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1、接触网安装曲线主讲人 董昭德西南交通大学电气工程学院2009.10.成都0503,6.1几个重要的基本概念,1安装曲线(1) 定义： 由于接触网的气候特性，接触网的弛度、张力、空间位置等均会随大气温度变化而变化，为使接触网参数和空间位置符合弓网受流要求，为接触网施工和运营提供理论依据，人们将相关参数随温度的变化情况绘制于特定的直角坐标系中所形成的曲线称为安装曲线。(2) 常用安装曲线： 张力温度曲线； 弛度温度曲线； 定位器位置温度曲线；腕臂位置温度曲线； 中心锚结辅助绳安装曲线；补偿安装曲线。,第6讲 接触网安装曲线,6.2简单悬挂的状态方程,状态方程的建立,1 张力与温度的关系,接触网安装
2、曲线,2 当量跨距(1) 定义为了减少设计计算和绘图工作量，根据一定条件假设的一个计算跨距，在该跨距内，导线张力随温度的变化规律能代表一个锚段内所有实际跨距中导线张力随温度的变化规律。,6.2简单悬挂的状态方程,在状态方程中，有一参数“跨距”，如何取值呢？ 由此引入“当量跨距”,接触网安装曲线,(2) 当量跨距的计算公式,6.2简单悬挂的状态方程,1我国采用的是张力相等法！2能够设置“当量跨距”的物理基础3公式证明。,接触网安装曲线,(3) 当量跨距计算公式的推导,6.2简单悬挂的状态方程,接触网安装曲线,6.2简单悬挂的状态方程,(3) 当量跨距计算公式的推导,接触网安装曲线,3临界跨距(1
3、) 定义为了判定简单悬挂线索的张力是否超标，为线索物理状态方程确定一个合理的起始状态而假设的一个计算跨距，该跨距内的线索在最低设计温度或最大设计覆冰时其张力达到临界状态，即接触网线索即将产生最大张力时的状态。,6.2简单悬挂的状态方程,在状态方程中，有一组下标为“1”的参数，它们又如何取值呢？ 由此引入“临界跨距”,接触网安装曲线,6.2简单悬挂的状态方程,(2) 临界跨距的计算公式,接触网安装曲线,（2）临界跨距的计算,6.2简单悬挂的状态方程,由定义，设最低温度所对应的状态为起始条件，覆冰所对应的状态为待求状态，代入状态方程，求出临界跨距。,接触网安装曲线,小跨距,6.2简单悬挂的状态方程
4、,（3）临界跨距的应用,区分大跨距和小跨距，确定状态方程的起始条件,接触网安装曲线,大跨距,6.2简单悬挂的状态方程,（3）临界跨距的应用,区分大跨距和小跨距，确定状态方程的起始条件,接触网安装曲线,6.2简单悬挂的状态方程,（3）临界跨距的应用,区分大跨距和小跨距，确定状态方程的起始条件,（a）当临界跨距小于当量跨距时，最大张力出现在最大附加负载时，取覆冰状态为起始条件；（b）当临界跨距大于当量跨距时，最大张力出现在最低温度时，取最低温度状态为起始条件；（c）当二者相等时，任取一种条件为起始条件。,接触网安装曲线,6.2简单悬挂的状态方程,确定状态方程的起始状态临界温度,（1）临界温度的定义
5、,（2）临界温度的计算,接触网安装曲线,6.2简单悬挂的状态方程,确定状态方程的起始状态临界温度,（3）临界温度的应用,求出临界温度后，将其与最高温度进行比较，判断状态方程的起始状态。 当临界温度小于最高温度时，最大弛度出现在最高温度时，取最高温度为起始条件； 当临界温度大于最高温度时，最大弛度出现在最大覆冰时，取覆冰温度为起始条件； 当临界温度等于最高温度时，最大弛度出现在两种情况下，取任一条件为起始条件；,接触网安装曲线,6.2简单悬挂的状态方程,4简单悬挂安装曲线的绘制,第一步：确定接触悬挂的计算负载；第二步：确定并计算当量跨距，取为5的整倍数；第三步：计算临界跨距；第四步：确定起始条件
6、；第五步：利用状态方程，计算张力温度对照表；第六步：计算接触线弛度与温度对照表。注意：每一个实际跨距有一条弛度-温度曲线；张力温度曲线是一个锚段一条曲线。第七步：根据张力温度，弛度温度对照表绘制安装曲线,接触网安装曲线,接触网施工与运营维护的关键技术点,例题,某全补偿链形悬挂接触网，采用LGJ185/30钢芯铝绞线作回流线，该线最大允许张力15kN，与接触网同杆架设，全部为等高悬挂，两端硬锚，总长度1500m，气象条件和物理性能如表所示。试计算并绘制该回流线的弛度温度曲线和张力温度曲线，并对计算果进行分析,接触网施工与运营维护的关键技术点,接触网施工与运营维护的关键技术点,接触网施工与运营维护
