浅析孤立档架空线路的计算方法

摘要：由于山区、溪河、山谷的出现，在一条线路的设计中往往会出现孤立档，在线路进入变电站和跨越障碍物也要出现孤立档，由于杆塔上拨以及拥挤地区的连续转角等原因，架空线路往往出现两基耐张杆塔相连的情况，这种两基耐张杆塔自成耐张段，出现孤立档。

关键词：孤立档 架空线路 计算方法 浅析

孤立档距在经济上的投资较一般档距大，但是在运行有如下优点：

1.可以隔离本档以外的断线事故，

2.当导线垂直排列时，因两端的挂线点不能移动，当下导线的复冰脱落时，上下导线在档距中央接近程度大大的减少，故可以使用大档距。

3.在孤立档距中由于杆塔的轻微的挠度，导线避雷线有大的松弛度，因此，杆塔很少受到破坏。

根据孤立档两侧的耐张绝缘子串使全档导线承受不均匀荷载，其应力，弧垂计算时必须考虑绝缘串的作用和影响，尤其对档距较小的孤立档距，绝缘子串的下垂距离将占全部弧垂的一半以上甚至更大。如按导线本身的荷载计算应力弧垂，将使用架空线的张力增加到几倍以上，直至杆塔，变电站的构架达到破坏。

在实际工程施工中，孤立档架线完成后，两端均有耐张绝缘子串，在紧线观侧弧垂时，档内架空线仅紧线固定端联有耐张绝缘子串，后者与连续档距的两端的二直线档距的情况相似，但是在设计计算上却完全不相同。

一.在工程上遇到的是一端联有绝缘子串和二端都联有绝缘子串的情况，现以上述两种情况作为设计时的计算分析：

当孤立档一端联有耐张绝缘子串时，为了复核弧垂求导线应力，可用（1-1）状态方程式进行计算，

δ- k1=δm- k2m- (t-tm)cos(1―1)

由于在孤立档范围内，往往出现悬点不等高，悬点不等高的档距比载增大系数，比载系数可用（1-2）求出，

K1=1+( )2( -1)[6+4 ( -2)-3( )2( -1)] (1―2)

对于连续档两端的直线档距，虽然也是一端联有耐张绝缘子串，但是其架空线的应力不能用状态方程式（1-1）进行计算，而必须使用连续档的代表档距的状态方程式进行计算，两者区分开来，不能混为一谈，这主要是连续档距中各直线档距的导线应力是相等的，因此，不能把两端带有一个耐张串的直线档距看作孤立档距来计算导线应力。

二．工程上也出现在孤立档中两端都联有耐张绝缘子串的情况，可是它的应力又不能按（1-1）状态方程式进行设计计算，须用（2-1）状态方程式进行设计计算，即：

δ- k2=δm- k2m- (t-tm)cos(2―1)

由于耐张串中的悬点不等高，因此同样出现比载增大系数，其系数的大小可用（2-2）和（2-3）方程式进行计算，即：

K2m=1+( )2( -1)(3+2 . -4 ) (2―2)

K2=1+( )2( -1)(3+2 . -4 ) (2―3)

在上述两种情况下，都与比载增大系数有很大的联系，因此将它进行分析一下：

当孤立档距很大时，即 ≈0，耐张绝缘子串的影响很小，则k1=k2=k2m≈1或当导线比载和耐张串比载相近（如导线型号较大）时，即是g≈gJ时，则由于 = ≈1，也使k1=k2=k2m≈1。所以，在孤立档档距越小和导线越细时，孤立档距中耐张串的影响就越大。若用误差不大于5%作为标准，就有下列情况需要考虑孤立档中耐张绝缘子串的影响，即：

导线型号为LGJ-150~ LGJ-95型，孤立档距小于125米时，必须考虑耐张绝缘子串对应力弧垂的影响，变电站进出孤立档，导线型号为LGJ-240~ LGJ-95型孤立档距在100米以内时，同样要考虑耐张绝缘子串对应力弧垂的影响。

二.临界档距:

孤立档距在设计时，它的控制应力很少遇到年平均运行应力为控制条件的情况，因此，最大使用应力的控制气象条件，根据最低气温和最大比载的临界档距来确定，此临界档距可用公式（3-1）进行计算：即：

L= (3―1)

档距中任意一点的弧垂(x> cosφ)为

Fx= +(3―2)

当x= 时，即是档距中央的弧垂为：

F= (1+2) (3―3)

上述（3-2）和（3-3）式是孤立档一端有耐张绝缘子串时使用，当孤立档二端都有耐张绝缘子串的弧垂，可用（3-4）式和（3-5）式进行计算：

Fx= +(3―4)

当x= 时，档距中央弧垂为：

F= +(3―5)

进出线孤立档，在计算最大设计应力时，需要考虑门型构架的最大允许张力Tmax，由于进出线档的导线应力较小，对于初伸长的处理，可在验算对地间隔和交叉跨越物的安全距离时留有裕度。

通过前面对两种情况的计算分析，明确了孤立档的设计程序为：

1.首先求出架空线的许用应力[ ],进出线孤立档需要搜集门型构架的最大允许张力Tmax。

2.计算临界档距，确定控制最大设计应力的气象条件。

3.用状态方程（1-1）和（2-1）式求出一端有耐张绝缘子串和两端都有耐张绝缘子串的应力，

4.用（3-2），（3-3）（3-4）（3-5）式求出相应的弧垂，一端有耐张串的供施工时紧线用，两端有耐张串的供竣工验收用。