Sag in einer Stromleitung: Was ist das? (Und wie berechnet man es)
Was ist der Durchhang in einer Freileitung?
In einer Freileitung wird der Durchhang als die vertikale Differenz zwischen den Unterstützungspunkten (in der Regel Freileitungsmasten) und dem tiefsten Punkt des Leiters definiert. Die Berechnung von Durchhang und Spannung in einer Freileitung hängt von der Spannweite des Freileiters ab.
Eine Spannweite mit gleich hohen Unterstützungspunkten (d.h. Masten gleicher Höhe) wird als gleich hohe Spannweite bezeichnet. Im Gegensatz dazu wird eine Spannweite mit unterschiedlichen Höhen der Unterstützungspunkte als ungleich hohe Spannweite bezeichnet.
Betrachten wir einen Freileiterleiter AOB, der frei zwischen gleich hohen Unterstützungspunkten A und B (gleiche Spannweite) aufgehängt ist. Die Form des Leiters ist eine Parabel, und der tiefste Punkt des Leiters ist O.
Im obigen Freileiter AOB ist S der Durchhang, wenn er senkrecht gemessen wird.
Warum ist der Durchhang in Freileitern notwendig?
Der Durchhang ist bei der Aufhängung von Freileitern notwendig. Die Leiter werden zwischen zwei Unterstützungspunkten mit dem perfekten Wert des Durchhangs angebracht.
Dies geschiet, um den Leiter vor übermäßiger Spannung zu schützen. Um eine sichere Spannung im Leiter zuzulassen, werden die Leiter nicht vollständig gespannt, sondern sie werden es erlaubt, durchzuhängen.
Wenn der Leiter während der Installation vollständig gespannt wird, übt der Wind Druck auf den Leiter aus, wodurch der Leiter die Möglichkeit hat, zu brechen oder sich von seiner Endstütze zu lösen. Daher wird Durchhang bei der Leiteraufhängung zugelassen.
Einige wichtige Punkte:
Wenn die gleichen beiden Stützen den Leiter halten, entsteht in dem Leiter eine gebogene Form. Der Durchhang ist sehr klein im Vergleich zur Spannweite des Leiters.
Die Durchhang-Kurve ist parabolisch.
Die Spannung in jedem Punkt des Leiters wirkt immer tangential.
Auch die horizontale Komponente der Spannung des Leiters bleibt über die gesamte Länge des Leiters konstant.
Die Spannung an den Stützen ist nahezu gleich der Spannung an jedem Punkt des Leiters.
Wie berechnet man den Durchhang in einer Freileitung?
Bei der Berechnung des Durchhangs in einer Freileitung müssen zwei verschiedene Bedingungen berücksichtigt werden:
Wenn die Stützen auf gleicher Höhe sind
Wenn die Stützen nicht auf gleicher Höhe sind
Die Formel zur Berechnung des Durchhangs ändert sich je nachdem, ob die Stützhöhen (d.h. die Freileitungsmasten, die den Freileiter tragen) auf gleicher Höhe sind.
Berechnung des Durchhangs für Stützen auf gleicher Höhe
Angenommen, AOB ist der Leiter. A und B sind die Stützpunkte. Punkt O ist der tiefste Punkt und der Mittelpunkt.
L = Länge der Spannweite, d.h. AB
w ist das Gewicht pro Längeneinheit des Leiters
T ist die Spannung im Leiter.
Wir haben irgendeinen Punkt auf dem Leiter gewählt, sagen wir Punkt P.
Der Abstand von Punkt P zum tiefsten Punkt O ist x.
y ist die Höhe von Punkt O zu Punkt P.
Gleichsetzung der Momente zweier Kräfte um Punkt O ergibt nach der obigen Abbildung:
Berechnung des Durchhangs für Stützen auf ungleicher Höhe
Angenommen, AOB ist der Leiter, der den Punkt O als den tiefsten Punkt hat.
L ist die Spannweite des Leiters.
h ist die Höhendifferenz zwischen den beiden Stützen.
x1 ist der Abstand der Stütze am tiefer gelegenen Punkt A von O.
x2 ist der Abstand der Stütze am höher gelegenen Punkt B von O.
T ist die Spannung des Leiters.
w ist das Gewicht pro Längeneinheit des Leiters.
Nun,
Nachdem wir also den Wert von x1 und x2 berechnet haben, können wir leicht den Wert von S1 und S2 herausfinden.
Die obige Formel wird verwendet, um den Durchhang zu berechnen, wenn der Leiter in ruhender Luft und bei normaler Umgebungstemperatur ist. Daher ist das Gewicht des Leiters sein eigenes Gewicht.
