图 导、地线荷载分解图
从上图知导、地线受力荷载有垂直荷载(导线自重与有冰是冰重,垂直比载与垂直档距之积)、水平荷载(风压荷载,风压比载与水平档距之积)与纵向荷载(一般指导、地线弧垂最低点的张力,最低点应力与导、地线截面之积)。
不同气象三种荷载都差异,小编将从导、地线比载,最大使用应力控制气象条件,各种气象条件下应力计算,架空输电线路的各种档距,导、地线任意点应力及弧垂计算,最大弧垂计算、过牵引、到、地线线悬挂应力校验、悬垂塔绝缘线串上拔校验、悬垂塔绝缘线串摇摆角计算、耐张塔绝缘子串倒挂校验、杆塔中心位移等专题与大家讨论分享。
气象条件小编已经在《输电线路气象的用途及设计用气象参数值计算及选取》专题中介绍过,本次小编主要介绍导、地线的机械物理特性。导、地线机械物理特性小编在《架空输电线路导、地线的机械物理特性》中也介绍过,小编今天介绍的主要目的怎么去计算或获得这些参数值,这是为了小编下次介绍的导、地线比载及应力等的的计算提供基础数据。
现架空输配电线路中,常用的导线主要为钢芯铝绞线及铝包钢芯铝绞线,地线主要采用镀锌钢绞线及铝包钢绞线。导、地线机械物理特性参数可以参考小编以前介绍的《[资料]电力线路中常用铝包钢芯铝绞线参数》、《钢芯铝绞线老规程(-74)主要技术参》、《钢芯铝绞线老规程(-83)主要技术参》及GB 1179-2008规程等。国网与南网也有自己的相关标准,国网的导地线参数可以参考《国家电网公司物资采购标准 导、地线卷》、南网可以参考各导地线的标准技术标书。下面以钢芯铝绞线JL/G1A-500/45-48/7为例介绍各参数的取值及用途及意义。
根据南网《110kV、220kV架空线路钢芯铝绞线标准技术标书》可以查的JL/G1A-500/45-48/7参数如下:
从上表可以知JL/G1A-500/45-48/7的详细参数如下:
导线截面 A=531.68mm2,其中铝绞线截面A铝=488.58mm2,钢绞线截面A钢=43.10mm2,可以知铝钢截面比A铝/A钢=488.58/43.10=11.33。根据GB 50545-2010 第5.0.15条规定,知道该导线塑性伸长及降温值,其降温值为25℃。其截面计算导、地线荷载及导线载流量等都需要用到。
导线的外径 d=30.00mm。
导线单位长度质量q= 1685.5 kg/km。
导线额定拉断力Tj=127.31kN,则知道导线综合拉断力Tp=0.95Tj=120.,故可以求得导线的瞬时破坏应力(既抗拉强度)σp=Tp/ A=120.9445×103 /531.68=227.48 Mpa。故又可求得导线的许用应力(既导线弧垂最低点所允许使用的最大应力,又称最大使用应力)[σ]=σp / k =227.48 / 2.5 = 90.99Mpa。k为架空导地线的安全系数,根据GB 50545-2010 5.0.7 条规定,导、地线在弧垂最低点的设计安全系数不应小于2.5,地线安全系数不应小于导线的设计安全系数。导线安全系数一般情况下取k=2.5(年均温安全系数不小于4.0)。
这里计算的最大使用应力就是我们计算控制气象条件下的应力,在任何气象组合条件下,导、地线的使用应力不能大于相应的许用应力。我们判断出许用应力的控制气象条件后,其他气象条件的应力我们可以通过状态方程式计算获得,今后小编专题介绍。
导线弹性模量E=65.0 GPa。用于通过状态方程对导、地线其他气象条件组合下的基础参数之一。
导线温度膨胀系数α=20.5 ×10-61/ ℃。用于通过状态方程对导、地线其他气象条件组合下的基础参数之一。
从上知钢芯铝绞线JL/G1A-500/45-48/7 的导线截面 A=531.68mm2,外径 d=30.00mm,单位长度质量q= 1685.5 kg/km,大使用应力[σ] = 90.99Mpa(K=2.5),弹性模量E=65.0 GPa,温度膨胀系数α=20.5×10-61/℃。
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