管型母线计算.doc

管型母线计算一、计算数据：1） 气象条件：最大风速vmax=30m/s,覆冰时风速vf=10m/s,最高气温40，最低气温-10。2） 导体、隔离开关型号及技术特性：导体选用LDRe-200/180型铝镁稀土合金管导体直径D10.200m导体材料的热膨胀系数ax=24.7X10-6(1/)弹性模数E72X105(N/cm2)=7.2X105(kg/cm2)惯性矩J2701（cm4）导体密度（比重）2.73（g/ cm3）导体截面S5966（mm2）自重q16.29（kg/m）导体截面系数W275.1（cm3）隔离开关采用GW10-550型单柱垂直伸缩式户外交流高压隔离开关，其静触头加金具重65kg。3） 构架尺寸： 跨距l28.000m，此距为两三角形构架中心线的距离，绝缘子挂点距三角形构架中心0.900m，所以校正跨距为l28.000（2X0.900）26.200m，下图为构架详图，所标尺寸均留有一定裕度（计算结果均精确到毫米）V型绝缘子串单边长度（含金具）L=7.564m；V型绝缘子串悬挂点间距离D=6.000m；管母距构架横担净距要求H=4.400m；管母半径d0.100m；经计算：a) 缘子串投影到悬点中心距离 D1=L2-1/4D2 =7.5642-1/4*3.0002=57.216-9.000=48.214=6.943(m)b) 悬挂点至铝管固定点距离 S2=D12-(H-d)2=6.9432-4.3002=48.214-18.490=29.724=5.452(m)经以上计算计算跨距ljs1= l- 2S2=15.296(m)，因为中间构架管母两挂点间距离ljs2=2 S22X0.900=12.704(m),根据设计手册“托架长度4m,跨与跨之间不能传递弯矩，对此结构可作为两端固定的单跨梁计算”，因此可按单跨梁进行计算，跨距取ljs1= 15.296(m)。二、最大弯矩和弯曲应力的计算：采用计算系数法进行机械计算。（内力系数查设计手册表819）1、 常状态时母线所受的最大弯矩Mmax和应力max的计算。正常状态时母线所受的最大弯矩由母线自重产生的垂直弯矩、集中荷载（隔离开关静触头）产生的垂直弯矩及最大风速产生的水平组成。其计算公式如下1） 母线自重产生的垂直弯矩Mcz为： 从表819查得均布荷载弯矩系数为0.125，则弯矩为：Mcz0.125*q* l2js1*9.8=0.125*16.29*15.2962*9.8=4668.882(Nm)2) 集中荷载产生的垂直弯矩Mcj为： 从表819查得集中荷载弯矩系数为0.250，则弯矩为：Mcj0.250*P* ljs1*9.80.250*65*15.296*9.82435.888(Nm)3） 最大风速产生的水平弯矩Msf。取风速不均匀系数av=1,取空气动力系数Kv1.2，最大风速vmax=30m/s,则风压为： f v=av Kv D1 v2max/161*1.2*0.2*302/1613.500（kg/m） Msf0.125*f v l2js1*9.80.125*13.5*15.2962*9.8=3869.239(Nm)所以正常状态时母线所承受的最大弯矩及应力为： Mmax（MczMcj）2M2sf1/2=（4668.8822435.888）23869.23921/2=8005.513(Nm)max=100* Mmax/W=100*8005.513/275.1=2910.037(N/cm2) 此值小于材料的允许应力 ，故满足要求。2、 覆冰状态时母线所受的最大弯矩Mbmax和应力bmax的计算。覆冰状态时母线所受的最大弯矩由导体自重、集中荷载、冰重及对应于覆冰情况下的风速所产生的最大弯矩组成。 覆冰厚度取h0.01 (m),冰密度b0.9（g/ cm3），管母的覆冰截面面积S b（D1/2h）2- (D1/2)2*0.007 （m2）,所以冰重q b6.300（kg/m3）。 由于无相关资料，覆冰时在隔离开关静触头上的重量取隔离开关静触头的20计算。1) 母线自重及冰重产生的垂直弯矩M b为： M b0.125*（q+ q b）* l2js1*9.8=6474.527(Nm)2) 覆冰时集中荷载产生的垂直弯矩M bj为： M bj0.250*(P+20%P)* ljs1*9.8=2923.066(Nm)3）覆冰时最大风速产生的水平弯矩Msf为： f v=av Kv （D1+2h） v2f/161*1.2*0.22*102/161.650（kg/m） Msf0.125*f v l2js1*9.8=472.907(Nm)所以覆冰状态时母线承受的最大弯矩及应力为: M