[发明专利]综合管廊电力舱室线路正弦形敷设直角三角形排列时支架布置方法

权利要求书

1.一种综合管廊电力舱室线路正弦形敷设直角三角形排列时支架布置方法，高压线路通过支架托臂敷设在电力舱室的支架立柱上，高压线路采用竖向正弦形铺设，且三根高压线路截面成直角三角形排列，每根高压线路均为单芯电缆，其特征在于：它包括以下步骤：

拉力限值分析，确定B_min：

$F=-\frac{8E_I}{B^2}\frac{\mathrm{\Φ}\mathrm{\θ}}{2}-\frac{8E_I}{{(B+n)}^2}\frac{\mathrm{\Φ}\mathrm{\θ}}{2}-\frac{{\mathrm{\μWL}}^2}{2(B+n)}x0.8---\left(1\right),$

$n=\sqrt{B^2+1.6{\mathrm{\Φ\θL}}^2}-B---\left(2\right),$

$L=\left(\underset{0}{\overset{2\mathrm{\π}}{\∫}}\sqrt{1+{(B+n)}^2{\cos }^{2}x}dx\right)x{10}^{-6}---\left(3\right),$

在满足线路拉力F≤6kN的条件下，根据式(1)、(2)、(3)得出线路正弦形幅值的允许最小值B_min；式中，E_I为线路抗弯刚性，单位为N·mm²；B为线路正弦形幅值，单位为mm；Φ为线路膨胀指数，单位为1/℃；θ为线路芯线的温度，单位为℃；n为当线路温度发生变化时线路的侧向位移，单位为mm；μ为线路摩擦因数，无量纲；W为线路单位重力，单位为N/mm；L为线路正弦形波长的一半，单位为mm；x为相位角；

感应电压分析，确定B_max：

E_s＝l·(E_so1∨E_so2)(4)，

对于E_so分为边相E_so1和中间相E_so2两种情况，

E_so1＝IX_s(5)，

$E_{so2}=\frac{I}{2}\sqrt{3Y^2+{(X_s-\frac{a}{2})}^2}---\left(6\right),$

a＝(2ωIn2)x10^-4(7)，

$Y=X_s+\frac{a}{2}---\left(8\right),$

$X_s=\left(2\mathrm{\ω}In\frac{S}{r}\right)x{10}^{-4}---\left(9\right),$

l＝NLx10^-6(10)，

ω＝2πf(11)，

式中，E_s为感应电压，单位为V；l为线路金属层的通路上的部位与其接地处的距离，单位为km；E_so为单位长度的感应电压，单位为V/km，其中E_so1为边相单位长度的感应电压，E_so2为中间相单位长度的感应电压；I为线路导体正常工作电流，单位为安培；X_s为线路的单位长度电阻，单位为Ω/km；Y和a为中间变量，单位为Ω/km；ω为角速度，单位为rad/s；f为工作频率，单位为Hz；S为相邻单芯线路之间中心距，单位为m；r为待求情况下的高压线路比载，单位为N/(m·mm²)；N为正弦形波长的个数，无量纲；

对于边相，E_so1由式(4)、(5)、(9)、(10)、(11)、(2)、(3)得出，在满足边相单位长度的感应电压E_s1≤50V的条件下，得出线路正弦形幅值的最大值B₁；对于中间相，E_so2由式(4)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)、(2)、(3)得出，在满足中间相单位长度的感应电压E_s2≤50V的条件下，得出线路正弦形幅值的最大值B₂；取B₁与B₂中的小者为直角形敷设时线路正弦形幅值B的允许最大值B_max；

确定所述的支架托臂的宽度C和支架立柱的间距即线路正弦形波长的一半L：

C＝2D+2B+n(12)，

B_min≤B≤B_max(13)，

综合式(2)、(3)、(12)、(13)，得出支架托臂宽度C和支架立柱的间距L的取值范围；式中，D为高压线路的外直径，单位为mm。