4D防振锤保护档具

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1、光纤复合架空地线（OPGW ）参数计算总汇以 OPGW 85 型号为代表计算。结构：12/2.60铝宝钢+7.8/5.8无缝铝管+5.8光缆（-0.05）总外径：13.00mm以铝包钢线导电率为20.3%IACS25%Al+75%St27IACS 37Al+63%St1. 截面积（原理：S=n R2/4）兀R2兀 S = 12 x = 12 x x 2.602 = 63.71mm 2As 4 4Al 占有面积：25%x63.71=15.93mm2St 占有面积：75%x63.71=47.78mm2 铝管面积兀S = x（7.82 5.82） = 21.36mm 2 Al 4计算截面积：铝 1

2、5.93+21.36=37.29 mm2钢=47.78 mm22. 20C时直流电阻（原理：R=pL/S）（单位长度1Km）传导率为20.3%IACS的As线电阻率（20C ）为0.08480Q mm2 /m传导率为27%IACS的As线电阻率（20C ）为0.06386Q mm2 /m20C时铝的体积导电率为0.028264 Qmm2 /m （硬铝）D P x 10000.028172 x 10004 o1onR =20Ai= 1.3189ai S21.36AlRAs=1.347 （K为绞制增量取1.2%）P x 1000 x （1 + K） 0.08480 x 1000 x （1 + 0

3、.012）20 As=S63.71As绞线直流电阻为（视铝和钢并联）RRR = AAs0 R + RAlAs1.3189 x 1.3471.3189 +1.347=0.6660 / Km3. 热膨胀系数和弹性模数铝的热膨胀系数aAi=23x10-6 1/C钢的热膨胀系数ast=11.5x10-6 1/C铝包钢单线的热膨胀系数a st=12.6x10-6 1/C 铝包钢单线的弹性模数EAs=16200 Kg /mm2 铝的弹性模数EAl=6560 Kg /mm2K二铝管/铝包钢绞线截面比=21.36/63.71=热膨胀系数IEC 标准公式）Ka E +a Ea =Al AlAs AsE （1 +

4、 K）根据线性膨胀系数定义，当地线长度为L,温度变化肛时，长度变化量（绞线） L二 a x txLALa =At x L由弹性模数定义：厂 PL厂Pe =贝 y e =5 S aS xa xAt对铝包钢绞线：P =E xS xa x txcos 9As As As As对铝管：P =E xS x a xtAl Al Al Al根据绞线受力状况地线所受总拉力：P= P联立（1）（2）得P=ExSx a x tAs+P=( E xS x a x txcos 9 +AlAs As AsE x S xaa =AsAsx cos 0 + E x S xa E xa x cos 0 + E xaASAl

5、 AlAL = AsAsAlAlE (S + S )E (1 + K)As Al其中 K= SA/ SAAl As9为绞入角，选用9=12.50。2.983x 1620x 12.6x 10-6 xcos。5。+ 6560x 23x 10-6 =冷刀伙_6 代12760 x (1 + 2.983)弹性模量（原理：虎克定律E=o/e）根据材料力学的弹性模量定义，钢、铝组合体的弹性模量为:（IEC标准公式） S E + S EE = AsAsAlALS + SAsAl这里没考虑绞合的影响。据材料力学中应变和弹性模量定义:Al绞线应变：=单线应变:绞线弹性模量：单线弹性模量：由图中所示关系可得:Q P

6、E =A =4-As 8 S &AsAEAsiAsiS 5As取一节距长的绞线展开如图，AB=L绞线轴向长度，单线长度AC=L。绞入角为9。绞线受力后伸长L，此时线股增长而由C到Ci点，一个节距L内的单线长度由L变为Li，根L L Al= cos2 0 = 8 cos2 0L l5Cos2 0进一步推导，可得E =E cos4 9As Asi将（4）代入（1）.可得OPGW的弹性模量：SE cos4 0 + EAsiAL-S E cos4 0 + S EE = AsAsiAlAlS + SAs Al代入OPGW85数值，得=126696Kg / mm2 = 124162N / mm2 = 1

