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2015-1-11 08:59| 编辑:电工学习网| 查看: 18005| 评论: 0

摘要: 一、水平档距和水平荷载   在线路设计中,对导线进行力学计算的目的主要有两个:一是确定导线应力大小,以保证导线受力不超过允许值;二是确定杆塔受到导线及避雷线的作用力,以验算其强度是否满足要求。杆塔的荷 ...
一、水平档距和水平荷载
  在线路设计中,对导线进行力学计算的目的主要有两个:一是确定导线应力大小,以保证导线受力不超过允许值;二是确定杆塔受到导线及避雷线的作用力,以验算其强度是否满足要求。杆塔的荷载主要包括导线和避雷线的作用结果,以及还有风速、覆冰和绝缘子串的作用。就作用方向讲,这些荷载又分为垂直荷载、横向水平荷载和纵向水平荷载三种。
  为了搞清每基杆塔会承受多长导线及避雷线上的荷载,则引出了水平档距和垂直档距的概念。
  悬挂于杆塔上的一档导线,由于风压作用而引起的水平荷载将由两侧杆塔承担。风压水平荷载是沿线长均布的荷载,在平抛物线近似计算中,我们假定一档导线长等于档距,若设每米长导线上的风压荷载为P,则AB档导线上风压荷载 ,如图1所示:
  则为,由AB两杆塔平均承担;AC档导线上的风压荷载为,由AC两杆塔平均承担。
  
        图1 水平档距和垂直档距
  如上图所示:此时对A杆塔来说,所要承担的总风压荷载为
   (1)
  令 
  则 
  式中P—每米导线上的风压荷载 N/m;
    —杆塔的水平档距,m;
    —计算杆塔前后两侧档距,m;
   P—导线传递给杆塔的风压荷载,N。
  因此我们可知,某杆塔的水平档距就是该杆两侧档距之和的算术平均值。它表示有多长导线的水平荷载作用在某杆塔上。水平档距是用来计算导线传递给杆塔的水平荷载的。
  严格说来,悬挂点不等高时杆塔的水平档距计算式为
  
  只是悬挂点接近等高时,一般用式其中单位长度导线上的风压荷载p,根据比载的定义可按下述方法确定,当计算气象条件为有风无冰时,比载取g4,则p=g4S;
  当计算气象条件为有风有冰时,比载取g5,则p=g5S,因此导线传递给杆塔的水平荷载为:
  无冰时  (2)
  有冰时  (3)
  式中 S—导线截面积,mm2
二、垂直档距和垂直荷载
  如图1所示,O1、O2分别为档和档内导线的最低点,档内导线的垂直荷载(自重、冰重荷载)由B、A两杆塔承担,且以O1点划分,即BO1段导线上的垂直荷载由B杆承担,O1A段导线上的垂直荷载由A杆承担。同理,AO2段导线上的垂直荷载由A杆承担,O2C段导线上的垂直荷载由C杆承担。
  
  在平抛物线近似计算中,设线长等于档距,即
  则  (4)
  式中G—导线传递给杆塔的垂直荷载,N;
    g—导线的垂直比载,N/m.mm2
    —计算杆塔的一侧垂直档距分量,m;
    —计算杆塔的垂直档距,m;
    S—导线截面积, 。
  由图1可以看出,计算垂直档距就是计算杆塔两侧档导线最低点O1、O2之间的水平距离,导线传递给杆塔的垂直荷载与垂直档距成正比。其中
   
  m1、m2分别为档和档中导线最低点对档距中点的偏移值
  
  结合图1中所示最低点偏移方向,A杆塔的垂直档距为
  
  综合考虑各种高差情况,可得垂直档距的一般计算为
   
  式中g、σ0—计算气象条件时导线的比载和应力,N/m.mm2; MPa ;
    h1、h2—计算杆塔导线悬点与前后两侧导线悬点间高差,m。
 垂直档距表示了有多长导线的垂直荷载作用在某杆塔上。式括号中正负的选取原则:以计算杆塔导线悬点高为基准,分别观测前后两侧导线悬点,如对方悬点低取正,对方悬点高取负。
  式中导线垂直比载g应按计算条件选取,如计算气象条件无冰,比载取g1,有冰,比载取g3,而式中导线比载g为计算气象条件时综合比载。
  垂直档距是随气象条件变化的,所以对同一悬点,所受垂直力大小是变化的,甚至可能在某一气象条件受下压力作用,而当气象条件变化后,在另一气象条件则可能受上拔力作用。
  【例】某一条110KV输电线路,导线为LGJ—150/25型,导线截面积为S=173.11mm2,线路中某杆塔前后两档布置如图2所示,
  
  图2 例示意图
  导线在自重和大风气象条件时导线的比载分别为g1=34.047×10-3 N/m.mm2;g4=44.954×10-3 N/m.mm2;g6=56.392×10-3 N/m.mm2。试求:
  (1)若导线在大风气象条件时应力σ0=120MPa,B杆塔的水平档距和垂直档距各为多大?作用于悬点B的水平力和垂直力各为多大?
  (2) 当导线应力为多大时,B杆塔垂直档距为正值?
  解:水平档距
    垂直档距
    
   水平力 
   垂直力 
  在本例中,B悬点两侧垂直档距分量分别为
   
  所以,这时垂直力计算结果为负值,说明方向向上,即悬点B受上拔力作用。
  按式(2-50)和图2-11所示情况,要求>0,即
  
  导线应力
  在此可以看到,在比载不变时,对于低悬点,垂直档距随应力增加而减小,反之,对高悬点则垂直档距随应力增加而增大。确切地说,垂直档距随气象条件变化是由应力和比载的比值决定的,对低悬点,在最大的气象条件时垂直档距最小,对高悬点为,在最大的气象条件时垂直档距最大。

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