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耐张塔上跳线抗变刚度及长度的研究

作　者: 赵国臣
导　师: 邹广平
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 固体力学
关键词: 跳线抗弯刚度铝钢比弧垂
分类号: TM753
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 28次
引　用: 2次
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内容摘要

跳线是连接耐张塔相邻、相对两侧并起到传输电作用的电线。目前对跳线的施工计算和设计多采用柔性理论,该理论认为跳线的抗弯刚度为零,即跳线只传递轴力而不考虑抗弯刚度对其形状的影响。常用的方法有抛物线近似法和悬链线法等等。这对长距离导线是合理的,但对实际工况是其跨距在几米到十几米之间耐张塔上的跳线,其抗弯刚度必然影响到跳线的形状,这种情况下使用柔性理论计算必将引起误差,在考虑抗弯刚度的情况下对跳线进行施工、设计以及计算都是非常有实际工程意义的。本文基于带刚度的“悬链线方程”理论,对跳线的抗弯刚度和考虑刚度后跳线的长度进行了理论和实验研究。论文首先依据带刚度的“悬链线方程”理论,模拟跳线的实际工况,设计了跳线抗弯刚度的测量实验,依据测试结果计算出了不同拉力下的跳线抗弯刚度值,并给出了不同规格跳线的外力与刚度的拟合曲线,这对工程设计和选型具有很好的参考作用。其次论文采用Matlab软件编写了可视化程序以用于跳线的计算和分析,通过输入跳线形状的基本参数,就可以很方便的计算出考虑刚度和不考虑刚度的跳线垂弧、长度等数据,并可画出相应的跳线形状,这对工程计算研究和设计都非常便捷。论文还研究了铝钢比对跳线抗弯刚度的影响,利用实验数据,给出了不同规格跳线在外力下的铝钢比对跳线抗弯刚度的影响曲线,这对研究铝钢比对跳线刚度的影响以及利用铝钢比设计跳线都具有非常好的指导意义。最后,论文对考虑刚度的双跨跳线长度进行了理论分析,并通过算例,给出了跳线形状的可视化对比结果,通过算例分析可知,在考虑了跳线的刚度和实际的约束条件后,所得出的线长要小于悬链线理论给出的线长,线长的减少,则可调整弧垂,进而减小了耐张塔横担的尺寸,从而减轻耐张塔自重。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第1章绪论  11-15
  1.1 概述  11
  1.2 意义和目的  11-13
  1.3 国内外研究现状  13-14
  1.4 论文的主要内容  14-15
第2章基础知识  15-35
  2.1 引言  15-19
    2.1.1 架空送电线路铁塔的种类及基础  15-16
    2.1.2 跳线种类及规格  16-19
  2.2 架空电力导线悬垂曲线的方程式  19-24
    2.2.1 导线悬垂曲线的悬链线方程式  19-21
    2.2.2 导线悬垂曲线的抛物线方程式  21-24
  2.3 架空电力导线力学及几何关系  24-33
    2.3.1 导线悬挂点等高时的力学及几何关系  24-29
    2.3.2 导线悬挂点不等高时的力学及几何关系  29-33
  2.4 本章小节  33-35
第3章跳线抗弯刚度计算和实验研究  35-64
  3.1 引言  35
  3.2 带刚度的"悬链线方程"  35-41
    3.2.1 建立单跨刚度模型  35-37
    3.2.2 方程的求解  37-40
    3.2.3 图形可视化算例分析  40-41
  3.3 跳线的抗弯刚度计算公式  41-45
    3.3.1 整体计算法  41-42
    3.3.2 分股计算法  42
    3.3.3 按跳线结构组成特征计算法  42-45
  3.4 跳线抗弯刚度的实验研究  45-54
    3.4.1 概述  45
    3.4.2 材料及设备  45-46
    3.4.3 测试过程及结果分析  46-54
  3.5 图形可视化分析  54-59
    3.5.1 软件界面  54-55
    3.5.2 软件界面分析  55-56
    3.5.3 图形界面应用  56-59
  3.6 铝钢比对跳线抗弯刚度的影响  59-62
    3.6.1 铝钢比说明  59-60
    3.6.2 不同铝钢比对钢芯铝绞线抗弯刚度的影响  60-62
  3.7 本章小节  62-64
第4章双跨跳线长度计算  64-72
  4.1 引言  64
  4.2 双跨线长的计算  64-69
    4.2.1 双跨刚度模型的建立  64-65
    4.2.2 方程的求解  65-69
  4.3 算例及讨论  69-70
    4.3.1 计算结果  69
    4.3.2 讨论与分析  69-70
    4.3.3 图形可视化分析  70
  4.4 本章小节  70-72
结论  72-73
参考文献  73-77
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  77-78
致谢  78-79
个人简历  79

耐张塔上跳线抗变刚度及长度的研究

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