吊线、电杆的覆冰强度计算以及强电感应电压 计算

1、1、吊线 (钢绞线 强度要求的计算。杆路上的吊线会有各式各样的使用方式和应用环境,绝大部分的情况是跨越杆的高度 不一样高,跨越吊线呈斜线的方式,下面以斜导线为例作计算的说明。(1 斜导线强度的计算:两端简支(例如单杆支撑斜向导线如图 6-7所示,假定斜导线为小垂度(即垂度 f 与 跨度 l 之比,101p l f 跨长为 l ,均布荷载为 q ,两端高差为 C ,则其导线长度 L 和异线 内应 S分别为:q 图 6-7 两端简支斜向单导线计算两端高差较小(o15=a o20,即 31pc 时的导线曲线长度为 L: lc l f l L 23822+= 式 6-3-4-4-1导线的内力 S 计算

2、公式为:22234223222816646416lfcl c l fcx l x f l x f l f H S += 式 6-3-4-4-2当导线水平放置时(C=0,导线的内力为:22221168+=l x l f f ql S 式 6-3-4-4-3 最大内力在 0=x 和 l x =处,此时:222max1618lf f ql S += 式 6-3-4-4-4 式中:max S 最大内力,单位:N;l 跨长,单位:m;f 垂度,单位:m。大跨度架空光缆的垂度要求参照见表 6-18中相关负荷区的垂度相应折算取定。表 6-18 架空光缆垂度要求下列温度时吊线垂度(cm负荷类别杆距 (m -1

3、0 0 10 20 30 架挂光缆后 最大垂度(cm35 5 5.5 6.5 7.5 8.5 35 40 6.5 7.5 8.5 9.5 11 45.5 45 8.5 9.5 10.5 12 14 57.5 5010.5 11.5 13 15 17.5 71 55 12.5 14 15.5 18 21 86 60 15 16.5 18.5 21.5 25 102 65 17.5 19.5 22 25.5 29.5 120 67 19 21 23.5 27 31.5 127.5 70 20.5 22.5 25.5 29.5 34.5 139 轻、中负 荷区75 23.5 26 29.5 34 3

4、9.5 160 25 3.5 4 4.5 5.5 7 25 30 5 5.5 6.5 8 10 35.5 357 7.5 9 11 13.5 48.5 40 9 10 12 14.5 17.5 63.5 45 11.5 12.5 15 18.5 22 80.5 50 14 15.5 19 22.5 27.5 99 55 17 19 22.5 27.5 33 120 重、超重 负荷区6020.522.52732.539.5143q 均布荷载, 单位为 N/m, 应考虑钢绞线、 光缆自重荷载 1q 及裹冰荷载 2q 和风荷载 3q 的共同作用的情况,考虑裹冰时, q 可以按式 6-3-4-4-5计

5、算;不考虑裹冰时, q 可以按式6-3-4-4-6计算。2. 123221+=q q q q 式 6-3-4-4-52. 12321+=q q q 式 6-3-4-4-6式中:1.2为分项系数。(2 圆截面的构件、拉索等每单位长度上的裹冰荷载可按 6-3-4-4-7式计算:(62121210+=b d b q 式 6-3-4-4-7式中: 2q 单位长度上的裹冰荷载(kN/m;b 基本裹冰厚度(mm, 基本裹冰厚度应根据当地离地 10m 高度处的观测资 料,取统计 50年一遇的最大裹冰厚度为标准。当无观测资料时,应通过实地调查确定,或 按下列经验数值分析采用:重裹冰区:大凉山、 川东北、 川滇

6、、 秦岭、 湘黔、 闽赣等地区, 基本裹冰厚度可取 10-30mm; 轻裹冰区:东北(部分、华北(部分、淮河流域等地区,基本裹冰厚度可取 5-10mm。 注:裹冰还会受地形和局地气候的影响, 因此轻裹冰区内可能出现个别地点的重裹冰或 无裹冰的情况;同样,重裹冰区内也可能出现个别地点的轻裹冰或超裹冰的情况 d 圆截面构件、拉索的直径(mm;1 与构件直径有关的裹冰厚度修正系数,按表 6-19采用;2 覆冰厚度的高度变化系数,按表 6-20采用; 裹冰重度,一般取 9kN/m3。表 6-19 与构件直径有关的裹冰厚度修正系数 1直径(mm5 10 20 30 40 50 60 70 11.11.0

