第7讲-接触网安装曲线

接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算第7讲安装曲线及其计算一本讲的教学目的1掌握三种典型悬挂安装曲线的计算与绘制；2掌握半补偿链形悬挂状态方程的建立方法二本讲的教学内容1简单悬挂状态方程的建立；2半补偿链形悬挂状态方程的建立，换算张力和换算负载的计算；3临界负载的定义、计算与应用；4半补偿链形悬挂安装曲线的计算与绘制；5全补偿链形悬挂安装曲线的绘制。接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算第7讲安装曲线及其计算三本讲的重点1简单悬挂状态方程的建立；2状态方程起始条件的确定；3起始条件的校验；4张力温度曲线和弛度温度曲线的绘制；5临界负载的计算。四本讲难点1接触线无弛度时承力索张力的计算；2起始条件的校验；3无载承力索的安装曲线。接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算7.1重要概念1安装曲线由于接触网的气候特性，接触网的弛度、张力、机械位置参数等均随大气温度变化而变化，为了施工和运营需要，人们将相关参数随温度的变化情况以曲线的形式绘制于特定直角坐标系中，用于指导接触网施工和运营检调。这种曲线称为安装曲线。2分类：接触网常用安装曲线有：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；补偿安装曲线。接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算第7讲安装曲线及其计算7.2简单悬挂的安装曲线1张力与温度的关系状态方程的建立接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算第7讲安装曲线及其计算7.2简单悬挂的安装曲线在状态方程中，有一参数“跨距”，如何取值呢？由此引入“当量跨距”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。接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算第7讲安装曲线及其计算7.2简单悬挂的安装曲线(2)当量跨距的计算公式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。接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算第7讲安装曲线及其计算7.2简单悬挂的安装曲线(3)当量跨距计算公式的推导接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算第7讲安装曲线及其计算7.2简单悬挂的安装曲线(3)当量跨距计算公式的推导接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算第7讲安装曲线及其计算7.2简单悬挂的安装曲线在状态方程中，下标为“1”的参数为起始条件，这些参数又如何取值呢？由此引入“临界跨距”3临界跨距(1)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。接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算第7讲安装曲线及其计算7.2简单悬挂的安装曲线(2)临界跨距的计算公式接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算第7讲安装曲线及其计算7.2简单悬挂的安装曲线由定义，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，求出临界跨距计算式。(2)临界跨距的计算公式接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算第7讲安装曲线及其计算7.2简单悬挂的安装曲线小跨距区分大跨距和小跨距，确定状态方程的起始条件（3）临界跨距的应用接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算第7讲安装曲线及其计算7.2简单悬挂的安装曲线区分大跨距和小跨距，确定状态方程的起始条件大跨距（3）临界跨距的应用接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算第7讲安装曲线及其计算7.2简单悬挂的安装曲线（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。（3）临界跨距的应用接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算第7讲安装曲线及其计算7.2简单悬挂的安装曲线区分大跨距和小跨距，确定状态方程的起始条件确定架空电力线状态方程的起始状态－－临界温度（1）临界温度的定义（2）临界温度的计算接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算第7讲安装曲线及其计算7.2简单悬挂的安装曲线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；接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算第7讲安装曲线及其计算7.2简单悬挂的安装曲线第一步：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；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4简单悬挂安装曲线的绘制接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算第7讲安装曲线及其计算7.2简单悬挂的安装曲线【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。