7、的关键技术点,接触网施工与运营维护的关键技术点,接触网施工与运营维护的关键技术点,平均温度时，45m跨距的线索张力为5.6kN左右，而65m跨距的线索张力为7kN左右，加之悬挂线索的重量之差155N，如果这样的跨距相邻，则在支架上会产生1.4kN的张力差和相应的扭矩，加之风和冰的作用，回流线安装支架将承载额外的附加负载，这不仅给回流线安装支架和绝缘子带来不利，同时，也增加了接触网支柱的纵向载荷，对设备安全不利。因此，相邻跨距的大小应尽量一致。,接触网施工与运营维护的关键技术点,在最高温度时，65m跨距的弛度高达950mm，在微风吹动下，较容易形成线索的舞动，与邻近的高压线路，如接触线相碰，形成
8、短路。因此、回流线（包括其它附加导线）的安设，一定要注意高温时，邻近线路间的绝缘距离。,【思考与练习】1、请建立简单悬挂张力-温度关系式。2、何谓当量跨距？怎样计算当量跨距？它有何工程意义？3、什么是临界跨距？它有何实际作用？4、如何确定简单悬挂状态方程的起始条件？5、已知某链形悬挂的跨距为50m，接触线无弛度时承力索的弛度为0.45m，结构高度为1.6m，吊弦到支柱悬挂点的距离为8.5m，计算该吊弦的长度。,接触网安装曲线,作 业 1、已知某等高简单悬挂，其跨距为55m，接触线张力为20kN，采用CT-110铜接触线，试求该悬挂接触线的弛度和在该跨距内的实际长度。 若以上参数不变，而是不等高
9、悬挂，两定位点的高差为1.5m，试问:该悬挂是否存在上拔力?若存在上拔力，可如何调整它的结构参数消除上拔力？2、某简单悬挂，接触线采用CT-110线、最大许用张力为15kN、最低设计温度摄氏-30度、最高设计温度摄氏+30度、结冰温度摄氏-5度，覆冰厚度5mm，无风、各跨距长度如下表所示，请绘制该简单悬挂的安装曲线图。,注：C T-110的单位重量为0.98kg/m.,课间休息！,接触网安装曲线,由于引入换算张力和换算负载后，可将链形悬挂看作一经换算后的简单悬挂，用换算张力和换算负载代替简单悬挂状态方程中的张力和负载，即可得到链形悬挂的状态方程。,6.3半补偿链形悬挂的状态方程和安装曲线,接触
10、网安装曲线,1链形悬挂的状态方程,与单根线索比较，链形悬挂单位长度内的悬挂重量增大许多，负载对承力索张力和弛度的影响更加明显，承力索张力主要取决于负载而不是跨距。因此、对于半补偿链形悬挂主要通过临界负载与链形悬挂的最大合成负载进行比较来确定状态方程的起始条件。,6.3半补偿链形悬挂的状态方程和安装曲线,接触网安装曲线,2状态方程起始条件的确定临界负载,（1）决定因素,（2）临界负载的定义,（3）临界负载的计算,（4）起始条件的判定,当最大附加负载小于临界负载时，选取最低温度时的状态为起始状态；当最大附加负载大于临界负载时，选取覆冰时的状态为起始状态；当最大附加负载等于临界负载时，选取覆冰或最低
11、温度中任一状态为起始条件均可。,由临界负载的计算公式可知，要计算临界负载必先求出接触线无弛度时承力索的张力TC0。方法有三种：经验法、计算法、程序法。,6.3半补偿链形悬挂的状态方程和安装曲线,接触网安装曲线,2状态方程起始条件的确定临界负载,（5）TC0的计算,（a）经验法,6.3半补偿链形悬挂的状态方程和安装曲线,接触网安装曲线,2状态方程起始条件的确定临界负载,（5）TC0的计算,（b）计算法,6.3半补偿链形悬挂的状态方程和安装曲线,接触网安装曲线,2状态方程起始条件的确定临界负载,（5）TC0的计算,（c）程序法,利用计算程序，让计算机进行计算,起始条件是最低温度、覆冰或者最大风速三
12、者对应的状态之一，为保证接触悬挂在最恶劣气象条件下能安全可靠地工作，必须考虑到所有可能产生最大张力的情况。因此，必须对起始条件的选取做相应的校验。校验的内容和方法如下（1）当选定最低温度为起始条件时，必须对最大风和覆冰状态下的张力进行验算；（2）当选定覆冰状态为起始条件时，必须对最大风状态下的张力进行验算；（3）当选定最大风状态为起始条件时，必须对覆冰状态下的张力进行验算；（4）因在最低温度时悬挂线索没有附加负载，因而无论是选用覆冰或最大风为起始条件均不用对最低温度状态下的张力进行验算。,6.3半补偿链形悬挂的状态方程和安装曲线,接触网安装曲线,3状态方程起始条件的校验,（1）校验内容,6.3
