【8A版】垂直档距和水平档距、代表档距的定义和计算

一、水平档距和水平荷载
在线路设计中，对导线进行力学计算的目的主要有两个：一是确定导线应力大小，以保证导线受力不超过允许值；二是确定杆塔受到导线及避雷线的作用力，以验算其强度是否满足要求。

杆塔的荷载主要包括导线和避雷线的作用结果，以及还有风速、覆冰和绝缘子串的作用。

就作用方向讲，这些荷载又分为垂直荷载、横向水平荷载和纵向水平荷载三种。

为了搞清每基杆塔会承受多长导线及避雷线上的荷载，则引出了水平档距和垂直档距的概念。

悬挂于杆塔上的一档导线，由于风压作用而引起的水平荷载将由两侧杆塔承担。

风压水平荷载是沿线长均布的荷载，在平抛物线近似计算中，我们假定一档导线长等于档距，若设每米长导线上的风压荷载为P，则AB档导线上风压荷载,如图2-10所示：则为，由AB两杆塔平均承担；AC档导线上的风压荷载为，由AC 两杆塔平均承担。

图2-10水平档距和垂直档距
如上图所示：此时对A杆塔来说，所要承担的总风压荷载为
（2－47）
令
则
式中P—每米导线上的风压荷载N/m;
—杆塔的水平档距，m;
—计算杆塔前后两侧档距，m;
Ｐ—导线传递给杆塔的风压荷载，N。

因此我们可知，某杆塔的水平档距就是该杆两侧档距之和的算术平均值。

它表示有多长导线的水平荷载作用在某杆塔上。

水平档距是用来计算导线传递给杆塔的水平荷载的。

严格说来,悬挂点不等高时杆塔的水平档距计算式为
只是悬挂点接近等高时，一般用式其中单位长度导线上的风压荷载p，根据比载的定义可按下述方法确定，当计算气象条件为有风无冰时，比载取g4，则p=g4S；
当计算气象条件为有风有冰时，比载取g5，则p=g5S，因此导线传递给杆塔的水平荷载为：
无冰时（2－48）
有冰时（2－49）
式中S—导线截面积，mm2。

二、垂直档距和垂直荷载
如图2-10所示，O1、O2分别为档和档内导线的最低点，档内导线的垂直荷载（自重、冰重荷载）由B、A两杆塔承担，且以O1点划分，即BO1段导线上的垂直荷载由B杆承担，O1A段导线上的垂直荷载由A杆承担。

同理，AO2段导线上的垂直荷载由A杆承担，O2C段导线上的垂直荷载由C杆承担。

在平抛物线近似计算中，设线长等于档距，即
则(2-50)
式中G—导线传递给杆塔的垂直荷载，N；
g—导线的垂直比载，N/m.mm2；
—计算杆塔的一侧垂直档距分量，m；
—计算杆塔的垂直档距，m；
S—导线截面积，。

由图2-10可以看出，计算垂直档距就是计算杆塔两侧档导线最低点O1、O2之间的水平距离，由式(2-50)可知，导线传递给杆塔的垂直荷载与垂直档距成正比。

其中
m1、m2分别为档和档中导线最低点对档距中点的偏移值，由式(2-38)可得
结合图2-10中所示最低点偏移方向，A杆塔的垂直档距为
综合考虑各种高差情况，可得垂直档距的一般计算为
(2-51)
式中g、σ0—计算气象条件时导线的比载和应力，N/m.mm2；MPa；
h1、h2—计算杆塔导线悬点与前后两侧导线悬点间高差，m。

垂直档距表示了有多长导线的垂直荷载作用在某杆塔上。

式(2-51)括号中正负的选取原则：以计算杆塔导线悬点高为基准，分别观测前后两侧导线悬点，如对方悬点低取正，对方悬点高取负。

式(2-50)中导线垂直比载g应按计算条件选取，如计算气象条件无冰，比载取g1，有冰，比载取g3，而式(2-51)中导线比载g为计算气象条件时综合比载。

垂直档距是随气象条件变化的，所以对同一悬点，所受垂直力大小是变化的，甚至可能在某一气象条件受下压力作用，而当气象条件变化后，在另一气象条件则可能受上拔力作用。

【例2-2】某一条110KV输电线路，导线为LGJ—150/25型，导线截面积为S=173.11mm2，线路中某杆塔前后两档布置如图2-11所示，
图2-11例2-2示意图
导线在自重和大风气象条件时导线的比载分别为g1＝34.047×10-3N/m.mm2；g4＝
44.954×10-3N/m.mm2；g6＝56.392×10-3N/m.mm2。

试求：
(1)若导线在大风气象条件时应力σ0=120MPa，B杆塔的水平档距和垂直档距各为多大？作用于悬点B的水平力和垂直力各为多大？
(2)当导线应力为多大时，B杆塔垂直档距为正值？
解：水平档距
垂直档距
水平力
垂直力
在本例中，B悬点两侧垂直档距分量分别为
所以，这时垂直力计算结果为负值，说明方向向上，即悬点B受上拔力作用。

按式(2-50)和图2-11所示情况，要求>0，即
导线应力
在此可以看到，在比载不变时，对于低悬点，垂直档距随应力增加而减小，反之，对高悬点则垂直档距随应力增加而增大。

确切地说，垂直档距随气象条件变化是由应力和比
载的比值决定的，对低悬点，在最大的气象条件时垂直档距最小，对高悬点为，在最大的气象条件时垂直档距最大。

代表档距
代表档距=档内各档距三次方之和，除以档内各档距之和，之后开根号
代表档距=√((〖L1〗^3+〖L2〗^3……〖+Ln〗^3)/(L1+L2……+Ln))。