引流长度核算
2017-09-25 16:13分类:机械维修 阅读:
如今也来作这个标题,说起来羞愧得很,几十年的施工实习,可说从来没有搞明白过。
归纳学习他人的研讨成果,应当是有下面三个疑问。榜首、曲线应当选用啥样的数学物理模型,这个疑问仍是应当首要断定的。向来选用的有抛物线、椭圆等,这些核算模型都有它合理的内核,施工核算中差不多都用过。不过大多形式好像都把它当成无内力、无分量的“纯数学”曲线(即对于其物理性质思考较少),且多偏重于曲线长度核算,比方几乎没有触及操控电气空隙。自个以为,仍是应当把它回归到它最挨近的悬链线,并且从操控电气空隙动身一起处理。试述如下:在规范坐标(低点在原点)中,悬链线的方程是:y=σ0 /γ·[cosh(γ·x /σ0)-1]如图,设
p点为接地址(耐张绝缘子串榜首个瓷瓶或跳线平面与横担平面该侧边际交点),
q点为悬链线上满意空隙的点。
很明显,
q点应满意以下两个条件:1.
q点在悬链线和空隙圆上,即
pq等于答应空隙d;2.悬链线在
q点的斜率等于空隙圆在
q点的斜率,或曰悬链线在
q点的法线经过
p点。更能标明其工程物理含义的说法是:悬链线在
q点的密切圆半径经过
p点(能够证实,悬链线的密切圆半径大大大于空隙圆半径)。悬链线在点
q的斜率为(对悬链线方程求导):dy/dx=sinh(γ·x切 /σ0) (x=x切 )空隙圆在点
q的斜率能够直接写出(
pq线斜率的负倒数):k=-(x切-x0)/(y切 -y0)得如下两个方程:(x切--x0)2+(y切 -y0)2=d2 (d为答应电气空隙)sinh(γ·x切 /σ0)= -(x切-x0)/(y切 -y0)加上悬链线方程,咱们共有三个独立方程。需请求解的未知数是:σ0 、x切 和y切 ,也是三个。即是说,其解理论上是存在的。第二、对于电线资料的刚性影响。经历标明,这个疑问必定要有工程处理,这在他人的研讨中也屡次被说到。能够意料,解出的应力必定很小,因而其刚性影响不能不予以充沛留意。由于在咱们这套求解形式中,应力虽小(巨细是相对而言的),但没有它,就啥也说不成了。拟将所谓刚性影响作如下处理。
留意到引流把是充沛刚性的,现假定其刚性延长到电线上某一点,把此点作为悬链线的悬挂点,如图的A、B两点。根据这个假定,把刚性长度定为引流把长度的2倍,并取引流把和压接收的交角为90°。在全部核算形式中,只要这一个假定。各种规格的电线资料刚性不相同,要之,大截面电线较小截面电线刚性强。就这个假定对核算成果的影响来说,取大了,引流趋短、放电空隙较严重;取小了,引流趋长、放电空隙较宽余。第三、空间坐标核算引流长度核算方法中,都着重空间坐标核算的准确性。在咱们这套核算形式中,对坐标核算的请求也就高些。如今微机运用已很遍及,核算应当不是疑问。除了上面所说的挂点应算到刚性长度点外,还有双串接地址偏移等。这儿首要谈坐标的平移改换。工程核算中,通常取横担中点为原点来核算各空间坐标值。实践上也只能这么,咱们只能把坐标取在现已断定的物理点上。这么疑问就来了,咱们无法直接运用悬链线的规范方程。
如图,设以横担基地为原点的坐标(OXY)为旧坐标,以弧垂最低点为原点的坐标(
OXY )为新坐标(咱们取耐张串高的一端为操控端,即串倾角小的一端,并一直把它放在榜首象限)。如今的疑问是求出旧坐标原点在新坐标中的坐标值。套用线路术语,x方向的平移值
h,应当等于高端笔直档距减去高端挂点的x坐标值(即减去A点的横坐标);y方向的平移值
k,应当等于高端挂点垂高减去高端挂点的y坐标值(即减去A点的纵坐标)。垂距和垂高的核算公式不再列出。有了
h和
k,就能够直接运用悬链线规范方程,在对接地址坐标作平移改换后,用以上三个方程,就也许得到咱们想得到的成果。如今的第四个疑问是以上三点剖析带来的,也是这篇文章要作的标题。恐怕看的人早就想说了:算出来看看。第四、核算形式核算在Excel表核算软件渠道上进行。原始数据如下表。
原始数据 | | 高 端 | 低 端 | 榜首瓷瓶 | 横担边 | 空隙 |
N 47 | 横担 | 平面 | 小号 | 大号 | | X | Y | X | Y | X | Y | X | d |
宽度 | 转角 | 倾角 | 倾角 | 旧 | 3.318 | 0.645 | -3.028 | -1.273 | 1.593 | 0.242 | 1.100 | 1.300 |
2.20 | 07.5° | 23.4° | -26.1° | 新 | 3.844 | 3.128 | -2.502 | 1.211 | 2.118 | 2.726 | 1.625 | 1.264 |
新坐标值实践上是核算出来的,由于在应力解出之前不也许知道。横担边的新y值即是坐标平移数据的k 。横担答应空隙为1.3m(规划值1.2+0.1m),1.264m的空隙值是榜首瓷瓶应满意的,由于该基耐张塔有平面转角,榜首瓷瓶点到跳线地址垂面有一个垂距,故该值小于操控值。耐张绝缘子串长度2.28m(2×9片),榜首瓷瓶前金具长度0.55m,刚性长度定0.40m。导线类型LGJ-240/30或LGJ-240/40。求解操控表格:
求解操控方程 (方针单元格) 2个空隙差 | 求解变量 (可变单元格) 应力(MPa) | 引流长度 | 比载 (MPa/m) | 档距/高差 (m) | 坐标平移值 |
0.000 | 0.0942 | 8.063 | 0.03405 | 6.346 | h | k |
0.205 | 8.663 | 1.917 | 0.525 | 2.484 |
联系下表。方针单元格中榜首个公式是瓷瓶点空隙减下表第四列(d圆)中的最小值,第二个公式是横担边际点空隙减下表第六列(d横)中的最小值。求解时进入Excel的Goal Seek,定位在方针单元格,令方针值为零,以应力单元格为方针(可变单元格)求解即可。解出后如另一方针单元格数值为负值,则表明操控点在该点,当以此为方针格从头求解。引流长度列的上一个数据是悬链线长(公式不再列出),下一个数据是悬链线长加上应补给的引流把长(因悬链线挂点假定在电线上。工程详细数据为悬链线长加上1.5倍刚性长度或3个引流把长=0.6m)。点坐标核算表格:
X | X | Y | d圆 | k圆_k悬 | d横 | k横_k悬 |
1.97 | 2.50 | 1.209 | 1.565 | 0.780 | 1.546 | 0.346 |
2.02 | 2.55 | 1.261 | 1.527 | 0.763 | 1.533 | 0.302 |
2.07 | 2.60 | 1.314 | 1.491 | 0.743 | 1.522 | 0.251 |
2.12 | 2.65 | 1.369 | 1.457 | 0.719 | 1.514 | 0.192 |
2.17 | 2.70 | 1.426 | 1.425 | 0.691 | 1.508 | 0.123 |
2.22 | 2.75 | 1.483 | 1.394 | 0.657 | 1.505 | 0.042 |
2.27 | 2.80 | 1.542 | 1.366 | 0.618 | 1.505 | -0.053 |
2.32 | 2.85 | 1.603 | 1.341 | 0.571 | 1.509 | -0.167 |
2.37 | 2.90 | 1.664 | 1.318 | 0.514 | 1.515 | -0.305 |
2.42 | 2.95 | 1.728 | 1.299 | 0.447 | 1.525 | -0.472 |
2.47 | 3.00 | 1.792 | 1.284 | 0.365 | 1.539 | -0.679 |
2.52 | 3.05 | 1.859 | 1.273 | 0.265 | 1.556 | -0.939 |
2.57 | 3.10 | 1.926 | 1.266 | 0.142 | 1.576 | -1.276 |
2.62 | 3.15 | 1.996 | 1.264 | -0.012 | 1.601 | -1.723 |
2.67 | 3.20 | 2.067 | 1.267 | -0.209 | 1.629 | -2.342 |
2.72 | 3.25 | 2.139 | 1.275 | -0.465 | 1.661 | -3.248 |
2.77 | 3.30 | 2.213 | 1.288 | -0.809 | 1.696 | -4.689 |
2.82 | 3.35 | 2.289 | 1.307 | -1.289 | 1.736 | -7.312 |
2.87 | 3.40 | 2.366 | 1.332 | -2.000 | 1.778 | -13.508 |
2.92 | 3.45 | 2.445 | 1.361 | -3.146 | 1.825 | -45.458 |
第二列是新坐标的x值(Δx=0.05),第三列是解出的y值,即二、三列为悬链线上的点坐标值。榜首列对应旧坐标的x值。四列和六列分别是两个接地址和悬链线上点的间隔,五列和七列则为对应的斜率差。就求解进程而言,五、七列并不需求,这是由于实践用的是数值算法,即求区间(x由0到挂点)的最小值。当然斜率持平的条件假如不成立,解的充沛性将遭到质疑。由于也许存在两个交点,这两点间的悬链线点的空隙就必定小于操控值(这一阶段到了空隙圆内)。从数据散布看,跟着x的添加,空隙值由大变小,变到操控值后,又由小变大,阐明是最小值;一起斜率差在该x值邻近发作反号,是密切圆方向。能够说迫临真值了。现将云南东北部某工程耐张塔引流(直跳)核算成果列表如下:
塔号 | 塔型 | 横担 宽度 | 平面 转角 | 小号 倾角 | 大号 倾角 | 直跳 引流长度 | 横担面至 最大弧垂 | 横担中点弧垂 |
N4 | J1 | 0.900 | 01.05° | 08.08° | 22.96° | 5.863 | 1.627 | 1.610 |
N5 | JK | 1.420 | 25.18° | 22.89° | -12.49° | 6.769 | 1.691 | 1.630 |
