变电气进出线孤立档导线应力的选取及校验

变电气进出线孤立档导线应力的选取及校验 变电气进出线孤立档导线应力的选取及校 验 2000年第l期(总第59期)华北石油设计 变电所进出线孤立档 导线应力的选取及校验 堡壅 (华北石油勘察设计研究院) 7j }7j 摘要为了完善输电线路的设计,结合华北油田35EV变电所进出线构架稳定性要 求,简单介绍了35 kV变电所进出线孤立档导线应力的选取及电气 主题词孤立档导线变电所导线应力 1引言 在以往输电线路的设计中,往往忽视对变电所 进出线孤立档导线应力的选取及校验工作,而仅由 施工单位在旄工时凭经验完成导线的放线,紧线,这 会给输电线路的运行留下安全隐患.本文将对这方 面的问题谈一些看法,供同行们参考. 2变电所进出线孤立档导线应力及孤垂计算应注 意的几个问题 2.1在华北油田已有的35kV变电所的设计中, 进出线构架一般采用A型结构.由于受站内设备布 置,占地面积及工程造价等因素的限制,这种进出线 构架的基础跨距小,抗倾覆能力较差,所以应注意导 线的最大允许拉力不能破坏变电所的进出线构架的 稳定性. 2.2输电线路终端塔及变电所进出线构架均为耐 张受力结构,两者之间自成耐张段而形成孤立档,且 孤立档两侧的耐张绝缘子串使导线承受不均匀荷 载,这时导线的应力,弧垂的计算与输电线路普通档 存在较大的差异.所以,此时必须考虑绝缘子串的影 响,否则将使架线张力增加到原数据值的几倍,将破 坏变电所的进出线构架的稳定性. 2.3终端塔与变电所进出线构架的高差较大,在低 温等恶劣的气象条件下,容易引起进出线构架上的 绝缘子串上仰,致使绝缘子瓷裙中积存雨,雪,灰尘 等,降低了绝缘子的强度,严重威胁站内的设备安 全.同时,由于变电所进出线A型构架的基础一般 为上拔,下压式基础,绝缘子串上仰使进出线构架承 受上拔力,这也破坏进出线构架的稳定性.因此,必 ? 任丘市 华北石油勘察设计研究院.o62552,河北省,收稿H期:1999—12—26 旧, ,并避免出现这种情况. 2.4在导线最大弧垂时,保证导线对地的安全距离 及导线之间的安全距离. 3变电所进出线孤立档导线应力的计算过程及步 骤 3.1作用在变电所的进出线构架上导线拉力的确 定 变电所的进出线A型构架及基础是根据室外 配电装置导线产生的最大拉力T计算得出的,即A 型构架挂线点承受的最大综合拉力为T,进出线孤 立档导线产生的力Tz与T方向相反,因此,T的 最大值不超过2倍T,变电站进出线孤立档导线最 大应力为: ‰= 吾= 式中o,——导线最大使用应力,N/m.mm; s——导线计算截面积,mm; T——进出线构架站内侧三相导线的最大 允许拉力,N; T——进出线构架站外侧三相导线的最大 的允许拉力,N. 3.2确定最大使用应力出现的气象条件 华北地区属于我国典型气象区的第?级气象 区,在该气象区内导线的最大使用应力可能在下面 两种气象条件下出现:覆冰,最低温度.一般使用临 界档距法判断出最大使用应力出现的具体气象条 件,临界档距由下式计算: =茜 - 式中1,——临界档距,m; (2) ? 变电所进出线孤立档导线应力的选取及校验 进 线 掏 集 a——温度线性膨胀系数,1/?} t——覆冰时温度,?j t——最低温度,?; g一——覆冰时导线比载,N/m,mm, g-——最低温度时导线比载,N/m,mm; —— 终端塔与进出线构架的高差角,., (见图1); K——控制气象条件为最低温度时,两端都 联耐张串的悬点不等高档距的比载增大系 数; K——气象条件为覆冰时,两端都联耐张串 的悬点不等高档距的比载增大系数. I r1.._1一I' 图1终端塔与进出线构架高差角度示意圉 1+()( (3+2—kgi~cosT一 4)(3) 式中g——最低温度时的耐张串的比载, gJ一Gj/(kS),N/m.mm G——最低温度时导线绝缘子串的重量, N; g——最低温度时的导线比载,N/m.mm; —— 导线绝缘子串长度,m; I——档距,m. K2=1-}-(芈)(告_1) (3-}-2kgjcosT 一T },cosy )(4) 式中gJ——覆冰时的耐张串的比载,gJ—Gj/(xs), N/m,mm; G——覆冰时导线绝缘子串的重量,N; g——覆冰时导线的比载,N/m.mm. 