在導(dǎo)線：剛?cè)岵?jì)的集大成者！中講到，

常見架空導(dǎo)線需要具備兩個(gè)性能：

機(jī)械性能 和 電氣性能，

機(jī)械性能由鋼芯（鋁包鋼芯、殷鋼芯）承擔(dān)，

電氣性能由鋁線（鋁合金線）承擔(dān)，

那么他們是怎么相互合作的？

其拉斷力如何計(jì)算？

現(xiàn)以鋼芯鋁絞線為例：

拉斷力：鋼芯鋁絞線在均勻增大的拉力作用下，

逐漸被拉長(zhǎng)，至拉斷時(shí)所需的拉力稱為拉斷力。

(1、拉斷力由鋼部和鋁部共同承擔(dān)、共同形變）

（2、有一股或多股斷裂即為拉斷）

由于鋁和鋼的機(jī)械性能不同，

鋁的延伸率遠(yuǎn)小于鋼的延伸率，

當(dāng)鋁部被拉斷時(shí)，

鋼部的強(qiáng)度還未得到充分發(fā)揮，

通常認(rèn)為此時(shí)鋼線的變形量才為1%左右。

所以，鋼芯鋁絞線拉斷力的計(jì)算式為：

鋁抗拉強(qiáng)度×鋁面積+鋼伸長(zhǎng)1%時(shí)的應(yīng)力×鋼面積

根據(jù)《架空輸電線路設(shè)計(jì)手冊(cè)》：

根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)：

《圓線同心絞架空導(dǎo)線》GB/T 1179

中的計(jì)算拉斷力，

在試驗(yàn)中要求絞線拉斷力試驗(yàn)結(jié)果

應(yīng)不小于上述計(jì)算值的95%。

故拉斷力實(shí)際上僅保證不小于計(jì)算拉斷力的95%。

即：

導(dǎo)線最大使用張力=綜合拉斷力=計(jì)算拉斷力×0.95

對(duì)于0.95，GB50545中沒有采用大手冊(cè)中“由于導(dǎo)線上有接續(xù)管、耐張管、補(bǔ)修管使導(dǎo)線拉斷力降低”的說法，而是改以導(dǎo)線制造標(biāo)準(zhǔn)GB/T1179中向用戶保證“拉斷力試驗(yàn)結(jié)果不小于計(jì)算拉斷力的95%”，一般稱作為“保證值系數(shù)”。

（感謝qq群227827623群主總結(jié)）

綜合拉斷力是架空線張力的紅線，

施工、運(yùn)行等任何工況下都不能超過。

那么問題來了！

在工程中如何控制導(dǎo)線的張力呢?

線路工程師們用了一個(gè)非常聰明的做法，

即把導(dǎo)線的張力和線路弧垂掛鉤，

通過控制弧垂來控制導(dǎo)線張力，

這樣把看不見摸不著的導(dǎo)線張力

轉(zhuǎn)變成了可以觀測(cè)、調(diào)整的導(dǎo)線弧垂?。?/span>

學(xué)習(xí)架空線的力學(xué)計(jì)算模型，

我們首先要知道什么是懸鏈線。

因?yàn)樵谌缦录僭O(shè)下，

1）架空線只承受拉力不承受彎矩

2）荷載沿線長(zhǎng)均勻分布

架空線呈懸鏈線形狀分布。

懸鏈線的弧垂計(jì)算公式要用到雙曲線公式，

因此我們進(jìn)一步簡(jiǎn)化模型，

假設(shè)荷載沿檔距均勻分布，

即按斜拋物線計(jì)算公式，

得出如下弧垂計(jì)算公式：

根據(jù)如上計(jì)算公式，

架空線的弧垂和

比載（γ）檔距（l)   

弧垂最低點(diǎn)的應(yīng)力（σ）掛點(diǎn)高差角（β） 有關(guān)

