信珂， 劉欣悅， 王樂(lè)天， 馬會(huì)環(huán)， 金耕濤

1.山東電力工程咨詢?cè)河邢薰?，山東 濟(jì)南 250013

2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150090

3.中山大學(xué)土木工程學(xué)院 / 南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（珠海），廣東 珠海 519082

近年來(lái)，隨著我國(guó)遠(yuǎn)距離輸電線路的電壓突破升高，推動(dòng)了多個(gè)科技領(lǐng)域的快速發(fā)展（張?jiān)?019）。特高壓輸電線路是指電壓超過(guò)1 000 kⅤ的交流輸電線路，或是電壓超過(guò)800 kⅤ的直流輸電線路 （李江明等，2019）。特高壓電網(wǎng)相對(duì)于傳統(tǒng)電網(wǎng)在遠(yuǎn)距離輸電效率上具有顯著優(yōu)勢(shì)，使得諸如水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等電力資源通過(guò)特高壓電網(wǎng)技術(shù)突破地理位置的限制。不斷發(fā)展的特高壓電網(wǎng)將成為中國(guó)電力系統(tǒng)的輸電大動(dòng)脈，社會(huì)各界對(duì)其安全性也比較關(guān)注（谷琛等，2020）。在特高壓電網(wǎng)的輸電營(yíng)運(yùn)期，因現(xiàn)行的導(dǎo)線受力設(shè)計(jì)方法與導(dǎo)線實(shí)際受力情況不匹配，造成了一些生產(chǎn)安全事故。目前的導(dǎo)線受力設(shè)計(jì)方法未考慮導(dǎo)線自身剛度，而特高壓輸電工程中實(shí)際所用的導(dǎo)線材料通常是特殊類型的導(dǎo)線，其同時(shí)具備一定的柔韌性和一定程度剛性特性，并且設(shè)備之間的導(dǎo)線連接距離很短，不符合目前的設(shè)計(jì)要求（孫宏彪，2020）。近年來(lái)，不同學(xué)者已經(jīng)對(duì)輸電短導(dǎo)線開(kāi)展了系列研究，但對(duì)較短導(dǎo)線的力學(xué)計(jì)算模型研究仍有待深入（于運(yùn)濤，2020）。

對(duì)于導(dǎo)線承受力的特性研究相對(duì)較少，當(dāng)前的主要研究手段包括試驗(yàn)觀察和有限元模擬分析。一些研究者提出了針對(duì)特高壓輸電線路所用的捻制導(dǎo)線結(jié)構(gòu)最大彎曲剛度EⅠmax和最小彎曲剛度EⅠmin的概念。當(dāng)導(dǎo)線整個(gè)截面符合平截面假定時(shí)，導(dǎo)線具有最大彎曲剛度EⅠmax，若僅有構(gòu)成導(dǎo)線的各股線符合平截面假定時(shí)，此狀態(tài)下導(dǎo)線具有最小彎曲剛度EⅠmin，各股線的變形不會(huì)相互影響（Papailiou，1997）。實(shí)際工程中，導(dǎo)線的實(shí)際彎曲剛度EⅠ大于EⅠmin而小于EⅠmax，處于二者之間。根據(jù)這些觀點(diǎn)，實(shí)際上導(dǎo)線的彎曲剛度是位于最大彎曲剛度EⅠmax和最小彎曲剛度EⅠmin之間的，這取決于實(shí)際導(dǎo)線受到的軸向力數(shù)值和彎曲程度，同時(shí)，導(dǎo)線彎曲剛度的變化機(jī)制也與股線間的相對(duì)滑移程度相關(guān)。有研究人員通過(guò)測(cè)量JLHN58K-1600 導(dǎo)線在各種安裝間隔下末端的束縛力和懸掛高度來(lái)探索這個(gè)問(wèn)題（萬(wàn)建成，2010）。有學(xué)者通過(guò)限元分析方法，完善了股線之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的判斷依據(jù)，從只考慮導(dǎo)線曲率這個(gè)單一指標(biāo)轉(zhuǎn)換為同時(shí)考慮曲率、外荷載隨時(shí)間的變化率及各股線間的摩擦力等指標(biāo)，以提升計(jì)算的準(zhǔn)確性（Foti et al.， 2016）。研究者在建模時(shí)把導(dǎo)線視為鏈?zhǔn)搅耗Ｐ停Ⅰmin作為其彎曲剛度，研究結(jié)論與萬(wàn)建成等學(xué)者的結(jié)論基本吻合，同時(shí)通過(guò)開(kāi)展試驗(yàn)研究證明了該方法的有效性（何暢等，2018）。