13、半补偿链形悬挂的状态方程和安装曲线,接触网安装曲线,3状态方程起始条件的校验,（2）具体校验方法,6.3半补偿链形悬挂的状态方程和安装曲线,接触网安装曲线,（1）有载承力索张力温度曲线（2）有载承力索弛度温度曲线（3）无载承力索张力温度曲线（4）无载承力索弛度温度曲线（5）接触线弛度温度曲线（6）接触线在定位点的高度变化曲线（7）接触线补偿安装曲线（8）腕臂位置安装曲线（9）定位器位置安装曲线,4半补偿链形悬挂的安装曲线种类,6.3半补偿链形悬挂的状态方程和安装曲线,接触网安装曲线,5有载承力索张力温度曲线,6.3半补偿链形悬挂的状态方程和安装曲线,接触网安装曲线,6有载承力索弛度温度曲线,6
14、.3半补偿链形悬挂的状态方程和安装曲线,接触网安装曲线,7无载承力索张力温度曲线,6.3半补偿链形悬挂的状态方程和安装曲线,接触网安装曲线,8无载承力索弛度温度曲线,9接触线安装曲线,（1）计算悬挂的各种负载，确定最大附加负载；（2）确定当量跨距；（3）确定起始条件；（4）计算附加负载下承力索张力，校验起始条件；（5）计算并绘制有载承力索张力-温度曲线；（6）计算并绘制各实际跨距的承力索“弛度-温度”曲线；（7）计算并绘制各实际跨距的接触线“弛度-温度”曲线；（8）计算并绘制接触线在定位点附近的高度变化曲线；（9）计算并绘制无载承力索“张力一温度”曲线；（10）计算并绘制各实际跨距的无载承力索
15、“弛度一温度”曲线；（11）计算并绘制接触线补偿安装曲线。,6.3半补偿链形悬挂的状态方程和安装曲线,接触网安装曲线,9半补偿链形悬挂安装曲线的绘制,6.3 链形悬挂的状态方程,接触网安装曲线,1未补偿链形悬挂的状态方程,是一个非常非常小的数，为简化分析，可将其忽略，则有,在链形悬挂中，接触线弛度仅为跨距的千分之几，也就是说，,未补偿链形悬挂中线索均为硬锚，温度变化和弹性变形所引起的长度变化全部消耗于线索弛度,课间休息！,接触网安装曲线,6.4全补偿链形悬挂的安装曲线,在全补偿链形悬挂中，没有张力温度曲线。但全补偿链形悬挂线索的长度会随大气温度的变化而变化，这个变化量一方面消耗于补偿坠砣的上下
16、移动，另一方面消耗于线索的弛度变化。为了保证补偿坠砣在极限温度下不失去补偿作用，一般要根据锚段长度计算极限温度范围内补偿坠砣的安装高度，称为下锚安装曲线或补偿安装曲线。无附加负载时承力索的弛度全补偿链形悬挂的安装曲线有以下几类：（1）无载承力索弛度温度曲线；（2）有载承力索弛度温度曲线；（3）接触线弛度温度曲线；（4）接触线在定位点的高度变化曲线；（5）承力索补偿安装曲线；（6）接触线补偿安装曲线,接触网安装曲线,此种情况类似于半补偿链形悬挂接触线无弛度时，承力索的弛度计算,6.4全补偿链形悬挂的安装曲线,接触网安装曲线,2有附加负载时承力索的弛度,3附加负载下，接触线的弛度和定位点处的抬升值
17、,4补偿安装曲线,6.4全补偿链形悬挂的安装曲线,接触网安装曲线,6.5定位器位置温度曲线,接触网安装曲线,腕臂和定位器的位置随温度变化而变化，该变化量与承力索和接触线材质、线胀系数、与中心锚结的距离，温度变化、平均设计温度、线索磨损情况有关，因此其计算公式应包含这些因素。,6.5定位器位置温度曲线,接触网安装曲线,CTHA120接触线定位器位置安装曲线,6.6旋转腕臂位置安装曲线,接触网安装曲线,JTH95镁铜合金承力索旋转腕臂位置安装曲线,接触网安装曲线,例题1,图1,接触网安装曲线,例题1,例题2,接触网安装曲线,例题,接触网安装曲线,例题,接触网安装曲线,例题,接触网安装曲线,例题,接
18、触网安装曲线,例题,接触网安装曲线,（示意图）,例题,接触网安装曲线,例题,接触网安装曲线,例题,接触网安装曲线,图2接触线弛度温度曲线,例题,接触网安装曲线,图3定位处接触线高度变化曲线,例题,接触网安装曲线,例题,接触网安装曲线,图4承力索弛度曲线,图5无载承力索弛度曲线,例题,接触网安装曲线,接触网安装曲线,（1）计算悬挂的各种负载，确定最大附加负载；（2）确定当量跨距；（3）确定起始条件；（4）计算附加负载下承力索张力，校验起始条件；（5）计算并绘制有载承力索张力-温度曲线；（6）计算并绘制各实际跨距的承力索“弛度-温度”曲线；（7）计算并绘制各实际跨距的接触线“弛度-温度”曲线；（8）计算并绘制接触线在定位点附近的高度变化曲线；（9）计算并绘制无载承力索“张力一温度”曲线；（10）计算并绘制各实际跨距的无载承力索“弛度一温度”曲线；（11）计算并绘制接触线补偿安装曲线。,安装曲线计算程序框图（参考）,祝大家晚安,接触网安装曲线,
