導(dǎo)線力學(xué)計(jì)算

導(dǎo)線力學(xué)計(jì)算第1頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)力狀態(tài)方程懸掛于兩固定點(diǎn)的電線，當(dāng)氣象條件發(fā)生變化（如氣溫及荷載改變）時(shí)，架空電線的應(yīng)力將發(fā)生變化，其相應(yīng)的弧線及線長(zhǎng)也發(fā)生變化。推導(dǎo)思路：考慮兩種氣象條件下電線的彈性伸長(zhǎng)和溫度伸長(zhǎng)，并利用檔內(nèi)原始線長(zhǎng)（即不受拉力的制造長(zhǎng)度）不變的原則便可列出狀態(tài)方程。

狀態(tài)方程：架空電線從一種懸掛狀態(tài)改變到另一種狀態(tài)時(shí)，表征應(yīng)力變化與“狀態(tài)”變化之間的關(guān)系。第2頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月?tīng)顟B(tài)方程的推導(dǎo)已知m狀態(tài)的導(dǎo)線溫度tm、比載γ

m、應(yīng)力m及線長(zhǎng)Lm，當(dāng)狀態(tài)由m變?yōu)閚時(shí)，導(dǎo)線溫度變?yōu)閠n、比載變?yōu)棣?/p>

n、應(yīng)力變?yōu)閚、線長(zhǎng)變?yōu)長(zhǎng)n。根據(jù)檔內(nèi)原始線長(zhǎng)不變的原則，兩種工況的線長(zhǎng)有如下關(guān)系：即：其中：第3頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月?tīng)顟B(tài)方程的推導(dǎo)平拋線長(zhǎng)的公式：兩種工況的線長(zhǎng)關(guān)系：代入兩側(cè)消去l令Lm≈l兩側(cè)均乘以，并整理得：

狀態(tài)方程第4頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月架空導(dǎo)線的檔距比載γ1～

γ7定義：導(dǎo)線單位長(zhǎng)度、單位截面積的橫向載荷。單位:

kg/(m×mm2)

或N/(m×mm2)

1自重比載γ12冰重比載γ23自重加冰重比載γ34無(wú)冰風(fēng)荷比載γ45覆冰風(fēng)荷比載(指覆冰后整根導(dǎo)線受的風(fēng)力)γ56無(wú)冰綜合比載γ67覆冰綜合比載γ7γ4γ6無(wú)冰綜合比載

γ1γ5γ7γ3

覆冰綜合比載g2第5頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月架空導(dǎo)線狀態(tài)方程（1/2）（m態(tài)

n態(tài)）

給出σm,γm,tm和γn,tn,求

σn

其中：B值為正，a值可正可負(fù)

令：方便求解討論第6頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月架空導(dǎo)線狀態(tài)方程（2/2）（m態(tài)

n態(tài)）

判別式：當(dāng)：給出σm,γm,tm和γn,tn,求

σn

第7頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月判別式：舉例說(shuō)明－例1有：

方程：第8頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月判別式：舉例說(shuō)明－例2有：

方程：第9頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月判別式：舉例說(shuō)明－例3有：

方程：第10頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月架空送電線路有效臨界檔距的判斷和求解第11頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月控制條件

導(dǎo)地線力學(xué)特性計(jì)算是架空線路設(shè)計(jì)中最基本和最重要的工作之一。在計(jì)算不同氣象條件下電線的張力弧垂曲線時(shí)，首先要確定各代表檔距范圍內(nèi)的相應(yīng)控制氣象條件。

臨界檔距：受不同氣象條件控制的兩個(gè)區(qū)段交界點(diǎn)，即受兩種氣象條件同時(shí)控制的某個(gè)檔距。

控制條件：有可能起控制作用的四種氣象條件為低溫、復(fù)冰、大風(fēng)和年平均溫度，其中前三種對(duì)應(yīng)于最大使用張力，最后一種對(duì)應(yīng)于年平均運(yùn)行使用張力。第12頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月有效臨界檔距四個(gè)控制條件，兩兩組合可得到6個(gè)臨界檔距。真正有意義的臨界檔距最多不超過(guò)3個(gè)，最少為0個(gè)。控制的氣象條件E氣象條件控制F氣象條件控制G氣象條件控制代表檔距l(xiāng)rEFlrGHlrFG不同代表檔距控制條件的區(qū)分H氣象條件控制第13頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月控制氣象條件判據(jù)當(dāng)已知多個(gè)應(yīng)力限定條件時(shí)，最小者為推求應(yīng)力的“控制氣象條件”。即：已知某一氣象條件m對(duì)應(yīng)的比載γ

m、溫度tm、應(yīng)力m和待求應(yīng)力n對(duì)應(yīng)的比載γ

n、溫度tn時(shí)，由狀態(tài)方程有如下關(guān)系：的值為最小時(shí)，則求出左側(cè)的應(yīng)力n也將最小。

待求n狀態(tài)已知m狀態(tài)第14頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月判據(jù)系數(shù)簡(jiǎn)化可能控制條件限制應(yīng)力年平均氣溫限制平均運(yùn)行應(yīng)力σav≤k%σb