7、0.90.80.750.70.630.6表 6-20 裹冰厚度的高度变化系数 2离地面高度(m10 50 100 150 200 250 300 350 21.01.62.02.22.42.62.72.8(3风荷载按式 6-3-4-4-8计算:4. 1203=A q Z s 式 6-3-4-4-8式中:3q 风荷载, kN/m;0基本风压, kN/m2;勘查时应了解当地气象情况取得数据。当得知风速时,也可换算成风压,其换算式为: 160020V =, V 为风速,单位是:m/s。S 风荷载体型系数,取 1.2;A 裹冰后等效截面宽度, m ;根据光缆在吊线上安装所采用不同方法(采用电缆挂钩 或

8、采用螺旋线绑扎 确定截面宽度, 采用电缆挂钩时, 等效截面宽度为吊线裹冰后直径与光 缆裹冰后直径之和、 采用螺旋线绑扎时, 等效截面宽度为吊线直径与光缆直径之和加 2倍的 裹冰厚度。如图 6-8所示。 A 为裹冰后等效截面宽度, A 为不裹冰时的等效截面宽度。 图 6-8 裹冰后等效截面宽度示意2风振系数, 根据钢绞线距离地面的高度在 1. 01.2取定,高度较高时,可取值大一些,高度较低时,可取值小一些;常数 1.4是考虑安全适度增加的分项系数。Z 风压高度变化系数,按表 6-21采用表 6-21 风压高度变化系数地面粗糙度类别距地面或海平面 高度(m A(指近海海平面和 海岛、 海岸、 湖

9、岸 及沙漠地区 B(指田野、乡村、丛 林、丘陵以及房屋 比较稀疏的乡镇和城市效区 C(指有密集建 筑群的城市 市区 D(指有密集建筑 群且房屋较高 的城市市区 450计算风荷载时应考虑如下两种情况,并其最大的一种作为控制值。其一:考虑裹冰时,自重 +裹冰 +裹冰时最大风压其本风厂组合系数(0.250.6之 间取定 ;其二:不考虑裹冰时,自重 +风压当地的基本风压(可按 GB50009-2001建筑结构 荷载规范 (2006年版 相关规定的附表中给出的数据取定 。吊线计算案例长杆档安装环境条件:初步选定采用 7/3.0mm吊线,其直径为 9.0mm,吊线自重 400kg/km;架挂光缆的直径 为

10、 15mm,光缆重量为 300kg/km,采用螺旋线绑扎的方式将光缆架挂在吊线上,光缆杆档距 离 300m, 吊线距地面高度为 100m, 安装地区为丘陵地带, 根据气象调查该地带冬天有冰凌, 冰凌厚度 10mm,结冰凌时温度:为-5 ,架挂光缆后的垂度要求为 10m ,结冰凌时最大 风速为 10m/s,当地最大风速 20m/s,核算所选用的吊线是否满足要求?第一步:计算钢绞线、光缆自重荷载 1q 及裹冰荷载 2q钢绞线和光缆自重的单位荷载为 1q =(0.4kg/m+0.3kg/m9.8=6.86N/m 如果采用电缆挂钩时,应分别计算裹冰,再计算总裹冰荷载: 吊线裹冰荷载 (6212110+

11、=b d b=3.14101.02.0(9+101.02.09kN/m310-6=0.0164kN/m=16.4N/m光缆裹冰荷载 (6212110+=b d b=3.14101.02.0(15+101.02.09kN/m310-6=0.0198kN/m=19.8N/m吊线和光缆总裹冰荷载:2q =16.4N/m+19.8N/m=36.2N/m光采用螺旋线绑扎时,吊线和光缆总裹冰按一个整计算,裹冰的挂体直径可按吊线和 光缆的直径和考虑 d =24mm,吊线和光缆总裹冰荷载:2q (6212110+=b d b=3.14101.02.0(24+101.02.09kN/m310-6=0.02487

12、kN/m=24.9N/m第二步:计算风荷载 3q ,其中裹冰风速为 10m/s的时 160020V =102/1600 kN/m2=0.0625 kN/m2, A=44mm当地最大风速 20m/s最的 160020V =202/1600 kN/m2=0. 25 kN/m2,A=24mm6裹冰风速时风荷载 4. 1203=A q Z s =0.0625 kN/m21.22.091.44410-31.4=0.01352kN/m=13.5N/m 当地最大风速时风荷载 4. 1203=A q Z s =0. 25 kN/m21.22.091.42410-31.4=0.0295kN/m=29.5N/m

