弧垂）、任意点弧垂、最大弧垂、中点弧垂和百米弧垂等诸多术语。

我们施工平时常用的弧垂，有观测弧垂、竣工弧垂、百米弧垂。

为方便初学者使用，将各种弧垂的含义逐一解释如下。

1）观测弧垂，就是某一温度下，现场观测时需要达到的弧垂。

高差不大的情况下，观测弧垂=竣工弧垂，只有连续倾斜地形工况下，才需要区分观测弧垂和竣工弧垂。

施工时，需要根据设计图纸要求，先计算竣工弧垂，然后根据计算出来的竣工弧垂，进一步计算出观测弧垂和线夹安装位置调整值（俗称“爬山值”）。

当导地线弧垂稳定达到观测弧垂时，停止紧线，开始进行附件安装，直线塔附件安装时，需要对线夹安装位置进行调整，也就是说线夹安装的位置不一定是导线与滑车的中心，正常线夹安装完毕，悬垂串应呈竖直状态，各档的弧垂由观测弧垂值变成竣工弧垂值。

观测弧垂、紧线弧垂、施工弧垂，基本上都是同一个意思。

孤立档的观测弧垂，在以前，孤立档或构架档紧线，是一端挂好耐张瓷瓶串，然后在另一端不带瓷瓶串紧线，弧垂紧到设计所规定的紧线弧垂时，再将耐张瓷瓶串挂到导线上，由于瓷瓶串自重比载往往比导线重很多，弧垂会发生变化。

紧线完毕挂耐张串前的弧垂，称之为观测弧垂、紧线弧垂或施工弧垂，两侧瓷瓶串均安装完毕后的弧垂，叫竣工弧垂。

如今的紧线施工工艺，是两端均带瓷瓶串紧线，其中一端事先压接完毕，另一端通过卡线器、钢丝绳短套临时与瓷瓶串金具连接，紧线完毕画印、断线压接，然后过牵引挂到金具上，弧垂直接定型，直接达到竣工弧垂。

2）竣工弧垂，附件安装完毕之后的弧垂值，是与观测弧垂、紧线弧垂、施工弧垂相对而言的。

通过上面观测弧垂的阐述，相信大家已经有了初步的理解。

导线的通用应力弧垂曲线图安岳供电公司 李荣久编制一、通用应力弧垂曲线图绘制方法只要导线的弹性系数E 、热膨胀系数α、自重比载g 1相同，就可以用同一幅应力弧垂通用曲线图。

城镇架空配电线路的档距一般不超过50m ，通常都不设计拉线而以能承受较大张力的杆塔作为转角和终端杆塔。

导线的最大设计应力一般不是由其基本安全系数而是由杆塔能承受的许用张力控制，因此每一种导线的最大设计应力都不是固定的。

在这种情况下，用应力弧垂通用曲线就有突出的优点。

1. 应力曲线。

计算公式为221()24g E nl y σσ=- ，以y 为纵坐标，nl 为横坐标，并给σ以选定值和以nl 为自变数，便可绘制出很多nl 与y 的关系曲线，即应力曲线群。

2. 弧垂曲线。

计算公式为 2212()8()83()g nl E nf y nf nl =-，同样，给定nf 以各种值，便可绘制出nl 与y 的关系曲线，即弧垂曲线群。

3. 温差尺。

温差尺的计算式为 ()x b y E t t E t αα=-=∆，以Δt 等于5或10的倍数值代入式中求得y 值，以此y 值为坐标画横线，即得温差尺线群。

式中 E —导线的弹性系数，N/mm 2；α—导线的热膨胀系数，1/℃；g 1—导线的自重比载， N/ m. mm 2；σb 、σx —分别为控制气象条件和待求气象条件的导线应力，N/mm 2，g b 、g x — 分别为控制气象条件和待求气象条件的比载，N/ m. mm 2，n —比载比率，n = g/ g 1，g 根据计算气象条件选用g 6或g 7，n b = g b / g 1, n x = g x / g 1；t b 、 t x —分别为控制气象条件和待求气象条件的气温，℃；l —导线的代表档距，m 。

二、使用方法1. 确定控制条件。

在有覆冰地区，最低气温、覆冰和最大风速气象条件都可能为控制条件，在最大使用应力确定后，可以用前面计算临界档距的方法确定控制条件及其控制范围，也可以在图中直接查找某一代表档距的控制条件。

