第四章 导、地线设计
4.1导线设计 4.1.1导线的设计
本次设计针对陕西省榆林市神木县柠条煤矿，参考本线路经过的地区已有线路的运行经验和当地的气象条件，选用全国典型气象区西北IV区：
表4-1 全国典型气候IV区 项 目 气象区 最高气温 最低气温 大气 温度 （℃） 安 装 内过电压 外过电压 覆 冰 安 装 风 速 （米/秒） 内过电压 外过电压 最大风速 年平均雷暴日（日/年） 覆冰冰厚（mm） 10 12.5 25 40 5 最高气温 最低气温 年平均气温 年平均气温 覆 冰 西北IV级气象区 +40 -20 +10 -5 -10 +10 +15 -10 10 0 0 0
7
4.1.2导线的选择
如何选择线路导线截面时电力网设计中的一个重要问题。线路的能量损耗同电阻成正比，增大导线截面可以减少能量损耗。但是线路的建设投资却导线截面积的增大而增加。综合考虑这两个相互矛盾的因素，采用按经济电流密度选择导线截面，这样可以使线路运行有最好的经济效果。
根据资料显示，本次设计中的35kV变电站容量为31.5MWA，根据公式可以计算出其最大负荷电流：
ImaxP31.5?103???519.63A
3U1.732?35根据查得最大负荷利用小时数典型值，取最大负荷利用小时数5000h以上。查表得
2(A/mm) 经济电流密度J=1.75
经济截面S?Imax519.63??296.9mm2 J1.75查表选取LGJ-240/30型导线，其标准截面积275.96mm2
校验安全载流量：查得LGJ-240/30在导线温度90℃时，载流量为645A。导线LGJ-240/30型满足要求。
机械强度校验：根据规定35kV线路最小允许截面为35mm2，导线LGJ-240/30型满足机械强度要求。
按照经济电流密度选择导线，本段线路选用LGJ-240/30型钢芯铝绞线作为本次设计的导线。
表4-2 LGJ-240/30参数表
根数/直径 导、地线型号 铝芯 LGJ-240/30 24/3.6 计算截面计算重 安全系数计算拉断外径mm mm Kg/Km （K） 力(N) 钢芯 7/2.4 275.96 21.6 922.2 2.8 75620 最大设计年平均运应力行应力(MPa) (MPa) 92.97 65.08 4.1.3 导线的比载
4.1.3.1 自重比载：
8
g1=
9.807G9.807?922.2=?10?3=32.773?10?3 A275.934.1.3.2 冰重比载：
27.728b(d?b)27.728?5?(21.6?5)g2??10?3??10?3?13.354?10?3 A275.964.1.3.3垂直总比载：
g3?g1?g2?32.773?10?3?13.354?10?3?46.127?10?34.1.3.4 无冰风压比载：
表4-3 各种风速下的风速不均匀系数a取值表
设计风速（m/s） 20以下 1.0 35及以上 0.70
20-30 0.85 30-35 0.75 ? 2（1）当v?10，?F?1.0，c=1.1时g4(10)?0.613??Cdv10?10?3?0.613?1.0?1.1?21.6?10?3?5.274?10?3 A275.96222
（2）当v?15，?F?1.0，c=1.1时
v15?10?3?0.613?1.0?1.1?21.6?10?3?11.875?10?3 A275.96(3)当v?25,aF?0.85,c?1.1时g4(15)?0.613??Cdg4(25)?0.613??Cdv25?10?3?0.613?0.85?1.1?21.6?10?3?20.039?10?3 A275.9622
4.1.3.5 覆冰时的风压比载：
由覆冰时风速v=10m/s, 查表得?=1.0,而且C=1.2：
v2102?3g5?0.613??C(d?2b)?10?0.613?1.0?1.2?(21.6?2?5)?10?3?8.423?10?3 A275.964.1.3.6 无冰有风时综合比载：
g6(10)?g1?g4(10)?32.7732?5.2742?31.196?10?322
g6(15)?g1?g4(15)?32.7732?11.8752?34.895?10?322 9
g6(25)?g1?g4(25)?32.7732?20.0392?38.415?10?34.1.3.7 有冰有风时的综合比载：
g7?22
g3?g5?46.1272?8.4232?46.890?10?322
4.1.4计算临界档距，判断控制气象
4.1.4.1 导线的允许控制应力:
TpKA?75620?109.61 2.5?275.96?0.25?75620?65.51 275.96?m??m?0.25TpA表4-4 可能成为条件排列表 条件 气象条件 最低气温 最大应力 (N/mm2) 比载 （MPa/m） 32.773?10?3温度 （?C） g/δ比值 （1/m） 编号 109.61 -20 0.299?10?30.350?10?30.428?10?30.500?10?3 A 最大风 109.61 38.415?10?3 -5 B 覆冰 109.61 46.890?10?3 -5 C 年均气温 65.51 32.773?10?3 +10 D 4.1.4.2 计算临界档距并判断控制气象
24(?m??n)?24?(tm?t)lcr?Egg(m)2?(n)2?m?n
?6查表得LGJ-240/30导线的弹性系数E=72570，线膨胀系数为20×10
10
lcrAB?24(109.61?109.61)?24?20?10?6(?20?5)72570?215.32 32.773?10?3238.415?10?32()?()109.61109.61
lcrAC?24(109.61?109.61)?24?20?10?6(?20?5)72570?217.52?3?3 32.773?10246.890?102()?()109.61109.61
lcrAD?24(109.61?65.51)?24?20?10?6(?20?10)72570?虚数 32.773?10?3232.773?10?32()?()109.6165.51
lcrBC?24(109.61?109.61)?24?20?10?6(?5?5)72570?0?3?3 38.415?10246.890?102()?()109.61109.6124(109.61?65.51)?24?20?10?6(?5?10)72570?虚数 46.890?10?3232.773?10?32()?()109.6165.51
lcrCD?
表4-5 有效临界档距判别表
A lAB?215.32lAC?217.52B C lCD?虚数lBC?0lBD? lCD?虚数 11