《架空输电线路设计讲座》第9章
33页1、第九章 架空线的断线张力和不平衡张力 架空输电线路设计第一节 概 述1、定义断线张力:因架空线断线,断线档的相邻档架空线所具有的剩余水平张力,称为架空线的断线张力。不平衡张力:因气象条件变化,在直线杆塔上产生的水平张力差,称为架空线的不平衡张力。2、目的 1计算杆塔强度; 2验算架空线与杆塔的电气间隙; 3校验被跨越物间距; 4检查转动横担或释放线夹是否能动作。3、产产生的原因原因雷击击外力破坏覆冰大风风振动动压压接管抽签签不明次数11511329212117164百分比2423.56443.535 不平衡张力:1高差悬殊的连续档气象条件变化;2不均匀脱覆冰;3集中荷载; 4改建中的档距变化。表91 断线事故原因统计表断线:大多发生于小截面架空线。 4、确定方法 1设计杆塔时:规定断线张力取最大使用张力的百分数作为杆塔校验荷载。具体杆塔设计课程中讲述2计算电气间距时:依据实际档距、高差、杆塔结构和气象条件,采用公式具体计算。重点研究第二节 固定横担固定线夹下 单导线的断线张力1、断线张力是断线冲击过程稳定后的已经衰减了的 “剩余张力。2、影响断线张力大小的因素:1绝缘子串越长,导线就越
2、松弛,张力衰减就越多,剩余张力就越小。2直线杆塔产生绝缘子串偏斜方向的挠曲变形,增大了导线的松弛量,剩余张力因而更小。3断线引起的绝缘子串偏斜和杆塔挠曲变形,还使未断线侧各档的档距向减小的方向变化。紧邻断线档的档距减小得最多,距断线档越远减小得越少。4断线张力的大小与断线后剩余的档数有关。一般情况考虑五档。5未断避雷线的支持力。 一、断线张力的特点当高压架空线路跨越铁路、公路、电车道、弱电线路以及特殊管道时,需要校验邻档断线后导线对交叉跨越物的距离,因而需要计算断线张力。一、断线张力的有关方程及其求解 1、档距减小量与应力的关系 断线前气温为t,比载,各档水平应力为0,第 i 档的档距为li0,高 差角i0。 断线后气温、比载不变,第 i 档档距减小了li变为 li,水平应力变为i0,仿公式819,略去高差变化量的影响,断线后第 i 档的档距减小量为91 用张力表示为92断线后由于架空线张力变小,弹性伸长量也减小,故断线后档内悬线长度要比断线前缩短一些。断线后档距缩小,l i取为正。假设断线后连续档剩余 k 档,那么依式92可列出 k 个方程,但含有Ti、lii=1,2.,k共 2k
3、个待求量,需再列出 k 个方程才能求解。2、悬挂串偏移量与两侧张力的关系:设悬垂串悬挂点处的杆塔挠度系数为B,可写出架空线悬挂点偏距i的计算式为93利用式92、93两组方程,按下面步骤试凑求解:设T1式92l1;1 =l1;1、T1式93T2;T2式92l2;2 =1+ l2;2、T2 式93T3;Tk式92lk;k =k1+lk;k、Tk 式92 Tk+10 。利用上述方法试凑求解时,初值T1l1的取值对计算的反复次数影响很大。剩余张力T1一定小于未断线前的张力T0=0A。剩余档数越多,T1与T0的差值越小,档距的变化量l1也越小。二、求解断线张力的作图法利用计算机采用试凑法求解断线张力是很方便的。在无条件应用时,可采用图解法。具体作法如下:1以l为横坐标,TT为纵坐标建立直角坐标系,如以下图。2利用式92,绘制断线后各档档距变化与张力变化的关系曲线:T=fl3利用式93,绘制断线后直线杆塔上架空线悬挂点偏移量i与不平衡张力差Ti=TiTi+1 的关系曲线: =fT。 4图解法求解步骤假定靠耐张塔一档的架空线张力为T1,由T1查曲线中相应曲线1,得到l1。因1=l1,据此查曲线中相应
4、曲线1,得到T1,计算出T2=T1T1。由T2查曲线中相应曲线2得到l2,算出2=l2+1。由2查曲线中相应曲线2,得到T2,算出T3=T2T2。由Ti查曲线中相应曲线i得到li,算出i=li+i1。由i查曲线中相应曲线 i,得到Ti,算出Ti+1=TiTi。如此类推下去,直至算出断线相邻档的Tk,由Tk查曲线中相应曲线k,得到lk,算出k=lk+k1,由k查曲线中相应曲线k,算出Tk。 三、断线档的选择原那么为保证交叉跨越在断线事故情形下,满足规程规定的跨越限距要求,断线档应选在跨越档的相邻档,不同档距分布下的断线档选定原那么见下表。如果TkTk,或者说k线末端P点未到达曲线中相应曲线k,说明T1设大了。如果TkTk,或者说k线末端P点超过曲线中相应曲线 k,说明T1设小了。如果Tk=Tk,或者说k的线段末端P正好落在曲线中相应曲线k上,那么假定的T1正确,Tk 即为所的断线张力。否那么应重新假定T1,重复上述步骤直至Tk=Tk 为止。档距分布形式档距特点断线档选择 各档档距大致相等 选在档距较多的一侧断线。 跨越档两侧的档距分别为一大一小,即ll5。 选在大档距内断线。 跨越档两侧
5、的档距一侧较大,一侧很小,且小档距的邻档为一大档距。 l2l5l3 先选在较大档距l5内断线,若计算结果裕度不大,需再选在小档距内断线计算,取裕度小的情况。跨越档一侧为大档距,且靠近非直线杆塔。 l1l3 先假定选在多档距一边,再计算大档距一边。 表94 断线档选取原那么一览表【例91】 某35kV架空输电线路,无地线。一耐张段内共有10档,档距根本相等,代表档距为lr=273m,如下图。导线截面积为A=146.73mm2。在档距l8 内跨越级通讯线,通讯线高7m,位于距 8号杆30m 处。直线杆塔悬点高13m,挠度系数B=0.0003 m/N。悬垂串长=0.886m,重233.4 N。设气温+15、无风、无冰时架空线应力为0=75 MPa,自重比载1=35.2103 MPa/m。试核验邻档断线后的交叉垂直距离。【解】 欲核验跨越间距,应选取邻档断线进行计算。因断线后剩余档数越少,张力衰减越严重,松弛弧垂越大,所以取档距 l7 为断线档。1作T=fl曲线: 给出不同的T,可求得相应的l,数据示于表95中,曲线绘制于图94中。 (m)T(N)25003000350040004500500
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