在輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)，對重要交叉跨越如鐵路、一級和二級公路、一級和二級通信線等、除在最大弧垂時(shí)必須滿足交叉跨越距離的要求外，在交叉跨越檔的相鄰發(fā)生斷線事故、交叉跨越檔導(dǎo)線產(chǎn)生應(yīng)力衰減、弧垂增大后、導(dǎo)線和被交叉跨越物之間仍需滿足一定的交叉跨越距離要求。所以，對重要交叉跨越則需進(jìn)行鄰檔斷線時(shí)交叉跨越距離的校驗(yàn)。
一、斷線張力的概念
引起斷線的原因是多樣的，諸如：輸電線路的導(dǎo)線（避雷線）由于機(jī)械損傷 、外力破壞、雷擊、振動(dòng)、嚴(yán)重覆冰或大風(fēng)等，都可能會(huì)引起斷線事故。通常斷線發(fā)生的可能發(fā)生的范圍是：以斷一根導(dǎo)線情況為最多，且大都發(fā)生在電壓等級低，導(dǎo)線截面小的線路上，一般220kv以上，s≥200的線路上則很少發(fā)生。斷線發(fā)生后，首先會(huì)造成停電損失，但在線路設(shè)計(jì)中我們主要關(guān)心在力學(xué)方面造成什么影響。
一般斷線后，對于采用固定橫擔(dān)、固定線夾和懸垂絕緣子串的線路，斷線檔兩側(cè)的直線桿塔將受到不平衡張力的作用，這時(shí)懸垂絕緣子串甚至桿塔頭部將沿順線路方向偏斜，如圖（1）所示。
圖1 線路斷線后的情況
此時(shí)由于桿塔及絕緣子串的偏斜，使導(dǎo)線懸掛點(diǎn)發(fā)生了位移δi，δi的大小是隨著桿塔離開斷線點(diǎn)的距離的增加逐漸減小的，由于每基桿塔上懸掛點(diǎn)位移值δi不相等，所以各檔檔距也發(fā)生了變化，緊靠斷線檔第一檔檔距改變量δl1＝δ1－δ2，第二檔δl2＝δ2－δ3，即第i檔檔距改變量δli＝δi－δi+1，且δli≥0，由此可知，懸垂絕緣子串偏斜的結(jié)果使各檔導(dǎo)線的檔距縮小，從而使檔中導(dǎo)線松弛，張力衰減，弧垂增大。
一個(gè)耐張段中某檔斷線后，對未斷線的剩余各檔導(dǎo)線常稱為剩余檔，斷線檔至耐張桿塔間未斷線的檔數(shù)就稱剩余檔數(shù)。
斷線張力就是指導(dǎo)線發(fā)生斷線，剩余各檔導(dǎo)線張力衰減后的剩余張力。斷線后，由于各檔檔距改變量是不相等的，所以各剩余檔中的斷線張力也是不相等的，從圖1中可見其變化規(guī)律及特點(diǎn)。
緊靠斷線檔第一檔的檔距改變量增大，張力衰減最多，斷線張力最小，以后各檔檔距改變量逐漸減小，斷線張力逐檔增大。由于各檔斷線張力不相等，各直線桿塔上就存在順線方向的不平衡張力。因?yàn)閿嗑€檔導(dǎo)線張力為零，所以緊靠斷線檔第一基直線桿塔上的不平衡張力最大，其值等于第一檔的斷線張力。所以，在工程中除特別指明外，直線桿塔的斷線張力均指相鄰斷線檔第一檔的導(dǎo)線張力。
通過力學(xué)分析得知，斷線張力的大小與斷線后的剩余檔數(shù)多少有關(guān)，剩余檔數(shù)多，支持不平衡張力的桿塔多，各桿塔分配的不平衡張力值就小，各檔張力衰減的慢，斷線張力相對地就較大；反之，剩余檔數(shù)少，斷線張力小。因此，斷線后剩余一檔時(shí)，懸垂絕緣子串偏斜所引起的懸點(diǎn)偏移全部促使導(dǎo)線松弛而弧垂增大，導(dǎo)線張力大大衰減，斷線張力很小。
但是斷線后如果剩余檔數(shù)很多，第五檔之后的導(dǎo)線張力衰減很小，故當(dāng)遇到剩余檔數(shù)超過五檔時(shí)，認(rèn)為斷線相鄰檔的應(yīng)力幾乎沒有影響，因此，工程中允許按五檔考慮。
另外，斷線張力的大小還和斷線后剩余各檔的檔距大小有關(guān)，對斷線張力的大小影響最大的是緊靠斷線檔的第一、第二檔的檔距。一般說，檔距越大，斷線張力越大；檔距越小，斷線張力越小。
綜上分析可知，對直線桿塔強(qiáng)度進(jìn)行校驗(yàn)，需求較大斷線張力，此時(shí)應(yīng)選斷線檔為耐張段兩端檔，且應(yīng)選耐張段任意一端斷線后，剩余檔數(shù)相同，所以，需進(jìn)一步根據(jù)斷線后剩余檔的第一、第二檔的檔距的大小，來確定斷線端。如進(jìn)行鄰檔斷線交叉跨越距離校驗(yàn)時(shí)，因交叉跨越的相鄰檔有左右兩檔，所以應(yīng)選鄰檔斷線后剩余檔數(shù)少的，這是因該檔斷線后交叉跨越檔弧垂增加較大。
二、通用曲線法計(jì)算斷線張力
