[科普中國]-弧垂

弧垂是指在平坦地面上，相鄰兩基電桿上導(dǎo)線懸掛高度相同時，導(dǎo)線最低點(diǎn)與兩懸掛點(diǎn)間連線的垂直距離。一般地，當(dāng)輸電距離較遠(yuǎn)時，由于導(dǎo)線自重，會形成輕微的弧垂，使導(dǎo)線呈懸鏈線的形狀。

定義如果導(dǎo)線在相鄰兩電桿上的懸掛點(diǎn)高度不相同，此時，在一個檔距內(nèi)將出現(xiàn)兩個弧垂，即導(dǎo)線的兩個懸掛點(diǎn)至導(dǎo)線最低點(diǎn)有兩個垂直距離，稱為最大弧垂和最小弧垂。

成因理論上，由于把一個導(dǎo)線拉直需要無窮大的力，而實(shí)際中不存在這樣的力，而且也會為電桿帶來負(fù)擔(dān)，因此通常在可控范圍內(nèi)，需要留有弧垂。

計算及判斷最大弧垂出現(xiàn)在什么位置視具體情況而定，其中常見的對于高差不超過10%的相鄰桿塔之間的導(dǎo)線最大弧垂，出現(xiàn)在檔距中央。

為了簡便起見，一般先判定出現(xiàn)最大弧垂的氣象條件，然后計算出此氣象條件下的弧垂，即為最大弧垂。判斷出現(xiàn)最大弧垂的氣象條件，可用下面兩種方法。

臨界溫度法若在某一溫度，導(dǎo)線自重所產(chǎn)生的弧垂與最大垂直比載（有冰無風(fēng)）時的弧垂相等，則此溫度稱為臨界溫度，用tc表示。

在臨界溫度的氣象條件下比載g=g1，溫度t=tc，相應(yīng)的弧垂為

在最大垂直比載的氣象條件下，比載g=g3，溫度t=t3（－5℃），應(yīng)力σ=σ3，相應(yīng)的弧垂為

由臨界溫度定義可知：f1=f3，從而可求σ1滿足下式

（2－75）

以最大垂直比載時的g3、t3、σ3為n狀態(tài)，以臨界溫度時的g1、t1、為m狀態(tài)，把兩種條件代入狀態(tài)方程得：

把上式化簡，于是可解得臨界溫度為

（2－76）

式中tc—臨界溫度，℃；

t3—覆冰時大氣溫度，℃；

σ3—覆冰無風(fēng)時的導(dǎo)線應(yīng)力，MPa;

α—導(dǎo)線溫度線膨脹系數(shù)，1/℃；

E—導(dǎo)線的彈性系數(shù)，N/mm2；

g1—導(dǎo)線自重的比載， N/m.mm2；

g3—導(dǎo)線覆冰時的垂直比載，N/m.mm2。

將計算出的臨界溫度tc與最高溫度tmax相比較，當(dāng)tmax>tc時，最高溫度時的弧垂f1為最大弧垂；當(dāng)tmaxgc時，覆冰時的弧垂f3為最大垂直弧垂；當(dāng)g3