7、242KN / mm2.983x16200k cos4 125o + 6560 i+K4. 总拉断力OPGW的总拉断力为铝管与绞合铝包钢线的拉断力总和，即P=P +PAs Al由于铝包钢线为绞合体，在一个节距内将其展开形成三角形ABC，绞入角为9,绞线拉伸方向为绞线轴向（P方向），有n根绞线，因而绞线的总拉力应为单线在轴向上的分力的Asi合成，因而有：。为As线的1%伸长时应力1%。为Al管的平均破断强度AlP =n P =nPz cos 9=no S cos 9AsAsiAsi1% As而铝管拉断力 PA1=OA1 SA1Al Al AlP= no S1% AsCOs9+O Al SAl

8、所以OPGW总拉断力为：对OPGW85而言:P=1206x63.711x cos12.5o+90x21.36=76935.4N=76.9KN5. 单位重量（原理：M=pV=p SL）取一公里长样品S p + S p （1+K）L=21.36x2.703x10-3+63.71x6.59x10-3x（1+0.012） X106Al Al As As= （57.736+424.46）x103=482.203Kg/Km再加上光缆重量30Kg/Km.则整OPGW单位重量为512 Kg/Km6. 短路允许电流因为短路时间很短，可以认为，在短路期间，线芯损耗产生的热流全部使温度上升，向外散热忽略不计。同

9、时认为线芯的热容系数，线芯电阻均与温度无关。计算允许短路电流公式为:r! C . 1 + a （0 - 2Oo）I =In（IEC标准公式）理oR t 1 + a （0 一 2Oo）T0o式中：C 热容量（J/cmC）C=Q S +Q SA1 A1St StQ热容（J/cm3C）S 面积，mm2Q=入（比热）/1000x密度a电阻温度系数，对铝包钢线为0.00366/C9 线芯在短路期间的温高9 起始温度aR0起始状况下20C时直流电阻（Q/cm）为铝包钢线和铝管的并联电阻。 t短路持续时间（s）允许最大电流和最小电流为：I =1.2I I =0.96Imax 理 min 理RRR =AlA

10、s0 R + R密度比热热容铝2.7 g/cm3921J/(KgK)0.22Ca1/gC2.48 J /cm3C钢7.8g/cm3460.3J/(KgK)0.11Ca1/gC3.6 J /cm3CAlAs热容量C= Q S + Q S =2.48 J /cm3Cx37.29xl0-2cm2+3.6 J /cm3Cx47.78xl0-2cm2=2.64 J/ cm CA1 A1 St St12t = aR01 1+a (9- 2Oo) ln1+a (9 - 2Oo)a264ln巴00竺50旦二 58.5KA2s0.00366* 0.666*10-51 + 0.00366(40 - 2Oo)九总热

11、容量(原理：C QS pS 1000)C=C +CAS铝管CAS=(PA1X Aaix10-3xSai+ p Stx 入 Stx 10-3xSst) x lg I.02= (2.7x921x10-3x Sa+7.8x460x10-3X SSt) X10-2X1.02=(2.48 S +3.6 SSt) x10-5x1.02AlSt（1.02为计算绞线后的绞入系数）S S为As中的铝和钢面积 Al StC 铝管=paix 入 aixS 铝管X10-3 x10-2=248 s 铝管X10-5OPGW应力计算方法总应力=总拉断力/总截面积最大允许工作应力(为铁塔设计目的)：42%RTS每日应力：16

12、%RTS短暂极限应力：72%RTS最大安装张力：42%RTS电缆交货盘装盘长度L1按下式计算:L1卜郁1其中 P= (d-d -21) /2Dn=0.95L/D1 2 2Li=nPn(d +PD)/1OOO2式中：P卷绕层数n每层卷绕圈数D 线缆外径，mm在计算中，n按3.1416计，算得的P、n及Li均只取其整数部分，不进位。OPGW周转盘尺寸：铁质瓦楞盘：轴孔：80外园直径：1250内园直径：490外侧缘宽：750内侧缘宽：6004D 防振锤保护档具（数量确定）一个防振锤的最大保护档距取决于以下三个因素：（1）、塔侧导线张紧度；（2）、地形条件；（3）、导线传播形式对 OPGW 而言如下