13、第三步:计算综合均布荷载,按两种情况计算比较。 裹冰最大风速时 2. 123221+=q q q q=2. 15. 139. 2486. 622+=41.42N/m不裹冰当地最大风速时 2. 12321+=q q q=2. 15. 2968. 622+=36.29N/m通过上述计算比较,裹冰最大风速时的综合均布荷载较大,应按此条件计算导线内力。第四步:计算导线的内力,假设两端杆的高度相差不大,按导线水平放置考虑:而且 在两终端杆处应力最大,则按最大内力考虑计算。其中 m l 300=, m f 10=222max168l f f ql S +=+222300101610830042. 4147

14、010N=47.01kN 第五步:结论。根据下表 6-22,采用 7/3.0吊线架,选用抗接强度标准值为 1570N/mm2的钢绞线,其整根钢绞线拉力设计值为 45.52kN,仍小于上述计算的设计值 47.01kN,拟改用 7股 3.2mm 的钢绞, 按上述计算方法和过程重新进行验算, 直到选到符合要求的钢绞线, 如果找不到合 适的单吊线,那么就需要采用增加辅助吊线的方式。另附上表 6-23 (吊线程式及容许标称杆距参考表,供设计人员方便使用。表 6-22 常用镀锌钢绞线规格抗拉强度标准值(N/mm21270137014701570种类 钢丝直径 mm钢绞线公称直径 mm 钢绞线截面积mm 2

15、整根钢绞线拉力设计值(kN 参考质量 kg/100m1.8 5.4 17.81 13.27 14.2515.3216.3914.83 2.0 6.0 21.99 16.38 17.59 18.91 18.31 2.2 6.6 26.61 19.82 21.29 22.88 22.15 2.4 7.2 31.67 23.59 25.34 27.24 26.36 2.6 7.8 37.16 27.68 29.73 31.96 30.93 1x72.88.4 43.132.1134.4837.0735.883.0 9.0 49.48 36.86 39.58 42.55 41.19 3.2 9.6 5

16、6.3 41.94 45.04 48.42 46.87 3.5 10.5 67.35 50.18 53.88 57.92 56.073.8 11.4 79.39 59.15 63.51 68.28 66.094.0 12.0 87.96 65.53 70.37 75.65 73.22 1.6 8.0 38.20 27.50 29.8032.0934.3831.801.8 9.0 48.35 34.81 37.7140.6143.5140.252.0 10.0 59.69 42.97 46.5650.1453.7249.69 2.2 11.0 72.22 52.00 56.3360.6665.0

17、060.12 2.4 12.0 85.95 61.88 67.0472.2077.3671.55 2.5 12.5 93.27 67.15 72.7578.3583.9477.64 2.6 13.0 100.88 72.63 78.6884.7490.7983.982.8 14.0 116.99 84.23 91.2598.27105.29 97.393.0 15.0 134.3 96.70 104.75112.81120.87 118.80 3.2 16.0 152.81 110.02119.19128.36137.53 127.21 3.5 17.5 182.80 131.61142.58

18、153.55164.52 152.17 1x194.0 20.0 238.76 171.91186.23200.56214.88 198.76 注:表中给出的是整根钢绞线拉力设计值不是钢绞线拉力极限值,上述计算过中已考 虑了各分项的系数(安全系数 。所以计算结果不需要再乘安全系数。表 6-23 吊线程式及容许标称杆距参考表A 型光缆:无铜线、外径 15mm 重 300kg/km B 型光缆:有铜线、外径 22mm 重 600kg/km负荷区 标称杆距(m吊线程式(股/mm吊线应力(kg/mm2安全系数k吊线程式(股/mm吊线应力(kg/ mm 2安全系数 k轻负荷 区无冰b=5mm67 7/2

19、.2 35.3 3.4 7/2.2 36.8 3.26 67 7/2.2 37.0 3.24 7/2.6 36.8 3.26中负荷 区 b=10mm50 7/2.2 7/2.2 36.7 3.27 50 7/2.2 39.6 3.03 7/2.6 38.3 3.13重负荷 区 b=15mm40 7/2.2 7/2.2 39.4 3.05 45 7/2.6 39.3 3.05 7/3.0 38.1 3.15超重负 荷区 b=20mm30 7/2.2 37.5 3.17 7/2.6 36 3.332、通信用电杆强度要求的计算。(1 通信用电杆强度要求通常指电杆出土位置的负载弯矩,负载弯矩与杆上架挂

