《架空输电线路设计讲座》第9章.ppt

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1、第九章架空线的断线张力和不平衡张力架空输电线路设计第一节概述1、定义断线张力：因架空线断线，断线档的相邻档架空线所具有的残余水平张力，称为架空线的断线张力。不平衡张力：因气象条件变化，在直线杆塔上产生的水平张力差，称为架空线的不平衡张力。2、目的（1）计算杆塔强度；（2）验算架空线与杆塔的电气间隙；（3）校验被跨越物间距；（4）检查转动横担或释放线夹是否能动作。3、产生的原因原因雷击外力破坏覆冰大风振动压接管抽签不明次数11511329212117164百分比24％23.5％6％4％4％3.5％35％不平衡张力：（1）高差悬殊的连续档气象条件变化

2、；（2）不均匀脱覆冰；（3）集中荷载；（4）改建中的档距变化。表9−1断线事故原因统计表断线：大多发生于小截面架空线。4、确定方法（1）设计杆塔时：规定断线张力取最大使用张力的百分数作为杆塔校验荷载。（具体杆塔设计课程中讲述）（2）计算电气间距时：依据实际档距、高差、杆塔结构和气象条件，采用公式具体计算。（重点研究）第二节固定横担固定线夹下单导线的断线张力1、断线张力是断线冲击过程稳定后的已经衰减了的“残余张力”。2、影响断线张力大小的因素：（1）绝缘子串越长，导线就越松弛，张力衰减就越多，残余张力就越小。（2）直线杆塔产生绝缘子串偏斜方向的挠曲

3、变形，增大了导线的松弛量，残余张力因而更小。（3）断线引起的绝缘子串偏斜和杆塔挠曲变形，还使未断线侧各档的档距向减小的方向变化。紧邻断线档的档距减小得最多，距断线档越远减小得越少。（4）断线张力的大小与断线后剩余的档数有关。一般情况考虑五档。（5）未断避雷线的支持力。一、断线张力的特点当高压架空线路跨越铁路、公路、电车道、弱电线路以及特殊管道时，需要校验邻档断线后导线对交叉跨越物的距离，因而需要计算断线张力。一、断线张力的有关方程及其求解1、档距减小量与应力的关系断线前气温为t，比载γ，各档水平应力为σ0，第i档的档距为li0，高差角βi0。断线后

4、气温、比载不变，第i档档距减小了△li变为li，水平应力变为σi0，仿公式（8−19），略去高差变化量的影响，断线后第i档的档距减小量为（9−1）用张力表示为（9−2）断线后由于架空线张力变小，弹性伸长量也减小，故断线后档内悬线长度要比断线前缩短一些。断线后档距缩小，△li取为正。若断线后连续档剩余k档，则依式（9−2）可列出k个方程，但含有Ti、△li（i=1，2.，…，k）共2k个待求量，需再列出k个方程才能求解。2、悬挂串偏移量与两侧张力的关系：设悬垂串悬挂点处的杆塔挠度系数为B，可写出架空线悬挂点偏距δi的计算式为（9−3）利用式（9−2）

5、、（9−3）两组方程，按下面步骤试凑求解：设已知T1→式（9−2）→△l1；δ1=△l1；δ1、T1→式（9−3）→T2；T2→式（9−2）→△l2；δ2=δ1+△l2；δ2、T2→式（9−3）→T3；……；Tk→式（9−2）→△lk；δk=δk−1+△lk；δk、Tk→式（9−2）→Tk+1≡0。利用上述方法试凑求解时，初值T1（△l1）的取值对计算的反复次数影响很大。残余张力T1一定小于未断线前的张力T0=σ0A。剩余档数越多，T1与T0的差值越小，档距的变化量△l1也越小。二、求解断线张力的作图法利用计算机采用试凑法求解断线张力是很方便的。在

6、无条件应用时，可采用图解法。具体作法如下：（1）以δ（△l）为横坐标，T（△T）为纵坐标建立直角坐标系，如下图。（2）利用式（9−2），绘制断线后各档档距变化与张力变化的关系曲线Ⅰ：T=f（△l）（3）利用式（9−3），绘制断线后直线杆塔上架空线悬挂点偏移量δi与不平衡张力差△Ti=Ti−Ti+1的关系曲线Ⅱ：δ=f（△T）。（4）图解法求解步骤假定靠耐张塔一档的架空线张力为T1，由T1查曲线Ⅰ中相应曲线1，得到△l1。因δ1=△l1，据此查曲线Ⅱ中相应曲线1，得到△T1，计算出T2=T1−△T1。由T2查曲线Ⅰ中相应曲线2得到△l2，算出δ2=△

7、l2+δ1。由δ2查曲线Ⅱ中相应曲线2，得到△T2，算出T3=T2−△T2。由Ti查曲线Ⅰ中相应曲线i得到△li，算出δi=△li+δi−1。由δi查曲线Ⅱ中相应曲线i，得到△Ti，算出Ti+1=Ti−△Ti。如此类推下去，直至算出断线相邻档的Tk，由Tk查曲线Ⅰ中相应曲线k，得到△lk，算出δk=△lk+δk−1，由δk查曲线Ⅱ中相应曲线k，算出△Tk。三、断线档的选择原则为保证交叉跨越在断线事故情形下，满足规程规定的跨越限距要求，断线档应选在跨越档的相邻档，不同档距分布下的断线档选定原则见下表。如果Tk＞△Tk，或者说δk线末端P点未到达曲线Ⅱ

8、中相应曲线k，表明T1设大了。如果Tk＜△Tk，或者说δk线末端P点超过曲线Ⅱ中相应曲线k，表明T1设小了。如果Tk=△T