13、表（保护档具）地形条件张紧度10%15%平坦地、湖面200m150m100m咼低不等的山地300m250m200m城郊、山峰、森林400m300m250m4D 防振锤安装方向安装时大锤头（低频端）安装在朝向档距端部，即大锤头安装在朝向杆塔一端，增强他的音频实用性。防振锤安装位置计算理论：防振锤的最佳安装位置，应在距悬点的最近半波的波腹点附近，但由于导线振动的频率和波长是在一定范围内变化的，因此应在最大半波和最小半波都应起到防振作用，也就是安装点处在最大和最小半波长时有相同的相角正弦绝对值，可求出防振锤安装距离S： S=（入 /2x 入 /2） /（入 /2+ 入 /2）max min m

14、ax min式中：MaxTmMaMin400%式中：T T i 最低气温时与最高气温的导线张力（KN）max minV V .最大风速和最低风速（m/s）max minM导线的自重（Kg/m） d导线的直径（mm）若安装多个防振锤，按等距离安装。简化：按下式计算防振锤安装位置：第一个防振锤位置： 0.6L第二个防振锤位置： 0.7LL 为最高层流风速是的半波长度，即500 :亍 F M式中： F=185V/d 最大频率V平均风速（m/s）d导线直径（mm）T平均运行张力（KN）M自重（KN/m）在任何情况下，如果使用保护线条或护线悬挂装置，那么防振锤应安装在距离护线条末端至少 50mm

15、处。接地线截面选择对接地线的主要要求是允许短路电流至少于OPGW相同，即短路电流容量相同。通过短路电流容量公式T C1 + a 200)121 二InaR1 + a (0 20o)oa可求出OPGW的热容量Co则接地线与OPGW的热容量应至少相等或大于。由接地线热容量公式C=QAlAAlX10-3式中：QAi-铝线热容QAl=2.7g/cm3x921J/(KgK)=2.48J/cm3CAA1_铝线截面积mm2 于是可算出aA1,就是接地线铝绞线的截面积，可休约到标准截面。达亨公司4D系列防振锤选型表4D 系列防振锤采用典型的哈罗设计，频率保护足以散布在整个频率范围内，从 6Hz 到150H

16、z，有4个谐振频率。而stockbridge防振锤的频率保护只能覆盖处于10 Hz到70 Hz范围内的若干频率。特点：(1).钢绞连锤线是按austribia标准专门设计的。线股间的摩擦低，有别于常规用钢丝绳； ( 2) .两个锤头大小不一，线距不等，锤头采用叉口式设计；( 3) .锤头制造工艺独特，安装连锤线时无需打通孔焊接，外观更为紧凑，美观；(4) .镀锌层附着力强，不易腐蚀和脱落，连锤线不易断裂，锤头不会脱落，因而牢固性好。(5) .线夹均采用铸铝件型号铝线夹尺寸mm导线直径mm总长mm线夹长度mm线夹高度mm钢绞线直径mm重量Kg4D-302722.5 27.0383527092.

17、523.419.5 23.47220.316.5 20.3734D-201815.0 18.033052657.51.41613.3 16.0631412.2 14.062已知：自重一P占(N/m)自外径D (mm)金属截面积S (mm2)平均紧线张力=计算拉断力X16% T (N) 弹性模量 E (N/mm2或Mpa)e线性热膨胀系数 a (1/C)e覆冰厚度 C (mm) 风速v (m/s)使用(放线)温度一一t (C) 年平均温度一一t (C)o档距L (m)P l 2h = 自8T式中：h平均状态下垂弧(m)P OPGW 自重(N/m)自L档距(m)T计算拉断力X16%(N)P =0.

18、003XCX(C+D)冰式中：P冰：冰载(N/m)C：覆冰厚度(mm)D：缆外径(mm)力冰3 +3P - L4自一 h 264E - S - hee(t -1 ) Lo8 “冰3P L464 E See求出 h 。冰式中：h 冰覆冰后弧垂E 弹性模量Se 金属截面积 ae 线性热膨胀系数 e(C)m)(N/mm2或 Mpa) mm2)1/C)PL2P总负载，P=P P (N/m)自冰式中：T 冰覆冰后轴向张力(放线张力) C V 2 (2C + D) C ”P =Tn K风16000式中：P 风载(N/m)风v 风速(m/s)C1 风载体型系数缆外径（mm）： 17覆冰时C： 1.211

