连续档架空线应力的精确计算--架空输电线路设计

樵夫1964 2020-11-13

展开全文

..................................................

三峡大学以《架空输电线路设计》国家级规划教材为蓝本，汇聚电气工程国家级教学团队、北京道亨时代科技有限公司，面向输电线路工程专业本、专科学生，以及输电行业工程技术人员等社会化学习者，提供线路设计专业资料、法规标准、设计模型、专家咨询、行业培训等优秀教学资源，为我国输电行业的高等教育发展贡献力量。

..................................................

第52次精品课程视频

REC

..............................................

............................................................................................

连续档：

两基耐张杆塔之间的若干基直线杆塔构成的档距。

耐张段：

两个耐张杆塔之间的全部档距构成一个耐张段。

特点：

（1）连续档的各档距一般不相等；

（2）架线安装时悬垂绝子串处于铅垂位置；

（3）气象条件变化时，各档水平张力发生变化，造成悬垂串偏斜，档距变化。各档之间相互影响；

（4）∑△l_i=0 。

适用情况：

1、当耐张段内各档间的档距和高差相差悬殊；

2、档间架空线的比载不同（如覆冰不均）；

3、档间作用有不同的附加荷载（如上人检修）。

目的：

（1）检查直线杆塔可能承受的不平衡张力；

（2）悬垂串的偏斜角；

（3）断线事故下的弧垂等。

方法：

解析法，图解法。

档距变化量与架空线应力的关系（物理方程1）

竣工时：

补偿架空线初伸长（降温△t）后，连续档架线应力（各档水平应力）为σ₀，比载为γ₁，气温为t₀。悬垂串处于中垂位置，第 i档的档距为 l_i0、高差角为 β_i0。此时第 i 档的悬挂曲线长度为：

气象条件发生变化后：

气温变为t，比载变为 γ_i，初伸长已释放完毕，各档水平应力为 σ_i0。悬垂串偏斜使档距增大△l_i，高差变化△h_i，高差角变为β_i，第 i档线长为：

将上式以档距、高差的微分增量形式表示为

两种状态下的线长之差是由于应力、气温的不同以及初伸长的放出引起的，即

将竣工时悬挂线长公式、档距、高差的微分增量形式公式代入初伸长式，整理为

共有 n 档，可列出 n 个方程式。

　　对于整个耐张段，由于两端为耐张杆塔，所以各档档距增量△l_i 的总和应为零。

悬垂串偏移量与架空线应力的关系（物理方程2）

▲图悬垂绝缘子串受力图

设悬垂串为均布荷载的刚性直棒，则第i基杆塔的悬垂串受力如图所示。对悬垂串上端悬挂点列力矩平衡方程，有：

悬垂串偏移量与架空线应力的关系为

假定架空线比载 γ_i、γ_{i +1} 均沿斜档距均布，则

档距和高差变化量与悬垂串偏移量的关系

连续档应力精确值的求解步骤

耐张段内共有n?1基直线杆塔，可列出形如悬垂串偏移量与架空线应力的关系公式、档距和高差变化量与悬垂串偏移量的关系公式各n?1个方程，按档距变化量与架空线应力的关系式可列n个方程，共3n?2个方程，已知δ₀=0，因此可以求解σ_i0、△l_i、δi共3n?1个未知量。求解一般需借助计算机进行，步骤如下：

（1）假定一个△l₁=δ₁，已知δ₀=0 ，由档距和高差变化量与悬垂串偏移量的关系计算式算得△h₁；由档距变化量与架空线应力的关系式算得σ₁₀。

（2）根据σ₁₀、δ₁，由式悬垂串偏移量与架空线应力的关系公式算得σ₂₀。

（3）根据σ₂₀，假设△h₂（如△h₂=0），由档距变化量与架空线应力的关系式算得 △l₂⁽¹⁾，由式距和高差变化量与悬垂串偏移量的关系公式算得 δ₂⁽¹⁾ 与 △h₂⁽¹⁾ ；再由档距变化量与架空线应力的关系式算得 △l₂⁽²⁾ ，由档距和高差变化量与悬垂串偏移量的关系公式算得 δ₂⁽²⁾，由档距和高差变化量与悬垂串偏移量的关系公式算得 △h₂⁽²⁾ 。反复进行，使算得的△l₂、δ₂、△h₂再无明显变化。

(4)根据σ_(i-1)0、δ_i-1 ，由悬垂串偏移量与架空线应力的关系公式算得σ_i0。假设△h_i（△h_i=0），按步骤（3）进行，算得 △l_i、δ_i、△h_i。