(0.25σb

)最大風(fēng)限制應(yīng)力σm≤σb/N

最低溫限制應(yīng)力σm≤σb/N最厚覆冰限制應(yīng)力σm≤σb/N平均氣溫下的參數(shù)為γ

av、

tav、av令：令：等效平均溫度等效比載一致的表達(dá)形式，溫度、比載參數(shù)不同第15頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月作圖判別法可能控制條件t’、γ’

年平均氣溫等效平均溫度

t’av、等效比載

γ’av最大風(fēng)溫度t、比載γ最低溫溫度t、比載γ最厚覆冰溫度t、比載γ溫度和比載參數(shù)不同（1）y為縱坐標(biāo)，l為橫坐標(biāo)，拋物線右半曲線，開口向下作圖比較：（2）l增大，y減小，各氣象條件下相同，同一檔距下，各曲線下降速度與γ2成正比。兩種氣象條件的y曲線若能相交，則只相交一次。

四種氣象條件若按溫度從低至高的順序排列，即t1<t2<t3<t4，對(duì)應(yīng)于溫度的比載為γ1、γ2、γ3、γ4，分別在同一圖中作出四條曲線y1、y2、y3和y4，則可以直觀的看到各氣象條件所控制的檔距區(qū)段。第16頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月作圖判別法下包線對(duì)應(yīng)控制氣象條件第17頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月有效臨界檔距判別1．從零開始的小檔距區(qū)段，必由第1氣象條件控制，因曲線y1總是下包線的組成部分，且總是從零開始。2．如果γ2≤γ1，則曲線y2與y1不相交，第2種氣象條件在任何檔距時(shí)也都不可能成為控制條件。若計(jì)算該兩種氣象條件的臨界檔距，得到的將是虛數(shù)，故無(wú)須參加臨界檔距的判斷。

同理，如果γ3≤γ1或γ4≤γ1，亦可相應(yīng)排除第3或第4種氣象條件為控制氣象；如γ2或γ3或γ4在它的前面（標(biāo)號(hào)小者）只要有一個(gè)比載較它為大或者相等，則相應(yīng)的該種氣象條件亦被排除為控制氣象，無(wú)須參加臨界檔距的判斷。3．如果γ2、γ3、γ4均小于或等于γ1，則第2、3、4種氣象條件均被排除為控制氣象，所有檔距均由第1種氣象條件控制。第18頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月有效臨界檔距判別4．如果有兩條或三條曲線都與曲線y1相交，則視哪一條曲線與曲線y1先相交，即相交的

值最小。即當(dāng)?shù)?與第2、3、4種氣象有二個(gè)或三個(gè)臨界檔距時(shí)，其最小的臨界檔距就是有效臨界檔距之一。

若曲線y2、y3同時(shí)最先與y1相交，則第2種氣象條件被排除為控制氣象，因自相交點(diǎn)后的所有檔距下，y3的的值較y2的值為小。此時(shí)，取Zmin（j）=Z（1，3），以此類推。比較最小有效臨界檔距5．當(dāng)判斷了第一個(gè)有效臨界檔距之后，再接著判斷第二個(gè)有效臨界檔距，方法相同。第19頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月舉例說(shuō)明－例1第Ⅱ類典型氣象區(qū)LGJ-240導(dǎo)線m=113.8，av=71.1，=1910-6，E=7.8510-4

從表中看出：γ2、γ3、γ4均小于γ1，故最低溫度、復(fù)冰和大風(fēng)均不是控制氣象，所有檔距均由年平均溫度氣象條件控制。氣象年平均溫度最低溫度復(fù)冰大風(fēng)標(biāo)號(hào)1234t’-13.618-10-510γ5.60710-23.50510-24.92310-25.00410-2第20頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月舉例說(shuō)明－例2第V類典型氣象區(qū)GJ-50（3.07）避雷線m=333.4av=294.2=11.510-6，E=18.110-4

從表中看出：γ2<γ1，γ4<γ3，故最低溫度和大風(fēng)均不是控制氣象，只有γ3>γ1，唯有年平均溫度和覆冰為控制氣象條件，有一個(gè)有效臨界檔距

l（1，3）：氣象年平均溫度最低溫度覆冰大風(fēng)標(biāo)號(hào)1234t’-33.8-10-510γ9.52110-28.40110-219.5410-212.3410-2有效臨界檔距：第21頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月舉例說(shuō)明－例3第Ⅶ類典型氣象區(qū)LGJ-70導(dǎo)線，

m=113.8，av=71.1，=1910-6，E=7.8510-4

從表中看出：

γ4<γ3，故大風(fēng)不是控制氣象，γ2、γ3均大于γ1，且γ3>γ2，故需判斷曲線y2、y3與y1哪個(gè)先相交：氣象最低溫度年平均溫度覆冰大風(fēng)標(biāo)號(hào)1234t’-40-33.618-5-5γ3.39710-25.43510-211.2510-27.89710-2覆冰是控制氣象有效臨界檔距：第22頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月舉例說(shuō)明－例4（圖1）第V類典型氣象區(qū)LGJ-70導(dǎo)線

m=105.9，av=66.2，=1910-6，E=7.8510-4

因g4>g3>g2>g1，故需依次判斷曲線y1與y2、y3、y4；曲線y2與y3、y4；曲線y3與y4的相交情況。氣象最低溫度年平均溫度覆冰大風(fēng)標(biāo)號(hào)1234