线路水平杆荷载 水平档距和垂直档距一文搞明白

线路水平杆荷载 水平档距和垂直档距一文搞明白

水平荷载指水平面方向的荷载,主要来自于导地线承受的风荷载。垂直荷载指垂直于地平面方向的荷载,主要来自于导地线和覆冰的重力。一段话总结杆塔荷载核心概念,如下图示。

一、杆塔荷载分类与核心档距定义

输电线路水平杆塔荷载包括水平、垂直和纵向荷载。其中水平档距指杆塔两侧档距平均值,表征水平风荷载大小,与杆塔位置相关;垂直档距指两侧电线最低点水平距离,与杆塔位置和高度相关,升高杆塔会增大垂直档距。两者越大,杆塔受力越大,垂直档距足够大时可限制悬垂串风偏,文档假设荷载均布采用平抛物线公式,大高差时需精确计算。

二、水平档距(Lh)

定义:计算杆塔水平荷载的等效档距,表征导地线风荷载大小,取杆塔两侧档距的平均值(考虑高差时需修正)。特性:仅与杆塔位置(两侧档距)有关,与杆塔高度无关。本质是杆塔承担的水平风荷载作用长度,Lh越大,水平荷载越大。

计算公式:

一般情况(小高差或简化计算):(L1、L2为杆塔两侧档距,单位:m)

大高差精确计算:(β1、β2为两侧高差角,高差角越大,修正后水平档距越大)

三、垂直档距(Lv)

定义:计算杆塔垂直荷载的等效档距,表征导地线垂直荷载大小,取两侧电线弧垂最低点的水平距离(需考虑悬挂点高差)。特性:与杆塔位置(档距、高差)和高度相关:升高杆塔→悬挂点高差变化→Lv增大;降低杆塔→Lv减小。本质是杆塔承担的垂直荷载作用长度,Lv越大,垂直荷载(下拽力)越大。

计算公式:

直线塔简化公式(σ1=σ2=σ,耐张段内水平应力相同):(h1、h2为两侧悬挂点高差,邻塔低时取正,高时取负;γv为电线垂直比载,单位:N/(m・mm²))

大高差精确计算:

需对单位垂直荷载乘以secβ1、secβ2修正,再计算两侧垂直档距之和。

四、核心推论与工程意义

荷载与档距关系:水平档距↑→水平风荷载↑→杆塔承受的横向力增大;垂直档距↑→垂直重力荷载↑→杆塔承受的下拽力增大。

悬垂串风偏控制:垂直档距足够大时,导地线下拽力强,悬垂串不易被风吹偏,风偏间隙满足安全要求;垂直档距过小时,下拽力弱,悬垂串易被风吹偏,可能引发放电事故。

计算假设与实际差异:文档采用平抛物线公式(荷载均布假设),适用于小高差场景;实际中荷载按斜抛物线或悬链线分布,大高差时需精确计算以避免误差。

五、关键问题

问题1:水平档距与垂直档距的核心区别是什么?

答案:定义与作用:水平档距表征杆塔承受的水平风荷载,取两侧档距平均值;垂直档距表征垂直重力荷载,取两侧电线最低点水平距离。影响因素:水平档距仅与杆塔位置(档距)有关;垂直档距还与杆塔高度(悬挂点高差)相关,升高杆塔会增大垂直档距。计算公式:水平档距公式为Lh=(L1+L2)/2(小高差);垂直档距需额外考虑高差修正项(如σ/γv(h1/L1+h2/L2))。

问题2:为什么垂直档距会影响悬垂串风偏?

答案:垂直档距越大,导地线作用于杆塔的下拽力(垂直荷载)越强,悬垂串受重力牵制作用更明显,风吹时不易发生大幅摆动;若垂直档距过小,下拽力不足,悬垂串在水平风荷载作用下易被吹偏,导致导线与杆塔间的风偏间隙不足,存在放电风险。

问题3:大高差场景下,水平档距与垂直档距的计算需如何调整?

答案:水平档距:需引入高差角β修正,公式为Lh=(L1/cosβ1+L2/cosβ2)/2,因高差导致电线倾斜,实际受风长度增加;垂直档距:需对单位垂直荷载乘以secβ1、secβ2(倾斜修正),再计算两侧垂直档距之和,因高差影响电线最低点位置,需精确计算垂直荷载作用长度。

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