淺淡輸電線路導(dǎo)線風(fēng)偏上拔驗(yàn)算條件的探討

1、淺淡輸電線路導(dǎo)線風(fēng)偏上拔驗(yàn)算條件的探討摘 要：從送電線路導(dǎo)線初始應(yīng)力和穩(wěn)定運(yùn)行應(yīng)力的差異，針對(duì)這種差異對(duì)導(dǎo)線風(fēng)偏上拔狀態(tài)的影響，在送電線路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇的驗(yàn)算條件的探討。 關(guān)鍵詞：輸電線路 風(fēng)偏上拔驗(yàn)算 在送電線路工程進(jìn)行桿塔頭部的絕緣配合設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮影響因素中的一個(gè)因素是導(dǎo)線懸垂絕緣子串的風(fēng)偏角。導(dǎo)線懸垂絕緣子串的風(fēng)偏角是由于風(fēng)吹在絕緣子串和導(dǎo)線上而引起的懸垂絕緣子串偏移的角度。懸垂絕緣子串偏移的角度易引起導(dǎo)線風(fēng)偏上拔。由于導(dǎo)線風(fēng)荷載懸垂絕緣子串產(chǎn)生偏斜，直線桿塔兩側(cè)的檔距愈大，懸垂絕緣子串偏斜也就愈嚴(yán)重，這種偏斜必然引起帶電部份的導(dǎo)線，懸垂線夾，均壓屏蔽環(huán)，防振錘等，對(duì)桿塔的接地部份塔身

2、，橫擔(dān)，腳釘?shù)鹊目諝饨^緣間隔減小，在工程設(shè)計(jì)中假設(shè)考慮不周，就會(huì)引起閃絡(luò)接地故障。所以設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中應(yīng)高度重視對(duì)導(dǎo)線風(fēng)偏上拔的驗(yàn)算，保證送電線路的平安運(yùn)行。故本文引用根本公式及計(jì)算方法對(duì)風(fēng)偏上拔驗(yàn)算的條件加以探討。一、導(dǎo)線的風(fēng)偏搖擺和上拔具有一定的一致性導(dǎo)線風(fēng)偏搖擺是指采用懸垂絕緣子串的直線桿塔上的導(dǎo)線在運(yùn)行狀態(tài)下最大風(fēng)速，雷電過(guò)電壓，操作過(guò)電壓，承受水平風(fēng)荷載時(shí)偏移的程度，一般以下式表示：=tg1Pj/2+Lhg4S/(Gj/2+ Lvg1S+Gf)_(1)式中：導(dǎo)線風(fēng)偏角(°)PJ作用于懸垂絕緣子串的風(fēng)荷載NGJ懸垂絕緣子串的重量NLh所在桿塔位的水平檔距mLv所在桿塔位的垂直

3、檔距mS導(dǎo)線的載面積mm2Gf防振錘重量Ng1導(dǎo)線的自重比載值N/m.mm2g6導(dǎo)線在運(yùn)行電壓(最大風(fēng)速,內(nèi)過(guò)電壓,外過(guò)電壓氣象情況時(shí))相應(yīng)的風(fēng)壓比載值N/m.mm2由公式1可以得出，風(fēng)偏搖擺角和水平檔距(Lh )及垂直檔距(Lv )的比值有關(guān),如果已確定某一桿塔的垂直檔距大,那么風(fēng)偏搖擺角小,反之那么風(fēng)偏搖擺角大。一般在平地的線路搖擺角不夠情況很少,而在山區(qū)及丘陵地帶,由于地勢(shì)起伏,導(dǎo)線懸掛點(diǎn)高差較大, 搖擺角不夠的情況經(jīng)常發(fā)生.導(dǎo)線上拔是在某一運(yùn)行條件下如果低氣溫垂直檔距小于零Lv0的情況下發(fā)生的,因此風(fēng)偏搖擺和上拔驗(yàn)算都和垂直檔距的大小有關(guān),它們二者之間具有一致性。二、Lh和Lv具有的屬

4、性1、水平檔距Lh表示桿塔承受水平荷載的一個(gè)特性指標(biāo)，認(rèn)為水平荷載是單位長(zhǎng)度受到的水平力與桿塔兩側(cè)檔距平均值的乘積，此平均值稱為水平檔距。2、垂直檔距Lv表示桿塔承受垂直荷載的一個(gè)特性指標(biāo)，其大小認(rèn)為是單位長(zhǎng)度導(dǎo)線的重量與桿塔兩側(cè)最低點(diǎn)間水平檔距的乘積，此為垂直檔距。Lh =0.5(L1+L2)_(2)Lv= Lh+0/g(h1/ L1+ h2/ L2)_(3)式中L1、L2桿塔兩側(cè)的檔距m0相應(yīng)氣象條件下導(dǎo)線最低點(diǎn)應(yīng)力N/mm2g 相應(yīng)氣象條件下導(dǎo)線比載N/m.mm2h1、h2_被驗(yàn)算桿塔分別與兩側(cè)桿塔導(dǎo)線懸掛點(diǎn)高差，如被驗(yàn)算桿塔處于低位那么為-h，反之為+h由公式3可以得出，當(dāng)桿塔位確定之