在絞線精細(xì)化有限元模型中，如何考慮股線間相互摩擦存在爭(zhēng)議，學(xué)術(shù)界對(duì)此存在不同觀點(diǎn)。研究者基于彈性絞線的二維截面模型，探討了無(wú)摩擦力絞絲之間的接觸作用（Argatov，2011）。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)螺旋角度小于15°時(shí)，接觸效應(yīng)對(duì)絞線受力反應(yīng)的影響微乎其微；然而，對(duì)于大于25°螺旋角的絞線，當(dāng)絞線受到外力作用時(shí)，絞絲之間接觸力效應(yīng)顯著增加。通過(guò)參數(shù)化的數(shù)值仿真模型研究四層導(dǎo)線的力學(xué)特性并與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，發(fā)現(xiàn)該數(shù)值模擬方法與試驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)誤差僅為13.5%，展現(xiàn)出了良好的模擬效果（Kmet et al.，2013）。有研究者通過(guò)一種半解析方法來(lái)確定導(dǎo)線中心線與外圍絞線的觸碰力（Chen et al.，2016）。此方法通過(guò)快速傅立葉變換算法和離散卷積算法開(kāi)展離散單元相互作用力的計(jì)算，研究表明這種算法能夠在特定情況下獲得接近于有限元模擬的結(jié)果。有文獻(xiàn)提出新的觀點(diǎn)，把絞線在承受單軸扭矩作用或軸向拉伸作用時(shí)的響應(yīng)劃分為接觸形變及無(wú)摩擦變形兩類情況，并且在此約束下給出理論預(yù)測(cè)值（Zhang et al.，2019）。有研究指出，是否有摩擦過(guò)程對(duì)絞絲應(yīng)力的影響非常有限。對(duì)四分裂導(dǎo)線上的覆冰開(kāi)展研究，研究覆冰在直流融冰時(shí)的脫落過(guò)程，結(jié)果顯示：采用直流融冰方法時(shí)，脫冰瞬間導(dǎo)線的跳躍高度比正常脫冰的跳躍高度小，導(dǎo)線脫冰瞬間的跳躍高度和瞬時(shí)張力隨著直流電流的增加而減?。ㄗＹR等，2023）。有學(xué)者對(duì)擴(kuò)徑導(dǎo)線的受力特性開(kāi)展了研究，考慮了環(huán)境風(fēng)速、導(dǎo)線直徑等因素的影響，結(jié)果證明擴(kuò)徑導(dǎo)線表面的最大水滴碰撞系數(shù)隨著直徑的增大而減小（吳海濤等，2023）。研究人員建立了反映導(dǎo)線自由扭轉(zhuǎn)覆冰動(dòng)態(tài)過(guò)程的仿真分析模型，證明了導(dǎo)線扭轉(zhuǎn)角度和單位覆冰質(zhì)量沿單導(dǎo)線中心點(diǎn)對(duì)稱分布（楊國(guó)林等，2023）。

