垂直檔距、懸掛點應力和雙懸垂串調(diào)長的計算與相互關系

垂直檔距、懸掛點應力、懸垂角和雙懸垂串調(diào)長的計算及相互關系一、設計依據(jù)《電力工程高壓送電線路設計手冊》第二版()《110? 0架空輸電線路設計規(guī)范》 0 010(3)《懸垂線夾》 6 00二、垂直檔距和垂直荷載的計算垂直檔距的計算公式設計手冊P180《電線應力弧垂公式一覽表》的計算公式：表中“電線最低點到懸掛點電線間水平距離”有三種計算公式，分別為懸鏈線、斜拋線、平拋線，公式中對高差和電線比載的定義不夠明確，而且公式中、的計算并不完全相同，有減、加的區(qū)別，在實際應用中完全照搬此公式并不方便，它們可以統(tǒng)一成加法運算。設計手冊P183“垂直檔距”小節(jié)和P603“定位結果檢查”的計算公式：這兩處的公式相同，而且來自上述三種公式中的平拋線法，只是統(tǒng)一成了加法運算，公式中對高差和電線比載Y明確了定義：有正負之分，即鄰塔懸掛點低時為正，反之為負；Y為電線的垂直比載(通常意義上為重力荷載，分為無冰和有冰兩種情況)。但是，根據(jù)電線的受力分析、曲線方程和最大弧垂計算公式，由綜合比載計算的弧垂為最大弧垂，在實際設計中繪制的懸鏈線一般也是由綜合比載計算的。由垂直比載計算的垂直檔距應該只適用于無風工況，有風時應該按綜合比載來計算。垂直檔距和垂直荷載的計算無風時電線位于平面，也就是實際設計中看到的懸鏈線，此時垂直檔距按垂直比載計算是準確的。當有風時，如果不考慮電線左右擺動那么電線不在 平面，而是位于三維中，此時電線所處的平面也可以理解為垂直平面，只是由綜合比載控制，其由綜合比載計算的垂直檔距與在 平面的投影垂直檔距是相同的。根據(jù)設計手冊 ：昴簡單的是最大弧垂比較法：當￥＞彳時，最大垂直弧垂發(fā)生在覆冰時，反之發(fā)生在最髙氣溫時，*、力為覆冰時的綜合比載及應力；兒6為最高氣溫時的自重力比載及應力F需要說明的是，以往都是以覆冰、無風時的垂直比載旳及相應的應力5來比較最大弧垂，這是不夠安全的，由于覆冰時多伴有一定的風速，且弧垂有左右擺動振蕩的可能，因此這里改用覆冰有風時的綜合比載y7和相應的應力叭情況下的鳳偏弧垂作為可能發(fā)生聶大的垂直弧垂進行比較有風時要考慮左右搖擺，那么電線在有風綜合比載作用下經(jīng)過平面，此時就是我們設計中看到的懸鏈線，而此時垂直檔距應由綜合比載計算，并非單一的垂直比載。但是在計算電線的垂直荷載時，不能用綜合比載，垂直荷載垂直檔距x垂直比載。（3）三種公式的比較和選用根據(jù)我在承德?隆城22山區(qū)線路的設計對比，這三種計算結果很接近，誤差最大的未超過，通過與平斷面的對比，結果基本一致，誤差很小，所以均可以采用。在缺乏計算工具時，通常用平拋線的公式，計算比較快捷。（4定位結果檢查將各個工況下的計算結果與桿塔設計條件對比，如果超過相應工況下的垂直檔距，需要核算桿塔荷載，或者調(diào)整塔位，使計算結果不超過設計條件。三、懸掛點應力和懸垂角（1）懸掛點綜合應力的規(guī)定及計算公式根據(jù)設計規(guī)范第5.，.7條規(guī)定“懸掛點的設計安全系數(shù)不應小于2.25”，與最低點的安全系數(shù)2.5相比，懸掛點應力與最低點應力之比不大于?倍。而根據(jù)設計手冊 、5,5如懸掛點高差過大，應驗算懸掛點應力，懸掛點應力一般比最低點應力不大于1，。%因此只要滿足設計手冊的要求，必可滿足設計規(guī)范，在工程設計中一般按照設計手冊的要求來驗算，驗算工況取最大應力時的工況。當在稀有風速或稀有覆冰時，最低點和懸掛點的應力在設計