配网线架空线路导线应力弧垂计算软件简介（使用说明书）一、概述1、软件研发背景架空线路应力弧垂其电气距离计算是架空线路设计和线路运行分析必不可少的计算工作，目前配网架空线路这方面的计算工具还只能借用主网的有关软件，但该软件对配网来说还存在一定的局限性，比如不能计算配网线路孤立档弧垂、不能验算线间距离，并且该软件操作对于配网线路过于复杂，应用不广，很难解决孤立档杆塔选型和大档距杆型设计计算等问题，只能用excel表格进行手工计算，计算很繁琐，且容易出错。

本软件是旨在解决设计过程中“效率低、出错率高”等问题而研究开发的计算软件。

现已广泛应用于配网架空线路各种工况下的导线应力弧垂特性、架线弧垂、孤立档计算及导线线间距离计算中，为10kV配网架空线路设计了提供一个高效、便捷而又轻松的设计计算平台。

2本软件的最大特点本软件的最大特点是操作简单方便，计算快速准确，不易出错。

本软件只需进行简单设计输入，选择导线型号和气象条件等几个参数，确定后即可根据自己的需要自动进行计算并将计算结果导出到excel表中，整个过程几分钟。

是一套真正适用于配网的架空线路导线力学计算的软件。

3本软件的应用场境：（1）架空线路施工图设计中①导线架线弧表图。

有些特殊设计，无标准图可套用时，就必需用软件计算才可。

②孤立档杆塔选型强度计算。

孤立档导线张力与连续档张力差较大。

孤立档杆塔承若较大的张力差。

杆塔强度计算时需考虑该差值。

③特殊设计时，大档距杆塔线间距离验算。

档距较大时，需验算杆塔横担的长度需满足档距中央线间距离的要求。

1.架空线运行事故分析。

根据导线的张力性计算，可得出不同工况下的导线张力和弧垂特性，为事故分析提供可靠的技术支持。

二. 使用说明1、运行环境1）、操作系统：32位或64位XP、win7操作系统。

2 ）、支持软件：VB6.0、office2007及以上版本、Autocad20082、安装和初始化将压缩文件dxlxjs.zip解压到c盘根目录下即可。

35kV线路弧垂计算与观测1 概述峨山化念至新平县城35kV高压输电线路是笔者参与测量、设计、施工、架设的一条地方线路。

线路全长20．4km，架设导线为LGJ－70钢芯铝绞线，线路设计输送容量，电压降Δu按10％计，P＝7834kW。

线路设计投资为33．42万元（每公里线路投资为1．64万元）。

线路穿越的地区为0类气象区，设计采用的技术参数为：最低气温t n＝－5℃，最高气温t m＝40℃，导线最低温度时的比载g n＝3．468×10－3kg／m·mm2，导线最大荷载（风速V＝25m／s）的比载g m＝6．696×10－3kg／m·mm2，导线膨胀系数α＝19．20×10－6（1／℃），导线弹性模量E＝8．25×103kg／mm2，αE=0.1584,E/24=343.8,导线设计使用应力σm＝10kg／mm2，平均应行应力σc＝7kg／mm2。

全线路共分13个耐张段，架设杆塔55基，其中，A型转角杆12基，上型杆27基，П型杆11基，三联杆3基，圆钢酒杯型铁塔2基。

本工程在设计和施工过程中，从勘测规划到测量设计、立杆架线、弧垂观测等，各个环节都严格按设计和施工规范把关。

工程竣工后，经玉溪供电所技术人员现场验收，线间距离、弧垂、对地距离等各项技术指标均已达到送变电工程技术规范要求，并对所作的工作给予了充分的肯定和高度评价。

2 线路观测弧垂计算线路观测弧垂计算按线路中所设耐张段逐段进行，计算程序是根据各耐张段内实测的各杆位间的水平档距，悬点交差，算出代表档距（规律档距）L np，而后再按状态方程式求解出各耐张段不同温度时的导线工作应力σn，最后选定观测档，算出不同温度时的观测弧垂f及观测角θ，供紧线时查用。

2．1 代表档距L np的计算各耐张段内代表档距L np、工作应力σn、弧垂f np的计算草图如图1所示。

代表档距L np分平地和山地两种情况计算，计算式如下：3）计算实例新平属山区县，L np按山地计算式计算，以第13耐张段为例，L np计算成果见表1。

架空输电线路电线拉力&弧垂理论基础李叔昆编2012年3月目录一、电线上的荷载二、悬链线方程式三、档距中的弧垂与线长四、大气条件变化时电线中的应力与弧垂的变化――状态方程式五、临界档距六、临界温度七、状态方程式的求解八、电线力学特性表及安装表的计算九、悬点不等高时档距中的应力、弧垂与线长十、孤立档导线的应力和弧垂架空线路的电线悬于大自然界空气中，要遭受外加荷载的作用，如冰雪、风，使电线的拉力发生变化。

