管型母线计算

管型母线计算

一、计算数据：

1）气象条件：

最大风速v max=30m/s,覆冰时风速v f=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D1＝0.200m

导体材料的热膨胀系数a x=24.7X10-6(1/℃)

弹性模数E＝72X105(N/cm2)=7.2X105(kg/cm2)

惯性矩J＝2701（cm4）

导体密度（比重）γ＝2.73（g/ cm3）

导体截面S＝5966（mm2）

自重q＝16.29（kg/m）

导体截面系数W＝275.1（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l＝28.000m，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l′＝28.000－（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d＝0.100m；

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l js1= l′- 2S2=15.296(m)，因为中间构架管母两挂点间距离l js2=2 S2＋2X0.900=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l js1= 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8－19）

1、常状态时母线所受的最大弯矩M max和应力σmax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M cz为：

从表8－19查得均布荷载弯矩系数为0.125，则弯矩为：

M cz＝0.125*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M cj为：

从表8－19查得集中荷载弯矩系数为0.250，则弯矩为：M cj＝0.250*P* l js1*9.8＝0.250*65*15.296*9.8＝2435.888(Nm)

3）最大风速产生的水平弯矩M sf。取风速不均匀系数a v=1,取空气动力系数K v＝1.2，最大风速v max=30m/s,则风压为：

f v=a v K v D1 v2max/16＝1*1.2*0.2*302/16＝13.500（kg/m）

M sf＝0.125*f v l2js1*9.8＝0.125*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：

M max＝[（M cz＋M cj）2＋M2sf]1/2=[（4668.882＋2435.888）2＋

3869.2392]1/2=8005.513(Nm)

σmax=100* M max/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M bmax和应力σbmax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h＝0.01 (m),冰密度γb＝0.9（g/ cm3），管母的覆冰截面面积S b＝[（D1/2＋h）2- (D1/2)2]*π＝0.007（m2）,所以冰重q b＝6.300（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 b＝0.125*（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 bj＝0.250*(P+20%P)* l js1*9.8=2923.066(Nm)

3）覆冰时最大风速产生的水平弯矩M sf为：

f ′v=a v K v （D1+2h）v2f/16＝1*1.2*0.22*102/16＝1.650（kg/m）

M′sf＝0.125*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 bmax＝[（M b＋M bj）2＋（M′sf）2]1/2=9409.484(Nm)

σbmax=100* M bmax /W=3420.387(N/cm2)

此值小于材料的允许应力，故满足要求。

三、正常状态时的绕度效验：