20、的光 (电 缆及吊线上所受的风压所产生的弯矩和电杆自身所受的风压所产生的弯矩有关,电杆出7土位置的负载弯矩按式 6-3-4-4-9计算:M=M1+M2+M3 式 6-3-4-4-9式中:M -电杆出土处的负载弯矩 (kNmM 1-电杆因架挂的光 (电 缆及吊线受风压产生的弯矩 (kNmM 2-电杆自身受风压产生的弯矩 (kNmM 3-由于悬挂物风荷载及自重作用的电杆挠度而产生的附加弯矩 (kNm (2 计算电杆出土处负载弯矩时,应考虑电杆风压作用力,如图 6-9所示。 图 6-9 电杆风压作用力(3 电杆因架挂的光 (电 缆及吊线受风压产生的弯矩 M 1按式 6-3-4-4-10计算:M 1=

21、P1h1(kNm 式 6-3-4-4-10其中:P 1=S Z 03n1(d1+2b+n 2(d2+2b L式中:P 1-电杆上光 (电 缆及吊线上风荷载的水平合力, (kNS 体型系数,对于杆上悬挂的光缆、吊线为圆形体, S =1.2;Z 风压高度变化系数,按田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇 和城市效区,地面杆高 10m 及以下, Z =1.0,可根据实际情况,查表 -4取定。基本风压, kN/m2;勘查时应了解当地气象情况取得数据。当得知风速时,也可换算成风压,其换算式为:0=2V /1600, V 0为基准风速,单位是:m/s。3-风振系数, 根据钢绞线距离地面的高度在 1.

22、 01.2取定,高度较高时,可 取值大一些,高度较低时,可取值小一些;b -冰凌厚度 (mn 1-电杆上架挂光 (电 缆数量n 2-电杆上架挂吊线数量d 1-电杆上架挂光 (电 缆外径, (m d 2-电杆上架挂吊线外径, (m h 1-水平合力点距地面高度 (m89L -杆档距离, (m(4 电杆自身受风压产生的弯矩 M 2按式 6-3-4-4-11计算:M 2=P222h (kNm 式 6-3-4-4-11 其中:P 2= 0S Z 3202(h d d g +式中:P 2-电杆风荷载的水平合力, (kN h 2-电杆的地面杆高, (mS 电杆杆身的体型系数, S =0.7;Z 风压高度变

23、化系数,按田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市效区,地面杆高 10m 及以下, Z =1.0,可根据实际情况,查表 -4取定。0基本风压, kN/m2;勘查时应了解当地气象情况取得数据。当得知风速时,也可换算成风压,其换算式为:0=20V /1600, V 0为基准风速,单位是:m/s。3-风振系数, 根据钢绞线距离地面的高度在 1. 01.2取定,高度较高时,可 取值大一些,高度较低时,可取值小一些;d 0-电杆稍径, (md g -电杆根部地面出土处直径, (m(5 由于悬挂物风荷载及自重作用的电杆挠度而产生的附加弯矩 M 3按式 6-3-4-4-12计 算:M 3=Y1G1

24、+Y 2G2 (kNm 式 6-3-4-4-12式中:Y 1-由 M 1作用使电杆产生的挠度, (m Y 2-由 M 2作用使电杆产生的挠度, (mG 1-杆上架挂重量, (kN G 2-电杆自身重量, (kN 图 6-10 Y1、 G 1、 Y 2、 G 2的定义(6 由于 M 2及 M 3值较小,通常可以不进行详细的计算,可简化为按 M 1乘上一个的 系数取定,按公式 6-3-4-4-12计算:M=1.1M1式 6-3-4-4-12式中系数在 1. 051.1取定,杆高较高时可取 1.1。通信用电杆强度计算案例 图 6-11 杆档吊线安装示意图电杆高 8m , 埋深 1.5m 。 水平合力

25、点距地面高度 h 1=5.5m。 杆上架挂外径 d 2=6.6mm 的 7/2.2mm钢绞线(吊线一条,架挂外径 d 1=20mm的光缆 1条。建设杆路的地区气象条 件为中负荷区:冰凌厚度 b=10mm,结冰时最大风速 V=10m/s。杆档距离:L=50m。杆档距 离:L=50m。第一步:计算电杆上光(电缆及吊线上风荷载的水平合力 P 1P 1=S Z 30n1(d1+2b+n 2(d2+2b 10-3L=1.211102/16001(20+210+1(6.6+210 10-350 =0.249kN=249N第二步:计算电杆因架挂的光 (电 缆及吊线受风压产生的弯矩 M 1M 1=P1h1=0

26、.249kN5.5m=1.3695(kNm ,第三步:计算电杆的最大弯矩 MM=1.1M1=1.11.3965(kNm=1.536kNm ,可取 1.54k Nm ;如果要悬挂 9条光缆,总的弯矩 =1.54k Nm 9=13.86 k Nm第四步:电杆程式的选用:根据结算结果:采用外径 d 2=6.6mm 的 7/2.2mm钢绞线悬挂一条外径 d 1=20mm的光缆, 要求电杆设计弯矩为 M=1.54 kNm ;如果要悬挂 9条光缆时,要求电杆设计弯矩为 13.86 k N m , 又根据应用的前提:电杆高 8m , 埋深 1.5m 。 从表 6-24选 用电杆程式为 YD 15-8-14.