接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算7.3、半补偿链形悬挂安装曲线的确定1、建立状态方程把链形悬挂看成一个经换算后的简单悬挂2222111221()2424xxxxWlZZWlttZZESxCxJZTT11CJZTT2222112211()2424CxxxxCWlWlttZZETTS2222111221()2424CxCxxxTWlTWlttZESZES接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算7.3、半补偿链形悬挂安装曲线的确定2、确定状态方程起始条件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。在计算安装曲线时，起控制作用的是，根据特殊点考虑，令等于，然后就需要分析什么情况下承力索的张力达到最大值。1CT1CTmaxCT起始条件待求条件2222111221()2424CxCxxxTWlTWlttZESZES接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算2、确定状态方程起始条件1CCxCmaxTTT临界负载，就是假设一个合成负载，在此负载下，在覆冰和最低温度时承力索的张力都达到最大值，即承力索的许用张力LjqmaxCT令下标“x”的量值属于覆冰情况，下标“1”的量值属于最低温度。1mintt1min(1)jtocoTWWqT1minmaxmaxtcjZZTTZ起始条件：待求条件：xbtt0jxbLjcoTWWqqTmaxmaxxbcjZZTTZ22maxminmin224()jbljotcoTZttqqWTl7.3、半补偿链形悬挂安装曲线的确定接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算2、确定状态方程起始条件maxljqq选取状态作为起始状态；mintmaxljqq选取状态作为起始状态；btmaxljqq选取或状态作为起始状态；btmint7.3、半补偿链形悬挂安装曲线的确定接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算2、确定状态方程起始条件22maxminmin224()jbljotcoTZttqqWTl经验法要计算临界负载必先求出接触线无弛度时承力索的张力0CT计算三种方法：0CT0maxCCTT插值法状态方程法7.3、半补偿链形悬挂安装曲线的确定接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算2、确定状态方程起始条件第一步：先假定一个起始条件（覆冰或最低温），代入状态方程，比如设最低温度为起始条件，以接触线无弛度为待求条件，则插值法第三步：校验假定的起始条件是否正确1mintt1(1)jocoTWqT1maxZZ0xtt(1)jxocoTWqT0xCjZTT第二步：将求出的值代入临界负载公式求出0CTLjq当假设最低温度为起始条件时，若求出的，说明假设的起始条件正确，有效。否则，应另假设起始条件进行重新计算。maxljqq0CT将上述条件代入状态方程，先设一个的期望值（可用经验法确定此值）代入状态方程求出，然后与已知的进行比较，如不等则再设一个重新计算，直到计算结果与已知的值相等为止。0CT01t0t0CT0t用于较精确的人工设计计算7.3、半补偿链形悬挂安装曲线的确定接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算2、确定状态方程起始条件22101max2max()24()ccjqlESAESttTTT2102max12()jDcjqqTlESBTT222202max[1]24()jDcjTqlESCTT状态方程法接触线无弛度时的状态为待求状态，即：用于计算机编程确定最低温度的状态为起始状态，即：1mintt1(1)jocoTWqT1maxZZ0xtt(1)jxocoTWqT0xCjZTT320000cccTATBTC7.3、半补偿链形悬挂安装曲线的确定接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算3、校验起始条件选用最低温状态为起始条件，须校验最大风和覆冰状态下的线索张力；选定的起始条件是最低温度、覆冰、最大风之一因此，必须对起始条件的选取做相应的校验。选用覆冰状态为起始条件，须校验最大风状态下的线索张力；选用最大风状态为起始条件，须校验覆冰状态下的线索张力；cvxTt最大风时张力校验：xvttjxvocoTWqqTxCvjZTTmaxcvCTT7.3、半补偿链形悬挂安装曲线的确定接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算4、半补偿链形悬挂安装曲线的组成(1)有载承力索的张力温度曲线在直角坐标系中绘出它们的曲线，这就是张力温度曲线。在状态方程中，先假定一个（一般每隔取一值），计算出相对应的值，填入张力温度曲线表，在张力温度直角坐标系中绘出，就得到承力索张力温度曲线，也称为承力索张力的安装曲线。CxTxt2222111221()2424CxCxxxTWlTWlttZESZES先假定一个,用上式计算出相应的值，将算出的值填入张力温度曲线表：CxTxt1514131211.65111098.5-18.55-11.18-3.574.377.512.7121.5631.0933.4()CxTkN()xtC7.3、半补偿链形悬挂安装曲线的确定接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算4、半补偿链形悬挂安装曲线的组成(2)有载承力索的弛度温度曲线将有载承力索张力温度曲线表中每一对应的代入有载承力索的弛度计算公式中，计算出一个对应表，依表在弛度温度直角坐标系中绘出承力索弛度温度曲线，也称为承力索弛度的安装曲线。CxTxxtF28xxxWlFZ7.3、半补偿链形悬挂安装曲线的确定接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算4、半补偿链形悬挂安装曲线的组成(3)无载承力索的张力温度曲线代入状态方程可求出一关于无载承力索在时的张力的三次方程：0t0cwT3200cwocwTmTn将无载承力索在的做初始状态，将任意温度条件下的无载承力索的状态作为待求状态，代入状态方程可得无载承力索的张力温度曲线。0t10101,,cccottqqTT将接触线无弛度在时的状态作为起始状态，即：0t00,,xxccxcwttqgTT将无载承力索在时的状态作为待求状态，即0t7.3、半补偿链形悬挂安装曲线的确定接触网工程与设计第7讲安装曲线及其计算4、半补偿链形悬挂安装曲线