由于在特定的環(huán)境下，

比載（γ）檔距（l) 掛點(diǎn)高差角（β）都是定值，

因此弧垂值f取決于弧垂最低點(diǎn)的應(yīng)力σ，

兩者一一對(duì)應(yīng)！

即我們可以通過在放線時(shí)控制弧垂

來控制導(dǎo)線弧垂最低點(diǎn)的張力！

這也是為什么施工圖總一定會(huì)有弧垂放線表，

施工單位要依照放線表嚴(yán)格執(zhí)行的原因。

那么弧垂最低點(diǎn)張力取多少呢？

工程設(shè)計(jì)中以架空線拉斷力為基準(zhǔn)，

除以一個(gè)安全系數(shù)，

得到的值即為弧垂最低點(diǎn)張力。

即：弧垂最低點(diǎn)張力 = 拉斷力 / 安全系數(shù)

根據(jù)GB50545-2010線路設(shè)計(jì)規(guī)范：

那意思是不是導(dǎo)、地線最少有2.5倍的安全裕度呢？

安全系數(shù)可不是簡(jiǎn)單的安全裕度的關(guān)系，

它是多種影響因素經(jīng)過科學(xué)計(jì)算的結(jié)果。

可見：

即使不考慮懸掛點(diǎn)附加彎曲應(yīng)力

和振動(dòng)時(shí)附加動(dòng)應(yīng)力的影響，

最小安全系數(shù)也要求達(dá)到1.86。

若考慮上述兩個(gè)因素，

則要求安全系數(shù)為2.0~2.5。

為保證架空線路的安全運(yùn)行，

規(guī)程規(guī)定導(dǎo)線的設(shè)計(jì)安全系數(shù)不應(yīng)小于2.5，

考慮到地線多為鋼絞線，易腐蝕，

其設(shè)計(jì)安全系數(shù)不應(yīng)小于導(dǎo)線的安全系數(shù)。

弧垂最低點(diǎn)的張力也叫最大使用張力，

但實(shí)際上最大張力出現(xiàn)的地方是在懸掛點(diǎn),

我們一般規(guī)定懸掛點(diǎn)的張力

不超過弧垂最低點(diǎn)張力的1.1倍，

即規(guī)范中要求

懸掛點(diǎn)的安全系數(shù)不應(yīng)小于2.25。

規(guī)范中只規(guī)定了安全系數(shù)的最小值，

因此安全系數(shù)可以取2.5及以上的任意值。

那么安全系數(shù)該如何取值呢？

1、比選優(yōu)化

安全系數(shù)取值越小越能發(fā)揮導(dǎo)線潛能，

減小線路弧垂，降低桿塔呼高和數(shù)量。

同時(shí)能增大檔距，適應(yīng)更多的地形。

但是張力增大會(huì)增加塔重和基礎(chǔ)大小，

因此要反復(fù)推算，

直至最經(jīng)濟(jì)、最合理。

一般而言，

當(dāng)導(dǎo)線較小，回路數(shù)較少，

即桿塔荷載不大時(shí)安全系數(shù)取2.5。

當(dāng)導(dǎo)線較大，回路數(shù)較多，

桿塔承受荷載較大時(shí)則安全系數(shù)取4左右。

當(dāng)桿塔為窄基塔、鋼管桿等特殊塔型時(shí)，

安全系數(shù)取6~10。

2、遵守桿塔使用條件

桿塔規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)約定導(dǎo)地線型號(hào)和安全系數(shù)，

實(shí)際使用時(shí)不得超過該安全系數(shù)，

如果超過了就要根據(jù)實(shí)際使用條件對(duì)桿塔進(jìn)行驗(yàn)算。

3、注意導(dǎo)地線配合

GB 50545對(duì)檔中導(dǎo)地線距離有明確要求，

而導(dǎo)地線距離主要受導(dǎo)地線安全系數(shù)影響，

因此要合理選擇地線的型號(hào)和安全系數(shù)，

對(duì)全線導(dǎo)地線距離進(jìn)行核實(shí)，

特別是檔距較大時(shí)。

4、注意特殊檔

變電站進(jìn)出線檔屬于小孤立檔，

且構(gòu)架承受張力有限，

故計(jì)算弧垂時(shí)需根據(jù)構(gòu)架允許張力進(jìn)行計(jì)算。

5、新舊線安全系數(shù)一致

線路工程中經(jīng)常遇到新建線路和舊線路連接，

因此要搜集舊線路安全系數(shù)資料，

避免連接塔位兩側(cè)出現(xiàn)不平衡張力，

當(dāng)避免不了時(shí)則要選擇合適塔型。