現(xiàn)有的導(dǎo)線受力分析方法與實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中的實(shí)際受力特性還有差距，尚未建立可對(duì)實(shí)際特高壓導(dǎo)線受力性能開(kāi)展準(zhǔn)確計(jì)算的設(shè)計(jì)方法。針對(duì)此問(wèn)題，論文建立了特高壓變電站內(nèi)短導(dǎo)線計(jì)算有限元模型，針對(duì)不同高度差下的導(dǎo)線端部受力特性開(kāi)展分析?？紤]導(dǎo)線連接距離變化、高度變化和類型變化等，計(jì)算導(dǎo)線末端受到的約束力和力矩，獲得影響特高壓短導(dǎo)線端部受力特性的關(guān)鍵參數(shù)，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建可供實(shí)際工程計(jì)算參考的經(jīng)驗(yàn)公式，以便更好地指導(dǎo)工程實(shí)踐。

1 導(dǎo)線計(jì)算長(zhǎng)度及風(fēng)荷載確定

當(dāng)導(dǎo)線兩端等高差時(shí)，適合采用統(tǒng)一的風(fēng)速值來(lái)進(jìn)行分析。而當(dāng)導(dǎo)線兩端存在不同高差時(shí)，兩懸掛點(diǎn)的垂直方向距離較大（見(jiàn)圖1），由于隨著海拔的上升空氣風(fēng)速隨之增強(qiáng)，此時(shí)需充分考量到氣流與地面的相對(duì)位置關(guān)系。為了保證分析結(jié)果的精確度和提高計(jì)算運(yùn)算效能，參考信珂等（2021）研究工作中對(duì)環(huán)境風(fēng)荷載的處理，設(shè)定導(dǎo)線底部的高程為4 m，取導(dǎo)線兩端所處高度范圍內(nèi)的平均風(fēng)速來(lái)分析。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（電氣一次部分）》中的內(nèi)容，平均風(fēng)速Uf為

圖1 不等高差情況Fig.1 The situation of height difference

式中Z0為導(dǎo)線上掛線點(diǎn)的距地高度（m）；Ub為平均風(fēng)速最大值（m/s）；Z為基本距離地面高度（m）；Zb是指導(dǎo)線的最大地面距離（m）；α為與場(chǎng)地條件相關(guān)的參數(shù)，這里取0.22。

參考實(shí)際工程中導(dǎo)線的參數(shù)可知，上掛線點(diǎn)所用的線夾角度為0°，因此電纜上掛點(diǎn)以豎直向下的方式安裝，而下掛線點(diǎn)可選擇角度為0°或60°的線夾。以60°的線夾為例，如圖2 所示，數(shù)值建模分析時(shí)，以上掛線點(diǎn)作為平面坐標(biāo)系的原點(diǎn)，以指向下掛線點(diǎn)的垂直方向作為y軸的正方向，導(dǎo)線兩個(gè)端部間的水平間距l(xiāng)變大的方向作為x軸的正方向，建立平面坐標(biāo)系。

圖2 找形示意圖（線夾角度為60°）Fig.2 Shape finding diagram (clamp angle is 60°)

根據(jù)上述平面坐標(biāo)系，導(dǎo)線的形狀方程選用三次函數(shù)進(jìn)行擬合

式中參數(shù)a、b是待定系數(shù)。

考慮到所連接線夾的使用特性，假設(shè)導(dǎo)線兩懸掛點(diǎn)之間的高差為h=x0，懸掛點(diǎn)間距l(xiāng)=y0，則可根據(jù)以下方程求得導(dǎo)線的長(zhǎng)度

式中y0與所采用的線夾種類有關(guān)。當(dāng)采用60°的線夾角度時(shí)，得到

先確定擬合的導(dǎo)線形狀函數(shù)，然后再利用線積分計(jì)算所需的導(dǎo)線連接長(zhǎng)度

根據(jù)這個(gè)數(shù)值進(jìn)一步確定導(dǎo)線長(zhǎng)度的冗余值

此外，當(dāng)下掛線點(diǎn)的線夾角度為0°時(shí)，采用該方法會(huì)導(dǎo)致y'0→∞，形狀方程中的系數(shù)難以求解得到。因此，需要采取一種新策略——將導(dǎo)線在實(shí)際空間中的位置旋轉(zhuǎn)45°后再求解，如圖3所示。圖3中，紅色加粗線段代表了要求解的導(dǎo)線曲線。

