架空线的弧垂线长及应力计算

《架空线的弧垂线长及应力计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、架空线的弧垂、线长及应力计算1弧垂、线长计算架空线由于档距很大，材料的刚性影响可忽略不计，架空线的形状就像一条两端悬挂的柔软的索链。所以，可以按悬链线进行计算其弧垂和线成，其方程为：弧垂f=σ/g〔ch（gl/2σ）－1〕线长L=2σ/g〔sh（gl/2σ）〕上二式写成级数形式展开后为：f=σ/g{〔1＋（L12g2/8σ2）＋（L14g4/38σ4）＋……〕－1}=（L12g/8σ）＋（L14g3/38σ3）＋……L=2σ/g{（L1g/2σ）＋（L13g3/48σ3）＋（L15g5/3840σ5）＋

2、……}=L1＋（L13g2/24σ2）＋（L15g4/1920σ4）＋……为了简化计算，工程上取f第一项计算弧垂，取L前二项计算线长（即用抛物线方程代替悬链线方程近似计算）：f=L12g/8σL=L1＋（L13g2/24σ2）=L1＋（8f2/3L1）式中，L1—档距，m；g—架空线的比载，N/m·mm2g=W/S其中，W—单位长度导线重量，N/m；S—导线截面积，mm2σ—架空线最低点应力（水平应力），N/mm2。按上式计算的误差：当弧垂不大于档距的5%时，线长误差率小于15×10-4%。几种情况弧垂

3、计算：①在交叉跨越档距中一般需计算被跨越物上面任一点导线的弧垂fx，以便校验交叉跨越距离。档距中任一点导线的弧垂按下式计算：fx=x（L1－x）g/2σ=4fx（1－x/L1）/L1式中，x—从悬挂点至计算坐标点的水平距离，m。②在悬挂点具有高差的档距中架空线的计算需用斜抛物线法，即：L=（L1/cosφ）＋（L13g2cosφ/24σ2）f=L12g/8σcosφfx=x（L1－x）g/2σcosφ式中，φ—高差角，φ=arctg（h/L1）其中，h—高差；L1—档距。2应力计算①架空线任一点处的应力

4、架空线各点所受应力的方向是沿架空线切线方向变化的，最低点处的应力称为水平应力，只要知道最低点应力，架空线上任一点的应力都可以用下式计算求得：σX=σ＋（f－fx）g式中，σX—架空线任一点处的应力，N/mm2；σ—架空线最低点应力（水平应力），N/mm2；f—架空线弧垂，m；fx—计算点导线的弧垂，m；g—架空线比载，N/m·mm2。②架空线悬挂点的应力σA=σ＋f·g③水平应力计算当气象条件变化时，架空线所受的温度和负荷也发生变化，其水平应力（简称应力）和弧垂均随着变化，不同气象条件下的应力可根据状态

5、方程进行计算：σ－（L12g2E/24σ2）=σm－（L12gm2E/24σm2）－αE（t－tm）式中，σ—比载为g、气温为t℃时，待求的架空线的水平应力，N/mm2；σm—比载为gm、气温为tm℃时，架空线的水平应力，N/mm2；α—架空线的线膨胀温度系数，℃-1；E—架空线的弹性模量，N/mm2；L1—档距，m。方程的求解方法：令，a=（L12gm2E/24σm2）＋αE（t－tm）－σm；b=L12g2E/24；则，上方程为：σ3＋aσ2=b或σ2（σ＋a）=b由此可得，当已知某一气象条件（比载

6、gm、气温tm）下的架空线应力σm时，就可用上述状态方程求得另一气象条件（比载g、气温t）下的架空线应力。为了保证架空线路安全，架空线的最大使用应力在任何情况下都要小于许用应力，即：σmax≤〔σ〕=σp/k式中，σp—架空线瞬时破坏应力，N/mm2；σp=PB/S其中，PB—架空线拉断力，N。计算方法见第5章。S—架空线截面，mm2。k—架空线的安全系数，设计安全系数应不小于2.5。因此，架空线最低点处的应力就用上面状态方程计算求得，只是以许用应力〔σ〕作为架空线最大使用应力及以出现最大应力的气象情况

7、作为控制条件。3弧垂曲线（安装曲线）架空线的安装架设是在不同气温下进行的，施工紧线时需要用事先做好的安装曲线（或安装表格），查出各种施工温度（无风、无冰）下的弧垂，以确定架空线的松紧程度，使其在运行中任何气象条件下的应力都不超过最大使用应力。且满足耐振条件，使导线任何一点对地面、水面和被跨越物之间的距离符合设计要求，来保证运行安全。安装曲线通常只绘制弧垂曲线。绘制方法是以档距为横坐标，以弧垂为纵坐标，根据计算出的各种施工气温下的弧垂数据绘制一套弧垂曲线。绘制时，一般从最高施工气温至最低施工气温，每隔10

8、℃（或5℃）绘制一条曲线。4初伸长架空线的机械计算只考虑弹性变形。实际，金属绞线不是完全弹性体。因此，安装后除产生弹性伸长外，还将产生塑性伸长和蠕变伸长，综合为塑蠕伸长。塑蠕伸长使导、地线产生永久变形，即拉力除去后这两部分伸长不会消失，这在工程上称为“初伸长”。初伸长将造成弧垂的永久性增大。而且运行时间越长，此永久伸长越大，最终在5～10年才趋于稳定。弧垂的永久性增大，使导线对地或对被跨越物的安全距离变小。因此，在使用新线架线时，必须对架空