5、后，垂直檔距LV隨導(dǎo)線運(yùn)行應(yīng)力0的變化而變化。因此，0是風(fēng)偏搖擺和上拔驗(yàn)算的根本條件。三、導(dǎo)線應(yīng)力在相同氣象條件下的特性當(dāng)導(dǎo)線架設(shè)在桿塔滑輪上，施工用張力放線或緊線安裝時(shí)，就受到一定的拉力，導(dǎo)線受拉力后，還會(huì)產(chǎn)生所謂的“朔性伸長(zhǎng)和蠕變 現(xiàn)象，這稱為“初伸長(zhǎng)?！叭渥兪墙饘僭谝欢囟龋饬氨旧碇亓Φ耐瑫r(shí)作用下，隨著時(shí)間的增加，緩慢地產(chǎn)生的永久性變形。不同材料的“蠕變特性有很大的差異，銅、鋁等“蠕變現(xiàn)象比擬嚴(yán)重。因而送電線路在長(zhǎng)期運(yùn)行中，由于導(dǎo)線自重、拉力及溫度變化的影響，使“初伸長(zhǎng)逐漸放出而增加檔距內(nèi)的導(dǎo)線長(zhǎng)度，引起了弧垂增大，應(yīng)力相應(yīng)地減小，以致使線路導(dǎo)線對(duì)地以及其它被跨越物平安距離減小，造成

6、各種事故。架設(shè)導(dǎo)線應(yīng)補(bǔ)償“初伸長(zhǎng)是十分重要的。目前常用消除和補(bǔ)償“初伸長(zhǎng)措施有：一種是予拉法，導(dǎo)線的“初伸長(zhǎng)，隨著應(yīng)力的加大，可以縮短它放出的時(shí)間，也就是能夠提前將“初伸長(zhǎng)消除掉。在最大使用應(yīng)力max時(shí)的“蠕變伸長(zhǎng)，可能需要數(shù)年或數(shù)十年才能開展完畢。所以：要在較短時(shí)間內(nèi)消除初伸長(zhǎng)的影響，這種方法不易實(shí)現(xiàn)，目前很少采用。另一種是增加架線應(yīng)力系數(shù)法，通常采用有2種方法：1、恒定系數(shù)法；2、恒定降溫法。恒定系數(shù)法是按導(dǎo)線不考慮初伸長(zhǎng)時(shí)的情況計(jì)算施工安裝觀測(cè)弧垂氣溫下的應(yīng)力，然后再乘以考慮初伸長(zhǎng)應(yīng)加大應(yīng)力所需的增大系數(shù)。但實(shí)際上初伸長(zhǎng)與材料、結(jié)構(gòu)、檔距、導(dǎo)線應(yīng)力等因素有關(guān)，而這一方法由于系數(shù)恒定不變，

7、因此，不符合實(shí)際情況，故不采用。我國(guó)多采用降溫法來(lái)補(bǔ)償導(dǎo)線初伸長(zhǎng)的影響。在“規(guī)程中也作了明確的規(guī)定。將各種不同類型導(dǎo)線的初伸長(zhǎng)率折算成等效氣溫代入狀態(tài)方程式，以確定架線時(shí)的應(yīng)力和弧垂，這種方法亦稱降溫法。一般鋼芯鋁絞線計(jì)算降溫20-25°,這意味著為了補(bǔ)償導(dǎo)線初伸長(zhǎng)的釋放.在架線初期導(dǎo)線的運(yùn)行應(yīng)力比設(shè)計(jì)值偏高,經(jīng)過(guò)一段運(yùn)行時(shí)間后,隨著初伸長(zhǎng)的釋放，導(dǎo)線的應(yīng)力變化才會(huì)穩(wěn)定到設(shè)計(jì)值上，這就是導(dǎo)線應(yīng)力的階段特性。文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)四、不同應(yīng)力特性對(duì)導(dǎo)線風(fēng)偏上拔的影響我們已談?dòng)戇^(guò)架設(shè)導(dǎo)線應(yīng)補(bǔ)償“初伸長(zhǎng)問(wèn)題, 為了便于直觀性,根據(jù)導(dǎo)線風(fēng)偏角計(jì)算加以論證說(shuō)明。例1：電壓等級(jí)為110K

8、V送電線路，導(dǎo)線LGJX-240/30,V=35m/s,代表檔距300m，L1=350m,L2=300m,h1=-25m,h2=10m,求最大風(fēng)速情況下初期運(yùn)行和穩(wěn)定運(yùn)行階段的Lv及風(fēng)偏角。解：根據(jù)LGJX-240/30應(yīng)力弧垂物理特性表及應(yīng)力弧垂放線表查得并計(jì)算如下:Pj=137NGj=308.7NGf=164.6NS=275.96mm2g1=3.28X10-2N/m.mm2g6=5.59X10-2N/m.mm2Lh=325mLv=325+0/g6(-25/350+10/300)m變=61°(最大允許搖擺角)0穩(wěn)=65.2N/mm20初=75.8N/mm21、計(jì)算穩(wěn)定運(yùn)行階段的Lv

