Нагрузка от собственного веса провода

Для того, чтобы оценить ресурс, необходимо авторизоваться.

Учебное пособие соответствует требованиям государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированных специалистов 650900 — электроэнергетика, специальность 100400 — электроснабжение (по отраслям). Содержание учебного пособия включает в себя основные сведения о конструктивном исполнении воздушных и кабельных линий электропередачи, токопроводов и электропроводок, общие сведения об оборудовании, типах и схемах трансформаторных подстанций, а также основы механического расчета воздушных линий электропередачи и шинных конструкций.

Лабораторная работа № 4 — Определение механических нагрузок на провода

Скачивание файла

Введите число с картинки:

Лабораторная работа № 4

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА ПРОВОДА»

Цель работы: Научится определять нагрузки, действующие на провода воздушных линий электропередачи.

Воздушные линии, находящиеся на открытом воздухе, помимо основной нагрузки — веса проводов, подвергаются еще и значительным дополнительным нагрузкам от давления ветра, веса гололеда, образующегося на проводах, и др.

Воздушная линия должна быть достаточно прочной, чтобы выдержать механические нагрузки. Для надежной работы проводов, опор и других конструктивных элементов проводят расчеты механической прочности линии, или механический расчет.

На провода воздушных электрических линий действуют вертикальные нагрузки (собственный вес провода, вес образовавшегося на проводе гололеда) и горизонтальные нагрузки (давление ветра). При учете этих нагрузок делают некоторые допущения: предполагают равномерное распределение нагрузок по длине провода, нагрузки принимают статическими, то есть неизменными по значению.

Под действием механических нагрузок в материале провода появляются механические напряжения на растяжение. На их значение влияют также напряжения, которые возникают в проводе при уменьшении его длины, с понижением температуры.

Таким образом, для определения нагрузок на провода и механических напряжений в материале проводов необходимо знать климатические условия в районе сооружения линии (толщину слоя гололеда, скорость ветра, максимальную, минимальную и среднюю температуры).

Наибольшие нормативные значения толщины стенки гололеда и скоростного напора ветра ( v 2 /1,6, где v — скорость ветра, м/с) для всех линий напряжением свыше 1 кВ определяют, исходя из повторяемости один раз в 10 лет, а для линий 3 кВ и ниже — один раз в 5 лет.

Расчетные температуры воздуха принимают по данным фактических наблюдений независимо от напряжения воздушной линии и округляют до значений, кратных пяти.

Территория России разделена на пять районов, которые отличаются толщиной стенки гололеда (табл.1). Чтобы определить, к какому району относится данная местность, следует пользоваться специальными картами.

По скоростным напорам ветра территория России разделена на семь районов (табл. 2). Мордовия относится к II району, как по толщине стенки гололеда, так и по скоростному напору ветра. В таблице 2 в скобках даны скорости ветра, соответствующие приведенным в ней скоростным напорам.

Механические нагрузки на провода принято определять в единицах силы на единицу сечения и единицу длины провода, то есть Н/(мм 2  м), или МПа/м. Их называют удельными механическими нагрузками.

Собственный вес провода — g 1 .

Удельные нагрузки от собственного веса провода зависят только от материала, из которого сделан провод, и не зависят от его сечения. В самом деле удельная нагрузка [Н/(м  мм 2 )] от собственного веса

Механические расчеты — Электрические сети энергоемких предприятий

Глава четвертая МЕХАНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ СЕТЕЙ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Надежность электроснабжения потребителей электроэнергии во многом зависит от механической прочности всех конструктивных элементов установок для канализации электроэнергии (линий электропередачи, подстанций, токопроводов и т. д.). В свою очередь провода и тросы воздушных линий, токоведущие шины токопроводов и подстанций, их технические характеристики и действующие на них в процессе эксплуатации нагрузки в значительной степени предопределяют конструктивные решения, принимаемые при проектировании и сооружении упомянутых выше сетевых устройств. Целью механического расчета является в конечном счете определение напряжений в материале проводов, тросов и шин при заданных сочетаниях расчетных условий для различных режимов работы (нормальный режим — при необорванных проводах и тросах, аварийный режим — при обрыве части проводов и тросов при расчете ВЛ или режим короткого замыкания при расчете токопроводов и ошиновок открытых подстанций).
Полученные в результате расчета значения механических напряжений в материале токоведущих частей и тросов используются в дальнейшем при решении отдельных частных задач (например, при определении величин стрел провеса проводов и тросов, а также расстояний от проводов до земли или сооружений, для расчета мест установки фиксирующих устройств — распорок на токопроводах, при проектировании защиты от вибрации и т. п.). Объем механического расчета определяется главным образом его целевым назначением, т. е. конечными результативными данными, которые являются необходимыми в каждом конкретном случае для проектирования отдельных конструктивных элементов установки. В отечественной технической литературе, посвященной вопросам проектирования механической части ВЛ и подстанций [Л. 10, 14], достаточно полно изложена теория расчета проводов и тросов, положенная в основу приведенных здесь материалов, цель которых — в элементарной форме и сокращенном объеме дать практические рекомендации по отдельным наиболее часто встречающимся в практике элементам механического расчета проводов, тросов и токоведущих шин.

