Механический Расчет Проводов
3.1 Расчет ветровых и гололедных нагрузок Для обеспечения надежной работы ВЛ в естественных условиях необходимо учитывать скорость ветра, гололедно-изморозевые отложения и температуры воздуха в районе, где проходит трасса ВЛ. Для определения нагрузок на элементы ВЛ, согласно ПУЭ, принимаются наиболее неблагоприятные сочетания климатических условий, наблюдаемых не реже одного раза в пять лет для линий напряжением до 3 кВ, одного раза в 10 лет для линий напряжением 6-330 кВ и одного раза в 15 лет для линий напряжением 500 кВ и выше. Увеличение периодов повторяемости с ростом напряжения ВЛ объясняется большей ответственностью линий более высокого напряжения.
Механический расчёт. На сайте LineCross нашел пример механического расчёта проводов. Механический расчет проводов при нормальных режимах работы линий. Воздушные линии по ПУЭ делятся на три класса. К конструкциям класса I, питающим обширные и мощные нагрузки, предъявляются наиболее строгие требования, обеспечивающие высокую надежность электроснабжения.
Расстояние от проводов (или троса) до земли меняется по длине пролета. Поэтому в расчетах используется понятие высоты приведенного центра тяжести проводов (или троса) -. Величина, м, определяется по формуле:, (3.1) где – средняя высота подвеса проводов (или троса) на опоре, м; - допустимая стрела провеса провода (или троса), м.
Значение, м, для проводов определяется по формуле:, где - расстояние от земли до i-й траверсы опоры, м; m – количество проводов на опоре; - длина гирлянды изоляторов, м. Для предварительных расчетов длины гирлянд изоляторов могут быть приняты следующими: для ВЛ 35 кВ – 0,6 м; для ВЛ 110 кВ – 1,3 м; для ВЛ 220 кВ – 2,4 м. Значение для троса определяется высотой подвеса троса:, где h 2, h 3, h 1 - расстояния по рисунку В1 приложения, м; n – число цепей. Допустимая стрела провеса провода, м, определяется по формуле:, (3.2) где h 2 – расстояние от земли до нижней траверсы, м; - длина гирлянды изоляторов, м; Г – габаритный размер, м, значения габаритного размера приведены в табл. Допустимая стрела провеса троса, м, определяется по формуле:, (3.3) где z – наименьшее допустимое расстояние по вертикали между проводом и тросом в середине пролета, м. Расстояние z определяется ПУЭ в зависимости от расчетной длины пролета (табл. Промежуточные значения определяются путем линейной интерполяции.
Таблица 3.1 Длина пролета, м Расстояние z, м 2,0 3,2 4,0 5,5 7,0 8,5 10,0 При определении ветровых нагрузок на провода и тросы ВЛ принято использовать не скорость ветра V, а скоростной напор ветра, который определяется по формуле:. Скоростной напор ветра представляет собой давление воздуха, движущегося со скоростью V, на один квадратный метр. По величине скоростного напора ветра вся территория бывшего СССР разделена на семь ветровых районов.
Для каждого из них в ПУЭ указаны нормативные значения скоростного напора на высоте 15 м от поверхности земли (табл. Таблица 3.2 Район по ветру Нормативное значение q, даН/м 2, при повторяемости Поскольку скорость ветра увеличивается с увеличением высоты, то для м значения берутся непосредственно из табл. При м вводится поправочный коэффициент. Значения этого коэффициента приведены в ПУЭ и табл.
1 раз в 5 лет 1 раз в 10 лет Таблица 3.3 Высота, м до 15 350 и выше Коэффициент 1,0 1,25 1,55 1,75 2,1 2,6 3,1 Таким образом, максимальное значение скоростного напора ветра определяется так:, (3.4) где – нормативный скоростной напор ветра из табл. Отложения гололеда, изморози и мокрого снега на проводах и тросах ВЛ имеют различную форму (рис.
Эти отложения регистрируются на метеостанциях, взвешиваются и приводятся к эквивалентной массе гололеда круглой цилиндрической формы с плотностью 900 кг/м 3 (рис. Толщина стенки С этого цилиндра является исходной величиной для определения интенсивности гололедообразования в данном районе. По толщине стенки гололеда вся территория бывшего СССР разделена на четыре района и особый район.
В ПУЭ и табл. 3.4 приведены значения нормативной толщины стенки гололеда С для различных районов. Таблица 3.4 Район по гололеду Нормативное значение С, мм, при повторяемости Для м значения С берутся непосредственно из табл. При м вводятся поправочные коэффициенты на высоту (табл. 3.5) и диаметр провода (или троса) (табл. 1 раз в 5 лет 1 раз в 10 лет особый 20 и более более 22 Таблица 3.5 Высота h ПР, м до 25 Коэффициент k Г1 1,0 1,4 1,6 1,8 2,0 3,0 Таблица 3.6 Диаметр провода (или троса) d, мм Коэффициент k Г2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 Таким образом, максимальное значение толщины стенки гололеда при м определяется так:.
(3.5) Для определения значений, из соответствующих таблиц используется метод линейной интерполяции. Температура окружающей среды сказывается на работе ВЛ путем прямого влияния на степень натяжения и провисания проводов и тросов. Рассмотрим, как определяются удельные нагрузки. Удельная нагрузка от собственного веса провода (троса) - (рис. 3.2)., (3.6) где – вес одного метра провода или троса, даН; F – фактическое сечение провода или троса, мм 2.
Значения для проводов и тросов приводятся в приложениях А и Б. Удельная нагрузка от веса гололеда определяется исходя из условия, что гололедные отложения имеют цилиндрическую форму плотностью:, (3.7) где – толщина стенки гололеда, мм; d – диаметр провода или троса, мм; F – фактическое сечение провода или троса, мм 2. Удельная нагрузка от собственного веса провода (троса) и веса гололеда - (рис. Удельная нагрузка от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу, при отсутствии гололеда - (рис. 3.5):, (3.9) Рис.
Где – скоростной напор ветра,; – коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку (табл. 3.7); – коэффициент, учитывающий неравномерность скоростного напора ветра по пролету (табл. 3.8); – коэффициент лобового сопротивления, равный 1,1 – для проводов диаметром 20 мм и более, свободных от гололеда; 1,2 – для всех проводов, покрытых гололедом, и для проводов диаметром меньше 20 мм, свободных от гололеда. Удельная нагрузка от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу, при наличии гололеда - (рис.
3.6):, (3.10) где - для районов с толщиной стенки гололеда до Рис. 3.6 15 мм;, но не менее 14 - для районов с толщиной стенки гололеда более 15 мм. При определении значение коэффициента берется из табл. 3.8 для скоростного напора.
Механический Расчет Проводов И Тросов
Бошнякович Механический Расчет Проводов И Тросов Лэп
Удельная нагрузка от давления ветра и веса провода (или троса) без гололеда - (рис. Удельная нагрузка от давления ветра и веса провода (или троса), покрытого гололедом - (рис. 3.8 Таблица 3.7 Длина пролета, м до 50 250 и более Коэффициент 1,2 1,1 1,05 1,0 Таблица 3.8 Скоростной напор ветра, даН/м 2 до 27 76 и выше Коэффициент 1,0 0,85 0,75 0,7 3.3 Расчетные климатические условия При расчетах проводов и тросов ВЛ на механическую прочность необходимо определять напряжения в проводах (тросах) и стрелы провесов при всех возможных эксплуатационных сочетаниях климатических условий.