19、.11.2C2风速不均匀系数最大风速（m/s）: 35C：1.020.850.750.70Ksim02 ,0为风向和OPGW缆轴线切线夹角，取1。P = P 2 + P 2自风根据h 3 +风PL风3P L43 -（I t ） L自 h 2 eo64E - S - h8ee+ Ph风-风3P - L464E - See求出h风（m）式中：丁风风载情况下轴向张力（放线张力）（N）华东院放线设计名词示疑1出线档：塔到门型架；2过牵引：悬垂或绝缘子串固定时可以，耐张不允许；3. 临界档距：大于IKP为平均状态控制，小于为特殊控制；4. HCP:塔高。塔高越大，风力越大，风力系数为KZ；5. 验冰：冰

20、厚1520mm；50验冰：有的档距有冰，有的没冰，没冰的按 50计算；6. 工频：大风时导线不与塔接触为限计算；7. 安装：考虑紧线后缆有一定的蠕变，加大张力。如平均状态下比载为52.706X 10-3N/（m*mm2）,安装为53.493温度档距(c)1170 -512901170401290光纤复合架空地线OPGW8B1/751张力(N)15003.6914989.2914189.7014307.64弧垂(m)50.5161.6753.5164.72铝包钢芯铝绞线JL/LB1A张力(N)15610.6515598.0514792.7214911.78弧垂(m)50.1761.2453.0

21、464.17张力弧(N)(12419.55512508.056*OPGW- 77.3*1* *1*1*1*1*1*1*1*1*1*1* *1* *1* *1* *1* *1* *1*1* *1* *1* *1* *1* *1*1*1*1*1*1*1*1* *1*1*Tx TxTxTxTxTxTxTxTxTxTx Tx Tx Tx Tx Tx TxTx Tx Tx Tx Tx TxTxTxTxTxTxTxTx TxTxDate:2000.7.15Structure| 13 / 2.34 AS+ 0 / 0 AL+ 7.8 / 5.8 AL TubeArea of steeL,AL,rate| S

22、st= 35.2 mm2 SAl= 42 mm2 al/st= 1.19Overall Diameter - D=All Cross-Sectional Atea - S= D.C. Resistance -R=| 12.5 (mm)| 77.3 (mm2)| .62 (oms/km)Liner Expansion Coefficient-a= | 1.481488E-05 (1/oC) Modulus of Elasticity - E=| 117 (kN/mm2)Tensile Strength - T= | 59.3 (kN)Ave. Using Strength 18%- Tave=|

23、 10.7 (kN)Max. Using Strength 40%- Tmax=| 23.7 (kN)Mass of Groundwire - W= Fault Current Capacity - T= ConductivityRange of Temperature| 424.8 (kg/km)| 54.3 (kA2s)| 27 (%IACS)| 40 (oC)- 200 (oC)*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*TxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxT

24、xTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTx* OPGW - 77.3 *1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*TxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxDate:2000.7.15Structure| 13 / 2.34 AS+ 0 / 0 AL+ 7.8 / 5.8 AL TubeArea of steeL,AL,rateOverall Diameter - D=All Cross-Sectional Atea -

26、6.7 (kN)Mass of Groundwire - W= Fault Current Capacity - T= ConductivityRange of Temperature| 445.3 (kg/km)| 50.9 (kA2s)| 23 (%IACS)| 40 (oC)- 200 (oC)*OPGW- 67.1*1* *1*1*1*1*1*1*1*1*1*1* *1* *1* *1* *1* *1* *1*1* *1* *1* *1* *1* *1*1*1*1*1*1*1*1* *1*1*Tx TxTxTxTxTxTxTxTxTxTx Tx Tx Tx Tx Tx TxTx Tx

27、Tx Tx Tx TxTxTxTxTxTxTxTx TxTxDate:2000.7.15Structure| 13 / 2.16 AS+ 0 / 0 AL+ 7.2 / 5.2 AL TubeArea of steeL,AL,rate| Sst= 35.7 mm2 SAl= 31.4 mm2 al/st= .88Overall Diameter - D=| 11.5 (mm)All Cross-Sectional Atea - S= | 67.1 (mm2)D.C. Resistance -R=| .807 (oms/km)Liner Expansion Coefficient-a= | 1.

