为了方便有关计算和问题的分析,输电线路上程中常引进各种档距的概念,如水平档距、乖直档卧、极大档距、极限档卧、允许档距等。
01、极大档距
档内架空线的最大应力发生在高悬挂点处,且档距越大或高差越大,高悬点应力越大。设架空线的许用应力为[σ0],高悬挂点的许用应力为[σB]。由于架空线的应力是以弧垂最低点设计的,就可能存在虽然最低点应力在许用范围内,但高悬点应力已超过允许值的情况。这必然要限制档距和高差的使用范围。
(1)定义:在一定的高差下,如果某档距架空线弧垂最低点的应力达到[σ0],高悬点应力也恰好为[σB],则称此档距为该高差下的极大档距。
无高差时,极大档距达到最大值。
要得到极大档距,需要得到 l、 h、[σ0]、[σB]之间的关系式。
(2) 由架空线任意两点应力之间的关系式,可得到两悬点A、B应力间的关系为
所以
又因为
则
故档距 l 可表示为
以[σ0] 代σ0、[σB]代σB,并令ε =[σB]/ [σ0],则得极大档距的计算公式为
无高差时
应用上面两式时,比载 γ 应取发生最大应力气象条件下的值(一般为γ6或γ7)。
问题:
实际的 l 大于 lm 怎么办?
对地不是主要问题时,放松架空线!
02、允许档距和极限档距
2.1 放松系数和允许档距
若放松后保持悬挂点应力为允许值[σB],最低点应力σ0则低于[σ0],比值σ0/[σ0]称为放松系数,用符号 μ 表示。这种情况下的档距称为 μ 值下的允许档距。
在极大档距计算公式中,以 μ[σ0] 代 [σ0]、ε/μ 代 ε ,即得到 μ 值下的允许档距为 :
无高差时
是否可以这样一直使档距增大?
随放松系数 μ 的减小,允许档距增大。但当 μ 减小到一定值后,若继续放松架空线,则由于弧垂的增大使架空线重量迅速增大,超过水平应力的减小对高悬点应力的影响,而起主要作用,允许档距不再增大反而减小。
2.2 极限档距
由放松架空线所能得到的允许档距的最大值称为极限档距。
等高悬点时,极限档距达到最大值,该值可由将无高差时允许档距计算式(对μ求导,令其等于零,得到
若令ε/μ=x,代入上式,可以解得
将上式视为迭代公式,选一适当初始值(如x=1.8)进行迭代,可求得x=1.81017即μ=0.552ε时,极限档距有最大值
结论:
极限档距是允许档距的上限,极大档距是允许档距的下限,允许档距在上、下限间变化。
03、允许档距、高差和放松系数间的关系
允许档距 ly 与高差h和放松系数 μ 有关。设计时,当档距超过允许档距时,除可调整杆塔位置改变 h、l 外,还可采用放松架空线的方法来保证悬挂点应力满足要求。但放松系数μ的求解比较麻烦,工程实际中常将其绘成图表,以供查用。由于
注意到
解得
以[σ0]代σ0、ε[σ0]代σB,代入上式,得极大档距 lm 与该档距下悬挂点间的容许高差 hm 之间的关系为
若以 μ[σ0] 代 σ0,ε[σ0] 代 σB,则得到允许档距与该档距下的容许高差及放松系数之间的关系为
上式可改写为
其中
以 hy/ly 为横坐标,C0为纵坐标,利用上面公式,对不同的放松系数 μ 值可以作出一组曲线(如下图),该图称为架空线应力放松图。利用此图求μ 值比公式计算方便得多。
▲图 架空线应力放松图
以上极大档距、允许档距和极限档距的计算的小程序可以去输配电线路知识新球下载。
输配电线路 公众号 编辑
,