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文本内容:
架空输电线路设计课程教学大纲课程中文名称架空输电线路设计课程英文名称TransmissionLineDesign课程编号Cl298应开课学期5学时数40学分数
2.5适用专业电气工程及其自动化(输电线路工程方向)(卓越计划)课程类型专业核心课程/必修先修课程输电线路力学基础、高电压技术、工程测量n
一、课程性质本课程是电气工程及其自动化(输电线路工程方向)(卓越计划)的必修核心课与学位课,具有理论严密、实践性强、与工程实际结合紧密的特点本课程既是一门专业课,同时又具备专业基础课的性质对培养学生的工程思维能力,理论联系实际的科学作风,分析和解决架空输电线路工程复杂问题的能力,都有重要的作用
二、课程目标通过本课程的学习,使学生掌握架空输电线路设计的基本理论和基本公式,掌握架空输电线路的设计流程及其方法,具备架空输电线路设计和解决输电线路工程复杂问题的初步能力,并为学习本专业的后续课程打下基础了解输电线路工程未来发展趋势及所面临的复杂问题,培养工程创新意识
三、支撑的毕业要求
四、教学内容、学时安排和基本要求第一章绪论(2学时)
(1)掌握架空输电线路的任务、分类和组成部分及其作用;了解输电技术与输电线路的发展;了解架空输电线路设计的一般内容和步骤重点难点架空输电线路的任务、分类和组成第二章架空输电线路基本知识(4学时)了解导地线的种类和型号,掌握导地线的选择方法;了解绝缘子的种类和主要性能指标,掌握绝缘子的选用以及片数和联数的确定;了解杆塔的类型及其选用方法;了解杆塔基础的种类和特点;了解接地装置的作用及特点;
(6)掌握导线的排列方式及其特点;了解导地线的换位原理,掌握换位的实现方式重点难点导地线型号,绝缘子串的片数和联数,导线的排列方式及其特点,以及架空输电线路各组成部分的选用第三章设计用气象条件2学时了解重现期的概念,掌握气象条件三要素对线路的影响;了解基本风速的规定,掌握最大设计风速的确定方法;3掌握气象条件的组合及用途重点难点最大设计风速的确定方法,设计用气象条件的组合第四章架空线的机械物理特性和比载2学时1了解常用架空线的机械物理特性;2了解影响安全系数的因素,掌握不同计算内容对安全系数的要求;3掌握架空线比载的种类和计算方法重点难点安全系数,架空线比载的计算方法第五章均布荷载下架空线的计算4学时1掌握架空线的弧垂、应力和线长的概念,了解悬链线形式的架空线的弧垂、应力和线长的计算方法;2了解导出悬链线、斜抛物线、平抛物线形式计算公式的不同条件;掌握斜抛物线形式的架空线的弧垂、应力和线长的计算方法;3掌握架空线平均高度和平均应力的概念和斜抛物线形式的计算公式;4了解均布垂直比载和水平比载共同作用下架空线的计算思路,掌握风偏平面法重点难点斜抛物线形式的架空线弧垂、应力、线长和平均高度和平均应力的计算,均布垂直比载和水平比载共同作用下架空线的计算第六章气象条件变化时架空线的计算4学时1了解架空线状态方程式导出的原则,掌握斜抛物线形式的状态方程式及其解法;2掌握临界档距的概念以及临界档距的计算、控制气象条件的判定;了解最大弧垂产生气象的判定方法;了解架空线的应力弧垂曲线和安装曲线及其绘制步骤重点难点状态方程式及其解法,临界档距的计算、控制气象条件的判定第七章均布荷载下架空线计算的进一步研究4学时了解刚性架空线的计算以及其刚度对弧垂和弯曲应力的影响;2掌握架空线的初伸长及其处理方法;了解架空线施工中的过牵引现象及其计算;4掌握水平档距、垂直档距的概念和计算公式,了解极大档距、允许档距、极限档距的概念,掌握3者之间的关系;了解架空输电线路的几种改建形式和改建设计方法重点难点刚性架空线的弧垂和弯曲应力计算,架空线的初伸长及其处理,极大档距、允许档距、极限档距的概念第八章非均布荷载下架空线的计算(4学时)了解架空线悬挂曲线方程的一般形式;
(2)掌握非均布荷载作用下架空线的弧垂、张力和线长的计算;
(3)掌握孤立档的外荷载处理方法,了解孤立档架空线的计算;
(4)掌握孤立档控制条件的判定方法;了解耐张绝缘子串的水平及垂直投影长度重点难点非均布荷载作用下架空线的弧垂、张力和线长的计算,孤立档外荷载的处理方法,孤立档控制条件的确定第九章连续档架空线的应力和弧垂(4学时)
(1)掌握连续档架空线应力的近似计算(代表档距法);
(2)掌握连续档的精确计算(解析法);了解连续档滑轮悬挂时的有关计算,掌握平衡锤的启动温度;了解连续档地线的应力选配,掌握控制档距的意义;了解连续倾斜档的观测弧垂及线长的调整重点难点代表档距,连续档的精确计算,平衡锤的启动温度,控制档距第十章架空线的断线张力和不平衡张力(2学时)
(1)了解计算架空线的断线张力和不平衡张力的目的;
(2)掌握单导线断线张力的求解方法;了解分裂导线断线张力的计算特点;了解不平衡张力产生的原因;了解地线支持力的计算方法重点难点单导线断线张力的求解,地线支持力的计算章架空线的振动和防振(4课时)
(1)了解架空线的振动形式,掌握微风振动产生的机理;
(2)掌握柔性架空线振动的基本理论和刚性架空线的振动特点;了解微风振动强度的表示方法;了解能量平衡原理估算振动幅值;了解影响微风振动的主要因素;
(6)掌握防振锤的防振原理和安装设计方法,了解阻尼线防振设计原理和方法重点难点微风振动产生的机理,架空线振动的基本理论,防振锤的防振原理和安装设计方法第十二章路径选择和杆塔定位(4课时)
(1)了解架空输电线路的路径选择;
(2)了解导线对地和交叉跨越的有关规定;
(3)掌握弧垂曲线模板及其选用,了解平断面图,掌握杆塔定位的方法;
(4)掌握杆塔定位核验曲线的种类、绘制、校验方法以及不满足时可采取的措施;
(5)了解杆塔中心位移和施工基面的确定重点难点弧垂曲线模板及其选用,杆塔定位的方法,杆塔定位的核验
五、课程的其它教学环节
六、教学方法与手段本课程教学采用讲授、多媒体教学、课堂提问和讨论等教学方法与手段在授课过程中PPT课件、工程影像与必要板书有机结合
七、推荐教材和教学参考资源教材
[1]孟遂民,孔伟,唐波.架空输电线路设计(第二版).北京中国电力出版社,
2015.参考书⑴东北电力设计院.电力工程高压送电线路设计手册.北京中国电力出版社,
2003.⑵邵天晓.架空送电线路的电线力学计算(第二版).北京中国电力出版社.