N7 | J1 | 0.900 | 22.08° | 24.22° | 10.01° | 5.618 | 1.466 | 1.439 |
N12 | NG17 | 0.672 | 18.60° | 02.50° | 09.96° | 6.024 | 1.502 | 1.499 |
N17 | NG17 | 0.672 | 10.30° | 00.84° | 06.50° | 6.210 | 1.517 | 1.515 |
N20 | NG17 | 0.672 | 23.95° | 07.68° | 08.92° | 5.851 | 1.455 | 1.455 |
N21 | J1 | 0.900 | 00.00° | 10.99° | -00.35° | 6.412 | 1.599 | 1.592 |
N23 | NG17 | 0.672 | 24.81° | -05.78° | 12.16° | 6.147 | 1.537 | 1.520 |
N27 | JG17 | 0.672 | 36.23° | -06.14° | 19.58° | 5.805 | 1.512 | 1.475 |
N29 | J1 | 0.900 | 16.06° | -24.58° | 11.42° | 7.333 | 1.978 | 1.936 |
N33 | J1 | 0.900 | 05.88° | 06.14° | 11.07° | 6.206 | 1.556 | 1.555 |
N35 | NG17 | 0.672 | 22.61° | 10.44° | -00.78° | 5.961 | 1.374 | 1.364 |
N38 | NG17 | 0.672 | 06.80° | 04.69° | -12.84° | 6.649 | 1.572 | 1.557 |
N42 | J1 | 0.900 | 02.80° | 08.44° | -18.47° | 7.115 | 1.795 | 1.767 |
N45 | J1 | 0.900 | 07.45° | -09.87° | 26.56° | 6.308 | 1.803 | 1.748 |
N46 | JK | 1.420 | 07.81° | 18.32° | -14.96° | 7.235 | 1.869 | 1.828 |
N47 | NY142 | 2.200 | 07.56° | 23.47° | -26.18° | 8.663 | 2.484 | 2.434 |
N48 | NY142 | 2.200 | 00.00° | 47.16° | -09.55° | 7.068 | 2.195 | 2.114 |
N50 | JY142 | 2.160 | 21.60° | 03.70° | 06.65° | 7.578 | 1.652 | 1.651 |
N58 | JY142 | 2.160 | 11.15° | 13.79° | 14.61° | 7.163 | 1.641 | 1.641 |
N60 | NY142 | 2.200 | 15.96° | -05.31° | 17.59° | 7.748 | 1.894 | 1.873 |
N66 | NY142 | 2.200 | 10.60° | -06.14° | 11.51° | 7.972 | 1.888 | 1.876 |
N67 | NY142 | 2.200 | 00.00° | 08.57° | 05.19° | 7.649 | 1.713 | 1.712 |
核算出的应力值散布在0.1~0.3MPa(2.8~8kgf),作为核算举例的N47因仰角太大,其应力值小于0.1MPa。这么的地势即便在云南也是异数(运用档距290m,挂点高差超越 220m),实属仅见。详细操作时,在求解表上输入杆塔号,Excel将已算好的旧坐标值和其它数据读入,求解。然后把解出数据数值复制留存,持续练习。最终,第五、趁便谈一下绕跳引流长度的核算,夜以继日文不对题。
在核算出坐标值、求出各节点间直距后,通常乘上一个大于1的系数,即作为绕跳设备长度。本来也能够并且应当用应力求算绕跳长度,这没有啥费事。如图,设跳线管设备重G、长度为L,确保跳线绝缘子串偏斜小于等于5°,对挂点求矩:T·L·COS(5°) = G·tg(5°)·(L/2) ·COS(5°)能够求出拉力T=G/2·tg(5°),把T按平行力分化到跳线管两头,得电线张力为T/2= G /4·(tg5°),再除以电线截面,即可求得绕跳设备应力,进而求出设备长度。把这么核算出来的长度除以直距(放长系数),对比成果,不相同很大,有超越10个百分点的。仍是这个工程,跳线管设备重约G=90kgf(2×8片),求得绕跳设备应力约为0.08MPa(约2.2kgf)。本来,这个应力全部工程都差不多,不用每基单算。云南省送变电工程公司 李应龙2003年11月6日 昆明
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