27、0, 其 允许弯矩(弯矩的设计值是 14kNm(安全系数 K=2, 符合上述要求。表 6-24 常用离心环形预应力钢筋混凝土电杆规格和技术参数序 号 电杆编号稍径(cm杆长(m弯矩位置(距杆底 (m允许弯矩(K=2(KN m配筋(mm根数电杆参考 重量 (kg101 YD 15-7.0-1.10 15 7.0 1.40 11.0 616 4002 YD 15-7.5-1.20 15 7.5 1.40 12.0 616 4193 YD 15-8.0-1.40 15 8.0 1.60 14.0 616 4594 YD 15-8.5-1.44 15 8.5 1.60 14.4 616 4865 YD

28、 15-9.0-1.50 15 9.0 1.80 15.0 616 5256 YD 15-10.0-1.6 15 10.0 1.80 16.0 616 5847 YD 17-7.5-1.51 17 7.5 1.40 15.1 616 4408 YD 17-8.0-1.57 17 8.0 1.60 15.7 616 4789 YD 17-8.5-1.62 17 8.5 1.60 16.2 616 518 为便于工程中遇到使用离心环形断面非预应力钢筋混凝土电杆时查找相信关参数,提 供表 6-25常用离心环形断面非预应力钢筋混凝土电杆规格和技术参数,供参考。表 6-25 常用离心环形断面非预应力钢筋

29、混凝土电杆规格和技术参数序 号 电杆编号稍径(cm杆长(m弯矩位置(距杆底 (m允许弯矩(K=2(KN m配筋(mm根数电杆参考 重量 (kg1 YD 6.0-13-0.69 13 6.0 1.20 6.9 108 2362 YD 6.5-13-0.73 13 6.5 1.20 7.3 108 2633 YD 7.0-13-0.74 13 7.0 1.40 7.4 108 2904 YD 7.5-13-0.95 13 7.5 1.40 9.5 1010 3185 YD 8.0-13-1.12 13 8.0 1.60 11.2 1012 3486 YD 8.5-13-1.17 13 8.5 1.

30、60 11.7 1012 3787 YD 9.0-13-1.21 13 9.0 1.80 12.1 1012 4108 YD 10.0-13-1.49 13 10.0 1.80 14.9 1014 4789 YD 7.0-15-1.19 15A 7.0 1.40 11.9 1012 343 10 YD 7.5-15-1.25 15A 7.5 1.40 12.5 1012 378 11 YD 8.0-15-1.27 15A 8.0 1.60 12.7 1012 410 12 YD 8.5-15-1.30 15A 8.5 1.60 13.0 1012 445 13 YD 9.0-15-1.34 1

31、5A 9.0 1.80 13.4 1012 483 14 YD 10.0-15-1.64 15A 10.0 1.80 16.4 1014 555 15 YD 11.0-15-1.95 15A 11.0 2.00 19.5 1016 633 16 YD 12.0-15-2.08 15A 12.0 2.00 20.8 1016 715 17 YD 7.0-15-1.41 15B 7.0 1.40 14.1 1210 343 18 YD 7.5-15-1.72 15B 7.5 1.40 17.2 1212 378 19 YD 8.0-15-1.75 15B 8.0 1.60 17.5 1212 41

32、0 20 YD 8.5-15-2.08 15B 8.5 1.60 20.8 1214 445 21 YD 9.0-15-2.13 15B 9.0 1.80 21.3 1214 483 22 YD 10.0-15-2.27 15B 10.0 1.80 22.7 1214 555 23 YD 11.0-15-2.39 15B 11.0 2.00 23.9 1214 633 24 YD 12.0-15-2.87 15B 12.0 2.00 28.7 1216 715 25 YD 7.0-17-1.58 17A 7.0 1.40 15.8 1210 403 26 YD 7.5-17-1.63 17A

33、7.5 1.40 16.3 1210 440 27 YD 8.0-17-1.95 17A 8.0 1.60 19.5 1212 47828 YD 8.5-17-2.00 17A 8.5 1.60 20.0 1212 518 29 YD 9.0-17-2.05 17A9.01.80 20.5 1212 560 30 YD 10.0-17-2.50 17A 10.0 1.80 25.0 1214 643 31 YD 11.0-17-2.95 17A 11.0 2.00 29.5 1216 733 32 YD 12.0-17-3.49 17A 12.0 2.00 34.9 1218 823 33 Y