圖3 設(shè)備線夾角度為0°時(shí)的處理方法Fig.3 Handling methods for device clamps (angle is 0°)

由導(dǎo)線上下掛線點(diǎn)的平面坐標(biāo)，可構(gòu)建一個(gè)矩形，將導(dǎo)線裝配完成后在平面坐標(biāo)系中轉(zhuǎn)動(dòng)45°，使該矩形的一個(gè)角點(diǎn)（非導(dǎo)線懸掛點(diǎn)）作為坐標(biāo)系原點(diǎn)，假設(shè)地球引力方向?yàn)閥=-x方向指向第四象限的方向建立坐標(biāo)系。在該坐標(biāo)體系中定義了導(dǎo)線的形狀函數(shù)

其中參數(shù)a、b、c、d代表待定系數(shù)。

根據(jù)兩個(gè)掛線點(diǎn)處的線夾角度及平面位置，可以得到方程的邊界條件的特定值，此時(shí)可得與上文類似的系數(shù)方程組

利用上述方程組確定的三次函數(shù)在導(dǎo)線兩個(gè)掛線點(diǎn)范圍內(nèi)進(jìn)行線積分，便可計(jì)算出該連接狀態(tài)下所需的導(dǎo)線長(zhǎng)度

式中的積分上、下限值分別為

2 60°線夾短導(dǎo)線端部受力分析

導(dǎo)線兩端不等高差時(shí)，在環(huán)境風(fēng)荷載和“端部安裝固定”的作用下，將導(dǎo)致上、下掛線點(diǎn)處各存在6 個(gè)自由度上的約束反力Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz。Fix中的角標(biāo)1 指上掛線點(diǎn)位置，角標(biāo)2 則是指下掛線點(diǎn)位置（i= 1，2），g是代表地球的重力加速度。約束反力和約束力矩的平衡都需被考慮

只需對(duì)其中的3個(gè)約束反力分析即可掌握其余約束力隨著高度差異而變化。實(shí)際上，在實(shí)際工程中，導(dǎo)線上掛線點(diǎn)的扭矩Ty較其余兩種力矩（Mx、My）在數(shù)量級(jí)上小2 個(gè)等級(jí)或更多，所以為簡(jiǎn)化計(jì)算，分析中不考慮該扭矩。當(dāng)研究不同的高度差距導(dǎo)線時(shí)，需要關(guān)注的變量包含F(xiàn)x、F1y、F1z/F2z、M1x、M1z、M2x、M2y和M2z。先對(duì)設(shè)備夾線角度為60° 時(shí)的情況分析，其有限元模擬結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 Fx隨高差h變化Fig.4 Fx changes with height difference h

由圖4 可知，當(dāng)導(dǎo)線兩端的高度差h超過(guò)某個(gè)特定值后，水平作用力Fx趨于穩(wěn)定。然而，導(dǎo)線兩端水平間距不同時(shí)，其所對(duì)應(yīng)的“臨界差距值”也不同。

深入研究表明，F(xiàn)x趨于穩(wěn)定后的高差h與間距l(xiāng)基本滿足以下關(guān)系

研究發(fā)現(xiàn)，采用設(shè)備線夾的角度為60°時(shí)，底部夾角過(guò)小會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)線“反彎”的特殊情況，導(dǎo)致端子的受力增加；相反地，若底角夾角較大，那么端子的受力就會(huì)相對(duì)減少并保持穩(wěn)定?！胺磸潯睜顟B(tài)的出現(xiàn)導(dǎo)致水平力Fx的波動(dòng)且受力比穩(wěn)定狀態(tài)下的大。但是，隨著導(dǎo)線端子距離的增長(zhǎng)，不穩(wěn)定狀態(tài)會(huì)減輕甚至完全消退。Fx隨間距l(xiāng)變化關(guān)系如圖5所示。

