架空光缆弧垂计算及受力分析 在电力系统中,架设于高压输电线路的光缆主要有ADSS、OPGW ,ADSS主要应用于已有的输电线路,OPGW 主要用于新建电力线路,以及对旧线路的改造中。由于OPGW 具有传输信号的通道.又可作为地线的两重功效,因此得到了越来越多的应用。光缆架设后,在最恶劣的自然条件下受力,这对光缆的寿命影响很大。如何确定光缆的受力,对设计者来说也是一个重要的环节。 1 架空光缆的弧垂计算 光缆悬挂于杆塔 A、B之间,并且在自重作用下处于平衡状态。假设在光缆上均匀分布着载荷 g,则光缆在杆塔 A、B之间具有一定的弧垂,取光缆上最低点为坐标原点,光缆上任意一段长度为 L 。(如图 1所示)。 假设光缆水平方向的应力为0 ,光缆的横截面积为S,则光缆水平方向的拉力为00TS。光缆受到的轴向拉力xT ,且与水平方向的夹角为 ,则在长度为xL的一段内,光缆由受力平衡条件得到: 00cossinxxxTTSTgLS (1-1) 由以上两式相比得: 0xdygtgLdx 而: 222200xdyggdtgdLdxdydx 201gtgdx 两边积分得: 201dtgg dxtg 110gshtgxc 10dygtgshxcdx 又有图1知:当0x 时,0tg ,所以10c ,因此 001/gychxmg 所以有: 0gdyshxdx 020gychxcg 又因为,当0x 时,0y ,所以20 /cg 。从而,我们推导出了光缆在两杆塔之间的状态方程为一悬链线曲线方程。即 001gychxg (1-2) 例如,设光缆两杆塔高度差为10m,较低的杆塔高为22m,档距为250m,取三种情况: ① g 0.01188(N/m *mm ),0 39.63(Mpa) ;② g 0.01788(N/m *mm ),0 37.97(Mpa) ;⑧ g 0.03797(N/m *mm ), 0 62.83(Mpa);利用数学软件athematia得到的曲线如图2所示。由曲线方程知,曲线的位置及形状与0 / g值的大小有关,但由于 g 得变化比0 小的多,所以曲线的形状主要取决于应力0的大小。 所谓弧垂是指杆塔的两悬挂点A、B连线上任一点沿垂直方向到光缆的距离。假设 A、B两杆塔的高度差为 H ,档距为 l,且 B点比 A 点高(如图 3所示),光缆在杆塔上的弧垂推导如下。由定义得到: xf...