导线力学计算PPT.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,架空线应力方程式的公式解,应力状态方程,悬挂于两固定点的电线，当气象条件发生变化（如气温及荷载改变）时，架空电线的应力将发生变化，其相应的弧线及线长也发生变化。,推导思路：考虑两种气象条件下电线的弹性伸长和温度伸长，并利用档内原始线长（即不受拉力的制造长度）不变的原则便可列出状态方程。,状态方程：架空电线从一种悬挂状态改变到另一种状态时，表征应力变化与,“,状态,”,变化之间的关系。,状态方程的推导,已知,m,状态的导线温度,t,m,、比载,m,应力,m,及线长,L,m,，当状态由,m,变为,n,时，导线温度变为,t,n,、比载变为,n,、应力变为,n,、线长变为,L,n,。,根据档内原始线长不变的原则，两种工况的线长有如下关系：,即：,其中：,状态方程的推导,平抛线长的公式：,两种工况的线长关系：,代入,两侧消去,l,令,L,m,l,两侧均乘以,，并整理得：,状态方程,架空导线的档距比载,1,7,定义：,导线单位长度、单位截面积的横向载荷,。,单位,:,kg,/,(,m,mm,2,),或,N,/,(,m,mm,2,),1,自重比载,1,2,冰重比载,2,3,自重加冰重比载,3,4,无冰风荷比载,4,5,覆冰风荷比载,(,指覆冰后整根导线受的风力,),5,6,无冰综合比载,6,7,覆冰综合比载,7,4,6,无冰综合比载,1,5,7,3,覆冰综合比载,g,2,架空导线状态方程,（,1/2,）,（,m,态,n,态,）,给出,m,m,t,m,和,n,t,n,求,n,其中：,B,值为正，,a,值可正可负,令：,方便求解讨论,架空导线状态方程,（,2/2,）,（,m,态,n,态,）,判别式：,当：,给出,m,m,t,m,和,n,t,n,求,n,判别式：,举例说明例,1,有：,方程：,判别式：,举例说明例,2,有：,方程：,判别式：,举例说明例,3,有：,方程：,架空送电线路有效临界档距,的判断 和求解,控制条件,导地线力学特性计算是架空线路设计中最基本和最重要的工作之一。在计算不同气象条件下电线的张力弧垂曲线时，首先要确定,各,代表档距范围内的相应控制气象条件。,临界档距,：,受不同气象条件控制的两个区段交界点，即受两种气象条件同时控制的某个档距。,控制条件：,有可能起控制作用的四种气象条件为低温、复冰、大风和年平均温度，其中前三种对应于最大使用张力，最后一种对应于年平均运行使用张力。,有效临界档距,四个控制条件，两两组合可得到,6,个临界档距。真正有意义的临界档距最多不超过,3,个，最少为,0,个。,控制的气象条件,E,气象条件控制,F,气象条件控制,G,气象条件控制,代表档距,l,r,EF,l,r,GH,l,r,FG,不同代表档距控制条件的区分,H,气象条件控制,控制气象条件判据,当已知,多个应力限定条件时，最小者为推求应力的“控制气象条件”。,即：,已知某一气象条件,m,对应的比载,m,、温度,t,m,、应力,m,和,待求应力,n,对应的比载,n,、温度,t,n,时，由状态方程有如下关系：,的值为最小时，则求出左侧的应力,n,也将最小。,待求,n,状态,已知,m,状态,判据系数简化,可能控制条件,限制应力,年平均气温,限制平均运行应力,av,k,%,b,(0.25,b,),最大风,限制应力,m,b,/,N,最低温,限制应力,m,b,/,N,最厚覆冰,限制应力,m,b,/,N,平均气温下的参数为,av,t,av,、,av,令：,令：,等效平均温度,等效比载,一致的表达形式，温度、比载参数不同,作图判别法,可能控制条件,t,、,年平均气温,等效平均温度,t,av,、等效比载,av,最大风,温度,t,、比载,最低温,温度,t,、比载,最厚覆冰,温度,t,、比载,温度和比载参数不同,（,1,）,y,为纵坐标，,l,为横坐标，,抛物线,右半,曲线,，开口向下,作图比较：,（,2,）,l,增大，,y,减小，各气象条件下,相同，同一档距下，各曲线,下降速度与,2,成正比。两种气象条件的,y,曲线若能相交，则只相交一次。