OPGW的几个力学特性问题释疑OPGW贯标会.docVIP

OPGW的几个力学特性问题释疑 New Explaining Several Mechanical Properties of OPGW 谢书鸿 Xie Shuhong 总工程师 General Engineer 王华 Wang Hua 技术工程师 Technology Engineer 中天日立光缆有限公司 Zhongtian Hitachi Optic Fiber Cable Co. Ltd. 摘要 OPGW的力学特性对于OPGW作为地线安全运行很重要，尤其是拉断力、蠕变、振动疲劳特性。但在OPGW结构设计和线路设计中，对于这些特性有些问题必须要澄清，本文针对这些问题作了深入的解释。 关键词 OPGW、拉断力、蠕变、疲劳 Abstract：The mechanical properties of OPGW are very important to OPGW safe-running as earth wire, especially tensile strength, creep and fatigue. But during the OPGW structure design and line design, there are several questions about these properties to clarify. The author tries the best to explain these questions. Key words：OPGW; Tensile Strength; Creep; Fatigue 一 概述 对于架空送电线路来说，增大档距则杆塔的高度就要增加，而全线的杆塔总数量可以减少；反之，小档距可降低杆塔高度，但全线的杆塔数量就要增多。这两者之间显然存在一个能使线路总投资最低的档距长度，这就是临界档距。临界档距应与导线和地线规格、导线和地线张力、杆塔材料及塔型等许多因素有关，220kV及500kV线路的临界档距大约是450m。此外，提高导地线拉断力或取用较高的导地线使用张力，也都会在降低线路造价方面取得明显的效果。线路设计者希望导地线具有较高的拉断力，或更准确地说，希望导地线拉断力(T)与其单位自重(M)的比值即拉力重量比(T/M)越大越好，可使线路取得更佳的经济效益。但由于导地线的价格影响，导地线的拉断力不可能无限制地增大，因此也存在一个最佳的平衡点。如图1所示。光纤复合架空地线(OPGW)也是承担着送电线路地线的功能，对OPGW的线路设计和结构设计会最大地影响到其安全可靠运行，而且经济效益又最佳，因此OPGW的力学特性就显得尤其重要。 图1 线路投资关系图 二 架空导线力学计算基本原理 1、抛物线 我们知道，按悬链线公式进行架空导线的力学计算比较复杂。简化方法是将悬链线公式展开成级数后，再取其前几项，这就是熟知的抛物线计算公式。由于施工架线均以弧垂值为标准，由此确定导线长度及线张力等。因此抛物线计算公式均可用f,l及h三项参数来表示。 导线弧垂： 导线长度： 2、导线状态方程式 架空导线在不同的气温及外荷载作用下，导线张力也发生相应的变化。假设导线悬挂点高差h=0，导线长度按抛物线公式计算，在m状态，气温tm，荷载Wm及导线张力Tm；而在n状态，气温tn，荷载Wn及导线张力Tn，则两种状态之间的关系是以导线状态方程式作为相互联系的。 三 OPGW拉断力计算及探讨 1、OPGW拉断力计算标准规定 OPGW拉断力是结构设计、线路设计中的一项重要参数，要求拉断力数值准确可靠，并尽可能取用较高的值，以提高线路的安全性及经济性。在目前的国家标准GB/T 7424.4-2003 和电力行业标准DL/T 832-2003中对OPGW拉断力作了如下规定： “额定拉断力应根据绞合前铠装层和光单元材料（适用时）的拉断力计算。 如果OPGW的金属导线属于GB/T 1179规定的绞线，则RTS应按照GB/T 1179的规定计算。当负荷承载单元为单一铝合金线或铝包钢线时，则RTS为各单线总抗拉强度的90%。” 而在国家标准GB 1179-1999《圆线同心绞架空导线》中，对绞合导线的额定拉断力RTS在4.7条作了如下明确的规定： “a. 单一绞线的额定拉断力应为第c条所述的所有单线最小拉断力的总和。 b. 钢铝组合绞线的额定拉断力应为铝部的拉断力与钢部的拉断力的总和，其中钢部的拉断力是在钢线的伸长率同铝线断裂伸长率相当时的强度。为了便于规定和计算，钢线的拉断力偏安全地规定为:按250mm标距，伸长率到1%时的相应应力值，即1%伸长应力与钢线标称截面积的乘积来计算。 c. 任何单线的拉断力为其标称截面积与本标准所规定的单线最小抗拉强度的