34、D 7.5-17-2.42 17B 7.5 1.40 24.2 1412 440 34 YD 8.0-17-2.45 17B 8.0 1.60 24.5 1412 478 35 YD 8.5-17-2.53 17B 8.5 1.60 25.3 1412 518 36 YD 9.0-17-2.84 17B9.01.80 28.4 1414 560 37 YD 10.0-17-3.19 17B 10.0 1.80 31.9 1414 643 38 YD 11.0-17-3.33 17B 11.0 2.00 33.3 1414 733 39 YD 12.0-17-3.8517B 12.02.0038

35、.514168233.危险影响的计算 (1计算规定:a. 输电线路对邻近电信线路进行危险影响计算时,宜根据电信线路工作状态,选择下 列不同的电信回路工作方式。(a 电信回路一端是低阻抗接地,而另一端高阻抗接地(开路 。 (b 电信回路两端是低阻抗接地。(c 电信回路两终端的导线与大地间都是高阻抗(开路 。b. 输电线路对电信线路的感性耦合危险影响,在中性点直接接地系统中,应按输电线 路发生一相接地短路故障计算。 在中性点不直接接地系统中, 对长途电信电缆线路应按输电 线路两相在不同地点同时发生接地短路故障计算,对其他电信线路不应考虑此项影响。c. 当输电线路与埋地光缆线路接近时,应考虑地电流影

36、响,并按中性点直接接地的输 电线路发生一相接地短路故障时流过输电线路杆塔接地装置的短路电流计算。d. 输电线路对埋地光缆线路同时产生感性耦合和阻性耦合两种影响时,应按两者平方 和的平方根计算合成影响。e. 中性点不直接接地的输电线路发生一相接地短路故障时,应计算输电线路在对地绝 缘的电信线路上,因容性耦合引起人体电流产生的危险影响。f. 计算输电线路对邻近电信线路进由感性耦合产生的危险影响时, 应考虑 5年10年 电力系统发展的规划容量。g. 当有多条输电线路与电信线路接近时,除考虑故障输电线路短路电流的影响外,宜 同时考虑邻近非故障输电线路分布电流的影响。h. 带有地线的输电线路,可考虑地线

37、的返回电流效应。 (2感性耦合危险影响计算a. 电信线路上电磁感应产生的纵电动势(Es ,可按下列公式 6-3-5-2-1计算:501k I l M E s pi i ni s = 式 6-3-5-2-1式中;E s 电信线路上磁感应纵电动势, V ; 输电线路电流的角频率, rad/s, =2f , f=50Hz;M i 50Hz 时输电线路与电信线路(光缆间第 i 段互感系数, H/km;输电线路与电 信线路的互感系数是与相互接近的情况的不同而不同,如何确定详见本小节后面的附录 A 和附录 B 。两根无限长平行接近线路间的互感系数可按附录 A 的 A.1计算。 两根无限长线路斜接近或交叉的

38、互感系数可按附录 A 的 A.2计算。在大地电导率小的地区可考虑互感有限校正系数。有限长平行接近线路的互感系数可 按附录 B 计算。L pi 输电线路第 i 段接近长度(通信光缆线路在高压线路上的投影长度 , km ;如图 6-15的所示。 光缆线路遭受输电线路感性耦合危险影响的计算长度按光缆金属线对或金属构 件各段的实际长度计算(由于在光缆接头点金属构件不作电气连通,最长为单盘长度 。 图 6-15 接近段长度示意图I s 输电线路一相接地或两相在不同地点同时接地的短路电流, 当电信线无法避免与供 电线路接近时,在线路勘查时,应注意从供电部门收集短路电流的相关数据。 一般应采集正 常工作电流

39、和单相接地故障电流。K 5050Hz 时接近段内各种接地导体的电磁综合屏蔽系数。综合屏蔽系数 K 50 一般是 考虑以下三个屏蔽系数的乘积,即:K 50= k1 k2 k3式中:k 1 高压输电线屏蔽系数,最劣的情况为 1。k 2 电信线路屏蔽系数, 对于没有金属铠装的光缆, 计算金属护层的磁感应危险电压, k 2为 1,计算金属加强芯的磁感应危险电压,由于铝护层和钢护层的屏蔽系数是不 同的,可以通过生产厂家取得该值。k 3 城市屏蔽系数,一般取 0.70.85,郊外取 1。b. 光缆线路上磁感应对地电压,根据光缆线路金属构件终端特性,分为两端绝缘、一 端绝缘另一端接地或两端接地三种情况进行计

