導線比載計算[工程科技]

1、第二章導線應力弧垂分析導線的比載導線應力的概念懸點等高時導線弧垂、線長和應力關系懸掛點不等高時導線的應力與弧垂水平檔距和垂直檔距導線的狀態(tài)方程臨界檔距最大弧垂的計算及判斷導線應力、弧垂計算步驟導線的機械特性曲線 內(nèi)容提要及要求本章是全書的重點，主要是系統(tǒng)地介紹導線力學計算原理。通過學習要求掌握導線力學、幾何基本關系和懸鏈線方程的建立；掌握臨界檔距的概念和控制氣象條件判別方法；掌握導線狀態(tài)方程的用途和任意氣象條件下導線最低點應力的計算步驟；掌握代表檔距的概念和連續(xù)檔導線力學計算方法；了解導線機械物理特性曲線的制作過程并明確它在線路設計中的應用。第一節(jié)導線的比載字體大小小中大作用在導線上的機械荷載

2、有自重、冰重和風壓，這些荷載可能是不均勻的，但為了便于計算，一般按沿導線均勻分布考慮。在導線計算中，常把導線受到的機械荷載用比載表示。 由于導線具有不同的截面，因此僅用單位長度的重量不宜分析它的受力情況。此外比載同樣是矢量，其方向與外力作用方向相同。所以比載是指導線單位長度、單位截面積上的荷載，常用的比載共有七種，計算公式如下：1自重比載導線本身重量所造成的比載稱為自重比載，按下式計算（2-1）式中：g1導線的自重比載，N/m.mm2； m0一每公里導線的質(zhì)量，kg/km；S導線截面積，mm2。2冰重比載導線覆冰時，由于冰重產(chǎn)生的比載稱為冰重比載，假設冰層沿導線均勻分布并成為一個空心圓柱體，如

3、圖21所示，冰重比載可按下式計算：（2-2）式中：g2導線的冰重比載，N/m.mm2； b覆冰厚度，mm；d導線直徑，mm； S導線截面積，mm2。圖2-1覆冰的圓柱體設覆冰圓筒體積為：取覆冰密度，則冰重比載為：3導線自重和冰重總比載導線自重和冰重總比載等于二者之和，即g3g1+g2（2-3）式中：g3導線自重和冰重比載總比載，N/m.mm2。4無冰時風壓比載無冰時作用在導線上每平方毫米的風壓荷載稱為無冰時風壓比載，可按下式計算：（2-3）式中：g4無冰時風壓比載，N/m.mm2；C風載體系數(shù)，當導線直徑d 17mm時，C=1.2；當導線直徑d17mm時，C=1.1；v設計風速，m/s；d導線

4、直徑，mm；S導線截面積，mm2；a風速不均勻系數(shù)，采用表21所列數(shù)值。表21各種風速下的風速不均勻系數(shù)a 設計風速（m/s）20以下20-3030-3535以上1.00.850.750.70作用在導線上的風壓（風荷載）是由空氣運動所引起的，表現(xiàn)為氣流的動能所決定，這個動能的大小除與風速大小有關外還與空氣的容重和重力加速度有關。 由物理學中證明，每立方米的空氣動能（又稱速度頭）表示關系為：，其中q 速度頭（Nm2）,v風速（m/s），m空氣質(zhì)量（kg/m3），當考慮一般情況下，假定在標準大氣壓、平均氣溫、干燥空氣等環(huán)境條件下，則每立方米的空氣動能為實際上速度頭還只是個理論風壓，而作用在導線或避

5、雷線上的橫方向的風壓力要用下式計算: 式中：Ph迎風面承受的橫向風荷載（N）。式中引出幾個系數(shù)是考慮線路受到風壓的實際可能情況，如已說明的風速不均勻系數(shù)和風載體型系數(shù)C等。另外，K表示風壓高度變化系數(shù)，若考慮桿塔平均高度為15m時則取1；表示風向與線路方向的夾角，若假定風向與導線軸向垂直時，則90；F表示受風的平面面積（m2），設導線直徑為d(mm)，導線長度為L（m），則F=dL10-3。由此分析則導線的風壓計算式為：相應無冰時風壓比載為： 5覆冰時的風壓比載覆冰導線每平方毫米的風壓荷載稱為覆冰風壓比載，此時受風面增大，有效直徑為（d+2b）,可按下式計算：（2-5）式中：g5覆冰風壓比載，

6、N/m.mm2； C風載體型系數(shù)，取C=1.2； 6無冰有風時的綜合比載 無冰有風時，導線上作用著垂直方向的比載為g1和水平方向的比載為g4，按向量合成可得綜合比載為g6，如圖22所示：圖2-2無冰有風綜合比載則g6稱為無冰有風時的綜合比載，可按下式計算： （2-6）式中，g6無冰有風時的綜合比載，N/m.mm2。7有冰有風時的綜合比載導線覆冰有風時，綜合比載g7為垂直比載g3和覆冰風壓比載g5向量和，如圖23所示，圖2-3覆冰有風綜合比載可按下式計算：（2-6）式中g7一有冰有風時的綜合比載，N/m.mm2。 以上講了7種比載,它們各代表了不同的含義,而這個不同是針對不同氣象條件而言的,在以

7、后導線力學計算時則必須明確這些比載的下標數(shù)字的意義。 例2-1 有一條架空線路通過類氣象區(qū)，所用導線為LGJ一120/20型，試計算導線的各種比載。解：首先由書中附錄查出導線LGJ一120/20型的規(guī)格參數(shù)為：計算直徑d=15.07mm，鋁、鋼兩部分組成的總截面積S=134.49mm2，單位長度導線質(zhì)量m0=466.8kg/km。由表1-8查出類氣象區(qū)的氣象條件為：覆冰厚度為b=5mm,覆冰時風速V=10m/s,最大風速V=25m/s,雷電過電壓風速V=10m/s,內(nèi)過電壓時風速V=15m/s。 下面分別計算各種比載。(1)自重比載g1： g1=9.80665 m0/S 10-3=9.8066

8、5466.8/134.4910-3=34.0410-3N/m.mm2 (2)覆冰比載g2： g2(5)=27.728b(d+b) /S 10-3=27.7285(15.07+5)/134.49 10-3=20.6910-3N/m.mm2(3)垂直比載g3： g3(5)=g1+g2(5)=54.7310-3N/m.mm2 (4)無冰時風壓比載g4： 由表2-1查出當風速為2030m/s時，=0.85，當風速為20m/s以下時，=1.0，風載體形系數(shù)C=1.2,由公式 計算 g4(10)=0.61281.01.2102/134.4915.0710-3 =8.2410-3N/m.mm2g4(15)=0.61281.01.2152/134.4915.0710-3=18.5410-3N/m.mm2g4(25)=0.61281.01.2252/134.4915.0710-3=43.7710-3N/m.mm2(5)覆冰時風壓比載g5： 由表1-2查出=1.0，已知C=1.2，則g5(5