圖5 Fx隨間距l(xiāng)變化Fig.5 Fx changes with spacing l

根據(jù)分析結(jié)果擬合的函數(shù)為

式中斜率kx是導(dǎo)線在x方向上的剛度，根據(jù)擬合結(jié)果取80.21 N/m；此時(shí)截距F0，x是當(dāng)端子間隔為0時(shí)，下懸掛點(diǎn)采用了設(shè)備線夾角度為60°時(shí)x方向上的力，根據(jù)擬合結(jié)果取-33.23 N。

為了驗(yàn)證該擬合公式在不同高度差情況下的精確度，開(kāi)展導(dǎo)線端子在不同高差條件下的數(shù)值模擬分析，用數(shù)值模擬結(jié)果與擬合公式計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析，并計(jì)算兩種方法的相對(duì)誤差。研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)值模擬結(jié)果與擬合公式結(jié)果的誤差基本在-15%～5%之間，大部分結(jié)果的相差-10%～5%范圍內(nèi)，該誤差范圍是可接受的。且由于大部分誤差為負(fù)值說(shuō)明了該擬合公式計(jì)算的結(jié)果偏安全的。

數(shù)值模擬還分析了導(dǎo)線上懸掛點(diǎn)垂直方向的力F1y，數(shù)值計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6 F1y隨高差h變化Fig.6 F1y changes with height difference h

根據(jù)圖中的數(shù)值分析結(jié)果擬合曲線，得到擬合曲線的表達(dá)式為

式中斜率k1y是導(dǎo)線在y方向上的剛度，根據(jù)擬合結(jié)果取90.24 N/m；截距F0，1y是當(dāng)端子高差為0 時(shí)，上懸掛點(diǎn)受到y(tǒng)方向上的力，根據(jù)擬合結(jié)果取-64.2 N。

基于同樣的分析方法，開(kāi)展了導(dǎo)線在z軸上的力學(xué)分析。由圖7可得，隨著導(dǎo)線兩個(gè)端子高差的增加，F(xiàn)1z(F2z)呈線性上升趨勢(shì)；隨著導(dǎo)線端子距離的增加，F(xiàn)1z(F2z)隨之增加，但是增幅較小。此外，上懸掛點(diǎn)受到z向的力始終大于下懸掛點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，參數(shù)F1z/F2z處于大于1 的特定區(qū)間上。因?yàn)閰?shù)F1z/F2z變動(dòng)的區(qū)間較小，計(jì)算其均值以后，可以取1.12 作為參考值以確保安全性。所以，F(xiàn)1z、F2z的計(jì)算方法為

圖7 F1y隨高差h變化（穩(wěn)定值）Fig.7 F1y changes with height difference h (stable value)

其中系數(shù)1.1 是根據(jù)工程實(shí)際需求而增設(shè)的安全系數(shù)。為了防止由于數(shù)據(jù)偏差導(dǎo)致的安全冗余度不夠，將荷載增大10%以便使得計(jì)算結(jié)果更加安全。

分析導(dǎo)線的設(shè)備線夾角度為60°時(shí)，端子所受彎矩M1x、M1z、M2x、M2y和M2z的結(jié)果見(jiàn)圖8。不但研究短導(dǎo)線端部彎矩隨高差的變化特征，同時(shí)也分析了不同水平間距對(duì)導(dǎo)線彎矩的影響。對(duì)于較大的水平間距工況下，其所取的高差范圍也相應(yīng)增大。

圖8 z方向端部受力隨高差變化Fig.8 The force at the end of the z-direction varies with the height difference h