斷線張力的計(jì)算目的：一是為計(jì)算桿塔強(qiáng)度提供張力數(shù)據(jù)；二是為校驗(yàn)鄰檔斷線后導(dǎo)線對交叉跨越物的安全距離；三是為進(jìn)行斷線事故分析。根據(jù)不同的計(jì)算目的和要求，實(shí)用中通常采用不同的計(jì)算方法。計(jì)算桿塔強(qiáng)度時(shí)一般按規(guī)程規(guī)定確定斷線張力；在進(jìn)行斷線事故分析時(shí)，一般需知道斷線后剩余各檔的斷線張力，這時(shí)剩余各檔的斷線張力可采用圖解法求取。
在進(jìn)行鄰檔斷線交叉跨越距離校驗(yàn)時(shí)，一般采用通用曲線法計(jì)算斷線張力。
通用曲線是在圖解法的原理基礎(chǔ)上得出的求取緊靠斷線檔的第一檔的斷線張力的方法。從通用曲線上可以查取斷線后與斷線前導(dǎo)線張力的比值系數(shù)α，因該系數(shù)小于1.0，故稱應(yīng)力衰減系數(shù)。即
或 （1）
式中 t0、σ0—斷線氣象條件斷線前的導(dǎo)線張力和導(dǎo)線應(yīng)力，n，mpa ；
t、σ—斷線氣象條件斷線后的導(dǎo)線張力和導(dǎo)線應(yīng)力，n，mpa 。
于是，根據(jù)斷線前的導(dǎo)線張力和和衰減系數(shù)，即可求取斷線后的導(dǎo)線張力（或應(yīng)力）
t＝αt0或σ＝ασ0（2）
有關(guān)具體斷線計(jì)算可通過后邊的舉例說明。
下圖為衰減系數(shù)通用曲線：
圖中橫坐標(biāo)為,縱坐標(biāo)為,圖中各曲線標(biāo)示為。其中σ，σ0分別為斷線前后導(dǎo)線的應(yīng)力；g為比載；cal稱計(jì)算檔距；λ為絕緣子串長度。計(jì)算檔距cal是用于計(jì)算斷線張力的一個(gè)等效檔距,由于斷線后相鄰各檔的檔距大小不同,因此選定一個(gè)等效檔距來查衰減系數(shù)通用曲線
三、鄰檔斷線交叉跨越距離校驗(yàn)
當(dāng)求出了斷線后的導(dǎo)線應(yīng)力，即可求出斷線后的導(dǎo)線的弧垂：
（3）
式中 f、fx —斷線后檔距中點(diǎn)和任意點(diǎn)x的導(dǎo)線的弧垂，m ；
f0、f0x —斷線前檔距中點(diǎn)和任意點(diǎn)的x的導(dǎo)線的弧垂，m ；
l—交跨檔檔距，m；
a、b —弧垂計(jì)算點(diǎn)至兩側(cè)桿塔中心的水平距離，m 。
其它符號的意義同前。
所謂鄰檔斷線交叉跨越距離校驗(yàn)，顧名思義就是假定交叉跨越檔的相鄰斷線，交跨越檔弧垂增大后，導(dǎo)線與被交叉跨越物的接近距離校驗(yàn)，所以，一旦交跨越點(diǎn)的弧垂計(jì)算出后，即可按正常情況交叉跨越距離校驗(yàn)方法進(jìn)行校驗(yàn)。
但在確定交叉跨越檔導(dǎo)線應(yīng)力時(shí)需注意下列三點(diǎn)：
(1)交叉跨越檔的鄰檔有前后兩檔，假定哪一檔斷線應(yīng)以斷線后交叉跨越檔所在一側(cè)剩余檔數(shù)少為原則。
(2)計(jì)算檔距l(xiāng)cal的選取應(yīng)使緊靠斷線檔的第一檔（在此即交叉跨越檔）占主要分量，一般取lcal=2/3第一檔檔距+1/3第二檔的檔距。
(3)鄰檔斷線交叉跨越距離校驗(yàn)的氣象條件為15℃，無風(fēng)。即斷線前的導(dǎo)線應(yīng)力σ0應(yīng)取15℃、無風(fēng)的應(yīng)力。
［例1］ 設(shè)某110kv輸電線路，導(dǎo)線為lgj－95／20型，其中某耐張段布置如圖2所示：
圖2 鄰檔斷線交叉跨越距離校驗(yàn)
已知15℃、無風(fēng)氣象條件時(shí)導(dǎo)線應(yīng)力為：σ0＝81.6mpa，自重比載為：g1＝35.187×10-3n/m·mm2， 絕緣子串長度λ＝1.73m。試校驗(yàn)鄰檔斷線后導(dǎo)線對通訊線的要求？（ha＝55m,hb=40m,hc=32m）
解：
（1）設(shè)取斷線檔為第三檔，剩余檔數(shù)為3 檔
?。?）設(shè)第三檔斷線后，其計(jì)算檔距為：
?。?）查取應(yīng)力衰減系數(shù)α，先計(jì)算：
根據(jù)斷線后剩余檔數(shù)為3檔，確定在的曲線上，根據(jù)，查得α＝0.53
?。?）交叉跨越點(diǎn)的弧垂為
（5）交叉跨越點(diǎn)導(dǎo)線與通信線的垂直距離為
因?yàn)椋踕］=3.0m＜d,所以交叉跨越距離符合要求。
同學(xué)們應(yīng)當(dāng)了解并掌握對這個(gè)例題的計(jì)算步驟和計(jì)算內(nèi)容。