正文 第九章 電力線路的機械計算概論(1 / 2)

第一節 概述

電力線路的機械計算,包括導線和避雷線、杆塔及其杆塔基礎、絕緣子和金具等元件在各種受力作用下的機械強度計算。其目的是在保證線路建設的安全性、經濟性和運行可靠性的前提下,確定導地線應力和杆塔結構尺寸。

機械計算的基本依據是“高壓架空電力線路設計技術規程”。所需要搜集資料為:

(1)沿線經過地區的土壤資料(地形、地理環境和土壤種類);

(2)沿線經過地區的氣象資料(風、冰、溫度),一般采用平均每五年發生一次的數值,對於重要地區,如特大跨越處,還應按每十年一遇的數值進行驗算,並按特殊荷重考慮。

平原地區的電力線路,一般按25米/秒作為風速的計算依據,通過山區的電力線路,如無可靠資料,可適當提高計算風速(一般增大20嚦),當通過建築物稠密及森林等屏蔽物地區時(高於杆塔÷時),可將風速減/]、20%計算。如遇有顯著差異時,則按實際的氣象條件進行計算。

計算導線、避雷線和各種杆塔的風壓時,除轉角杆塔外,均應認為風向是與電力線路方向垂直的,對於轉角杆塔,應認為風向與線路內轉角的等分線相一致。

作用在導線上的荷重(風、冰),均認為荷載是沿導線的全長均勻分布的。同樣實際上導線可能是動態荷載,但在計算時,全部荷載仍以靜態考慮的。

杆塔各部分所承受的力有壓縮力、拉伸力、彎曲力和扭力。它的強度均應按線路的正常和事故情況所受的荷載來計算。在正常情況下,杆塔所承受的重量為杆塔本身、導地線、絕緣子串和金具所引起的垂直荷載以及作用在杆塔和導線上的風力所引起的水平荷載;在事故情況下,除承受上述荷載外,還應考慮導線和避雷線斷線後沿線路方向所產生的斷線張力。但是,對於采用針式絕緣子的線路及l級電力線路的直線杆塔,隻計算正常情況下的荷載。

電力線路在正常情況下,按照以下三條計算杆塔荷重:

(1)導線和避雷線未斷線,無覆冰,但有設計最大風速;

(2)導線和避霄線未斷線,但有覆冰,同時有相應的風速;

(3)如檔距小於臨界檔距時,終端杆塔和轉角杆塔還應按最低氣溫、無冰、無風進行驗算;

在事故情況下,一般按以下二條計算杆塔荷重:

(1)覆冰厚度≤10毫米地區:按無冰、無風、最低氣溫月的最低平均氣溫進行計算;

(2)覆冰厚度>10毫米地區:還應按有冰、無風、同時按氣溫—5℃時進行計算,但覆冰荷重應大於計算覆冰荷重的一半。

第二節 導地線的機械荷載

架空線路的導地線將受到風、冰和導地線自重的作用,並且還受到氣溫變化的影響,這些統稱為機械荷載的作用。在各種不同的氣象條件下,這些荷載將有不同的組合,從而使導地線受到不同的機械力作用。在對導地線作機械強度計算時,一般對這些荷載采用“比載”來計算較為方便。所謂比載就是導線單位長度(米)和單位截麵(平方毫米)上所承受的荷載(千克)。通常用符號9來表示。共分7種比載,下麵分別加以筒述。

一、導地線自萱比藏

由導地線自重所引起的比載,它與導地線材料及結構有關。

二、冰重比戢

當導線上有覆冰時,一般都認為沿導線覆冰層的厚度是均勻的,並且是管狀的。覆冰使

導線單位長度和單位截麵上所承受的荷重,叫做冰重比載。

三、風壓比藏

架空線路受到自重和冰重的力均為垂直荷重,而風壓卻是水平方向的力。

四、總比載

1.無覆冰時

2.有覆冰時

第三節 導地線的弧垂和應力

兩相鄰杆塔懸掛點之間的水平距離稱為檔距,用,表示,兩相鄰耐張杆塔之間的距離稱為一個耐張段。連接兩相鄰懸掛點之間水平線與導線最低點之間的垂直距離,稱為弧垂,也稱弛度,用表示。

一、導餞應力和弧垂的關係

兩懸掛點之間的導線,由於導線有自重、冰重和風壓等荷重均布的關係,使檔距中的導線呈鏈狀曲線。

所以,當知道了導線的比載9和應力盯,即可求出檔距和弧垂。但是在某些情況下,不僅要知道最低點的弧垂,而且當導線與其他線路交跨時,還應求出被跨越物體的最小距離,這就要知道導線在被跨越物體的弧垂。