2003.课程对毕业要求的支撑课程教学目标、达成途径和评价依据等
1.工程知识具有从事输电线路工程工作所需的相关数学、自然科学以及经济和管理知识,掌握输电线路工程专业的基本理论知识教学目标学生能够掌握导地线型号,绝缘子串的片数和联数,导线的排列方式及其特点,以及架空输电线路各组成部分的选用;正确处理线路设计气象组合及相应参数,掌握架空线的外荷载计算方法;掌握均布荷载下架空线弧垂、应力、线长和平均高度和平均应力的计算以及垂直比载和水平比载共同作用下架空线的计算;对实际线路和计算模型间的联系与区别有深刻的认识,对复杂工程问题具有建立方程并求解的能力达成途径课堂讲解;课堂提问和讨论;学生自习;学生作业评价依据作业完成情况和课堂提问和讨论的表现;期末考试试卷完成情况评价方式评估平时作业的正确性与完整性,给出成绩;批改期末试卷,给出成绩
4.设计与分析具备设计针对输电线路工程问题的解决方案能力,并能使用各种工具对方案进行分析与模拟教学目标了解刚性架空线的计算以及其刚度对弧垂和弯曲应力的影响,掌握架空线的初伸长及其处理方法,了解架空线施T中的过牵引现象及其计算;了解架空线悬挂曲线方程的一般形式;掌握非均布荷载作用下架空线的弧垂、张力和线长的计算对非均布荷载作用下的孤立档建立计算模型,判定控制条件;掌握导线断线张力和不平衡张力的计算原理和求解方法;掌握微风振动产生的机理学生能够掌握斜抛物线形式的状态方程式及其解法;掌握临界档距的计算和控制气象条件的判定;掌握最大弧垂产生的气象;具有对耐张段整体统一建模进行精确分析计算的能力,对大跨越等复杂工程问题建立方程并求解的能力达成途径课堂讲解;课堂提问和讨论;学生自习;学生作业评价依据作业完成情况和课堂提问和讨论的表现;期末考试试卷完成情况评价方式评估平时作业的正确性与完整性,给出成绩;批改期末试卷,给出成绩
5.创新型研究掌握基本的创新方法,具有追求创新的态度和意识;具有综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力,设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素;教学目标掌握连续档架空线应力精确求解的步骤,具备开发相应计算软件的能力;了解架空输电线路对周边环境的影响,掌握导线经济载流面积的确定方法;掌握控制档距的概念,了解连续档地线的应力选配;了解线路路径的选择原则和选线方法,能对路径方案进行技术经济论证达成途径课堂讲解;课堂提问和讨论;学生自习;学生作业,连续档精确计算编程评价依据作业完成情况和课堂提问和讨论的表现;连续档精确计算编程完成情况;期末考试试卷完成情况评价方式评估平时作业的正确性与完整性,给出成绩;评估连续档精确计算编程完成情况,给出成绩;批改期末试卷,给出成绩
6.工程与社会具有人文社会科学素养、社会责任感和工程职业道德,能正确认识工程对于社会的影响教学目标了解架空输电线路设计及运行有关技术规范和规程;了解确定导线对地和交叉跨越电气距离的原则和有关规定;遵守电力行业相关的政策、法律、法规、职业道德等达成途径课堂讲解;案例分析评价依据课堂提问和讨论的表现;期末考试试卷完成情况评价方式评估课堂提问和讨论的情况,给出成绩;批改期末试卷,给出成绩
7.工程与环境了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法津、法规能正确认识工程对于客观世界的影响教学目标了解与输电线路工程相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法津、法规,能正确认识工程对于水土保持、电磁环境等客观世界的影响达成途径课堂讲解;课堂提问和讨论;学生自习评价依据课堂提问和讨论的表现;期末考试试卷完成情况评价方式评估课堂提问和讨论的情况,给出成绩;批改期末试卷,给出成绩教学环节教学内容学时e平均每4学时布置一次作业题课后完成课堂提问和讨论每次上课开始,就以前和当前授课内容向个体学生提问并根据学生回答问题情况开展课堂讨论随堂课外作业针对连续档架空线的精确计算,要求每位学生编制计算机程序,求解工程实际问题,并计入平时成绩课后完成习题讨论课针对学生的作业完成情况,课外安排一次习题讨论课,一般在第八章作业后进行课后完成。