有关输电导线的初伸长的影响与补偿方法,塑蠕伸长将使导线、避雷线产生永久变形,初伸长的存在增加了档距内的导线长度,补偿初伸长最常用的方法有减小弧垂法和降温法等。
输电导线的初伸长的影响与补偿方法
1、辅电导线初伸长及其影响
架空线的力学计算,只考虑了弹性变形。但实际上金属绞线不是完全弹性体,因此安装后除产生弹性伸长外,还将产生塑性伸长和蠕变伸长;综合成为塑蠕伸长。
塑蠕伸长将使导线、避雷线产生永久变形,即张力撤去后这两部分伸长仍不消失,这在工程上称之为初伸长。
初伸长与张力的大小和作用时间的长短有关,在运行过程中随着导线张力的变化和时间的推移,这种初伸长逐渐被伸展出来,最终在5-10年后才趋于一稳定值。
显然,初伸长的存在增加了档距内的导线长度,从而使弧垂永久性增大,结果使导线对地和被跨越物距离变小、危及线路的安全运行。
因此,在进行新线架设施工时,必须对架空线预作补偿或实行预拉,使在长期运行后不致因塑蠕伸长而增大弧垂。
2、辅电导线初伸长的补偿
补偿初伸长最常用的方法有减小弧垂法和降温法等。
1)减小弧垂法
在架线时适当的减小导线的弧垂(增加导线应力),待初伸长在运行中被拉出后,所增加的弧垂恰恰等于架空线时减少的弧垂,从而达到设计弧垂要求。考虑补偿初伸长的导线状态方程,可详见书中推导,略。
导线和避雷线的初伸长率一般应通过试验确定,如无资料,一般可采用下列数值:
钢芯铝线3×10-4—4×10-4;轻型钢芯铝线4×10-4—5×10-4;加强型钢芯铝线3×10-4;钢钢绞线1×10-4;
2)降温法
降温法是目前广泛采用的初伸长补偿方法,即将紧线时的气温降低一定的温度,然后按降低后的温度,从安装曲线查得代表档距的弧垂。
最后,按式(1)计算出观测档距的弧垂,该弧垂即为考虑了初伸长影响的紧线时的观测弧垂。
令导线的伸长率:
ε=αΔt(2)
式中ε—导线初伸长率;
α—导线膨胀系数,1/℃;
Δt—等值温差,在该温差下导线的热膨胀伸长率等于导线初伸长率,℃。
设架线状态为J状态,导线产生初伸长后的最终状态为m状态,则有状态方程:
(3)
式中 —导线产生初伸长后最终状态的弹性系数,N/mm2(MPa) 。
由上式可以看出,架线温度取比实际温度低Δt℃,即可补偿初伸长的影响。
对于不同种类的导线和避雷线,在考虑初伸长的影响时,其降低的温度值是不同的,Δt的值可根据式(2)来确定,与前面推荐的各种导线和避雷线初伸长率相对应的降温值如下:
钢芯铝线15---20℃;轻型钢芯铝线20---25℃;加强型钢芯铝线15℃;钢钢绞线10℃。