架空光缆弧垂计算及受力分析

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...