咱们从业人员都知道:
悬垂串有几种悬挂方式,
一般都是下右图的“I串”,
但是也经常会看到下左图的“V串”,
那么在什么情况会用到V串呢?
咱们就来说道说道。
其实V串的目的很简单,
就是为了——
限制绝缘子串的摇摆。
准确来说是限制绝缘子在风作用下的摇摆。
▲ “I串”在大风下的风偏摆动
采用V串限制绝缘子串的摇摆 主要有两个目的:
① 减小塔头尺寸;
这个目的一般用在酒杯塔、门型、猫头型
等塔型的中相导线上。
以及紧凑型铁塔的塔头布置。
因为如果三相导线距离较近
那么线路自然输送功率及电磁环境均优于普通线路,
因此V型串多用于紧凑型线路设计。
② 减少线路走廊宽度。
这个目的则一般用于双回路杆塔的边相导线上。
总之,
为了限制导线的风偏摆动,
V型串都是一种常见的方法。
V串研究的重点在于——
如何避免绝缘子串受压松弛,
以防止绝缘子脱落或受压损坏。
这种情况的出现和
风速 以及 V串间的夹角 有关。
为什么说绝缘子串受压和风速 以及 V串间的夹角 有关?
咱们先做个简单的受力分析:
如下图所示,
在无风情况下,
导线只受到竖直向下的重力荷载,
此时重力由两个绝缘子合力承担,
作用力相等 F1=F2。
在有风,但风不大的情况,
(此处的风不大即指风压不大,
因为导线重力G不变,
即导线最大风偏角φ不大)
如下图所示,即:
φ(导线最大风偏角)< θ(V串夹角之半)
根据下图受力分析可知,
虽然两串绝缘子出力不同,
即 :F1 > F2
但是均受拉力作用。
即此时两个串都仍受拉力作用,
没有问题。
当风力继续增大,
(风压变大,导线最大风偏角φ变大)
φ(导线最大风偏角)= θ(V串夹角之半)时,
如下图可以,
此时的作用力全部由右串承担,
左串“被架空”,开始“打酱油”,
既不受拉力,也不受压力作用。
θ(V串夹角之半)=φ(导线最大风偏角)
即为临界状态!(敲黑板!!!)
当风力继续增大,
φ(导线最大风偏角)> θ(V串夹角之半)时,
如下图所示,
此时导线开始“挤压”左串,
左串开始“抵抗”,
作用力方向如下图所示。
熟悉金具串结构的朋友不难知道,
金具串只能受拉,
不能受压,
受压会导致绝缘子脱落或受压损坏。
因此这种情况应避免出现。
1、传统认为V型绝缘子串背风肢不宜受压松弛,以防绝缘子脱落或受压损坏,夹角一般取悬垂绝缘子串自由悬挂时最大风偏角的2倍。经实际工程应用检验,V型串的一肢可以承受适当的压曲,即迎风肢绝缘子串存在一个偏移角。该角度选择的合理性是确定V型串夹角的关键。
根据规范《DLT 5582-2020 架空输电线路电气设计规程》8.0.5:悬垂V型串两肢之间夹角的一半可比最大风偏角小5°~
10°,或通过试验确定。
2、V型绝缘子串盘型绝缘子的承压性能优于复合绝缘子。
目前,鉴于复合绝缘子具备重量轻、长度可根据要求任意加工制作等特点,被广泛应用于V型绝缘子串。对于V型串而言,复合绝缘子与盘型绝缘子的链接不同,在复合绝缘子上没有铰接点,其刚性容易显现,同时碗头与绝缘子球头的连接,间隙小容易卡住,碗头在任何方向都不会任意摆动,大风时背风侧绝缘子容易在V型串平面内形成弯矩。
因此在复合绝缘子的两端球头与碗头连接处容易造成球头与R销的挤压,造成R销变形,使R销失去防球头脱落的作用,造成绝缘子脱落。
例如南网《数字输电线路装备技术导则》要求:V型复合绝缘子串的连接宜选用L型板,不宜选用R型销或W型销<span style="font-size:10.5pt;mso-bidi-font-size:11.0pt;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:Times New Roman;mso-hansi-font-family:Times New Roman;mso-bidi-font-family:Times New Roman" ;color:black;mso-ansi-language:en-us;mso-fareast-language:zh-cn;mso-bidi-language: ar-sa;">。
广东院在开展广东地区第一代500kV线路设计时,曾于1989年委托华中工学院开展了盘型绝缘子的相关试验工作,结果表明盘型绝缘子悬垂V型串风偏卸荷角不宜大于15°,故对于采用盘型绝缘子的悬垂V型串,其卸荷角可较复合绝缘子悬垂V串适当增大,但不宜大于15°。
从上文可知,
V串间的夹角越大,
就越不会被最大风偏角超过,
那么绝缘子串就不会受压,
那是不是V串间的夹角越大越好呢?
也不是,
夹角较大时,
挂点处的水平分力及绝缘子所受拉力增大。
同样受力分析如下:
如上图所知,
在同样的垂直重力下,
V串夹角越大,
F1越大
即金具串拉力越大,
挂点处的水平分力也会变大。
总结:
V串夹角越小,绝缘子串受压风险越大。
V串夹角越大,绝缘子串受力越大。
综合考虑:
V串夹角一般取110°~120°为宜。
最后咱们截取
《架空输电线路设计大手册》中关于V串的部分,
看教材是如何说的:
本文转自@输电趣坛
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