用公式(2)计算出的临界档距l值与所设计线 路的实际档距l值相比较,若1>1则说明导线的最 大应力将在晟大覆冰时出现;若1<1则说明导线的 最大应力将在最低温时出现. 3.3绝缘子串上仰校验 在确定导线最大应力出现的气象条件后,以此 为控制条件带入状态方程式(5)求得最低气温时的 导线应力 一 等K;一一i番K , 告(t一t)cos~(5) 式中——待求气象条件时的导线应力,N/mm; g——待求气象条件时的导线比载,N/m, mm2; t——待求气象条件时温度,?; l——孤立档距,m; t——控制气象条件时的温度,?; 卜导线弹性伸长系数,mm/N; g——控制气象条件时的导线比载,N/m. mm2; K——控制气象条件gc,t时,两端都联耐 张串的悬点不等高档距比载增大系数,见公 式(6); K——待求气象条件g…t时,两端都联耐 张串的悬点不等高档距的比载增大系数,见 公式(7). K一1+(等 (3-}-2丁kg~cosT一 4)(6) gJ 式中g——控制气象条件时绝缘子串的比载, g:G/(Xs),N/m.mm; G——控制气象条件时绝缘子串重量,N; g——控制气象条件时导线比载,N/m. mm2 . K一1+(里)(鱼一1) 'gd. (3-}-}-2芈一4TkCOS~)(7)g出Il 式中g,——待求气象条件时绝缘子串的比载, gi=G./(Xs),N/m,mm; Gj——待求气象条件时绝缘子串重量,N} g——待求气象条件时导线比载,N/m. mm2 . 求出最低温度时导线张力后,将其值代入公式 (8)可得绝缘子串倾角度数: ts一一 孕? 丁?11.}_J 关于大中型接地网设计的探讨?7? 式中p——绝缘子串倾角,.; G——最低温度时绝缘子串重量,N; T——最低温度时的导线张力,T=sd,N; h——导线悬挂点高差,m. 计算出p值为正值时, 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示绝缘子串不上仰;如 果为负值,则表示绝缘子串上仰,此时令绝缘子串倾 角为0.,反求出T值,求出应力值,并以最低温度 为控制气条件. 3.4导线对地安全距离的棱验 在校验导线对地安全距离时,必须先判定出现 最大弧垂时出现的气象条件,最大弧垂值只可能在 最高气温时或最大垂直比载时出现,采用临界温度 法判定,用公式(5)计算出在覆冰时导线的应力,代 入公式(9)求出临界温度. t】_1t+吼詈(1,詈)(9) 式中t,——临界温度,?; t——覆冰时温度,一般在?类气象地区t 为,5?; %——覆冰时导线应力,N/mm.; g.——覆冰时导线自重比载,N,m.131111. 将求出的t值与线路运行时的最高温度比较, 温度高者即为出现最大弧垂的控制气象条件,之后 代入公式(5)求出控制气象条件下的导线应力. 在孤立档距中任一点得弧垂为(见图1): f=兰q_(gih--g z a~)kc~sq~- (1O2 ahcosq0 )Z 进线构架与终端塔挂线点之间连线任一点距地 面高度为: h(—兰)x+h(】1) 则导线任一点至地面的距离为; D:h--f~()x+h, x(1一x)h(gJh,h)kcos@ 2cos甲2% 在公式(12)中根据抛物线特性可知此方程存在 最小值,最后解得: D,=墅+h2, (与一2ahcos~).2g(13)1dh… 式中D,——导线距地面最低高度,rfl; g|h,ga一在最大弧垂时绝缘予串,导线的 比载,N/m.Film; hh——终端塔,进线构架挂线点的高度, m: —— 最大弧垂时导线应力,N/m.mlTt. 此时为保证导线不同期摆动时不发生相问闪 络,还应保证导线间的安全距离,结合我国输电线路 实际运行经验,规范(SDJ3--87)中对安全距离要求 如下: Bo.4+35/ll0+0.65丁(14) 式中B——挂线点间距离,m; f——导线最大弧垂,111. 进线构架及终端塔的挂线点水平距离?B值. 4小结 本文仅是针对华北油田地区35kV变电所进 出线弧立档导线应力选择方法作以茼单介绍,在任 十变,文119断块35kV简易变,任北110kV变电 站35kV进出线孤立档设计中均采用了这种计算 方法,其运行情况良好. 由于本人水平有限,文中难免有不当之处,请专 家指导批评.