作用在导、地线(简称架空线)上的机械荷载有自重、冰重和风荷载。这些荷载可能都是不均匀的,单为方便计算,一般按均匀分布考虑。在架空线的有关计算中,由于常用到单位长度架空线上的荷载折算到单位面积上的数值,就将其定义为架空线的比载,常用的单位是N/(m·mm2)或MPa/m。根据架空线上作用荷载的不同,相应比载有自重比载、冰重比载、垂直总比载、无冰风压比载、覆冰风压比载、无冰有风综合比载、覆冰有风综合比载。根据作用力方向的不同,比载可分为垂直比载、水平比载和综合比载。
1. 自重比载
导线自重引起的比载称为自重比载,按下式计算:
式中:
q -- 导、地线的单位长度质量,kg/km;
A -- 导、地线的截面,mm^2;
g -- 重力加速度,g=9.80665m/s^2。
2. 冰重比载
n冰重比载是架空线上的覆冰重量引起的比载。在覆冰厚度为b时,单位长度架空线上的覆冰体积与冰重比载分别为:
式中:
d -- 导、地线的外径,mm;
b -- 覆冰厚度,mm;
ρ -- 0.9×10^-3,kg/cm^3;
q -- 导、地线的单位长度质量,kg/km;
A -- 导、地线的截面,mm^2;
g -- 重力加速度,g=9.80665m/s^2。
3. 垂直总比载
垂直总比载是自重比载与冰重比载之和,既:
4. 无冰风压比值
架空线在风荷载作用下会产生风压比值,风压比值是单位长度架空线上的基本风压。
1)110kV 及以上电压等级风压比载(参考GB 50545-)
式中:
a -- 风压不均匀系数,应根据设计基本风速查 GB 50545- 表10.1.18-1或表10.1.18-2;
mZ -- 风压高度变化系数,基准高度为10m的风压高度变化系数查 GB 50545- 表10.1.22;
mSC -- 导线或地线的体型系数:线径小于17mm或覆冰时(不论线径大小)应取mSC=1.2;线径大于或等于17mm,mSC取1.1;
bc -- 500kV和750kV线路导线及地线风荷载调整系数,仅用于计算作用于杆塔上的导线及地线风荷载(不含导线及地线张力弧垂计算和风偏角计算),bc应按 查 GB 50545- 表照表2-2;其它电压级的线路bc取1.0;
d -- 导、地线的外径,mm;
Wo-- 基准风压标准值,kN/m2,应根据基准高度的风速V(m/s)计算。计算如下:
V -- 基本风速,m/s。基本风压系以当地比较空旷平坦地面、离地10m高,统计所得30年一遇10分钟平均最大风速V(m/s) 为标准,具体参考前面已经阐述过的《架空输电线路--设计用气象条件》专题;
θ -- 风向与导线或地线方向之间的夹角,度;
A -- 导、地线的截面,mm^2。
2)66kV 及以下电压等级风压比载(参考GB 50061-)
a -- 风荷载档距系数,应根据设计基本风速查 GB 50061- 表8.1.6;
mS -- 导线或地线的体型系数:线径小于17mm或覆冰时(不论线径大小)应取mSC=1.2;线径大于或等于17mm,mSC取1.1;
d -- 导、地线的外径,mm;
Wo-- 基准风压标准值,kN/m2,应根据基准高度的风速V(m/s)计算。计算如下:
V -- 基本风速,m/s;
θ -- 风向与导线或地线方向之间的夹角,度;
A -- 导、地线的截面,mm^2。
5. 覆冰风压比载
1)110kV 及以上电压等级风压比载
式中:
a -- 风压不均匀系数,应根据设计基本风速查 GB 50545- 表10.1.18-1或表10.1.18-2;
mZ -- 风压高度变化系数,基准高度为10m的风压高度变化系数查 GB 50545- 表10.1.22;
mSC -- 导线或地线的体型系数:线径小于17mm或覆冰时(不论线径大小)应取mSC=1.2;线径大于或等于17mm,mSC取1.1;
bc -- 500kV和750kV线路导线及地线风荷载调整系数,仅用于计算作用于杆塔上的导线及地线风荷载(不含导线及地线张力弧垂计算和风偏角计算),bc应按 查 GB 50545- 表照表2-2;其它电压级的线路bc取1.0;
b -- 覆冰厚度,mm;
d -- 导、地线的外径,mm;
Wo-- 基准风压标准值,kN/m2,应根据基准高度的风速V(m/s)计算。计算如下:
V -- 基本风速,m/s;
θ -- 风向与导线或地线方向之间的夹角,度;
B -- 覆冰时风荷载增大系数,5mm冰区取1.1,10mm冰区取1.2;
A -- 导、地线的截面,mm^2。
2)66kV 及以下电压等级风压比载
a -- 风荷载档距系数,应根据设计基本风速查 GB 50061- 表8.1.6;
mS -- 导线或地线的体型系数:线径小于17mm或覆冰时(不论线径大小)应取mSC=1.2;线径大于或等于17mm,mSC取1.1;
b -- 覆冰厚度,mm;
d -- 导、地线的外径,mm;
Wo-- 基准风压标准值,kN/m2,应根据基准高度的风速V(m/s)计算。计算如下:
V -- 基本风速,m/s;
θ -- 风向与导线或地线方向之间的夹角,度;
A -- 导、地线的截面,mm^2。
6. 无冰有风综合比载
无冰有风时,导线上作用着垂直方向的比载r1和水平方向的比载r4,按向量合成可得综合比载r6, r6称为无冰有风时的综合比载 ,既:
7. 覆冰有风综合比载
导线覆冰有风时,覆冰导线上作用着覆冰的风压,故导线上作用有垂直比载r3和水平风压比载r5,故有冰有风时的综合比载r7