防振錘安裝距離計(jì)算

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1、按檔距計(jì)算防振錘安裝距離的簡(jiǎn)化計(jì)算法在輸電線路設(shè)計(jì)的教材和手冊(cè)中，都提到引起導(dǎo)線（含地線）振動(dòng)的上限風(fēng)速隨導(dǎo)線檔距或懸掛點(diǎn)高度而變化的問(wèn)題，但都沒(méi)有明確的計(jì)算方法。在許多線路工程的施工設(shè)計(jì)中，防振錘安裝距離只依設(shè)計(jì)氣象條件、導(dǎo)線型號(hào)及其安全系數(shù)取為一個(gè)定值，沒(méi)有考慮檔距的變化。為了尋求簡(jiǎn)便適用的計(jì)算方法，本文就檔距不同時(shí)的防振錘安裝距離的計(jì)算作一探討。一、防振錘安裝距離的計(jì)算公式按照在振動(dòng)波的最大波長(zhǎng)和最小波長(zhǎng)情況下，防振錘的安裝位置在線夾出口處第一個(gè)半波范圍內(nèi)，并對(duì)這兩種波長(zhǎng)的波節(jié)點(diǎn)或波腹點(diǎn)具有

2、相同的接近程度的原則，推得防振錘安裝距離的計(jì)算公式為（1）式中（2）（3）將式（2）、（3）代人式（1）（4）式中—防振錘的安裝距離（m），m—振動(dòng)波的最大波長(zhǎng)（m），n—振動(dòng)波的最小波長(zhǎng)（m），n—最高氣溫時(shí)的導(dǎo)線應(yīng)力（MPa），m—最低氣溫時(shí)的導(dǎo)線應(yīng)力（MPa），9.80665—重力加速度（m/s2），d—導(dǎo)線直徑（mm），g1—導(dǎo)線自重比載（N/m.mm2），n—振動(dòng)的下限風(fēng)速（m/s），取0.5m/s，m—振動(dòng)的上限風(fēng)速（m/s），當(dāng)懸掛點(diǎn)高度≤12m時(shí)，為4.0m/s，當(dāng)懸掛點(diǎn)高度＞12

3、m時(shí)，m/s。將振動(dòng)的下限風(fēng)速和振動(dòng)的上限風(fēng)速代人式（4）懸掛點(diǎn)高度≤12m（5）懸掛點(diǎn)高度＞12m（6）（7）式（7）中有三個(gè)變數(shù)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，考察隨檔距的變化情況。在最低氣溫為控制條件時(shí)，該比值為相同檔距的最小值。其時(shí)的導(dǎo)線狀態(tài)方程式為等式兩邊同除以，得（8）式中—導(dǎo)線檔距（m），—導(dǎo)線的彈性系數(shù)（MPa），—導(dǎo)線的線膨脹系數(shù)（1/℃），nm—分別為最高和最低溫度（℃），0—懸掛點(diǎn)高度≤12m時(shí)防振錘的安裝距離（m），其余符號(hào)同上。以我國(guó)典型氣象區(qū)的氣溫極端情況最低溫度-40℃，最高溫度40

4、℃，計(jì)算得出常用鋼芯鋁絞線和鋼絞線在選定最低氣溫時(shí)應(yīng)力和檔距時(shí)的值如表1。因?yàn)闄n距在250m及以下時(shí)防振錘的安裝距離就是懸掛點(diǎn)高度≤12m時(shí)防振錘的安裝距離，故在計(jì)算時(shí)最小檔距為250m。最低氣溫時(shí)應(yīng)力則按最大使用應(yīng)力取用，鋼芯鋁絞線相當(dāng)于安全系數(shù)2.5、3.0和4.0；鋼絞線相當(dāng)于安全系數(shù)3.0、3.5和4.0。從計(jì)算結(jié)果可以看出，鋼芯鋁絞線不小于0.69，鋼絞線不小于0.79。隨著檔距的增加而增大。在檔距足夠大時(shí)，趨近于1但不會(huì)達(dá)到1。表1導(dǎo)線型號(hào)N/m.mmMPa1/℃MPa=250m=50

5、0m=1000mLGJ-95/15~400/500.034057600018.9120100750.69410.71310.75770.82190.84690.88810.92260.93990.9620LGJ-150/20~300/400.032757300019.610588660.69600.71930.76830.83010.85590.89730.92970.94580.9663GJ-25~700.08418140011.53923362940.80620.79630.79420.865

6、00.87190.88140.93110.94150.9506取為0.69和1分別代入式（7）（9）取分別為25m、40m、70m代入式（9）中計(jì)算得出以下結(jié)果：=25m，0.69/1.0=0.9936，=40m，0.69/1.0=0.9892，=70m，0.69/1.0=0.9835。計(jì)算結(jié)果說(shuō)明，在取極端值的情況下，值的誤差也不超過(guò)2.0%，取中間值=0.84代入式（7）得（10）取則（11）取分別為25m、40m、70m計(jì)算/0.69和/1.0得出以下結(jié)果：=25m，/0.69=1.0019

7、，/1.0=0.9954，=40m，/0.69=1.0036，/1.0=0.9928，=70m，/0.69=1.0059，/1.0=0.9893。從計(jì)算結(jié)果可見，誤差隨懸點(diǎn)高度增加而增加，當(dāng)=70m時(shí)，在檔距很大時(shí)，最大誤差接近-1.1%。在振動(dòng)的上限風(fēng)速為4m/s時(shí)，防振錘安裝距離一般不超過(guò)2m。由式（6）可知，防振錘安裝距離隨懸點(diǎn)高度增加而減小，故其絕對(duì)誤差一般不超過(guò)1cm，完全滿足設(shè)計(jì)精度要求。表2引起導(dǎo)線振動(dòng)的風(fēng)速范圍檔距（m）懸掛點(diǎn)高度（m）風(fēng)速范圍（m/s）下限上限150～250300

8、～450500～700700～1000122540700.50.50.50.54.05.06.08.0二、按導(dǎo)線檔距計(jì)算防振錘安裝距離引起導(dǎo)線振動(dòng)的風(fēng)速范圍如表2若取表中檔距的上限與懸掛點(diǎn)高度對(duì)應(yīng)，可得近似公式（12）按導(dǎo)線檔距計(jì)算防振錘安裝距離時(shí)，可以先用式（12）計(jì)算出懸掛點(diǎn)折算高度，再用式（6）計(jì)算出比較精確的防振錘安裝距離。因?yàn)樾枰獙?duì)每一個(gè)檔距都要進(jìn)行兩次計(jì)算，過(guò)程略顯繁復(fù)。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將式（12）代入式（11）可得（13）式中0—導(dǎo)線懸掛點(diǎn)高度≤12m時(shí)代表檔距的防振錘