1、8 章 案例题讲解【案例一 8】某 10 kV 架空配电线路采用钢筋混凝土电杆、铁横担、钢芯铝绞线，直线杆采用针式绝缘子，耐张杆采用悬式绝缘子串。请解答下列线路导线力学计算中的问题。1、假定某杆塔两侧档距分别为 90m 和 110m，对应的高差角分别为15o 和 20o，计算杆塔的水平档距。（A）95m （B）100m （C）105m （D）110m答案【 A 】解答过程：依据钢铁手册 （上）P1064 式 21-14：95.15 m20cos/15cos/902cos/s/21hll【延伸】 1）杆塔的水平档距 lh用于计算杆塔承受的水平风荷载。如高差小或不需要准确计算时： 。21l2）连续
2、档的代表档距（不考虑悬挂点高差时） ，可按P1058 式 21-11 计算： nr llll .213332、一般情况下导线弧垂最低点的应力不应超过破坏应力的 40%，当导线弧垂最低点的应力为破坏应力的 40%时，说明导线悬挂点的最大应力可为哪项数值。（A）34% B）38% （C）44% （D）48%答案【 C 】解答过程：依据钢铁手册 （上）P1064 之 21.3.7， “悬挂点应可较弧垂最低点应力高 10%，即不超过破坏应力的 44%。 ”【说明】如果某档档距很大，导线悬挂点应力达到 44%破坏应力时，则此档距称为极大档距。3、假定导线的破坏应力为 260.29 N/ mm2，计算该导
3、线最大使用应力。（A）65.07 N/ mm 2 （B）74.37 N/ mm 2（C）86.76 N/ mm 2 （D）104.12 N/ mm 2答案【 D 】解答过程：依据 GB50061-1997 的 4.2.3 条，导线或地线的最大使用应力，不应大于绞线瞬时破坏张力的 40%，即260.290.4=104.12 N/ mm2。【评论】题中四个选项所对应的安全系数依次为 4、3.5、3、2.5；考点就是取安全系数。鉴于题中未给出线路路径的其他条件（如是否在厂区或居民区之类） ，安全系数按最低允许值取 2.5。依据钢铁手册 （上）P1065 式 21-17，导线的安全系数不应小于 2.5
4、，则： 104.12 N/ mm2。5.2960Fpm【案例二 9】某 35kV 架空线采用钢筋混凝土电杆、铁横担、钢芯铝绞线。1、在架空线力学计算中，下列关于导线比载的表述，哪一项是正确的？（A）导线上每米长度的荷载折算到单位截面上的数值（B）导线上每米长度的荷载（C）导线单位截面上的荷载（D）长度为代表档距的导线上的荷载折算到单位截面上的数值答案【 A 】解答过程：依据钢铁手册 （上）P1057，电线荷载折算到单位长度、单位截面上的数值，称为比载。2、已知该线路设计气象条件和导线的物理参数如下：导线单位长度质量 pl=0.6kg/m 导线截面 A=170mm2导线直径 d=17mm 覆冰厚
5、度 b=20mm重力加速度 g=9.8m/s2请计算导线的自重加冰重比载 3 与下列哪项最接近？（单位为N/(m.mm2)。 ）（A）12810 -3 （B）15010 -3（C）600010 -3 （D）2056010 -3答案【 B 】解答过程：依据同上，按表 21-23 的公式计算：3213 101708.924.39078.6 gAdbgpl=0.0346+120.5510-3=15510-3 N/(m.mm2)3、已知某杆塔相邻两档等高，档距分别为 120m 和 100m,电线截面 A=170mm2，出现灾害性天气时的比载 5=10010-3 N/(m.mm2)。请计算此时一根导线施
6、加在杆塔上的水平荷载最接近哪项?（A）500N （B）1000N（C）1500N （D）2000N答案【 D 】解答过程：依据钢铁手册 （上）P1064:水平档距 110m21021llh水平荷载 1870N357AF【案例三 1】综合题中的三小题：1、在架空电力线路的导线力学计算中，如果用 n 表示比载（下角标代表导线在不同条件下） ，那么 7 代表导线下列哪种比载？并回答导线比载的物理意义是什么？（A）无冰时的风压比载 （B）覆冰时的风压比载（C）无冰时的综合比载 （D）覆冰时的综合比载答案【 D 】解答过程：依据钢铁手册P1057 表 21-23。电线荷载折算到单位长度、单位截面上的数值
7、，称为比载。【延伸】 4 为无冰时的风压比载；5 为覆冰时的风压比载；6= 为无冰时的综合比载；2417= 为覆冰时的综合比载532、已知该架空线路设计气象条件和导线物理参数如下：覆冰厚度 b=20mm 空气动力系数 k=1.2覆冰时的风速 V=10 m/s 风速不均匀系数 =1.0导线直径 d=17 mm 导线截面 A=170 mm2空气密度 =1.2255 kg/m 3 理论风压 W0=(1/2)V 2 N/m2(Pa)计算导线覆冰时的风压比载 5 与下列哪项数值最接近？单位：N/（m.mm 2）（A）310 -3 （B）2010 -3（C）2510 -3 （D）420010 -3答案【
8、D 】解答过程：依据同上。 3-23-05 101705.1212 bdKW= 419110-3 N/（m.mm 2） 。3、已知某杆塔相邻两档导线等高悬挂，杆塔两侧导线最低点间的距离为 120m，导线截面 A=170 mm2，出现灾害性天气时的比载3=10010-3 N/（m.mm 2） ，计算此时一根导线施加在横担上的垂直荷载最接近下列哪项数值？（单位：N）（A）5000 （B）4000（C）3000 （D）2000答案【 D 】解答过程：按钢铁手册P1064，先求相两侧悬挂高差 h1和 h2均为 O，垂直档距 lV即为 120m。垂直荷载 FV = 3lVA = 10010-312017
