输电线路基础第二章第四节.ppt

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1、,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,架空线路设计,第三章 均匀荷载孤立档距导线力学应用计算,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第一节 导线的状态方程,一、导线在孤立档距中的状态方程 设档距为l,已知m气象条件下的tm，gm，m，求变化到n气象条件即tn，gn时的应力n,1.温度引起导线线长的变化设初始时导线厂Lm由温度线膨胀系数概念知,温度升高t，导线长度变为：,主要内容,临界档距

2、及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第一节 导线的状态方程,一、导线在孤立档距中的状态方程 设档距为l,已知m气象条件下的tm，gm，m，求变化到n气象条件即tn，gn时的应力n,2.应力引起导线线长的变化,应力变化，导线长度变为：,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第一节 导线的状态方程,一、导线在孤立档距中的状态方程,3.状态方程的推导,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架

3、空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第一节 导线的状态方程,一、导线在孤立档距中的状态方程,3.状态方程的推导由P35（2-23）知,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第一节 导线的状态方程,一、导线在孤立档距中的状态方程,3.状态方程的推导上式两边同除以,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第一节 导线的状态方程,一、导线在孤立档距中的

4、状态方程,状态方程常用的解法：试算法和迭代法,二、连续档距的代表档距及状态方程,通常将连续档距用一个等价的孤立档距代表,等价的孤立档距叫代表档距。,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第一节 导线的状态方程,二、连续档距的代表档距及状态方程,整理，得：,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第一节 导线的状态方程,三、悬挂点不等高时的状态方程,（1）当悬挂点不等高，但高差h10%l 时，

5、其状态方程仍采用式（3-5）即悬挂点等高时的状态方程；（2）当悬挂点高差h10%l 时，应考虑高差影响，其状态方程如式(3-15)。,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第二节 临界档距及控制气象条件的判断,出现最大应力时的气象条件叫控制气象条件，与之对应的导线的允许应力叫控制应力。然后（1）以控制气象条件和相应的允许应力（控制应力）为已知状态，求出敷设导线时相应气象条件下的应力和弧垂。按照计算好的应力和弧垂安装导线，即可保证导线在运行中，在任何条件下，其应力不超过允许值。（2）以控制气象

6、条件和相应的控制应力为已知状态，求出导线按上述原则安装后可能出现的追打弧垂。适当选择杆塔高度并排定杆位使最大弧垂时对被跨越物的距离满足要求。,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第二节 临界档距及控制气象条件的判断,一般情况下，可能成为控制气象条件的气象组合有四种：（1）最低气温、无风、无冰；（2）最大风速、无冰、相应气温；（3）覆冰、相应风速、-5C;（4）年平均气温、无风、无冰。,一、导线的允许控制应力,规程规定，导线最低点的最大使用应力即允许控制应力用下式计算,主要内容,临界档距及控

7、制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第二节 临界档距及控制气象条件的判断,1.控制条件的判别式及其特点,二、临界档距及判别控制条件的原则,1）Fm(l)与l是抛物线关系。2）当l=0时，Fm(l)的初值为负值，3)当l=0时，斜率为零；当gm/km较大时，随着l的增加，其斜率也越来越大，曲线上升的也较快。,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第二节 临界档距及控制气象条件的判断,2.临界档距,（1）临界档距

8、的定义 当档距为某一数值时，如果i 状态下的导线应力等于其控制应力，用状态方程求得的j 状态应力也恰好等于j 状态下的控制应力，则该档距叫i状态和j状态的临界档距，用ll表示。（2）临界档距的计算公式,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2007/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第二节 临界档距及控制气象条件的判断,2.临界档距,3.判别控制条件的原则 见P44,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第二节 临界档距及控制气象条

9、件的判断,三、临界档距判别法,1.按照g/k值的大小排列四种可能控制条件的次序,2.列临界档距表,3.判别A、B、C栏的有效临界档距和控制区,最后确定的有效临界档距及各控制条件的控制范围,四、举例 教材P47,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第三节 导线的机械特性曲线,为了设计的方便，通常将机械计算中所遇到的各种气象条件下的应力和弧垂分别按代表档距画成曲线，这些曲线叫做机械特性曲线或称应力弧垂曲线。,导线机械特性曲线计算项目如表（3-5）,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机