圖9 可知，M1x、M2x和M2y這3 個(gè)參數(shù)的變化趨勢(shì)隨高差呈線性變化特征，受到水平距離的影響不大。基于此，用前述方法進(jìn)行擬合。對(duì)于特定的間隔，彎矩M1z隨著導(dǎo)線高度差達(dá)到一定值后就幾乎保持恒定。彎矩M2z同時(shí)受到水平間隔距離和高度差異的雙重影響，若僅對(duì)同一間距分析，彎矩M2z隨著高差的變化趨勢(shì)近似于線性變化。此外，不同導(dǎo)線懸掛點(diǎn)間距下得出的M2z-h曲線基本保持平行。

圖9 60°設(shè)備線夾彎矩計(jì)算結(jié)果Fig.9 Calculation results of bending moment of 60° equipment clamp

基于上述參數(shù)分析結(jié)果，可總結(jié)出彎矩計(jì)算公式（14），從實(shí)際工程的應(yīng)用角度考慮，為使結(jié)果偏安全特將擬合結(jié)果放大5%。

其中

彎矩M1z穩(wěn)定后受高差變化的影響不大，如圖10所示。

圖10 彎矩與間距變化關(guān)系Fig.10 Relationship between bending moment and spacing variation

由圖10 可知，M1z隨水平間距呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。因此，該彎矩的計(jì)算公式為

其中k1z=-9.06 N，M0，1z=-3.84 N·m.

依據(jù)M2z受水平距離和高度差異的變化特性，對(duì)不同水平間距下的模擬結(jié)果擬合，得到擬合方程的斜率和截距，具體結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同水平間距下彎矩M2z計(jì)算公式的擬合參數(shù)Table 1 Fitting parameters of the calculation formula of bending moment M2z at different horizontal spacing

研究發(fā)現(xiàn)，斜率受水平間距變化的影響較小，擬合公式中取斜率平均值。截距與水平間距呈線性變化關(guān)系，可得彎矩M2z的計(jì)算公式

其中k2zh=6.38 N，k2zl=12.57 N，M0，2z=-7.89 N·m 。

3 不同型號(hào)導(dǎo)線受力性能分析

為比較各種類型導(dǎo)線的受力特性，對(duì)剛度最高的NRLH58J-1440 型導(dǎo)線開(kāi)展研究。通過(guò)以下幾種不同間距和不同高差的應(yīng)用場(chǎng)景為例，分析該類型導(dǎo)線端部在空間分布狀態(tài)下所受的約束作用特征，具體工況序號(hào)見(jiàn)圖11。

圖11 NRLH58J-1440型導(dǎo)線的空間布局特征及工況編號(hào)Fig.11 Spatial distribution characteristics and model number of the NRLH58J-1440 transmission lines

導(dǎo)線端子在z方向所受力的結(jié)果見(jiàn)表2，表2中詳細(xì)列出了F1z和F2z的計(jì)算值。導(dǎo)線端子其他幾個(gè)自由度上的力及力矩結(jié)果見(jiàn)表3，表3 中的參數(shù)是在相同工況下，其他自由度上約束力與LGJ-500/45 型導(dǎo)線端子的約束力的比值。

表2 z方向?qū)Ь€端子所受的約束作用Table 2 Constraints on wire ends in the z direction

表3 其他方向所受的約束作用Table 3 Constraints on wire ends in other directions

由表3 可知，F(xiàn)1z/F2z的變化相對(duì)較小，均值為1.16。與LGJ-500/45 型導(dǎo)線的計(jì)算結(jié)果1.12 相比，兩者差異較小?；谇笆龇治鲞^(guò)程中荷載放大了10%，因此導(dǎo)線兩個(gè)端子在z方向所受力的比值可取1.12～1.16 中的任意值。其他分析方法與前述一致。

由表3 可知，在不同工況下導(dǎo)線端子所受的F1x與M2z計(jì)算值變動(dòng)較大。其他的作用力或力矩的計(jì)算結(jié)果在不同工況組下較穩(wěn)定，所以采用這些力學(xué)參數(shù)的均值進(jìn)行分析。F1x隨著水平間隔距離的增加而增加，為了安全考慮取2.0 作為安全系數(shù)進(jìn)行分析。除了彎矩M2z以外，分析其余的力學(xué)參數(shù)時(shí)應(yīng)按照表4的比值系數(shù)。

