弧垂

弧垂

弧垂是指在平坦地面上,相鄰兩基電桿上導線懸掛高度相同時,導線最低點與兩懸掛點間連線的垂直距離。一般地,當輸電距離較遠時,由於導線自重,會形成輕微的弧垂,使導線呈懸鏈線的形狀。

基本介紹

  • 中文名:弧垂
  • 外文名:Sag
  • 別名:懸弧 垂弧
  • 學科:物理學 電力工程
定義,成因,計算及判斷,臨界溫度法,臨界比載法,研究弧垂的作用,

定義

如果導線在相鄰兩電桿上的懸掛點高度不相同,此時,在一個檔距內將出現兩個弧垂,即導線的兩個懸掛點各自的水平方向至導線最低點的鉛錘距離。

成因

理論上,由於把一個導線拉直需要無窮大的力,而實際中不存在這樣的力,而且也會為電桿帶來負擔,因此通常在可控範圍內,需要留有弧垂。

計算及判斷

最大弧垂出現在什麼位置視具體情況而定,其中常見的對於高差不超過10%的相鄰桿塔之間的導線最大弧垂,出現在檔距中央。
為了簡便起見,一般先判定出現最大弧垂的氣象條件,然後計算出此氣象條件下的弧垂,即為最大弧垂。判斷出現最大弧垂的氣象條件,可用下面兩種方法。

臨界溫度法

若在某一溫度,導線自重所產生的弧垂與最大垂直比載(有冰無風)時的弧垂相等,則此溫度稱為臨界溫度,用tc表示。
在臨界溫度的氣象條件下比載g=g1,溫度t=tc,相應的弧垂為
在最大垂直比載的氣象條件下,比載g=g3,溫度t=t3(-5℃),應力σ=σ3,相應的弧垂為
由臨界溫度定義可知:f1=f3,從而可求σ1滿足下式
(2-75)
以最大垂直比載時的g3、t3、σ3為n狀態,以臨界溫度時的g1、t1、為m狀態,把兩種條件代入狀態方程得:
把上式化簡,於是可解得臨界溫度為
(2-76)
式中tc—臨界溫度,℃;
t3—覆冰時大氣溫度,℃;
σ3—覆冰無風時的導線應力,MPa;
α—導線溫度線膨脹係數,1/℃;
E—導線的彈性係數,N/mm2;
g1—導線自重的比載, N/m.mm2;
g3—導線覆冰時的垂直比載,N/m.mm2。
將計算出的臨界溫度tc與最高溫度tmax相比較,當tmax>tc時,最高溫度時的弧垂f1為最大弧垂;當tmax<tc時,覆冰時的弧垂f3為最大弧垂。

臨界比載法

如果最高溫度時導線的弧垂與某一比載在溫度t3下所產生的弧垂相等,則此比載稱為臨界比載,用gc表示。
在最高溫度氣象條件下,比載g=g1,溫度t=tmax,應力σ=σ1,弧垂。
在臨界比載氣象條件下,比載g=gc,溫度t=t3(-5℃),應力σ=σ3,弧垂 。由臨界比載定義可知: ,從而可得下式
由臨界比載定義可知:f1=f3,從而可得下式
(2-77)
將最高氣溫和臨界比載兩種氣象條件分別作為m狀態和n狀態,代入狀態方程可得
由上式解出gc為
(2-78)
式中gc—臨界比載,N/m.mm2;
tmax—最高溫度,℃;
t3—覆冰時大氣溫度,℃;
g1—導線自重的比載,N/m.mm2;
σ1—最高溫度、比載為 時的導線應力,MPa;
α—導線溫度線膨脹係數,1/℃;
E—導線的彈性係數,N/mm2。
將計算出的臨界比載gc與最大垂直比載g3相比較,g3>gc時,覆冰時的弧垂f3為最大垂直弧垂;當g3<gc時,最高氣溫時的弧垂f1為最大弧垂。

研究弧垂的作用

輸電線路弧垂是線路安全運行的主要指標,為實現弧垂的實時監測這一多年來國內外研究的目標,從導線的基本方程出發推導了根據導線張力、傾角或溫度來測量導線弧垂的方法並介紹了計算公式和例題。目前國內外已開發生產的測量裝置為通過導線應力溫度傾角圖像分辨來實時測量弧垂的裝置,並且己線上路關鍵點弧垂、線路覆冰監測及線路動態定額中得到套用。線路弧垂實時監測的套用提高了線路安全運行水平,特別是線上路動態定額的套用,可充分發揮線路隱性容量,使線路輸送容量增加10%~30%。

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