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連續(xù)檔架空線應(yīng)力的精確計(jì)算--架空輸電線路設(shè)計(jì)

 樵夫1964 2020-11-13

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三峽大學(xué)以《架空輸電線路設(shè)計(jì)》國家級規(guī)劃教材為藍(lán)本,匯聚電氣工程國家級教學(xué)團(tuán)隊(duì)、北京道亨時代科技有限公司,面向輸電線路工程專業(yè)本、??茖W(xué)生,以及輸電行業(yè)工程技術(shù)人員等社會化學(xué)習(xí)者,提供線路設(shè)計(jì)專業(yè)資料、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)模型、專家咨詢、行業(yè)培訓(xùn)等優(yōu)秀教學(xué)資源,為我國輸電行業(yè)的高等教育發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

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第52次 精品課程視頻




REC



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連續(xù)檔:

兩基耐張桿塔之間的若干基直線桿塔構(gòu)成的檔距。             

耐張段:

兩個耐張桿塔之間的全部檔距構(gòu)成一個耐張段。

特點(diǎn):

(1)連續(xù)檔的各檔距一般不相等;

(2)架線安裝時懸垂絕子串處于鉛垂位置;

(3)氣象條件變化時,各檔水平張力發(fā)生變化,造成懸垂串偏斜,檔距變化。各檔之間相互影響;

(4)∑△li=0  。


適用情況:

 1、當(dāng)耐張段內(nèi)各檔間的檔距和高差相差懸殊;

 2、檔間架空線的比載不同(如覆冰不均);

 3、檔間作用有不同的附加荷載(如上人檢修)。

目的:

(1)檢查直線桿塔可能承受的不平衡張力;

(2)懸垂串的偏斜角;

(3)斷線事故下的弧垂等。

方法:

解析法,圖解法。


01

檔距變化量與架空線應(yīng)力的關(guān)系(物理方程1)

竣工時:

補(bǔ)償架空線初伸長(降溫△t)后,連續(xù)檔架線應(yīng)力(各檔水平應(yīng)力)為σ0,比載為γ1,氣溫為t0。懸垂串處于中垂位置,第 i檔的檔距為 li0、高差角為 βi0。此時第 i 檔的懸掛曲線長度為:

 氣象條件發(fā)生變化后:

氣溫變?yōu)閠,比載變?yōu)?γi,初伸長已釋放完畢,各檔水平應(yīng)力為 σi0。懸垂串偏斜使檔距增大△li,高差變化△hi,高差角變?yōu)棣?sub>i,第 i檔線長為:

將上式以檔距、高差的微分增量形式表示為

兩種狀態(tài)下的線長之差是由于應(yīng)力、氣溫的不同以及初伸長的放出引起的,即

將竣工時懸掛線長公式、檔距、高差的微分增量形式 公式代入初伸長式,整理為

共有 n 檔,可列出 n 個方程式。

  對于整個耐張段,由于兩端為耐張桿塔,所以各檔檔距增量△li 的總和應(yīng)為零。

02

懸垂串偏移量與架空線應(yīng)力的關(guān)系(物理方程2)

▲圖 懸垂絕緣子串受力圖

設(shè)懸垂串為均布荷載的剛性直棒,則第i基桿塔的懸垂串受力如圖所示。對懸垂串上端懸掛點(diǎn)列力矩平衡方程,有:

懸垂串偏移量與架空線應(yīng)力的關(guān)系為

假定架空線比載 γi、γi +1 均沿斜檔距均布,則

03

檔距和高差變化量與懸垂串偏移量的關(guān)系


04

連續(xù)檔應(yīng)力精確值的求解步驟

耐張段內(nèi)共有n?1基直線桿塔,可列出形如 懸垂串偏移量與架空線應(yīng)力的關(guān)系 公式、檔距和高差變化量與懸垂串偏移量的關(guān)系 公式 各n?1個方程,按 檔距變化量與架空線應(yīng)力的關(guān)系 式可列n個方程,共3n?2個方程,已知δ0=0,因此可以求解σi0、△li、δi共3n?1個未知量。求解一般需借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行,步驟如下:

