第五章导线和避雷线的弧垂和应力.ppt
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1、输配电线路设计,刘增良 杨泽江 主编,第5章 导线和避雷线的弧垂和应力,5.1概述,5.1.1 相关概念,1.挡距 l,相邻杆塔导线悬挂点之间的水平距离,2.弧垂(弛度),导线悬挂曲线上任一点至两悬点连线的铅垂距离,称为该点弧垂,常用fx表示,3.导线应力0,导线单位横截面上的内力。,导线对地面或对被跨越设施的最小距离,一般是指导线最低点到地面的最小允许距离,h。,5.限距(安全距离):,4.最大允许应力和最大使用应力,由此可知,当 K = 2 . 5 时,有 m = m ,导线按正常应力架设;当 K 2 . 5 时,则m m ,导线按松弛应力架设。,5.1.2弧垂和应力的关系,弧垂越大,则导
2、线的应力越小,使安全系数增加;反之,弧垂越小,应力越大,机械安全性降低。从导线强度安全角度考虑,应加大导线弧垂,从而减小应力,以提高安全系数。但是,若片面强调增大弧垂,则为保证带电导线的对地安全距离,在挡距相同的条件下,必须增加杆高,或在相同杆高条件下缩小挡距,使线路投资增加。,5. 2导线的解析方程式,5.2.1悬链线解析方程式,导线最低点0的应力为0,沿导线均匀分布的比载为g,则导线悬链线方程式为,5. 2. 2导线线长、弧垂和应力的计算,线长:,最大弧垂:,悬点等高时一挡线长:,任意一点的应力计算:,5.2.3平抛物线近似计算,在小高差挡距(悬点高差与挡距之比)小于0.1时,按照平抛物线
3、近似计算即可。导线的纵坐标、线长和应力的计算公式,5. 3悬点等高时导线弧垂应力及线长的计算,5. 3.1导线的弧垂计算,中点弧垂:将x=l/2代入式(5-7),任意点的弧垂,5. 3. 2导线应力的计算,悬点等高时,悬点应力精确计算公式:,近似计算公式,5. 3. 3悬点等高时导线长度的计算,5. 4 悬点不等高时导线弧垂应力及 线长的计算,m,A,B,LA,LB,fA,fB,l/2,l/2,xB,xA,h,x,hx,fx,5.4.1小高差挡距导线弧垂的计算,悬点A、B的高差h为:,y,导线任一点的高差,将h代入上式,得:,导线任一点的弧垂,5. 4. 1. 2小高差挡距中点弧垂的计算,将l
4、a=lb=l/2 代入上式,悬点不等高时中点斜弧垂,5. 4. 1. 3小高差挡距水平弧垂计算,悬点高差:,由上式,最低点o到悬点A的水平距离:,1.悬点不等高时的等效挡距计算,悬点A的等效挡距:,偏移量:,最低点o到悬点B的水平距离:,xB=xA-2m=,悬点B的等效挡距为:,2.小高差档距水平弧垂计算:,悬点不等高时的水平弧垂实质上就是等效挡距的中点弧垂:,将悬点A、B的等效挡距lA、lB的计算公式代入上式:,【例5-1】,某110kV输电线路中有一挡跨越线路,已知导线悬点高HA=50m, HB=62m,交叉跨越点高程HP =47m,挡距1=300m,交叉跨越点距两悬点的水平距离1a=20
5、0m, lb=100m,导线最小应力o = 50N/mm2,比载g=34. 047X 10-3N/(mmm2 )。试校验交叉跨越距离能否满足要求。,1.,=6.81m,2.,交叉跨越点导线与线路间的垂直距离为,=4.19m,3.,d=4.19md=3.0m, 满足要求,5.4.2小高差挡距导线悬点应力的计算,悬点不等高时,悬点应力分别为,将fA= yA , fb=yB 的计算公式代入上式,5. 4. 3小高差挡距导线的线长计算,由悬点等高的线长计算公式,得出悬点A和B的等效挡距线长,,悬点不等高时导线的线长为,5.5 导线的状态方程式,导线气象条件变化,导线上作用的荷载或环境温度发生变化时,导
6、线线长会随之发生变化,进而引起导线的应力、弧垂发生相应的变化。这种导线应力随气象条件变化的规律的数学表达式叫做状态方程式。,5.5.1 孤立挡的状态方程式,引起导线线长变化的主要因素有两个,其一是由于气温的改变,导线由于热胀冷缩引起线长的变化;另一因素是由于荷载变化,导线发生弹性变形而引起线长的变化。,应力的变化,n状态,气温tn 比载gn 应力n,m和n两种气象条件下的导线线长表达式,上式为导线在孤立挡距中的状态方程式。当已知一种气象条件时导线应力为m,求另一种气象条件时的应力n,求解方法一般用试凑法和计算机叠代法求解。,5.5.2 连续挡耐张段的代表挡及状态方程式,一般情况下,耐张段中各挡
7、导线在一种气象条件下的水平张力(水平应力)总是相等或基本相等的。这个相等的水平应力称为该耐张段内导线的代表应力,其值是用耐张段内的所谓“代表挡距”代人状态方程式求得,5. 6 临界挡距,5. 6.1 控制条件,在线路运行中,导线应力随气象条件和大小而变化。任何气象条件下的应力都不超过最大使用应力,必须使架空线在长期运行中可能出现的最大应力等于最大使用应力。因此,需要找出出现最大应力时的气象条件,该气象条件叫控制气象条件,与之对应的导线的最大使用应力叫控制应力。,可能成为控制条件的气象条件有如下四种:,(1)最低气温;无风;无冰 (2)最大风速;无冰;相应的气温 (3)覆冰、相应风速、一5C;
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