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750kV紧凑型线路相间间隔棒力学分析与计算
引言
随着科技的不断发展和电力行业的快速发展，高压输电线路也不断发展。最近几十年，我国高压电力输送技术发展日新月异，输电电压从110千伏、220千伏逐步提高到330千伏、500千伏，而且在技术革新的基础上，高压电力输送技术还向不断提高电压水平的方向发展。750kV紧凑型线路也是其中之一。在设计和施工过程中，相间间隔棒是重要的结构部件之一。本文着重分析了750kV紧凑型线路相间间隔棒的力学特性，并结合实际工程案例，对该部件进行力学分析与计算。
一、750kV紧凑型线路简介
750kV紧凑型输电线路是目前国内电力行业中输电线路技术中比较新颖的一种。它采用了紧凑型线路结构，使线路的安装的重量、所需铁塔的数量都得到了很好的优化，达到了较好的节能和环保效果。而且紧凑型线路所占用的地皮和空间也比常规型线路更小，这在城市建设中会起到很大的作用。750kV紧凑型线路属于高压变电站到变电站的主要电力输送通道，具有电压高、输送量大、经济性好、占地面积小等优点。
二、相间间隔棒的力学特性
相间间隔棒是750kV紧凑型线路中的重要构件之一，它的主要作用是解决电力线路的相间距离问题，避免线路短路和其他事故的发生。相间间隔棒承受的力学作用主要有弯曲、拉伸、扭曲和压缩等，因此在设计中需要考虑力学特性。
1、弯曲
在弯曲作用下，相间间隔棒的主应力在中心面不为零，且弯曲半径较小的地方应力较大。因此，在设计和使用时需要考虑弯曲半径，以确保相间间隔棒不断裂、不疲劳。
2、拉伸
在拉伸作用下，相间间隔棒主要泊松比较小，伸长后截面积的变化较小，应力主要集中在中心。因此，相间间隔棒强度主要由杆体或者横杆确定，而拉伸时连接件不易断裂。
3、扭曲
在扭曲作用下，相间间隔棒主要还是泊松比较小，而应力主要集中在杆体表面。因此，在设计时需要考虑扭曲强度，防止相间间隔棒的扭曲导致杆体表面的裂纹和损伤。
4、压缩
在压缩作用下，相间间隔棒主要由于挤压而变形，应力主要集中在杆体表面。压缩比较容易引起相间间隔棒歪斜、侧向弯曲和压缩变形等问题，因此需要设计合理的支撑结构，保证相间间隔棒不受过大的压缩力。
三、相间间隔棒的综合力学分析与计算
相间间隔棒力学分析和计算，需要根据具体的工程实践，针对不同的设计参数和工件特性进行分析。在进行分析前，需要了解相间间隔棒的主要参数和设计要求。
1、相间间隔棒的主要参数
相间间隔棒的主要参数包括：长度、直径、壁厚、材料的弹性模量、泊松比、密度、拉伸强度、弯曲强度、扭曲强度和压缩强度等。
2、相间间隔棒的主要设计要求
相间间隔棒的主要设计要求包括：满足电力线路的尺寸和间距，保证相间隔离距离符合标准，强度和刚度满足要求，材料的选择和防腐处理等。
在进行综合力学分析和计算时需要考虑以上要求和参数。
四、实际工程案例
相间间隔棒的力学分析和计算涉及到实际工程应用。下面，我们以某750kV紧凑型输电线路的相间间隔棒为例，进行分析和计算。
1、设计方案
在本工程中，相间间隔棒采用1060铝合金制成，壁厚为6毫米，直径为150毫米，长度为4200毫米。相间间距离为21米，塔高为65米。
2、设计要求
根据设计图纸和现场要求，设计要求如下：
1)相间间隔棒应能满足电力线路的要求，保证相间隔离距离不小于标准。
2)相间间隔棒的重量不得超过标准要求，应尽量减小对塔的荷载。
3)相间间隔棒的强度和刚度满足要求，可承受弯曲、拉伸、扭曲和压缩等多种力学作用。
4)相间间隔棒材料应选择合适的铝合金，在防腐处理上应进行喷涂或者电泳处理。
3、力学分析与计算
根据相间间隔棒的设计方案和设计要求，进行力学分析与计算。
1)弯曲计算
在弯曲作用下，相间间隔棒应力计算公式如下：
σ=My/I
其中，σ为相间间隔棒所受应力，单位为N/m2；M为所受弯矩，单位为N·m；y为杆截面重心距离中心面的距离，单位为厘米；I为杆截面的惯性矩，单位为cm4。
按照标准要求，相间间距为21m，设计要求弯曲强度为500Mpa，长度为4.2m，直径为15cm，壁厚为6mm。根据上述公式计算得到，相间间隔棒在弯曲作用下所受应力为144Mpa，远小于弯曲强度标准要求。因此，相间间隔棒在弯曲时不会发生破裂或者裂缝。
2)压缩计算
在压缩作用下，相间间隔棒的应力公式如下：
σ=N/A
其中，σ为所受压应力，N为所受压力，A为杆截面的面积。
按照标准要求，相间间隔棒长4.2米，直径为15cm，壁厚为6mm，设计要求压缩强度应在500Mpa以上。根据上述公式计算，可得到相间间隔棒所受压力为17392N，压应力为414Mpa，符合标准要求。
3)扭曲计算
在扭曲作用下，相间间隔棒的应力公式如下：
τ=TSh/4I
其中，τ为剪应力；T为所受扭转力，S为杆截面上距离中心轴线最远点的距