(1)假定一個△l11,已知δ0=0 ,由檔距和高差變化量與懸垂串偏移量的關(guān)系 計(jì)算式算得△h1;由 檔距變化量與架空線應(yīng)力的關(guān)系 算得σ10。
(2)根據(jù)σ10、δ1,由式懸垂串偏移量與架空線應(yīng)力的關(guān)系 公式算得σ20。
(3)根據(jù)σ20,假設(shè)△h2(如△h2=0),由 檔距變化量與架空線應(yīng)力的關(guān)系 算得     △l2(1),由式 距和高差變化量與懸垂串偏移量的關(guān)系 公式算得 δ2(1) 與 △h2(1) ;再由 檔距變化量與架空線應(yīng)力的關(guān)系  算得 △l2(2) ,由 檔距和高差變化量與懸垂串偏移量的關(guān)系 公式算得    δ2(2),由 檔距和高差變化量與懸垂串偏移量的關(guān)系 公式算得 △h2(2)    。反復(fù)進(jìn)行,使算得的△l2、δ2、△h2再無明顯變化。
(4)根據(jù)σ(i-1)0、δi-1 ,由 懸垂串偏移量與架空線應(yīng)力的關(guān)系 公式算得σi0。假設(shè)△hi(△hi=0),按步驟(3)進(jìn)行,算得 △li、δi、△hi
(5)根據(jù)σ(n-1)0、δn-1,由 懸垂串偏移量與架空線應(yīng)力的關(guān)系 公式 算得σn0;已知δn =0,由 檔距和高差變化量與懸垂串偏移量的關(guān)系 公式算得△hn,由 檔距變化量與架空線應(yīng)力的關(guān)系 算得△ln;再由式   (9?22)算得δn。
(6)如果算得的δn≈0,則上面結(jié)果即為所求。否則需返步驟(1)重新計(jì)算,直至算出的δn≈0為止。
說明:
(1)如近似認(rèn)為  檔距變化量與架空線應(yīng)力的關(guān)系 中△hi=0,則步驟可簡化;
(2)計(jì)算P1(Pi),需知道應(yīng)力,一般可按懸垂串鉛垂時的應(yīng)力近似。若需更精確的數(shù)值,可用上面算得的應(yīng)力結(jié)果,計(jì)算新的Pi,再按上述步驟循環(huán)計(jì)算。
當(dāng)△hi=0,簡化步驟為:
(1)假定一個水平應(yīng)力σ10;
(2)由式 檔距變化量與架空線應(yīng)力的關(guān)系 計(jì)算△l1(△li);
(3)由式檔距和高差變化量與懸垂串偏移量的關(guān)系 公式計(jì)算δ1(δi);
(4)由 懸垂串偏移量與架空線應(yīng)力的關(guān)系 公式計(jì)算(σ(i+1)0);
(5)按照步驟(2)~(4),計(jì)算出全部σi0、△li、δi為止;
(6)若求得的δn接近于零,則滿足要求,上述各結(jié)果可以接受。否則需重新假定σ10,再由步驟(1)開始計(jì)算。

輸配電線路  公眾號  編輯

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課程章節(jié)

(點(diǎn)擊以下目錄自動進(jìn)入相應(yīng)章節(jié)學(xué)習(xí))
第一章 緒論
1.1 輸電線路及其分類
1.2 輸電線路的組成部分

第二章 架空輸電線路的基本知識
2.1 架空線的材料、種類和用途
2.2 導(dǎo)線截面的選擇
2.3 地線架設(shè)的相關(guān)規(guī)定
2.4 絕緣子及其設(shè)計(jì)
2.5 金具的種類
2.6 桿塔、基礎(chǔ)與接地
2.7 導(dǎo)線的排列方式和換位

第三章 設(shè)計(jì)用氣象條件
3.1 氣象三要素及其資料收集
3.2 氣象條件的重現(xiàn)期和最大設(shè)計(jì)風(fēng)速的確定
3.3 覆冰厚度與氣溫的選取
3.4 各種氣象條件的組合

第四章 架空線的機(jī)械物理特性和比載
4.1 架空線的機(jī)械物理特性
4.2 許用應(yīng)力和安全系數(shù)
4.3 七個比載及其求解
第五章 均布荷載下架空線的計(jì)算
5.1 架空線懸鏈線方程的積分普遍形式
5.2 等高懸點(diǎn)架空線的懸掛曲線方程
5.3 等高懸點(diǎn)架空線的弧垂、線長和應(yīng)力
5.4 等高懸點(diǎn)架空線計(jì)算舉例
5.5 不等高懸點(diǎn)架空線的弧垂、線長和應(yīng)力
5.6 不等高懸點(diǎn)架空線的計(jì)算舉例
5.7 架空線計(jì)算公式的簡化
5.8 架空線的平均高度與平均應(yīng)力
5.9 均布垂直比載和水平比載共同作用下架空線的計(jì)算

第六章 氣象條件變化時架空線的計(jì)算
6.1 架空線的狀態(tài)方程式
6.2 架空線狀態(tài)方程式的解法
6.3 控制氣象和臨界檔距
6.4 有效臨界檔距判定和控制氣象條件的確定
6.5 控制條件的確定舉例
6.6 最大弧垂的判定
6.7 應(yīng)力弧垂曲線和安裝曲線

第七章 均布荷載下架空線計(jì)算的進(jìn)一步研究
7.1 剛性架空線懸掛曲線方程的普遍形式
7.2 剛性架空線的弧垂和彎曲應(yīng)力
7.3 架空線的抗彎剛度
7.4 架空線的初伸長及其處理
7.5 架空線施工中的過牽引水平檔距和垂直檔距-架空輸電線路設(shè)計(jì)
7.6 水平檔距和垂直檔距
7.7 極大檔距、允許檔距和極限檔距
7.8 架空輸電線路的改建

第八章 非均布荷載下架空線的計(jì)算
8.1架空線懸掛曲線方程的一般形式
8.2非均布荷載下架空線的弧垂、張力和線長
8.3 耐張串的比載和孤立檔的荷載
8.4 孤立檔架空線的弧垂和線長
8.5 孤立檔架空線的狀態(tài)方程式
8.6 孤立檔的控制條件
8.7 非均布垂直荷載和水平荷載共同作用下架空線的計(jì)算
8.8 耐張絕緣子串的水平及垂直投影長度
8.9 孤立檔架空線應(yīng)力弧垂計(jì)算舉例 (計(jì)算各種運(yùn)行情況下的線長系數(shù))

8.9 孤立檔架空線應(yīng)力弧垂計(jì)算舉例 (確定控制條件、各種情況下的實(shí)際應(yīng)力及架線觀測應(yīng)力和弧垂

第九章 連續(xù)檔架空線的應(yīng)力和弧垂
9.1 連續(xù)檔架空線應(yīng)力的近似計(jì)算——代表檔距法

(鏈接持續(xù)更新中......)

授課老師

黃力

主講教師:

唐波、孟遂民、黃力、張子引、吳鵬
—我已酷酷結(jié)束—

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