9、及：Lv=325+0/g6(-25/350+10/300)=281m=tg-1(137/2+325x5.59/100x275.96)/(308.7/2+281x3.28/100 x275.96+164.6)=60.6°2、計(jì)算初期運(yùn)行階段的Lv及Lv=325+0/g6(-25/350+10/300)=273m=tg-1(137/2+325x5.59/100x275.96)/(308.7/2+273x3.28/100 x275.96+164.6)=61.2°例2：電壓等級(jí)為220KV送電線路，導(dǎo)線LGJX-300/25,V=35m/s,代表檔距350m，L1=500m,L2=

10、380m,h1=-28m,h2=-30m,求最大風(fēng)速情況下初期運(yùn)行和穩(wěn)定運(yùn)行階段的Lv及風(fēng)偏角。解：根據(jù)LGJX-300/25應(yīng)力弧垂物理特性表及應(yīng)力弧垂放線表查得并計(jì)算如下:Pj=255NGj =662.5NGf =282.2NS=333.31mm2g1=3.11 X10-2N/m.mm2g6=5.16 X10-2N/m.mm2Lh=440mLv=440+0/g6(-28/500-30/380)m變=66°(最大允許搖擺角)0穩(wěn)=59.4N/mm20初=66.9N/mm21、計(jì)算穩(wěn)定運(yùn)行階段的Lv及：Lv=440+0/g6(-28/500-30/380)=285m=tg-1(255

11、/2+440x5.16/100x333.31)/(662.5/2+285x3.11/100 x333.31+282.2)=65.1°2、計(jì)算初期運(yùn)行階段的Lv及：Lv=440+0/g6(-28/500-30/380)=265m=tg-1(255/2+440x5.16/100x333.31)/(662.5/2+265x3.11/100 x333.31+282.2)=66.4°從以上的二個(gè)例子可以看出:降溫法架線提高了導(dǎo)線的初始應(yīng)力，降溫法補(bǔ)償“初伸長(zhǎng)對(duì)導(dǎo)線弧垂的影響。在計(jì)算架線應(yīng)力計(jì)入“-t的緣故，使某一架線氣溫下的架線應(yīng)力高于長(zhǎng)期運(yùn)行后的應(yīng)力。因穩(wěn)定運(yùn)行和初始運(yùn)行階段的垂直

12、檔距和風(fēng)偏角有所不同，初始運(yùn)行階段的穩(wěn)定運(yùn)行階段的應(yīng)力大，垂直檔距小，故風(fēng)偏角大。特別是在最大風(fēng)速的穩(wěn)定運(yùn)行階段風(fēng)偏角接近或處于最大允許風(fēng)偏角的狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)線初始運(yùn)行階段的風(fēng)偏角要超過(guò)最大允許值。運(yùn)行初期發(fā)生相應(yīng)氣象條件時(shí)，導(dǎo)線風(fēng)偏超出允許值，但經(jīng)過(guò)數(shù)年運(yùn)行后再發(fā)生相應(yīng)的氣象條件時(shí)，風(fēng)偏又在允許范圍之內(nèi)。導(dǎo)線的初伸長(zhǎng)通過(guò)一段時(shí)間的消除，應(yīng)力才能穩(wěn)定在設(shè)計(jì)值上，這就是不同應(yīng)力特性階段對(duì)風(fēng)偏搖擺的影響，對(duì)上拔同樣具有這種影響。五、結(jié)論通過(guò)上述計(jì)算、分析以及掌握有關(guān)資料：1、導(dǎo)線風(fēng)偏和上拔是根據(jù)垂直檔距而確定，桿塔的垂直檔距在一個(gè)耐張段內(nèi)由代表檔距的應(yīng)力而確定。那么風(fēng)偏和上拔是由應(yīng)力函數(shù)而決定。2、由于在架線后存在導(dǎo)線初伸長(zhǎng)，即要降溫法來(lái)補(bǔ)償“初伸長(zhǎng)。所以：架線初期的導(dǎo)線運(yùn)行應(yīng)力應(yīng)大于穩(wěn)定運(yùn)行期的導(dǎo)線應(yīng)力。3、由于初期架線的導(dǎo)線運(yùn)行應(yīng)力增大，導(dǎo)線弧垂偏大，在最大風(fēng)速，最低氣溫時(shí)，懸垂絕緣子串和導(dǎo)線擺動(dòng)后對(duì)接地部份距離缺乏，造成接地故障。所以，為了防止上述故障，建議采用運(yùn)行初期的應(yīng)力來(lái)驗(yàn)算風(fēng)偏搖擺和上拔。4、通過(guò)計(jì)算及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：垂直檔距越大，搖擺愈小，愈