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今天聊聊水平档距和垂直档距(基础版)
专栏:行业资讯
发布日期:2022-10-28
阅读量:33452
作者:行业资讯
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|转至:输电趣坛

Part01    前言


杆塔承受的荷载由三部分组成:

水平荷载、 垂直荷载 和 纵向荷载


水平荷载指水平面方向的荷载,

主要来自于导地线承受的风荷载。


垂直荷载指垂直于地平面方向的荷载,

主要来自于导地线和覆冰的重力。


纵向荷载指顺导地线方向的荷载,

主要就是来自导地线的张力。


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风荷载 作用在架空线上,

架空线把作用力传递给线夹,

线夹再把力传递给杆塔。


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因为架空线所处的环境确定后,

单位架空线长度的风荷载是个定值,

因此架空线受力大小就和

承风的架空线长度有关

这个长度就定义为:水平档距。


因此水平档距表征杆塔承受水平荷载的大小。


对于某基杆塔而言,

它所承担的长度是:

小号侧档距的一半  +  大号侧档距的一半

即:

Lh=L1/2+L2/2

=(L1+L2)/2


即也可以理解为:

杆塔两侧档距之和的一半。



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为简化理论,本文均假设荷载沿档距均布,采用平抛物线公式。实际上荷载沿斜抛物线或悬链线分布,水平档距计算会有差异,在小高差情况下,三者基本相等,在大高差时会有较小差异。



同理,

架空线受到重力作用,

重力传递到线夹上,

线夹再把力传递给杆塔。


图片


因为架空线的型号和覆冰确定后,

单位长度的垂直荷载也是个定值,

因此架空线重力大小就和

架空线长度有关

这个长度就定义为:垂直档距。


因此垂直档距表征杆塔承受垂直荷载的大小。


对于某基杆塔而言,

它所承担的长度是:

小号侧弧垂最低点到杆塔的距离  

+  

大号侧弧垂最低点到杆塔的距离

即:

Lv=b2+a1


也可以理解为:

杆塔两侧电线弧垂最低点间的水平距离。



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Part02    拓展


根据以上定义,

咱们不难得到一些基本推论:


1、杆塔的水平档距和杆塔位置有关,

和杆塔高度无关。


2、杆塔的垂直档距既和杆塔位置有关,

也和杆塔高度相关,

升高杆塔,垂直档距增加;

降低铁塔,垂直档距减小。


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▲ 升高塔


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▲ 降低塔




为什么会这样呢?

垂直档距为什么会“左右横跳”呢?

咱们分析垂直档距的计算公式可以发现端倪:


由于公式比较复杂,所以就由我帮大家看了


其实,水平档距和垂直档距存在一定的联系,

简而言之:


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垂直档距等于水平档距加一个

这个主要受杆塔两侧的悬挂点高差影响。

这也是为什么升高、降低杆塔垂直档距变化的原因。


同时,这个值既可能是正,也可能是是负,

甚至比水平档距还大,

导致垂直档距称为成为负值,

此时杆塔收受上拔力影响。


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Part03     进阶1


对于杆塔,

特别是直线塔,

主要是受水平荷载和垂直荷载的影响,

换言之就是受水平档距、垂直档距大小的影响,

那么其两者越大,

杆塔受到的作用力就越大。


那么,

我们是不是可以按最高标准来设计一款杆塔,

比如按1000米水平档距、1000米垂直档距,

这样的“万能铁塔”就能应付所有的使用场景了。


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很显然,

如果都按最高标准来设计,

而实际使用场景却很少会有这样的高标准,

这样就是用大炮打蚊子,

用牛刀来杀鸡,

会造成很大的浪费。


因此我们规划杆塔的时候,

会分成很多的档次,

不同的档次对应不同的使用档距,

根据工程中实际的水平档距和垂直档距来

选择对应档次的塔型,

这样就避免了浪费!


这样就是所有杆塔通用(标准)设计中,

Z1~Z4不同塔型的由来!


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Part04     进阶2


咱们回头再看看这幅图,

大家是不是越看越别扭?


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有个老砖家说过:

如果你看一张图觉得有问题,

那么你和图总有一个有问题!


上图的问题即为:

直线塔的上拔!


如果小人处是一基直线塔,

那么此时该塔的垂直档距为零甚至负值,

导线带来的上拔力使悬垂串上扬,

会导致导线与横担电气距离减少,

严重时横担受较大的上拔力而遭到破坏。


是不是只要直线塔的垂直档距

不是负值就万事大吉了呢?


也不是!


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上表中有个很重要的数值:Kv 值

为这个塔的允许Kv值


Kv = 垂直档距 / 水平档距


排塔定位时 :

实际Kv值需大于上表中的允许Kv值。


咱们在塔头规划时,

从经济合理性角度出发,

会约定一个悬垂串允许摇摆角,

而根据摇摆角的计算公式:


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摇摆角的大小又和垂直档距和水平档距的比值有关,

因此,

在排塔定位时,

需保证实际Kv值大于允许Kv值,

这样就间接保证了:

悬垂串的风偏角不会超过允许值。


感性上咱们可以值么理解:


悬垂串受到两股势力的牵制:

一方面是风荷载死命地吹



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一方面是垂直荷载死命地拽


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因此,

如果下拽的力够大(垂直档距足够大),

悬垂串就吹不走,

风偏间隙就没问题,


如果下拽的力太小(垂直档距太小),

悬垂串就很容易吹走,

风偏间隙就有问题,


因此对于直线塔,

垂直档距大能限制悬垂串风偏!


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