输电线路设计(导线力学).ppt

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1、第一章导线力学分析一、导线的力学特性1.导线的破断拉力TP:新导线标准不要求厂家做导线拉断试验，导线特性参数表只提供计算拉断力，考虑绞合系数0.95（37股及以下钢芯铝绞线；37股以上取0.9），导线的破断拉力TP=0.95T计导线应力：99设计规程的提法不使用安全系数，而以最大使用应力代替，导线最大允许使用应力不得大于40%破断拉力，和原规程相比较，导线安全系数不得小于2.5是相当的。08规程仍提安全系数，所以在设计计算中仍以应力计算。导线的破坏应力导线的最大使用应力导线的使用应力说明：导线的使用应力是导线水平应力，也就是导线弧垂最低点的应力，当最大应力气象条件出现时其应

2、力可使用到导线的使用应力。其他气象条件时的应力以σ0表示，其值均小于σm9/8/20211输电线路设计第一章导线力学分析2.导线的弹性系数E导线的弹性系数E指的是单位截面上作用单位应力时其单位长度伸长量的倒数值。其单位为：N/mm2，或MPa。因导线一般都是钢芯铝绞线，E是一综合值，理论上可按式其中m=Ag/Al成为铝钢截面比。E和铝钢截面比有关，还与其扭绞角度有关，也和使用应力有关，所以工程实际中都由厂家试验提供数据。3.导线的温度线膨胀系数α导线的温度线膨胀系数α指的是温度升高1℃时其单位长度的伸长量。单位为1/℃。与E相似，由厂家试验提供数据。4.导线的质量G在此质量

3、指的是所含物质的多少，不是指好坏。导线参数表中一般给出kg/km9/8/20212输电线路设计第一章导线力学分析二、导线比载定义：单位长度、单位截面积上的导线荷载称为比载。单位：N/mmm21.垂直比载自重比载g1：冰重比载g2(b)：圆筒形覆冰的体积自重冰重总比载g3(b)=g1+g2(b)2.水平比载无冰有风时水平比载g4(v)有冰有风时水平比载g5(b,v)3.综合比载无冰有风时总比载g6(v)有冰有风时总比载g7(b,v)g1也有综合比载的特性。比载选用原则：1、计算目的；2、计算气象条9/8/20213输电线路设计第一章导线力学分析三、导线的悬挂曲线方程1.悬链线

4、方程（精确式）导线上的荷载分布是沿导线悬挂曲线均匀分布的，如图中红色所示。以此为受力图，以导线最低点建立坐标系，进行推导可得：上式适用于普遍情况2.斜抛物线近似式导线上的分布荷载假定为沿两悬点的连线均匀分布，如绿色所示，以此进行推导可得：上式适用于10%≤h/l<25%的情况9/8/20214输电线路设计第一章导线力学分析3.平抛物线近似式导线上的分布荷载假定为沿档距均匀分布，如蓝色所示，以此进行推导可得：OP段导线受力分析T0=б0ATP=бXAW=gAx静力平衡条件：∑X=0∑Y=0∑MO（F）=0取对P点的力矩平衡，其平衡方程：б0AY-gAx（X/2）=0得：上式即

5、导线平抛物线式悬挂曲线方程,适用于h/l<10%的情况9/8/20215输电线路设计第一章导线力学分析四、导线弧垂在此以平抛物线近似式进行推导,所得计算式能适用工程中大部分情况.1、定义：导线上任意一点到两侧悬点连线间的铅垂距离2、弧垂计算式：任意点弧垂：中点弧垂：分析：（1）弧垂与地形高差无关（2）无论悬点等高与否，最大弧垂都在档距中点。9/8/20216输电线路设计第一章导线力学分析五、导线上任意点应力导线上各点的应力是不相等的，但它们的水平分量均相等，且等于导线最低点的应力。规程中规定的最大使用应力值得就是最低点的应力。所以，最低点应力一般以σ0表示，其值最大不得大于

6、最大使用应力σm六、一档导线长由上式可知，高悬点应力最大。规程规定，最大悬点应力可比最低点应力大10%过牵引问题9/8/20217输电线路设计第一章导线力学分析七、导线传递给杆塔的荷载１。水平档距和水平荷载水平档距定义：数值：计算杆塔前后档距的平均值作用：计算导线传递给杆塔的水平荷载计算式：式中g为比载，有冰取g5;无冰取g49/8/20218输电线路设计第一章导线力学分析2.垂直档距和垂直荷载垂直档距定义：数值：计算杆塔前后档导线最低点之间的水平距离作用：计算导线传递给杆塔的垂直荷载计算式：其中m:9/8/20219输电线路设计第一章导线力学分析分析：（1）、水平档距与地

7、形无关，垂直档距与地形有关；（2）、水平档距与气象条件无关，垂直档距与气象条件有关；（3）、水平档距恒为正，垂直档距有正有负；实际工程中吊档、压档直线杆上拔、耐张杆耐张串倒挂摇摆角9/8/202110输电线路设计第一章导线力学分析八、状态方程悬挂于两悬挂点间的一档导线，当气象条件发生变化，其线长随之变化，进而引起应力、弧垂变化。线长、应力随气象条件变化的规律可以“导线状态方程”来表述。状态方程式中n下标表示已知状态，m下标表示待求状态。当已知一种状态时的应力可利用状态方程求出其他状态的应力。状态方程中的档距应理解为