外加荷载的作用是不均匀的，一般在计算中假定荷载的分布是均匀的。

在计算中，表明荷载的方式是比载（或单重）。

即单位长度（1m），单位截面（1mm2），电线上的负荷（kg）。

或采用单位长度上的荷载kg/m 。

比载的分类及计算公式：1) 电线自重比载g1g1＝W/S kg/m· mm2式中W－电线单重，（kg/m）;S－电线截面，（mm2）。

2) 冰层比载g2（当冰层比重为0.0009kg/cm3时）g2＝0.00283b（d+b）/S kg/m· mm2式中b－电线上冰层厚度，（mm）;d－电线直径，（mm）。

或g2＝Πb（d+b）γ0/1000S kg/m· mm2式中γ0－电线上冰比重，（kg/cm3）；Π－3.1416。

3 )电线自重加冰重比载g3g3＝g1+g2 kg/m· mm2 4) 作用于电线上风压的比载g4g4＝0.0000636dV2/S kg/m· mm2式中V－风速，（m/S）。

5) 有冰时作用于电线上风压的比载g5g5＝0.0000636V2(d＋2b)/S kg/m· mm2 6) 电线自重与风压综合比载g6g6＝√(g12+g42) kg/m· mm2 7) 电线自重与冰、风压综合比载g7g7＝√(g32+g52) kg/m· mm2◎如图，沿线荷载均匀分布，比载为g 的电线，悬挂于A B 两点之间，所形成的曲线称为悬链线。

架空导线的机械物理特性、应力及安全系数有关计算架空导线的机械物理特性，与线路设计密切相关的主要是弹性系数、线性温度膨胀系数、抗拉强度极限（瞬时破坏应力）以及抗弯强度。

由于钢芯铝绞线是常用的架空线，其结构也比较复杂，故作重点介绍，其它类型架空线的机械物理特性可类似研究得到。

一、钢芯铝绞线的综合弹性系数钢芯铝绞线的弹性系数E，指的是在弹性限度内，导线受拉时，其应力与应变的比例系数。

计算方法如下：二、钢芯铝绞线的线性温度膨胀系数钢芯铝绞线的线性温度膨胀系数，指的是温度升高1℃时其单位长度的伸长量。

计算方法如下：三、钢芯铝绞线的瞬时破坏应力架空线在均匀增大的拉力作用下，缓慢伸长至拉断，此时的拉力称为拉断力。

对于钢芯铝绞线来说，拉断力由钢部和铝部共同承受，为二者的综合拉断力。

影响综合拉断力的因素主要有:（1）铝和钢的机械性能不同，铝的延伸率远低于钢的延伸率。

当铝部被拉断时，钢部的强度还未得到充分发挥，通常认为此时钢线的变形量为1%左右。

（2）绞合后单线与整体绞合线轴线间存在扭绞角，综合拉断力是各单线拉断力在轴线方向的分力构成。

（3）各层单线之间的应力分布不均匀。

（4）相邻两层单线间存在正应力和摩擦力。

抗拉强度（瞬时破坏应力）是指导线的计算拉断力与导线的计算截面积的比值。

对导线做拉伸试验，将测得的瞬时破坏拉断力除以导线的截面积，就得到瞬时破坏应力，即四、架空线的许用应力架空线的许用应力是指架空线弧垂最低点所允许使用的最大应力，工程中称之为最大使用应力，计算公式如下：五、架空线的安全系数影响安全系数的因素很多，如悬挂点的应力大于弧垂最低点的应力，补偿初伸长需增大应力，振动时产生附加应力而且断股后架空线强度降低，因腐蚀、挤压损伤造成强度降低以及设计、施工中的误差等等。

各因素对架空线许用应力的影响程度示于下表。

最小安全系数值公式：k=(1+k1+k2+k3+k6+k7)/(1-k4-k5)由上表可以看出，即使不考虑悬挂点附加弯曲应力和振动时的附加动应力的影响，最小安全系数也要求达到1.86。

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=1.2α——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。

