弧垂的最大弧垂计算及判断
最大弧垂出现在什么位置视具体情况而定,其中常见的对于高差不超过10%的相邻杆塔之间的导线最大弧垂,出现在档距中央。
为了简便起见,一般先判定出现最大弧垂的气象条件,然后计算出此气象条件下的弧垂,即为最大弧垂。判断出现最大弧垂的气象条件,可用下面两种方法。 若在某一温度,导线自重所产生的弧垂与最大垂直比载(有冰无风)时的弧垂相等,则此温度称为临界温度,用tc表示。
在临界温度的气象条件下比载g=g1,温度t=tc,相应的弧垂为
在最大垂直比载的气象条件下,比载g=g3,温度t=t3(-5℃),应力σ=σ3,相应的弧垂为
由临界温度定义可知:f1=f3,从而可求σ1满足下式
(2-75)
以最大垂直比载时的g3、t3、σ3为n状态,以临界温度时的g1、t1、为m状态,把两种条件代入状态方程得:
把上式化简,于是可解得临界温度为
(2-76)
式中tc—临界温度,℃;
t3—覆冰时大气温度,℃;
σ3—覆冰无风时的导线应力,MPa;
α—导线温度线膨胀系数,1/℃;
E—导线的弹性系数,N/mm2;
g1—导线自重的比载, N/m.mm2;
g3—导线覆冰时的垂直比载,N/m.mm2。
将计算出的临界温度tc与最高温度tmax相比较,当tmax>tc时,最高温度时的弧垂f1为最大弧垂;当tmax<tc时,覆冰时的弧垂f3为最大弧垂。 如果最高温度时导线的弧垂与某一比载在温度t3下所产生的弧垂相等,则此比载称为临界比载,用gc表示。
在最高温度气象条件下,比载g=g1,温度t=tmax,应力σ=σ1,弧垂。
在临界比载气象条件下,比载g=gc,温度t=t3(-5℃),应力σ=σ3,弧垂 。由临界比载定义可知: ,从而可得下式
由临界比载定义可知:f1=f3,从而可得下式
(2-77)
将最高气温和临界比载两种气象条件分别作为m状态和n状态,代入状态方程可得
由上式解出gc为
(2-78)
式中gc—临界比载,N/m.mm2;
tmax—最高温度,℃;
t3—覆冰时大气温度,℃;
g1—导线自重的比载,N/m.mm2;
σ1—最高温度、比载为 时的导线应力,MPa;
α—导线温度线膨胀系数,1/℃;
E—导线的弹性系数,N/mm2。
将计算出的临界比载gc与最大垂直比载g3相比较,g3>gc时,覆冰时的弧垂f3为最大垂直弧垂;当g3<gc时,最高气温时的弧垂f1为最大弧垂。