40、算。由于光缆接头点金属构件不作电气连接, 正常情况是靠近局端的是一端绝缘另一端接地的情况,中间的光缆是属于两端绝缘的情况。 但是,由于光缆绝缘降低的原因,在不正常的情况下,也可能出现两端接地的情况。(a 电信线路两端绝缘,如图 6-16所示单向供电时可分为以下两种情况进行计算。 、输电线路 k 点故障,电信线路首端 0点处的磁感应对地电压可按式 6-3-5-2-2计 算。 图 6-16 输电线路与电信线路间相对位置示意图 +=TAB TBi Ti ni ik k l l l E U 2210 式 6-3-5-2-2式中:U 0k 电信线路首端 0点磁感应对地电压,V; Ti l 电信线路第 i

41、 段长度,km;TBi l 电信线路第 i 段末端到终端局(B局的距离,km;TAB l A、B 两电信局间电信线路总长,km;ik E 输电线路在 k 点发生一相接地短路故障时,电信线路等 i 段的磁感应纵电动势,V。当第 i 段存在重复感应区或反向感应区时, ik E 应是在各种情况下感应电动势的代数 和, ik E 可按式 6-3-5-2-3计算。501k I l M E s pi ni i ik = 式 6-3-5-2-3式中:I s 是一个代数值、电信线路沿线各点磁感应对地电压可按式 6-3-5-2-4计算。i i i E U U =1 式 6-3-5-2-4式中:U i 电信线路沿

42、线各点磁感应对地电压,V;U i-1电信线路上第 i-1点的磁感应对地电压,V; E i 电信线路上第 i 段的磁感应对地电动势,V。 (b电信线路一端接地,一端绝缘。、电信线路绝缘端磁感应对地电压可按式 6-3-5-2-5计算。s in E U = 式 6-3-5-2-5式中:U in 电信线路绝缘端磁感应对地电压,V。、电信线路接地端磁感应对地电压可按式 6-3-5-2-6计算。U g =0 式 6-3-5-2-6式中:U g 电信线路接地端磁感应对地电压,V。(c电信线路两端接地,即两侧电信终端局避雷器动作,对应输电线路故障点 k 的 电信线路对地电压可按式 6-3-5-2-7计算。TB

43、kTAk TAkA TAk B TBk TAk TAk TBk k l l l U l U l l l E l E U +=21 式 6-3-5-2-7式中:U k 对应输电线路故障点 k 的电信线路磁感应对地电压,V;TBkTAl 、ll 电信线路与输电线路事故点的对应点到两终端局的距离,km;21、E E TBkTAl 、ll 两线段上的磁感应纵电动势,V;U A 、U B 电信线路两终端局避雷器接地电阻压降,V。 当 E 1E2时,U A 取负值;当 E 1E2时,U B 取负值。(3交流电气化铁道接触网,在短期故障状态或正常工作状态,对接近的通信光缆线 路,由电磁感应产生的纵电动势(E

44、 的有效值,可按下列公式 6-3-5-2-8计算:E= 2f k Mi Li Ik k50(V 式 6-3-5-2-8式中; f k 交流电气化铁道接触网电流频率(Hz ,我国电气化铁路的牵引供电制式是 单相工频(50Hz 25kV 交流制;M i 第 i 接近段交流电气化铁道接触网与光缆的互感系数(H/km取 f k 频率时的数值; L i 第 i 接近段通信光缆线路在交流电气化铁道的投影长度(km ;I k 影响电流(A ;k 5050Hz 时第 i 接近段交流电气化铁道接触网与通信光缆线路的综合屏蔽系数(取 f k频率时的数值 。综合屏蔽系数 k 50 一般是指以下四个系数的乘积,即:k

45、 50= kg k1 k2 k3式中:k g 钢轨屏蔽系数,一般取 1。或者根据轨道到输电线或电信线路的距离以及 铁路类型的情况按表 6-36取定。表 6-36 轨道屏蔽系数轨道到输电线或电信线路的距离 铁路类型 小于 m100m非电气化单线铁道 非电气化双线铁道 电气化单线铁道 电气化双线铁道k 1 牵引变电站供电臂特设回流线的屏蔽系数, 当通信线路与供电臂的距离在30m 以内时,对单线铁道其屏蔽系数取 0.75,对于双线铁道取 0.6。k 2 电信线路屏蔽系数, 对于没有金属铠装的光缆, 计算金属护层的磁感应危险电压, k 2为 1,计算金属加强芯的磁感应危险电压,由于铝护层和钢护层的屏蔽

