架空线的机械物理特性、许用应力及安全系数有关计算.docx

架空线的机械物理特性、许用应力及安全系数有关计算 在架空线的机械物理特性中，与线路设计密切相关的主要是弹性系数、线性温度膨胀系数、抗拉强度极限（瞬时破坏应力）以及抗弯强度。由于钢芯铝绞线是常用的架空线，其结构也比较复杂，故作重点介绍，其它类型架空线的机械物理特性可类似研究得到。 一、钢芯铝绞线的综合弹性系数 钢芯铝绞线的弹性系数E，指的是在弹性限度内，导线受拉时，其应力与应变的比例系数。计算方法如下： m-铝钢截面比，m=Aa/As Aa-铝线部分截面 As-钢线部分截面 Ea-铝线的弹性系数，可取200900N/mm2 Es-钢线部分弹性系数，可取60300N/mm2 二、钢芯铝绞线的线性温度膨胀系数 钢芯铝绞线的线性温度膨胀系数，指的是温度升高1时其单位长度的伸长量。 计算方法如下： m-铝钢截面比，m=Aa/As a-铝线的线性温度膨胀系数，查上表 s-钢线的线性温度膨胀系数，可取11.510(-6) 1/ Ea-铝线的弹性系数，可取200900N/mm2 Es-钢线部分弹性系数，可取60300N/mm2 三、钢芯铝绞线的瞬时破坏应力 架空线在均匀增大的拉力作用下，缓慢伸长至拉断，此时的拉力称为拉断力。对于钢芯铝绞线来说，拉断力由钢部和铝部共同承受，为二者的综合拉断力。影响综合拉断力的因素主要有:（1）铝和钢的机械性能不同，铝的延伸率远低于钢的延伸率。当铝部被拉断时，钢部的强度还未得到充分发挥，通常认为此时钢线的变形量为1%左右。（2）绞合后单线与整体绞合线轴线间存在扭绞角，综合拉断力是各单线拉断力在轴线方向的分力构成。（3）各层单线之间的应力分布不均匀。（4）相邻两层单线间存在正应力和摩擦力。 抗拉强度（瞬时破坏应力）是指导线的计算拉断力与导线的计算截面积的比值。对导线做拉伸试验，将测得的瞬时破坏拉断力除以导线的截面积，就得到瞬时破坏应力，即 Tj-计算拉断力 Tp-综合拉断力， 计算拉断力的95% A-架空线的截面 四、架空线的许用应力 架空线的许用应力是指架空线弧垂最低点所允许使用的最大应力，工程中称之为最大使用应力，计算公式如下： 五、架空线的安全系数 影响安全系数的因素很多，如悬挂点的应力大于弧垂最低点的应力，补偿初伸长需增大应力，振动时产生附加应力而且断股后架空线强度降低，因腐蚀、挤压损伤造成强度降低以及设计、施工中的误差等等。各因素对架空线许用应力的影响程度示于下表。 最小安全系数值公式 k=(1+k1+k2+k3+k6+k7)/(1-k4-k5) 由上表可以看出，即使不考虑悬挂点附加弯曲应力和振动时的附加动应力的影响，最小安全系数也要求达到1.86。若考虑上述两个因素，则要求安全系数为2.02.5。为保证架空输电线路的安全运行，规程规定导线的设计安全系数不应小于2.5，考虑到地线多采用钢绞线，易腐蚀，其设计安全系数宜大于导线的设计安全系数。 控制微风振动的年均气温气象条件下的年均运行应力，在采取防振措施的情况下，不超过架空线抗拉强度p的25%，即此时的设计安全系数不应小于4.0。 在校验稀有风速或稀有覆冰气象条件时，弧垂最低点的最大使用张力不应超过综合拉断力的70%，悬挂点的最大使用张力不应超过综合拉断