29.架空孤立档导线的计算

一、孤立档

孤立档，是指档距两端为耐张型杆塔，导线两端用耐张线夹通过绝缘子串悬挂于杆塔上，该档导线弧垂、应力不受邻档的影响。架空线在重要跨越处或在进出线档处、解决杆塔上拔以及拥挤地区的连续转角等处常采用孤立档。

孤立档在运行上有以下优点。

（1）可以隔离本档以外断线事故；

（2）当导线垂直排列时，因两端接线点不能移动，当下导线的覆冰脱落是，上下导线在档距接近程度大大减小，故可使用较大的档距。

（3）在孤立档距中由于杆塔的微小的挠度，导地线即大大松弛，因此杆塔很少破坏。

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、弧垂计算必须考虑绝缘子串的影响。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甚至更多。如果仍按导线本身荷载计算应力弧垂，就将使架线张力增加到几倍，甚至达到杆塔或进出现架构破坏的程度。孤立档距在紧线完毕后两端均有耐张绝缘子串；在紧线观察弧垂时，档內导线仅紧线固定端连有耐张绝缘子串。后者与连续档距两端的二直线档距的情况相似，但计算上完全不同。

若将观测弧垂或应力控制在不超过其允许误差的5%以内，大于下列档距的孤立档，可不记及绝缘子的重量：

JLG1A-300~JLG1A-500的导线，档距为225米；JLG1A-185~JLG1A-240的导线，档距为150米；JLG1A-95~JLG1A-150的导线，档距为125米；当孤立档小于上述数值时，应考虑绝缘子串重量的影响。

二、耐张绝缘子串的单位荷载

耐张绝缘子串是一条折线，可近似地将它看成为均匀荷载的悬链线。其单位荷载可按导线的单位荷载的方法求出。

（1）. 耐张绝缘子串的自重荷载pJ1

pJ1=GJ/ （N/m）                                           （2-2-1）

式中  GJ—耐张绝缘子串重力，N；

λ —耐张绝缘子串长度，m；

（2）. 耐张绝缘子串冰重荷载pJ2

或   pJ2 =0.015b pJ1 （N/m）                                            (2-2-3)

式中  GJb—一片绝缘子覆冰重力，N，见表2-1；

GCb—单串绝缘子的金具串覆冰重力，N，见表2-1；

n2—金具串数；

b—覆冰厚度，mm；

其它符号含义同前。

3. 耐张绝缘子串的自重和冰重的综合垂直荷载pJ3

                  pJ3 =pJ1 +pJ2 （N/m）                             (2-2-4)

或               pJ3=(1+0.015b) pJ1 （N/m）                    (2-2-5)

4. 耐张绝缘子串无冰时风压荷载pJ4

式中  v—设计风速，m/s；

     V0—离地面或水面10m高处的基本风速，m/s；

μz —风压高度变化系数

A类指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区，μz=0.794Z0.24，且1.00≤μz≤3.12；

B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区，μz=0. 478Z0.32，且1.00≤μz≤3.12；

C类指有密集建筑群的城市市区，μz=0.2235Z0.44，且0.74≤μz≤3.12；

D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区，μz=0.08Z0.60，且0.62≤μz≤3.12。

Z为离地面或水面的平均高度(m)：一般500~750 kV输电线路取离地面20m，330kV及以下输电线路取离地面15m，10kV及以下配电线路取离地面10m；大跨越根据实际情况确定。

AJ—一片绝缘子受风面积，m²，见表2-2-2，或单裙绝缘子取0.03 m²，双裙绝缘子取0.04 m²；

AC—单串绝缘子金具受风面积，m²，见表2-2-2，或按一片绝缘子的受风面积计算。

5. 耐张绝缘子串覆冰时风压荷载pJ5

式中  v—设计覆冰风速，m/s；

      AJb—一片绝缘子覆冰时受风面积，m²，见表3-7，或单裙绝缘子取0.03 m²，双裙取0.04 m²；

ACb—单串绝缘子金具覆冰时受风面积，m²，见表3-8，或按一片绝缘子覆冰的受风面积计算。

6. 耐张绝缘子串无冰有风时的综合比载pJ6

7. 耐张绝缘子串覆冰有风时的综合荷载pJ7

三、孤立档导线的张力和弧垂

1. 孤立档施工架线的弧垂

孤立档施工架线是在锚塔上安装耐张绝缘子串，在紧线塔上没有耐张绝缘子串，如图3-2-1所示。施工架线时，在施工现场条件允许的情况下，宜将悬挂点低杆塔作紧线塔（图3-2-1），可减少牵引力。若条件不允许，也可将悬挂点高耐张塔作紧线塔（图3-2-2）。

图3-2-1 孤立档锚塔高时的导线曲线        图3-2-2 孤立档锚塔低时的导线曲线

（1）耐张绝缘子串在高悬挂点，施工架线时弧垂（图3-2-1）

（2）耐张绝缘子串在低悬挂点施工架线情况导线弧垂（图3-2-3）

2. 孤立档竣工运行的弧垂

孤立档导线悬挂点两端有耐张绝缘子串，导线已架好处于运行情况时的弧垂（图3-2-3）

  3、孤立档的导线状态方程式

式中Tm—孤立档在控制气象条件下两侧均联有耐张绝缘子串时导线的张力，N；

 Tn—安装气象条件下，孤立档仅有一侧联有耐张绝缘子串时的导线张力，N；

K1n—观测弧垂的气象条件下，仅有一端联有绝缘子串的荷载增大系数；

K2m—控制气象条件下，两端联有绝缘子串的荷载增大系数；

K2n—观测弧垂的气象条件下，两端联有绝缘子串的荷载增大系数；

tm—控制气象条件时的气温，℃；

tn—安装气象条件时的气温，℃；

pm—控制气象条件导线的单位荷载，N/m；

pn—安装气象条件导线的单位荷载，N/m；

pJm—控制气象条件绝缘子串的单位荷载，N/m；

pJn—安装或观测气象条件绝缘子串的单位荷载，N/m；

λ—耐张绝缘子串长度，m；

l—档距，m；

h—悬挂点高差，m；

cosφ—悬挂点高差角余弦，cosφ=(1+(h/l)²)^0.5。

在导线悬挂点等高时，上列公式中的cosφ=1，不再另列公式。

四、孤立档临界档距

由于孤立档的档距小，在实际工程中很少遇到年平均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可根据最低气温和最大荷载的临界档距来确定。考虑绝缘子串荷重影响的孤立档，其临界档距可按下式计算：