29、nge of Temperature1340 0Press any key to continue*OPGW- 73.8*1* *1*1*1*1*1*1*1*1*1*1* *1* *1* *1* *1* *1* *1*1* *1* *1* *1* *1* *1*1*1*1*1*1*1*1* *1*1*Tx TxTxTxTxTxTxTxTxTxTx Tx Tx Tx Tx Tx TxTx Tx Tx Tx Tx TxTxTxTxTxTxTxTx TxTxDate:2000.7.15Structure| 12 / 2.4 AS+ 0 / 0 AL+ 7.2 / 5.2 AL TubeArea of

31、ngth 18%- Tave=| 12.8 (kN)Max. Using Strength 40%- Tmax=| 28.3 (kN)| 447.6 (kg/km)| 43.8 (kA2s)| 20.3 (%IACS)| 40 (oC)- 200 (oC)Mass of Groundwire - W= Fault Current Capacity - T= ConductivityRange of Temperature1340 0Press any key to continue*OPGW- 73.8*1* *1*1*1*1*1*1*1*1*1*1* *1* *1* *1* *1* *1*

32、*1*1* *1* *1* *1* *1* *1*1*1*1*1*1*1*1* *1*1*Tx TxTxTxTxTxTxTxTxTxTx Tx Tx Tx Tx Tx TxTx Tx Tx Tx Tx TxTxTxTxTxTxTxTx TxTxDate:2000.7.15Structure| 12 / 2.4 AS+ 0 / 0 AL+ 7.2 / 5.2 AL TubeArea of steeL,AL,rate Overall Diameter - D=All Cross-Sectional Atea - S=| Sst= 38 mm2 SAl= 35.8 mm2 al/st= .94| 1

34、apacity - T= ConductivityRange of Temperature| 429.8 (kg/km)| 45.9 (kA2s)| 23 (%IACS)| 40 (oC)- 200 (oC)*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*TxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTx* OPGW - 73.8 *1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*

35、1*1*1*1*1*1*TxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxDate:2000.7.15Structure| 12 / 2.4 AS+ 0 / 0 AL+ 7.2 / 5.2 AL TubeArea of steeL,AL,rate Overall Diameter - D= All Cross-Sectional Atea - S= D.C. Resistance -R=| Sst= 40.7 mm2 SAl= 33 mm2 al/st= .81| 12 (mm)| 73.8 (mm2)| .759

36、(oms/km)Liner Expansion Coefficient-a= | 1.455978E-05 (1/oC) Modulus of Elasticity - E=| 133.8 (kN/mm2)Tensile Strength - T=| 70.9 (kN)Ave. Using Strength 18%- Tave=| 12.8 (kN) Max. Using Strength 40%- Tmax=| 28.3 (kN) Mass of Groundwire - W= Fault Current Capacity - T= Conductivity Range of Tempera

37、ture| 447.6 (kg/km)| 43.8 (kA2s)| 20.3 (%IACS)| 40 (oC)- 200 (oC)*OPGW- 69.9*1* *1*1*1*1*1*1*1*1*1*1* *1* *1* *1* *1* *1* *1*1* *1* *1* *1* *1* *1*1*1*1*1*1*1*1* *1*1*Tx TxTxTxTxTxTxTxTxTxTx Tx Tx Tx Tx Tx TxTx Tx Tx Tx Tx TxTxTxTxTxTxTxTx TxTxDate:2000.7.15Structure| 14 / 2.1 AS+ 0 / 0 AL+ 7.8 / 5.

39、(kN)Ave. Using Strength 18%- Tave=| 11.5 (kN)Max. Using Strength 40%- Tmax=| 25.5 (kN)| 413.7 (kg/km)| 41 (kA2s)| 20.3 (%IACS)| 40 (oC)- 200 (oC)Mass of Groundwire - W= Fault Current Capacity - T= ConductivityRange of Temperature1340 0*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*

40、TxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTx* OPGW - 77.3 *1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*1*TxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxTxDate:2000.7.15Structure| 13 / 2.34 AS+ 0 / 0 AL+ 7.8 / 5.8 AL TubeArea of steeL,AL,rate Overa

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