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架空输电线路风偏计算浅析


架空输电线路风偏计算浅析 摘要:架空输电线路基本上都在露天场所架设和运行,所以经常 受到自然界气候条件变化的影响, 大风天气经常引起导线对地或者杆 塔塔身放电,从而发生风偏闪络。架空输电线路风偏闪络是输电线路 运行维护中经常遇到的问题, 所以风偏角的计算在输电线路设计与运 行维护中起到很重要的作用, 本文详细介绍了悬垂绝缘子串风偏摇摆 角的计算和风速反算过程,分析了风偏角与档距变化、绝缘子串长度 之间的关系,并探讨了影响导线风偏的相关因素。 关键词:线路风偏 风压比载 荷载 架空输电线路的绝缘子串和架空输电导线在风荷载作用下将产 生风偏摆动,在摇摆过程中,如果带电体部分与杆塔之间的距离小于 容许的电气间隙,在输电线与杆塔之间将发生放电现象,及发生风偏 闪络事故,从而可能引起设备和人身事故。所以经常有大风天气出现 或者发生过输电线路风偏故障的地区, 应收集相关信息进行输电线路 风偏角的计算,为线路设计单位和运行维护单位提供帮助。架空输电 线路悬垂绝缘子串在风荷载作用下会偏移一定的角度,称为风偏角。 1 架空输电线路悬垂绝缘子串风偏角计算过程 悬垂绝缘子串风偏角计算公式: 式中:Pj 是悬垂绝缘子串风压;G j 是悬垂绝缘子串的重力; Wh 和 Wv 分别为导线作用在绝缘子串末端的水平和垂直荷载; z β 是杆塔风荷载调整系数: P j、Wh 和 Wv 通过以下介绍计算得出数据。 (10 悬垂绝缘子串风压计算:2i 9.81 A V /16 j P = × ×式中:Pj 是悬垂绝缘子串风压(N) ;A i 是绝缘子串受风面积(m2) ;V 是设 计风速(m/s)。 (2)导线作用在绝缘子串上的水平和垂直荷载计算: 水平荷载: h h 4 W = L × g × A 垂直荷载: V V 1 z W = L ×g × A+ β qT 式中:L h 是水平档距(m) ;L v 是垂直档距(m) ;g 4 为 风压比载[ N/(m· m m 2)],g1 为导线自重比载[ N /(m· m m 2)]; A 是导线截面积(m m 2) ;T 是导线的水平张力(N) ;q 是高差系 数。 (3)导线档距和高差系数的计算: 式中:l1 和 l2 分别为相邻前后档的档距(m) ;σ 是计算气象条 件下导线的应力 (N /m m2) ; g 是计算气象条件下导线的垂直比载[ N /(m· m m 2)];h1— 悬点高差(m) ;h 2— 悬点高差(m) 。h1 和 h2 分别是与相邻两档的高差,当相邻两档无高差时,q =0,此时 W v 和导线的水平张力 T 无关,当高差系数 q ≠0 时,Wv 和导线的水平 张力 T 有关。 2 利用悬垂绝缘子串风偏角进行风速反算的过程 当发生线路风偏闪络故障时, 我们可以通过勘察到的风偏角度来 计算风速,以便于事故原因分析和采取相应的事故预防措施,通过代 入风压比载得出计算公式。 风压比载: 3 悬垂绝缘子串风偏角与杆塔、线路之间的关系 不同的档距和导线悬点高差会对风偏角产生很大的影响, 杆塔垂 直档距变小会造成垂直荷载变小,引起风偏角增大,这种情况通过加 挂重锤可以减小风偏角, 绝缘子串长度增加后风偏角虽然不变但会使 空气间隙变小,同样危险。不同的线路段有着不同的风场,其作用于 线路上的效果也不一样, 所以对线路风荷载的研究有助于我们掌握绝 缘子串风偏情况。 4 输电线路风偏位移相关的影响因素影响导线风偏位移的因素 主要有风和冰雪荷载,安装检修的各种附加荷载,结构变形引起的次 生荷载以及各种振动动力荷载, 各种

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