4.1架空线的机械物理特性和比载(精品).ppt

4.1 架空线的机械物理特性架空线的机械物理特性 在架空线的机械物理特性中，与线路设计密切相关的主在架空线的机械物理特性中，与线路设计密切相关的主要是弹性系数、线性温度膨胀系数、抗拉强度极限（瞬时要是弹性系数、线性温度膨胀系数、抗拉强度极限（瞬时破坏应力）以及抗弯强度。由于钢芯铝绞线是常用的架空破坏应力）以及抗弯强度。由于钢芯铝绞线是常用的架空线，其结构也比较复杂，故作重点介绍，其它类型架空线线，其结构也比较复杂，故作重点介绍，其它类型架空线的机械物理特性可类似研究得到。的机械物理特性可类似研究得到。一、钢芯铝绞线的弹性系数一、钢芯铝绞线的弹性系数 钢芯铝绞线的弹性系数钢芯铝绞线的弹性系数E，指的是在弹性限度内，导线，指的是在弹性限度内，导线受拉时，其应力与应变的比例系数。钢芯铝绞线由具有不受拉时，其应力与应变的比例系数。钢芯铝绞线由具有不同弹性系数的钢线和铝线两部分组成，当其受拉力作用时同弹性系数的钢线和铝线两部分组成，当其受拉力作用时两部分绞合得更加紧密，因此可以认为两部分具有相同的两部分绞合得更加紧密，因此可以认为两部分具有相同的伸长量，即钢线部分和铝线部分的应变相等。伸长量，即钢线部分和铝线部分的应变相等。设钢芯铝绞线的截面积为设钢芯铝绞线的截面积为A，其中钢线部分截面积为，其中钢线部分截面积为As，铝线部分截面积为，铝线部分截面积为Aa，在拉力作用下相应的平均，在拉力作用下相应的平均应力分别为应力分别为 产生的应变为产生的应变为 根据虎克定律，根据虎克定律，有有 由式（由式（3-2）可以看出，钢芯铝绞线综合弹性系）可以看出，钢芯铝绞线综合弹性系数的大小不仅与钢、铝两部分的弹性系数数的大小不仅与钢、铝两部分的弹性系数Es和和Ea有有关，而且还与铝钢截面比关，而且还与铝钢截面比m有关。实际上，钢芯铝绞有关。实际上，钢芯铝绞线的弹性系数还与其扭绞角度和使用中的最大应力线的弹性系数还与其扭绞角度和使用中的最大应力等因素有关，实际值比式（等因素有关，实际值比式（3-2）的计算值较小。实）的计算值较小。实用中一般采用电线产品样本中给出的实验值。钢芯用中一般采用电线产品样本中给出的实验值。钢芯铝绞线的最终弹性系数列在表铝绞线的最终弹性系数列在表3-1中，铝绞线的最终中，铝绞线的最终弹性系数在表弹性系数在表3-2中列出。中列出。二、钢芯铝绞线的线性温度膨胀系数二、钢芯铝绞线的线性温度膨胀系数 钢芯铝绞线的线性温度膨胀系数，指的是温度升高钢芯铝绞线的线性温度膨胀系数，指的是温度升高1时其单位长度的伸长量。即时其单位长度的伸长量。即 在下图中，在下图中，AB是架空线在温度时某截面的位置。当是架空线在温度时某截面的位置。当温度增大升高时，若铝部与钢部没有联系，则两部分分别温度增大升高时，若铝部与钢部没有联系，则两部分分别伸长至伸长至EF和和IK位置，如图中虚线所示。但实际上铝部和位置，如图中虚线所示。但实际上铝部和钢部是紧密绞合在一起的，伸长量应相同。因此，铝部受钢部是紧密绞合在一起的，伸长量应相同。因此，铝部受到钢部的作用受压伸长不到到钢部的作用受压伸长不到EF位置，钢部受到铝部的作位置，钢部受到铝部的作用受拉其伸长越过用受拉其伸长越过IK位置，共同作用的结果使二者平衡在位置，共同作用的结果使二者平衡在CD位置。位置。此时铝部所受压力和钢部所受拉力在数值上相此时铝部所受压力和钢部所受拉力在数值上相等。对于长度为等。对于长度为l的钢芯铝绞线，有的钢芯铝绞线，有三、钢芯铝绞线的瞬时破坏应力三、钢芯铝绞线的瞬时破坏应力 架空线在均匀增大的拉力作用下，缓慢伸长至拉架空线在均匀增大的拉力作用下，缓慢伸长至拉断，此时的拉力称为拉断力。对于钢芯铝绞线来说，断，此时的拉力称为拉断力。对于钢芯铝绞线来说，拉断力由钢部和铝部共同承受，为二者的综合拉断力。拉断力由钢部和铝部共同承受，为二者的综合拉断力。影响综合拉断力的因素主要有影响综合拉断力的因素主要有:（1 1）铝和钢的机械性能不同，铝的延伸率远低于钢的）铝和钢的机械性能不同，铝的延伸率远低于钢的延伸率。当铝部被拉断时，钢部的强度还未得到充分延伸率。当铝部被拉断时，钢部的强度还未得到充分发挥，通常认为此时钢线的变形量为发挥，通常认为此时钢线的变形量为1%1%左右。左右。（2 2）绞合后单线与整体绞合线轴线间存在扭绞角，综）绞合后单线与整体绞合线轴线间存在扭绞角，综合拉断力是各单线拉断力在轴线方向的分力构成。合拉断力是各单线拉断力在轴线方向的分力构成。（3 3）各层单线之间的应力分布不均匀。）各层单线之间的应力分布不均匀。（4 4）相邻两层单线间存在正应力和摩擦力。）相邻两层单线间存在正应力和摩擦力。抗拉强度（瞬时破坏应力）是指导线的计算拉断抗拉强度（瞬时破坏应力）是指导线的计算拉断力与导线的计算截面积的比值。对导线做拉伸试验，力与导线的计算截面积的比值。对导线做拉伸试验，将测得的瞬时破坏拉断力除以导线的截面积，就得到将测得的瞬时破坏拉断力除以导线的截面积，就得到瞬时破坏应力，即瞬时破坏应力，即 对于钢芯铝绞线来说，是指综合瞬时破坏应力，它对于钢芯铝绞线来说，是指综合瞬时破坏应力，它可以通过对整根绞线做拉力试验得出，也可以通过经可以通过对整根绞线做拉力试验得出，也可以通过经验公式求得，即验公式求得，即