表4 建議倍數(shù)值Table 4 Unequal height difference situation

由表4 可知，M2z的比值系數(shù)變化較大。對(duì)NRLH58J-1440 和LGJ-500/45 兩種導(dǎo)線在同樣條件下分析時(shí)，建議采用以下步驟完成計(jì)算：① 計(jì)算LGJ-500/45 型導(dǎo)線在相同的水平間距-豎直高差工況下的和；② 根據(jù)前文分析結(jié)果，取M1z=；③ 比較M1z和的兩者大小，若兩者差值較?。ū热鐑烧邽橥粩?shù)量級(jí)級(jí)），則取|M2z| = 2|M1z|；④ 若M1z和的值相差較大，則取|M2z| = |M1z|；⑤ 由于很難判定M2z的正負(fù)號(hào)，則分別把|M2z|和-|M2z|依次加載于線夾上進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)兩者的分析結(jié)果確定最不利荷載值。

4 短導(dǎo)線端部受力設(shè)計(jì)建議

根據(jù)上述研究結(jié)果，針對(duì)特高壓短導(dǎo)線兩側(cè)端子不等高情況時(shí)提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)參考建議如下：

1）應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線上下懸掛點(diǎn)的空間位置進(jìn)行線夾選擇。

如果懸掛點(diǎn)之間的水平距離為l，豎直高度差為h，則下部線夾與水平面的夾角應(yīng)符合以下條件：

需要特別強(qiáng)調(diào)，此處不宜使tanα≈h/l。若需要采用線夾角度為60°時(shí)，參數(shù)arctan(h/l)不應(yīng)超過(guò)53°。

2）導(dǎo)線兩端懸掛點(diǎn)的水平間距不宜過(guò)大。

當(dāng)導(dǎo)線兩端的水平間隔過(guò)大或過(guò)小時(shí)，容易發(fā)生“反彎”的特殊情況。為防止這種情況出現(xiàn)，導(dǎo)線的水平間距與高差應(yīng)滿足關(guān)系：h≥l。若因線路布局限制不能滿足該條件時(shí)，則可考慮在導(dǎo)線跨中設(shè)置一個(gè)支架把原導(dǎo)線分為兩個(gè)更短的短導(dǎo)線。

5 結(jié) 論

通過(guò)研究不同高度差異下特高壓短導(dǎo)線的力學(xué)特性，得出以下結(jié)論：

1）根據(jù)導(dǎo)線端子不通影響參數(shù)下的受力特點(diǎn)，建立的不等高差短導(dǎo)線端子受力分析模型具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。研究發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線端部受力狀態(tài)不只是與外部環(huán)境荷載有關(guān)，還與導(dǎo)線的水平間距、豎直高度差異、導(dǎo)線類型以及導(dǎo)線端部所選擇線夾角度等因素密切相關(guān)。

2）導(dǎo)線端子所受的大部分約束反力隨著兩掛線點(diǎn)水平間距的增加而增加。然而，有些自由度上個(gè)別作用力（或彎矩）僅與導(dǎo)線兩端的水平距離或豎直高差中的一個(gè)因素相關(guān)，受另一個(gè)因素的影響較小；而對(duì)于另外一些情況，端子上的個(gè)別約束力則同時(shí)受水平間距和豎直高差的共同影響。

3）當(dāng)導(dǎo)線兩端的空間布局為不等高度差時(shí)，若空間位置布局不當(dāng)或選用不合適的線夾可能導(dǎo)致“反彎”問(wèn)題的發(fā)生。該特殊狀況下，導(dǎo)線端部所受的約束反力將急劇增加或者出現(xiàn)約束反力的數(shù)值處于不斷變化的狀態(tài)。因此，在工程中建議更改懸掛點(diǎn)的空間位置或是選用適當(dāng)?shù)木€夾裝置來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題。