垂直档距、悬挂点应力和双悬垂串调长计算与相互关系
6页1、垂直档距、悬挂点应力、悬垂角和双悬垂串调长的计算及相互关系一、设计依据(1)电力工程高压送电线路设计手册第二版(2)110kV750kV架空输电线路设计规范GB 50545-2010(3)悬垂线夹DL/T 756-2009二、垂直档距和垂直荷载的计算(1)垂直档距的计算公式设计手册P180电线应力弧垂公式一览表的计算公式:表中“电线最低点到悬挂点电线间水平距离”有三种计算公式,分别为悬链线、斜抛线、平抛线,公式中对高差和电线比载的定义不够明确,而且公式中LOA、LOB的计算并不完全相同,有减、加的区别,在实际应用中完全照搬此公式并不方便,它们可以统一成加法运算。设计手册P183“垂直档距”小节和P603“定位结果检查”的计算公式:这两处的公式相同,而且来自上述三种公式中的平抛线法,只是统一成了加法运算,公式中对高差h和电线比载明确了定义:h有正负之分,即邻塔悬挂点低时为正,反之为负;为电线的垂直比载(通常意义上为重力荷载,分为无冰和有冰两种情况)。但是,根据电线的受力分析、曲线方程和最大弧垂计算公式,由综合比载计算的弧垂为最大弧垂,在实际设计中绘制的悬链线一般也是由综合比载计算的。由垂
2、直比载计算的垂直档距应该只适用于无风工况,有风时应该按综合比载来计算。(2)垂直档距和垂直荷载的计算电线的受力情况见下图:无风时电线位于X-Z平面,也就是实际设计中看到的悬链线,此时垂直档距按垂直比载计算是准确的。当有风时,如果不考虑电线左右摆动,那么电线不在X-Z平面,而是位于X-Y-Z三维中,此时电线所处的平面也可以理解为垂直平面,只是由综合比载控制,其由综合比载计算的垂直档距与在X-Z平面的投影垂直档距是相同的。根据设计手册P188:有风时要考虑左右摇摆,那么电线在有风综合比载作用下经过X-Z平面,此时就是我们设计中看到的悬链线,而此时垂直档距应由综合比载计算,并非单一的垂直比载。但是在计算电线的垂直荷载时,不能用综合比载,垂直荷载=垂直档距垂直比载。(3)三种公式的比较和选用根据我在承德隆城220kV山区线路的设计对比,这三种计算结果很接近,误差最大的未超过10m,通过与平断面的对比,结果基本一致,误差很小,所以均可以采用。在缺乏计算工具时,通常用平抛线的公式,计算比较快捷。(4)定位结果检查将各个工况下的计算结果与杆塔设计条件对比,如果超过相应工况下的垂直档距,需要核算杆塔荷
3、载,或者调整塔位,使计算结果不超过设计条件。三、悬挂点应力和悬垂角(1)悬挂点综合应力的规定及计算公式根据设计规范第5.0.7条规定“悬挂点的设计安全系数不应小于2.25”,与最低点的安全系数2.5相比,悬挂点应力与最低点应力之比不大于1.11倍。而根据设计手册P185、P605,如悬挂点高差过大,应验算悬挂点应力,悬挂点应力一般比最低点应力不大于10%。因此只要满足设计手册的要求,必可满足设计规范,在工程设计中一般按照设计手册的要求来验算,验算工况取最大应力时的工况。当在稀有风速或稀有覆冰时,最低点和悬挂点的应力在设计规范中另有要求,在此不详述。悬挂点的综合应力(即切线方向)的计算公式见设计手册P180,其有悬链线、斜抛线、平抛线三种公式。公式中包含A、B两个形式,实际上可统一为:1.公式中应力和比载可分别转换为张力和单位荷载,公式其它部分不变。2.垂直档距为悬挂点应力一侧的垂直档距,其计算公式见上一章节。3.0和分别为各工况的最低点应力和综合比载。悬链线公式:=0ch垂直档距0斜抛线公式:=02+2垂直档距2cos2平抛线公式:=0+2垂直档距220在承德隆城220kV山区线路的设
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