導線和避雷線的弧垂和應力

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1、輸配電線路設計劉增良楊澤江主編第5章導線和避雷線的弧垂和應力懸鏈線導線的重力系沿線長均勻分布斜拋物線導線的重力沿兩懸掛點的連線均勻分布平拋物線導線的重力沿兩懸掛點間的水平線均勻分布5.1概述5.1.1相關概念1.擋距l(xiāng)相鄰桿塔導線懸掛點之間的水平距離2.弧垂(弛度)導線懸掛曲線上任一點至兩懸點連線的鉛垂距離，稱為該點弧垂，常用fx表示3.導線應力σ0導線單位橫截面上的內(nèi)力。導線對地面或?qū)Ρ豢缭皆O施的最小距離，一般是指導線最低點到地面的最小允許距離,h。5.限距(安全距離)：4.最大允許應力和最大使用應力由此可知，當K=2.5時，有[σm]=σm，

2、導線按正常應力架設；當K>2.5時，則σm<[σm]，導線按松弛應力架設。5.1.2弧垂和應力的關系弧垂越大，則導線的應力越小，使安全系數(shù)增加;反之，弧垂越小，應力越大，機械安全性降低。從導線強度安全角度考慮，應加大導線弧垂，從而減小應力，以提高安全系數(shù)。但是，若片面強調(diào)增大弧垂，則為保證帶電導線的對地安全距離，在擋距相同的條件下，必須增加桿高，或在相同桿高條件下縮小擋距，使線路投資增加。5.2導線的解析方程式5.2.1懸鏈線解析方程式導線最低點0的應力為σ0，沿導線均勻分布的比載為g，則導線懸鏈線方程式為5.2.2導線線長、弧垂和應力的計算線長

3、：最大弧垂：懸點等高時一擋線長：任意一點的應力計算：5.2.3平拋物線近似計算在小高差擋距（懸點高差與擋距之比）小于0.1時，按照平拋物線近似計算即可。導線的縱坐標、線長和應力的計算公式5.3懸點等高時導線弧垂應力及線長的計算5.3.1導線的弧垂計算中點弧垂:將x=l/2代入式（5-7）任意點的弧垂5.3.2導線應力的計算懸點等高時，懸點應力精確計算公式：近似計算公式5.3.3懸點等高時導線長度的計算5.4懸點不等高時導線弧垂應力及線長的計算mA’B’LALBfAfBl/2l/2xBxA△hx△hxfx5.4.1小高差擋距導線弧垂的計算懸點A、B

4、的高差△h為：y導線任一點的高差將Δh代入上式，得：導線任一點的弧垂5.4.1.2小高差擋距中點弧垂的計算將la=lb=l/2代入上式，懸點不等高時中點斜弧垂5.4.1.3小高差擋距水平弧垂計算懸點高差：由上式，最低點o到懸點A的水平距離：1.懸點不等高時的等效擋距計算懸點A的等效擋距:偏移量：最低點o到懸點B的水平距離：xB=xA-2m=懸點B的等效擋距為：2.小高差檔距水平弧垂計算：懸點不等高時的水平弧垂實質(zhì)上就是等效擋距的中點弧垂：將懸點A、B的等效擋距l(xiāng)A、lB的計算公式代入上式：【例5-1】某110kV輸電線路中有一擋跨越線路，已知導線

5、懸點高HA=50m,HB=62m，交叉跨越點高程HP=47m,擋距1=300m，交叉跨越點距兩懸點的水平距離1a=200m,lb=100m，導線最小應力σo=50N/mm2，比載g=34.047X10-3N/(m·mm2)。試校驗交叉跨越距離能否滿足要求。1.=6.81m2.交叉跨越點導線與線路間的垂直距離為=4.19m3.d=4.19m>[d]=3.0m,滿足要求5.4.2小高差擋距導線懸點應力的計算懸點不等高時，懸點應力分別為將fA=yA,fb=yB的計算公式代入上式5.4.3小高差擋距導線的線長計算由懸點等高的線長計算公式，得出懸點A和B的

6、等效擋距線長，懸點不等高時導線的線長為5.5導線的狀態(tài)方程式導線氣象條件變化，導線上作用的荷載或環(huán)境溫度發(fā)生變化時，導線線長會隨之發(fā)生變化，進而引起導線的應力、弧垂發(fā)生相應的變化。這種導線應力隨氣象條件變化的規(guī)律的數(shù)學表達式叫做狀態(tài)方程式。5.5.1孤立擋的狀態(tài)方程式引起導線線長變化的主要因素有兩個，其一是由于氣溫的改變，導線由于熱脹冷縮引起線長的變化;另一因素是由于荷載變化，導線發(fā)生彈性變形而引起線長的變化。導線擋距l(xiāng)m狀態(tài)氣溫tm比載gm應力σm氣溫的變化應力的變化n狀態(tài)應力的變化n狀態(tài)氣溫tn比載gn應力σnm和n兩種氣象條件下的導線線長表

7、達式上式為導線在孤立擋距中的狀態(tài)方程式。當已知一種氣象條件時導線應力為σm，求另一種氣象條件時的應力σn求解方法一般用試湊法和計算機疊代法求解。5.5.2連續(xù)擋耐張段的代表擋及狀態(tài)方程式一般情況下，耐張段中各擋導線在一種氣象條件下的水平張力(水平應力)總是相等或基本相等的。這個相等的水平應力稱為該耐張段內(nèi)導線的代表應力，其值是用耐張段內(nèi)的所謂“代表擋距”代人狀態(tài)方程式求得5.6臨界擋距5.6.1控制條件在線路運行中，導線應力隨氣象條件和大小而變化。任何氣象條件下的應力都不超過最大使用應力，必須使架空線在長期運行中可能出現(xiàn)的最大應力等于最大使用應力

8、。因此，需要找出出現(xiàn)最大應力時的氣象條件，該氣象條件叫控制氣象條件，與之對應的導線的最大使用應力叫控制應力?？赡艹蔀榭刂茥l件的氣象條件有