架空线路导线弧垂设计1、基本概念导线弧垂的一般定义是指在同一条导线上相邻两基杆塔上导线悬挂点之间的连线与导线最低点之间的垂直距离，称为该档导线的弧垂，用f表示。

导线上任意一点与悬挂点连线的垂直距离称为任意点的弧垂。

fx表示。

若相邻两杆塔悬挂点高差不等时，则弧垂f1、f2分别为悬挂点至导线最低点的垂直距离。

通常所说的“弧垂”是指在档距中点至悬挂点连线的垂直距离，若无特殊说明，即是此弧垂；档距是指相邻两杆塔之间的水平距离，用l表示。

弧垂的大小是否符合设计和使用要求，关系到线路能否安全运行的重要因素。

如果导线弧垂过小，将使导线的运行应力过大以及杆塔受力增加，安全系数降低，容易引起导线断股、拉断导线或倒杆塔事故。

如果弧垂过大，为保证带电导线的对地安全距离，在档距相同的条件下，就必须增加杆塔高度或在相同杆塔高度的条件下缩小档距，结果使线路建设投资成倍增加，同时，在线间距离不变的条件下，增大弧垂也就增加了运行中发生相间短路事故的机会。

所以，对新投入运行以及运行后的线路都要进行弧垂观测和及时调整弧垂，以满足设计和使用要求。

弧垂的大小与档距、温度、导线比载和应力等因素有关。

2.弧垂和应力的关系导线应力是指导线单位横截面积上的内力。

因导线上作用的荷载是沿导线长度均匀分布的，所以在同一档距内，沿导线长度上各点的应力是不相等的，导线悬挂点处的应力最大，导线最低点处的应力最小，但各点应力的方向都是沿导线上各点的切线方向。

因此，一档导线中其最低点应力的方向应是水平的。

在导线弧垂和应力的计算中，除特别说明外，所说的导线应力是指档距中导线最低点的水平应力，用符号表示。

导线应力与弧垂的关系为：弧垂越大，应力越小，但安全系数增加；反之，弧垂越小，应力越大，机械安全性降低。

因此，从导线强度安全角度考虑，应加大弧垂，从而减小应力，以提高安全系数。

在设计线路时，一般是在导线机械强度允许的范围内，尽量减小弧垂，从而最大限度地利用导线机械强度，又降低了杆塔高度，做到既经济合理又运行安全。

导线安装曲线弧垂计算公式导线的安装是电力输电线路中非常重要的一环，而曲线弧垂计算则是导线安装中的关键步骤之一。

曲线弧垂是指在输电线路中，由于线路跨越的地形起伏或者因为线路需要设计成曲线，导致导线在空中呈现出一定的曲线状态。

正确计算曲线弧垂对于保证输电线路的安全运行和延长线路使用寿命具有非常重要的意义。

在进行曲线弧垂计算时，需要考虑导线的张力、弧垂、风荷载等因素，而为了简化计算过程，通常会采用一些公式来进行计算。

下面我们将介绍一些常用的导线安装曲线弧垂计算公式。

1. 弧垂计算公式。

弧垂是指导线在两个支柱之间的垂直下垂距离，通常用字母h表示。

在实际计算中，可以采用以下的公式来计算导线的弧垂：h = (L^2/8d) + (d/2)。

其中，h为导线的弧垂，L为两个支柱之间的距离，d为导线的水平跨距。

这个公式是根据导线的张力和重力平衡条件推导出来的，可以较为准确地计算出导线的弧垂。

2. 导线张力计算公式。

在计算曲线弧垂时，需要首先计算出导线的张力，然后再根据张力来计算弧垂。

导线的张力与导线的水平跨距、风荷载、导线本身的重量等因素有关。

常用的导线张力计算公式包括：T = W + (V^2/2g) + (FW)。

其中，T为导线的张力，W为导线的单位长度重量，V为风速，g为重力加速度，F为风载体型系数。

这个公式是根据导线受到的重力、风荷载和张力平衡条件推导出来的，可以用来计算导线在不同工况下的张力。

3. 风压计算公式。

风荷载是导线安装中需要考虑的重要因素之一，而风压是计算风荷载的基本参数之一。

在导线安装曲线弧垂计算中，可以采用以下的风压计算公式：P = 0.625 ρ V^2。

其中，P为单位面积的风压，ρ为空气密度，V为风速。

这个公式是根据空气动力学的基本原理推导出来的，可以用来计算不同风速下的风压。

4. 风载体型系数计算公式。

在计算导线的张力时，需要考虑导线受到的风荷载，而风载体型系数是计算风载的重要参数之一。

配网线架空线路导线应力弧垂计算软件简介（使用说明书）一、概述1、软件研发背景架空线路应力弧垂其电气距离计算是架空线路设计和线路运行分析必不可少的计算工作，目前配网架空线路这方面的计算工具还只能借用主网的有关软件，但该软件对配网来说还存在一定的局限性，比如不能计算配网线路孤立档弧垂、不能验算线间距离，并且该软件操作对于配网线路过于复杂，应用不广，很难解决孤立档杆塔选型和大档距杆型设计计算等问题，只能用excel表格进行手工计算，计算很繁琐，且容易出错。

