索道式跨越架中斷繩對(duì)架體的沖擊力計(jì)算研究

陳保家　李智麗

1、三峽大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力學(xué)院　2、三峽大學(xué)水電機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與維護(hù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

索道式跨越架中斷繩對(duì)架體的沖擊力計(jì)算研究

陳保家1、2李智麗1、2

1、三峽大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力學(xué)院2、三峽大學(xué)水電機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與維護(hù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

索道式跨越架在兩側(cè)鐵塔上安裝抱桿作為迪尼瑪索道的承載裝置，其優(yōu)點(diǎn)是適用范圍最廣，基本不受地形及跨越物限制，但存在繩索鋪放時(shí)馳度難以控制、抗風(fēng)及抗沖擊性能差等缺點(diǎn)，故對(duì)跨越架中斷繩對(duì)架體的沖擊力的計(jì)算非常必要。

跨越架；施工繩索；沖擊力計(jì)算

引言

日益增多的輸電線路和不斷創(chuàng)新的輸電線路技術(shù)，尤其是特高壓的興起，使得輸電線路越來(lái)越多，線路交叉跨越已無(wú)法避免且跨越電壓等級(jí)越來(lái)越高。

目前，國(guó)內(nèi)輸電線路跨越施工常見(jiàn)跨越架有索道式、柱式及籠式三種形式。傳統(tǒng)跨越架抗沖擊能力普遍不足，因此開(kāi)展具備高抗沖擊性能跨越架技術(shù)的研究顯得十分必要。

1　斷繩對(duì)索道式架體的沖擊力計(jì)算研究

架線施工繩索在正常工況受重力影響而下垂，考慮繩索的張力，首先建立繩索在平衡狀態(tài)時(shí)豎直方向垂度隨位移的曲線方程。

設(shè)新建輸電線路的最低點(diǎn)為A。取y軸通過(guò)點(diǎn)A鉛直向上，并取x軸水平向右。點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，h為新建輸電線路最低點(diǎn)與絕緣安全網(wǎng)的高度之差，且設(shè)新建輸電線路曲線的方程為y=φ（x）?？疾煨陆ㄝ旊娋€路的最低點(diǎn)A到另一點(diǎn)M（x，y）間的一段弧AM，設(shè)其長(zhǎng)為s。假定新建輸電線路的單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，即線密度為ρ，單位是kg/m，則弧AM所受重力為psg=pgs，其中g(shù)為重力加速度，取g=9.80665 m/s2。由于新建輸電線路是柔軟的，因而在點(diǎn)A處的張力沿水平的切線方向，其大小設(shè)為H；在點(diǎn)M處的張力沿該點(diǎn)處的切線方向，設(shè)其傾角為θ，其大小為T（圖1）。

圖1　新建輸電線路的受力分析

因作用于弧段AM的外力相互平衡，把作用于弧AM上的力沿鉛直及水平兩方向分解，得：

Tsinθ=ρgs（1）

Tcosθ=H（2）

根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義，函數(shù)y=φ（x）在點(diǎn)x處的導(dǎo)數(shù)y'在幾何上表示曲線y=φ（x）在點(diǎn)M（x，y）處的切線的斜率，即：

2　結(jié)論

根據(jù)公式（2）可得，T＞H，可見(jiàn)新建輸電線路中各處的拉力略有差異，越接近新建輸電線路的兩端，拉力越大，類似于帶傳動(dòng)的緊邊拉力，因此，新建輸電線路的兩端最容易被拉斷。越接近新建輸電線路的最低點(diǎn)，拉力越小，類似于帶傳動(dòng)的松邊拉力。隨著直徑的增加，線密度ρ與最小破斷拉力H逐漸增加。線密度ρ越增加，新建輸電線路向下的垂度越大。最小破斷拉力H越增加，新建輸電線路向下的垂度越小。線密度ρ、最小破斷拉力H對(duì)新建輸電線路向下垂度的影響是相反的。從圖1看出，新建輸電線路向下的垂度總體上隨著線密度ρ與最小破斷拉力H的增加而增加，但不呈現(xiàn)嚴(yán)格單調(diào)的情況。所以應(yīng)該選擇適當(dāng)匹配的線密度ρ與最小破斷拉力H，使新建輸電線路向下的垂度較小，并控制在合理的范圍之內(nèi)。

［1］尹位中，王若梅，方中.實(shí)用起重手冊(cè)［M］.北京：水利電力出版社，1989.

［2］李博之.高壓架空輸電線路架線施工計(jì)算原理（第二版）［M］.中國(guó)電力出版社，2008.

［3］呂江林，孟遂民.輸電線路常用帶電跨越架線方法的比較與分析［J］.實(shí)用技術(shù)與管理，2009.8.