10、械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,一、导线安装曲线,第四节 导线安装曲线,1.导线安装曲线定义,以档距为横坐标、弧垂为纵坐标，根据计算出来的各种施工气温下的弧垂数据绘制的一套弧垂曲线。,2.导线安装曲线的绘制,一般从最高气温至最低气温间，每隔5（或10）绘制一条弧垂曲线。,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第四节 导线安装曲线,二、施工紧线时的观测弧垂,1.观测档的选择（1）档距较大的档（2）悬挂点高差较小的档。,具体选择情况

11、如下：（1）当连续档在6档或6档以下时，至少选一个靠近中间的大档距作为观测档；,（2）当连续档在715档时，至少选靠近两端的两个大档距作为观测档，但不宜选择有耐张杆塔的档距；,（3）当连续档在15档以上时，至少在两端及中间附近各选一个大档距作为观测档，以保证连续档中弧垂的一致性。,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第四节 导线安装曲线,2.观测档弧垂计算 如果观测档的档距与代表档距不相等时，可按下式换算弧垂。,三、导线初伸长的处理,1.初伸长及其影响 导线安装后，在张力的作用下，除产生弹

12、性伸长外，还将产生塑性伸长和蠕变伸长，综合称为塑蠕伸长。塑蠕伸长使导线、避雷线产生永久性变形，即张力除去后伸长仍不消失，在工程上称为“初伸长”,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第四节 导线安装曲线,（1）减小弧垂法 即架线时适当的减小导线的弧垂，待初伸长在运行中被拉出后，所增加的弧垂恰好等于架线时减少的弧垂，从而达到设计弧垂。,2.初伸长的补偿,（2）降温法 即将紧线时的气温降低一定的温度，然后按降低后的温度，从安装曲线上查得代表档距的弧垂，再按公式（3-24）计算出观测档距的弧垂，该

13、弧垂就是考虑了初伸长影响的紧线时的观测弧垂。,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第四节 导线安装曲线,（1）减小弧垂法 即架线时适当的减小导线的弧垂，待初伸长在运行中被拉出后，所增加的弧垂恰好等于架线时减少的弧垂，从而达到设计弧垂。,2.初伸长的补偿,设导线状态为J状态，各参量为：gJ=g1、t1、J、LJ；导线产生初伸长后的最终状态为m状态，个参量为：gm、tm、m、Lm最，其中，为初伸长发生后m状态下的下线长；是为了补偿导线初伸长，架线状态J应用的线长。,主要内容,临界档距及控制气象

14、条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第四节 导线安装曲线,LJ因温度变化产生伸缩、因应力变化产生弹性伸缩，再加上导线初伸长量LJ，便等于初伸长产生后m状态下的线长LJ，即,2.初伸长的补偿,把线长Lm，LJ的表达式代入上式整理得,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第四节 导线安装曲线,2.初伸长的补偿,（2）降温法 即将紧线时的气温降低一定的温度，然后按降低后的温度，从安装曲线上查得代表档距的弧垂，再按公式（3

15、-24）计算出观测档距的弧垂，该弧垂就是考虑了初伸长影响的紧线时的观测弧垂。,在上式中，令 则上式变为,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第五节 最大弧垂的计算及判断,一、临界温度法 若在某一温度，导线自重所产生的弧垂与最大垂直比载（有冰无风）时的弧垂相等，则此温度称为临界温度。,临界温度时：,最大垂直比载时：,由临界温度定义知：,所以，,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第五节

16、最大弧垂的计算及判断,一、临界温度法,以最大弧垂比载为n状态，以临界温度时为m状态，代入状态方程，得：,将上式化简，得：,当最高气温 时，最高气温时弧垂最大；,当最高气温 时，覆冰时弧垂最大。,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第五节 最大弧垂的计算及判断,二、临界比载法,如果最高温度时导线的弧垂与某一比载在温度下所产生的弧垂相等，则此比载称为临界比载。,最高温度条件下：,临界比载条件下：,由临界比载定义知：,所以：,主要内容,临界档距及控制气象条件判断,导线的机械特性曲线,架空线路设计,导线的状态方程,2005/9,导线安装曲线,导线最大弧垂的计算及判断,第五节 最大弧垂的计算及判断,二、临界比载法,将最高气温和临界比载两种气象条件分别作为m状态和n状态，代入状态方程得：,将上式化简，得：,当最高气温 时，最高气温时弧垂最大；,当最高气温 时，覆冰时弧垂最大。,