本软件是旨在解决设计过程中“效率低、出错率高”等问题而研究开发的计算软件。

现已广泛应用于配网架空线路各种工况下的导线应力弧垂特性、架线弧垂、孤立档计算及导线线间距离计算中，为10kV 配网架空线路设计了提供一个高效、便捷而又轻松的设计计算平台。

2本软件的最大特点本软件的最大特点是操作简单方便，计算快速准确，不易出错。

本软件只需进行简单设计输入，选择导线型号和气象条件等几个参数，确定后即可根据自己的需要自动进行计算并将计算结果导出到excel表中，整个过程几分钟。

是一套真正适用于配网的架空线路导线力学计算的软件。

3本软件的应用场境：（1）架空线路施工图设计中①导线架线弧表图。

有些特殊设计，无标准图可套用时，就必需用软件计算才可。

②孤立档杆塔选型强度计算。

孤立档导线张力与连续档张力差较大。

孤立档杆塔承若较大的张力差。

杆塔强度计算时需考虑该差值。

③特殊设计时，大档距杆塔线间距离验算。

档距较大时，需验算杆塔横担的长度需满足档距中央线间距离的要求。

（2）架空线运行事故分析。

根据导线的张力性计算，可得出不同工况下的导线张力和弧垂特性，为事故分析提供可靠的技术支持。

二. 使用说明1、运行环境1）、操作系统：32位或64位XP、win7操作系统。

2 ）、支持软件：VB6.0、office2007及以上版本、Autocad20082、安装和初始化将压缩文件dxlxjs.zip解压到c盘根目录下即可。

架空线的弧垂、线长及应力计算1 弧垂、线长计算架空线由于档距很大，材料的刚性影响可忽略不计，架空线的形状就像一条两端悬挂的柔软的索链。

所以，可以按悬链线进行计算其弧垂和线成，其方程为：弧垂 f = σ/g〔ch（gl/2σ）－1〕线长L = 2σ/g〔sh（gl/2σ）〕上二式写成级数形式展开后为：f = σ/g{〔1＋（L12g2/8σ2）＋（L14g4/38σ4）＋……〕－1}= （L12g/8σ）＋（L14g3/38σ3）＋……L = 2σ/g{（L1g/2σ）＋（L13g3/48σ3）＋（L15g5/3840σ5）＋……}= L1＋（L13g2/24σ2）＋（L15g4/1920σ4）＋……为了简化计算，工程上取f第一项计算弧垂，取L前二项计算线长（即用抛物线方程代替悬链线方程近似计算）：f = L12g/8σL = L1＋（L13g2/24σ2）= L1＋（8 f2/3 L1）式中，L1—档距，m；g —架空线的比载，N/m·mm2g = W/S其中，W —单位长度导线重量，N/m；S —导线截面积，mm2σ—架空线最低点应力（水平应力），N/mm2。

按上式计算的误差：当弧垂不大于档距的5%时，线长误差率小于15×10-4%。

几种情况弧垂计算：①在交叉跨越档距中一般需计算被跨越物上面任一点导线的弧垂f x，以便校验交叉跨越距离。

档距中任一点导线的弧垂按下式计算：f x = x（L1－x）g/2σ= 4 f x（1－x/L1）/L1式中，x—从悬挂点至计算坐标点的水平距离，m。

②在悬挂点具有高差的档距中架空线的计算需用斜抛物线法，即：L =（L1/cosφ）＋（L13g2 cosφ/24σ2）f = L12g/8σcosφf x = x（L1－x）g/2σcosφ式中，φ—高差角，φ = arc tg（h/L1）其中，h —高差；L1—档距。

2 应力计算①架空线任一点处的应力架空线各点所受应力的方向是沿架空线切线方向变化的，最低点处的应力称为水平应力，只要知道最低点应力，架空线上任一点的应力都可以用下式计算求得：σX= σ＋（f－f x）g式中，σX—架空线任一点处的应力，N/mm2；σ—架空线最低点应力（水平应力），N/mm2；f —架空线弧垂，m；f x—计算点导线的弧垂，m；g —架空线比载，N/m·mm2。