46、系数是不 同的,可以通过生产厂家取得该值。k 3 城市屏蔽系数,一般取 0.70.85,郊外取 1。 4.光缆线路对强电危险影响的防护措施:当输电线路对光缆线路产生的危险影响电压超过允许值时,应根据具体情况,采取必 要的防护措施,以保证人身和电信设备的安全。可选用的防护措如下:(1 在选择光缆路由时,应与现有强电线路保持一定的隔距,当与之接近时应计算 在光缆金属构件上产生的危险影响不应超过本规范规定的容许值。(2 光缆线路与强电线路交越时,宜垂直通过;在困难情况下,其交越角度应不小 于 45度。(3施工中应注意不要磨损光缆护套,确保光缆内金属护层的对地绝缘符合要求。 (4光缆接头处两侧金属构件

47、不作电气连通,缩短光缆线路金属构件长度,也不使接 地。(5在输电线路接地装置与埋起光缆之间增设消弧线。(6 当上述措施无法满足安全要求时,可增加光缆绝缘外护层的介质强度、采用非金 属加强芯或无金属构件的光缆。(7 在与强电线路平行地段进行光缆施工或检修时,应将光缆内的金属构件作临时接 地。附录 A 无限长接近线路互感阻抗计算A.1平行接近的互感系数多项式计算输电线路与电信线路斜接近和交叉相对位置令 =0, a =,其中 =2f , a 为接近距离(如图 6-17所示 。输电线路电信线路AB注:两线路接近距离的变化不超过其算术平均值的 5%时,称为平行接 近。超过 5%时,且两线路接近距离呈线性

48、增加或减少时称为斜接近。BA =图 6-17 接近距离示意图则: 当 6时1. ln 200001215. 001526. 044212. 09614. 4937. 2369. 136. 123 (Re 54320(Ae M += 2. (ln 274. 000146. 042. 18001672. 05243. 0979. 677. 4967. 193339 (Im 54320A e e M += 3. (ln 4. 198413. 196. 455. 142 (20A M +=当 6时4. (21. 23 (Re 7. 00A e M =5. (400 (Im 20A M = 6. (40

49、0 (20A M =其中:计算系数,1/m;0真空导磁率,H/m, 0=410-7;影响电流的角频率,rad/s;f影响电流的频率,Hz,计算感性耦合危险影响纵电动势时取 50Hz;大地电导率,s/m,计算感性耦合危险影响纵电动势时为 50Hz 的大地电导率; 计算参数(无量纲(0Re M 复数实部(Real Part,H/km; (0Im M 复数虚部(Imaginary Part,H/km; (0M 互感系数模值,H/km。A.2斜接近或交叉的互感系数多项式计算输电线路与电信线路斜接近和交叉相对位置如图图 6-18所示。 图 6-18 输电线路与电信线路斜接近和交叉相对位置示意A.2.1

50、按复数计算。令 =0, A A a =, B B a =,其中 =2f , BA 和a 如图 6-3-5-6所示,则(AB A B x xx x x T x T x M B Am =0 (A.7(dx x M x T x=00 (A.8当电视信线路在输电线路一侧斜接近时,使用“一”号,当电视信线路在输电线路一 侧交叉时,使用“ +”号,分别用 T(x的实部和虚部按 (A.7计算 M 0(x的实部和虚部。 当电视信线路在输电线路一侧且斜接近时的角度很小,即 B A a a 时,式(A.7的数 值不定,此时可按 2BA a a a +=,并按平行接近计算互感系数。T(x的多项式计算公式。 当 x

51、6时x e x x x x x x x T x ln 200001215. 000254. 00884. 02404. 1979. 7845. 036. 323 (Re 65432+= (A.9x e e x x x x x x x T x x ln 274. 00014. 042. 18000279. 0105. 0745. 159. 4684. 9673. 33842. 180 (Im 65432+=(A.10 当 x 6时x e x T 7. 0157. 33218. 444 (Re += (A.11 140029. 444 (Im +=x x T (A.12式中:ReT(x复数实部(Real Part, H/km; ImT(x复数虚部(Imaginary Part, H/km。附录 B 有限长平行接近线路互感系数计算两根有限长平行接近线路间互感系数的计算公式:(a l F a l F a l F a l F l a M M BD AC BC AD PCD AB , , , , , 1 (+= (B.1 式中:(a M 无限长接近段互感系数, H/km; (a l F , 校正系数, H/km,可查表 B.1;BDBC ADAC 、l、l 、ll 图 B.1所示长度,km;Pl 接近段长度,km; 分别与 a 或 l 单位一致。lp=lp=0 =