9、0 = 2040 N。【延伸 1】垂直档距是计算杆塔垂直荷载用的档距：耐张杆塔（两侧应力不同） 2012021 lhlhll vvvv 直线杆塔（两侧应力相同） 21021lllvv邻塔悬挂点低时，高差 h 为正号；反之为负号。垂直荷载 v即 1或3。【延伸 2】# 新导线架设后受张力作用会产生永久性变形，即初伸长。一般采用降温法予以补偿；降低的温度见或 GB50061-2010 的表5.2.5。 （钢铁手册 （上）P1069 的数据可供参考。 ）# 防振锤简介。【案例四 0】某台 10kV 笼型电动机为负荷平稳连续工作制，额定功率 800kW，额定转速 2975r/min，起动转矩 0.73
10、，起动过程中最大负荷转矩 899N.m。请回答下列问题：1、已知电动机额定效率 0.89，额定功率因数 0.85，计算电动机的额定电流为下列哪项？（A）35A （B）48A （C）54A （D）61A 答案【 D 】解答过程：依据配电手册P656 式 12-1:61A85.0913cos3rrUPI【延伸】（1）电动机的额定功率为轴功率（输出功率），额定电流为输入电流，因此，计算额定电流时应除以效率。（2）在负荷计算中，电动机的设备功率直接取轴功率；输入功率与输出功率的差异已揉在需要系数或利用系数中。（3）负荷计算的方法不能用于单台用电设备。末端线路的计算电流按 GB50055，详见配电手册第
11、十二章。2、电动机采用铜芯交联聚乙烯绝缘电缆，穿钢管明敷，环境温度35，缆芯最高温度 90，三班制（6000h），地区电价 0.5 元/kWh，计算电流 59A,下列按经济电流密度选择的电缆截面哪项是正确的？请说明依据和理由。（A）35 mm 2 （B）50 mm 2（C）70 mm 2 （D）95 mm 2答案【C】解答过程：依据配电手册P532 表 9-57，在给定条件下，经济电流范围与 59 A 对应的截面为 70 mm2。3、若电动机功率因数为 0.82，要求就地设无功功率补偿装置，补偿后该电动机回路的功率因数为 0.92，计算下列补偿量哪项是正确的？（A）156 kvar （B）17
12、1 kvar （C）218 kvar （D）273 kvar答案【 C 】解答过程：依据配电手册P21 式 1-58 和表 1-19：QC = Pcqc=8000.272= 217.6 kvar。【说明】本案为单独就地补偿，肯定不涉及是否乘 的问题。这里给出一个最简单的算法。（采用式 1-57 计算时，也可用表 1-19 验算。）【案例五 9】某 10kV 变电所，10kV 系统中性点不接地。请回答下列问题：1、系统单相接地故障持续时间在 1min2h 之间，10kV 电缆芯与绝缘屏蔽层（或金属护套之间）的额定电压 U0 最小为哪项？（A）6 kV （B）8.7 kV（C）10 kV （D）1
13、2 kV答案【 B 】解答过程：依据配电手册P481 表 9-2：中性点非有效接地系统中的单相接地故障持续时间在 1min 到2h 之间，必须选用 Uo第类。2、某控制、信号回路，额定电压 DC110V，电缆长度 68m，最大工作电流 4.2A。按允许电压降 U=4%计算铜芯电缆的最小截面应为哪项？（铜导体电阻系数 =0.0184mm 2/m,不考虑敷设条件的影响。）（A）6 mm 2 （B）4 mm 2（C）2.5 mm 2 （D）1.5 mm 2答案【 C 】解答过程：依据配电手册P404 式 8-29：2.4 mm2104.6820ULI2S（也可依据配电手册P463 式 8-51：2.
14、4 mm2 ）104.8.62I2Imaxaxrru（注：电导率与电阻率互为倒数。）【说明】1）两个计算式实际上是一样的。请注意，前者的 U 是有名值（V）,等于 u%U r；后者的 u 是相对值（%），应为小写。手册中用了同样的符号，不妥。2）如电阻率的单位为 m，则应乘 10-6，才能使截面的单位为 mm2。3、该变电所水平放置的三相 63mm6.3mm 硬铜母线，长度10m，导体中心间距 350mm，支撑点间距 1.2m，母线三相短路冲击电流 75kA。短路电流通过母线的应力为哪项数值？（形状系数Kx=0.66，振动系数 =1，不考虑敷设条件的影响。）（A）4395.8 MPa （B）6
15、32.9 MPa（C）99.8 MPa （D）63.3 MPa答案【 D 】解答过程：依据配电手册P208 式 5-14、表 5-5，母线应力为：=63.3MPa2622223 107.4350176.3107.1 DWliKpxc4、三相平衡 220/380V 线路，长度 300m,负载电流 261A,功率因数为 1，按载流量选用 95mm2电缆。计算线路电压降为哪项数值？（查表 u a%=0.104%/A.km）（A）3.10% （B）5.36%（C）7% （D）8.14%答案【 D 】解答过程：依据配电手册P542 表 9-63（1）：=0.1042610.3=8.14%Ilua%5、若变电所海拔 3000m，室内实际环境温度 25，规范规定室内高压母线载流量的综合校正系数应采用哪项数值？（A）1.05 （B）1.00（C）0.94 （D）0.88答案【 B 】解答过程：依据 DL/T 5222-2005 附录 D 表 D11，实际环境温度