規(guī)范中另有要求，在此不詳述。懸掛點的綜合應力（即切線方向）的計算公式見設計手冊1,0其有懸鏈線、斜拋線、平拋線三種公式。公式中包含、 兩個形式，實際上可統(tǒng)一為：o懸鏈線公式：斜拋線公式平拋線公式：o=懸鏈線公式：斜拋線公式平拋線公式：o=o苗=垂直檔距0 o0==o0二仔垂直檔距2o0 oo2o01?公式中應力和比載可分別轉換為張力和單位荷載，公式其它部分不變。2.垂直檔距為懸掛點應力一側的垂直檔距，其計算公式見上一章節(jié)。3e0和y分別為各工況的最低點應力和綜合比載。在承德?隆城220山區(qū)線路的設計中，并沒有采用上面的公式，而是根據(jù)懸掛點的三個受力（最低點應力、重力、風荷載）的平方和進行開根，其計算結果與設計手冊的公式相比，相差很小，最大誤差沒有超過 0,所以也是可行的，但是建議采用設計手冊的計算公式，其中懸鏈線計算公式更為精確。o（2）懸掛點應力的垂直分量的計算公式o計算公式見設計手冊1,0其有懸鏈線、斜拋線、平拋線三種公式。公式中包含、兩個形式，實際上可統(tǒng)一為：o懸鏈線公式：=o=oY兩個形式，實際上可統(tǒng)一為：o懸鏈線公式：=o=oY=垂直檔品距0斜拋線公式：0—Y=垂直檔距oaoooo平拋線公式：Y=垂直檔距o式中含義與上節(jié)相同。當電線受風揚起時，y如取重力比載,則計算結果為重力應力；Y如取綜合比載,則計算結果為電線揚起平面中的垂直應力。當考慮計算電線受風最大弧垂時，電線垂直地面，Y應取綜合比載。在工程設計中，Y在工程設計中，Y—般取綜合比載,很少考慮電線受風揚起時的狀態(tài)。o（3懸垂角的計算公式及校驗o根據(jù)電線的受力分析， 懸垂角垂直應力水平應力，即o—oo 具體計算公式0見設計手冊1,1結合上節(jié)公式，懸垂角的計算公式為：o懸鏈線公式：o—oooY—垂直檔距o0斜拋線公式：o—ooY—垂直檔距o0平拋線公式：o—ooY—垂直檔距o0根據(jù)設計手冊 0中導線“懸垂線夾”小節(jié)的敘述，當垂直檔距較大或山區(qū)高差較大時,需要校核懸垂線夾的懸垂角，如懸垂角超過線夾的允許值時，由于附加的彎曲應力，可能使導線在線夾出口處受到損傷，顯然應校驗最大弧垂工況下的懸垂角。根據(jù)《懸垂線夾》756-20第049.1條1規(guī)定，線夾單側的最大出口角不小于25°，校核時取下限25°。當校驗結果大于線夾允許值時，可采用調(diào)整桿塔位置或呼高，也可以采用兩個懸垂線夾，或改用懸垂角較大的線夾。四、雙懸垂串調(diào)長的受力分析和計算在連續(xù)上下山或大高差的情況下，電線懸掛點兩側的懸掛角不同，若使用2個相同長度的單聯(lián)懸垂串，必然會導致出現(xiàn)兩串受力不均或一串受力而另一串松弛的情況，此時需要采取調(diào)整串長來平衡受力。（1）雙串調(diào)長的計算如圖所示，若采用單聯(lián)串時，掛點位于橫擔中心處，一'為單聯(lián)串長L當采用獨立掛點的雙聯(lián)串時，左側懸垂串的掛點位于A點，右側懸垂串的掛點位于B點，2個掛點距中心的距離 （為兩獨立串的間距）。此時，A聯(lián)串需增長至A'點，B聯(lián)串需增長至B'點，這樣才能保證兩串受力。設A聯(lián)串增加長度,B聯(lián)串增加長度,串長AB之差△|△△|,那么實際上將其中一串的長度增加或減少△,即可滿足兩串的受力AB要求。為了簡化計算，假定線夾有足夠的握力，兩懸垂串均垂直地面。由于兩串間距較小，A'－B'的電線可視為直線，且該段電線的水平應力與桿塔兩側的水平應力一致，而兩側串長的調(diào)整對兩側垂直檔距的影響很小，基本上可以忽略不計。根據(jù)懸垂角的計算公式（以懸鏈線

公式為例）：ALAALAAL△丄△Uk丄△M丄4疽叢邑址L2L2L2 0 0式中：、一分別為、B側的垂直檔距；LOAOB應力和比載可分別轉換為張力和單位荷載，公式其它部分不變；LLLLLL計算值為正時，則調(diào)長側，反之調(diào)長B側。L根據(jù)計算出來的調(diào)整串長值，在工程設計中一般通過調(diào)整金具的長度來實現(xiàn)。但由于金具的長度是固定的，實際調(diào)整值不一定能夠完全做到與計算值一致，因此，只能盡量減小兩者的差值，使得兩串受力均衡。2）雙串調(diào)長后的垂直受力計算12截面積為B側的懸掛點垂直應力，根據(jù)設計手冊的計算公式（以懸鏈線公式為例）：Lbl/Lbl/L得出：L LlBL2atl0LAL2L ALA_LBL2 0因此：L0A