今天聊聊水平档距和垂直档距（基础版）
发布日期：2022-10-28
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|转至：输电趣坛

Part01    前言


杆塔承受的荷载由三部分组成：

水平荷载、 垂直荷载 和 纵向荷载。


水平荷载指水平面方向的荷载，

主要来自于导地线承受的风荷载。


垂直荷载指垂直于地平面方向的荷载，

主要来自于导地线和覆冰的重力。


纵向荷载指顺导地线方向的荷载，

主要就是来自导地线的张力。


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风荷载 作用在架空线上，

架空线把作用力传递给线夹，

线夹再把力传递给杆塔。


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因为架空线所处的环境确定后，

单位架空线长度的风荷载是个定值，

因此架空线受力大小就和

承风的架空线长度有关。

这个长度就定义为：水平档距。


因此水平档距表征杆塔承受水平荷载的大小。


对于某基杆塔而言，

它所承担的长度是：

小号侧档距的一半  +  大号侧档距的一半。

即：

Lh=L1/2+L2/2

=(L1+L2)/2


即也可以理解为：

杆塔两侧档距之和的一半。



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为简化理论，本文均假设荷载沿档距均布，采用平抛物线公式。实际上荷载沿斜抛物线或悬链线分布，水平档距计算会有差异，在小高差情况下，三者基本相等，在大高差时会有较小差异。



同理，

架空线受到重力作用，

重力传递到线夹上，

线夹再把力传递给杆塔。


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因为架空线的型号和覆冰确定后，

单位长度的垂直荷载也是个定值，

因此架空线重力大小就和

架空线长度有关。

这个长度就定义为：垂直档距。


因此垂直档距表征杆塔承受垂直荷载的大小。


对于某基杆塔而言，

它所承担的长度是：

小号侧弧垂最低点到杆塔的距离  

+  

大号侧弧垂最低点到杆塔的距离。

即：

Lv=b2+a1


也可以理解为：

杆塔两侧电线弧垂最低点间的水平距离。



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Part02    拓展


根据以上定义，

咱们不难得到一些基本推论：


1、杆塔的水平档距和杆塔位置有关，

和杆塔高度无关。


2、杆塔的垂直档距既和杆塔位置有关，

也和杆塔高度相关，

升高杆塔，垂直档距增加；

降低铁塔，垂直档距减小。


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▲ 升高塔


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▲ 降低塔




为什么会这样呢？

垂直档距为什么会“左右横跳”呢？

咱们分析垂直档距的计算公式可以发现端倪：


（由于公式比较复杂，所以就由我帮大家看了）


其实，水平档距和垂直档距存在一定的联系，

简而言之：


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即垂直档距等于水平档距加一个值，

这个值主要受杆塔两侧的悬挂点高差影响。

这也是为什么升高、降低杆塔垂直档距变化的原因。


同时，这个值既可能是正，也可能是是负，

甚至比水平档距还大，

导致垂直档距称为成为负值，

此时杆塔收受上拔力影响。


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Part03     进阶1


对于杆塔，

特别是直线塔，

主要是受水平荷载和垂直荷载的影响，

换言之就是受水平档距、垂直档距大小的影响，

那么其两者越大，

杆塔受到的作用力就越大。


那么，

我们是不是可以按最高标准来设计一款杆塔，

比如按1000米水平档距、1000米垂直档距，

这样的“万能铁塔”就能应付所有的使用场景了。


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很显然，

如果都按最高标准来设计，

而实际使用场景却很少会有这样的高标准，

这样就是用大炮打蚊子，

用牛刀来杀鸡，

会造成很大的浪费。


因此我们规划杆塔的时候，

会分成很多的档次，

不同的档次对应不同的使用档距，

根据工程中实际的水平档距和垂直档距来

选择对应档次的塔型，

这样就避免了浪费！


这样就是所有杆塔通用（标准）设计中，

Z1~Z4不同塔型的由来！


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Part04     进阶2


咱们回头再看看这幅图，

大家是不是越看越别扭？


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有个老砖家说过：

如果你看一张图觉得有问题，

那么你和图总有一个有问题！


上图的问题即为：

直线塔的上拔！


如果小人处是一基直线塔，

那么此时该塔的垂直档距为零甚至负值，

导线带来的上拔力使悬垂串上扬，

会导致导线与横担电气距离减少，

严重时横担受较大的上拔力而遭到破坏。


是不是只要直线塔的垂直档距

不是负值就万事大吉了呢？


也不是！


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上表中有个很重要的数值：Kv 值。

为这个塔的允许Kv值


Kv = 垂直档距 / 水平档距


排塔定位时 ：

实际Kv值需大于上表中的允许Kv值。


咱们在塔头规划时，

从经济合理性角度出发，

会约定一个悬垂串允许摇摆角，

而根据摇摆角的计算公式：


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摇摆角的大小又和垂直档距和水平档距的比值有关，

因此，

在排塔定位时，

需保证实际Kv值大于允许Kv值，

这样就间接保证了：

悬垂串的风偏角不会超过允许值。


感性上咱们可以值么理解：


悬垂串受到两股势力的牵制：

一方面是风荷载死命地吹！



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一方面是垂直荷载死命地拽！


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因此，

如果下拽的力够大（垂直档距足够大），

悬垂串就吹不走，

风偏间隙就没问题，


如果下拽的力太小（垂直档距太小），

悬垂串就很容易吹走，

风偏间隙就有问题，


因此对于直线塔，

垂直档距大能限制悬垂串风偏！


专栏：行业资讯
作者： 行业资讯
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