,四种气象条件若按,温度从低至高的顺序排列,，,即,t,1,t,2,t,3,t,4对应于温度的比载为,1,、,2,、,3,、,4,，分别在同一图中作出四条曲线,y,1,、,y,2,、,y,3,和,y,4,，则可以直观的看到各气象条件所控制的档距区段。,作图判别法,下包线,对应控制气象条件,有效临界档距判别,1,从零开始的小档距区段，必由第,1,气象条件控制，因曲线,y,1,总是下包线的组成部分，且总是从零开始。,2,如果,2,1,，则曲线,y,2,与,y,1,不相交，第,2,种气象条件在任何档距时也都不可能成为控制条件。若计算该两种气象条件的临界档距，得到的将是虚数,，故,无须参加临界档距的判断。,同理，如果,3,1,或,4,1,，亦可相应排除第,3,或第,4,种气象条件为控制气象；如,2,或,3,或,4,在它的前面（标号小者）只要有一个比载较它为大或者相等，则相应的,该,种气象条件亦被排除为控制气象，无须参加临界档距的判断。,3,如果,2,、,3,、,4,均小于或等于,1,，则第,2,、,3,、,4,种气象条件均被排除为控制气象，所有档距均由第,1,种气象条件控制。,有效临界档距判别,4,如果有两条或三条曲线都与曲线,y,1,相交，则视哪一条曲线与曲线,y,1,先相交，即相交的,值最小。,即当,第,1,与第,2,、,3,、,4,种气象有二个或三个临界档距时，,其,最小的临界档距就是有效临界档距之一。,若曲线,y,2,、,y,3,同时最先与,y,1,相交，则第,2,种气象条件被排除为控制气象，因自相交点后的所有档距下，,y,3,的的值较,y,2,的值为小。此时，取,Z,min,（,j,）,=Z,（,1,，,3,）,，以此类推。,比较,最小,有效临界档距,5,当判断了第一个有效临界档距之后，再接着判断第二个有效临界档距,，方法相同。,举例说明例,1,第类典型气象区,LGJ-240,导线,m,=113.8,，,av,=71.1,，,=19,10,-6,，,E=7.85,10,-4,从表中看出：,2,、,3,、,4,均小于,1,，故最低温度、复冰和大风均不是控制气象，所有档距均由,年平均温度,气象条件控制。,气象,年平均温度,最低温度,复冰,大风,标号,1,2,3,4,t,-13.618,-10,-5,10,5.607,10,-2,3.505,10,-2,4.923,10,-2,5.004,10,-2,举例说明例,2,第,V,类典型气象区,GJ-50,（,3.0,7,）避雷线,m,=333.4,av,=294.2,=11.5,10,-6,，,E=18.1,10,-4,从表中看出：,2,1,，,4,1,，唯有年平均温度和覆冰为控制气象条件，有一个有效临界档距,l,（,1,，,3,）,：,气象,年平均温度,最低温度,覆冰,大风,标号,1,2,3,4,t,-33.8,-10,-5,10,9.521,10,-2,8.401,10,-2,19.5410,-2,12.34,10,-2,有效临界档距,：,举例说明例,3,第类典型气象区,LGJ-70,导线,，,m,=113.8,，,av,=71.1,，,=19,10,-6,，,E=7.85,10,-4,从表中看出：,4,2,，故需判断曲线,y,2,、,y,3,与,y,1,哪个先相交：,气象,最低温度,年平均温度,覆冰,大风,标号,1,2,3,4,t,-40,-33.618,-5,-5,3.397,10,-2,5.435,10,-2,11.25,10,-2,7.897,10,-2,覆冰是控制气象,有效临界档距,：,举例说明例,4,（图,1,）,第,V,类典型气象区,LGJ-70,导线,m,=105.9,，,av,=66.2,，,=19,10,-6,，,E=7.85,10,-4,因,g,4,g,3,g,2,g,1,，故需依次判断曲线,y,1,与,y,2,、,y,3,、,y,4,；曲线,y,2,与,y,3,、,y,4,；曲线,y,3,与,y,4,的相交情况。,气象,最低温度,年平均温度,覆冰,大风,标号,1,2,3,4,t,-15,-11.645,-5,10,3.397,10,-2,5.435,10,-2,6.568,10,-2,7.897,10,-2,有效临界档距,1,：,1.,举例说明例,4,（图,1,）,2.,有效临界档距,2,：,3.,有效临界档距,3,：,程序流程图,谢 谢！,