2. ОСНОВНЫЕ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ВЕЛИЧИНЫ

При выполнении механического расчета проводов и тросов, помимо результатов электрического расчета сети (в части выбора для данной ВЛ марки провода), необходимо располагать также рядом других исходных данных и величин, основными из которых являются:
расчетные климатические условия;
конструктивные данные и физико-механические характеристики проводов и тросов;
нормируемые величины (запас механической прочности проводов и тросов, допускаемые нагрузки на изоляторы и арматуру, минимальные допустимые расстояния от проводов ВЛ до земли и сооружений и т. л.).
Расчетные климатические условия. Все основные элементы воздушных линий электропередачи постоянно подвергаются э процессе эксплуатации непосредственному воздействию различных атмосферных явлений. Поэтому вполне естественно, что климатические условия (ветер, гололед, температура воздуха) в значительной степени определяют конструктивные параметры каждой ВЛ.
Согласно ПУЭ для расчета ВЛ принимаются наиболее невыгодные с точки зрения работы линии сочетания климатических условий, наблюдаемых в данном районе не реже 1 раза в 5 лет (для ВЛ напряжением 35 кВ и ниже) и 1 раза в 10 лет (для ВЛ напряжением 110— 330 кВ).
Данные о климатологии района расположения трассы ВЛ обычно получают путем достаточно продолжительных наблюдений над различного рода атмосферными явлениями на местных метеостанциях, а также в линейных службах энергохозяйств, занимающихся эксплуатацией воздушных линий электропередачи. При этом во всех случаях при определении расчетных климатических условий необходимо руководствоваться соответствующими рекомендациями ПУЭ, в которых приведены карты районирования территории СССР по ветру и гололеду.
Таблица 4-1
Толщина стенки гололеда, мм, на высоте 10 м

Таблица 4-2
Нормативные скоростные напоры ветра QH, кГ/м2, на высоте 10 м

В зависимости от интенсивности гололедоизморозевых образований и величин скоростных напоров ветра ПУЭ различают пять районов СССР по гололеду (табл. 4-1) и семь районов по ветру (табл. 4-2).
Здесь следует отметить, что в соответствии с рекомендациями ПУЭ и «Указаниями по определению гололедных нагрузок» (СН-318-65) данные фактических наблюдений, а также нормативные величины районов СССР по гололеду и ветру должны в каждом случае корректироваться с учетом конкретных условий трассы и конструктивных параметров линии (открытая или застроенная местность, высота подвески проводов на поверхностью земли, их диаметр и т. п.).
Так, расчетные скоростные напоры QMакс в зависимости от высоты расположения проводов или тросов над поверхностью земли кщ, определяются путем умножения нормативного скоростного напора (табл. 4-2) на приведенные коэффициенты.

Величина hnр представляет собой высоту приведенного центра тяжести всех проводов или тросов ВЛ над уровнем земли и определяется по формуле

(4-1)
где hcр — средняя высота крепления проводов или тросов на опоре, м/макс — максимальная стрела провеса провода или троса, м.
В ряде случаев, когда трасса ВЛ защищена от воздействия поперечных ветров (например, в условиях застроенных промышленных площадок), допускается принимать расчетные величины скоростных напоров ветра равными не менее 70% нормативного скоростного напора Qп (табл. 4-2), т. е. QMaKc = 0,7QH. Расчетная толщина стенки гололеда принимается в каждом отдельном случае в зависимости от диаметра проводов или тросов и высоты их расположения над поверхностью земли с учетом поправочных коэффициентов на нормативные величины (см. табл. 4-1), приведенных ниже.
Величины поправочных коэффициентов для промежуточных значений диаметра проводов и тросов или высот расположения их над поверхностью земли определяются линейной интерполяцией, при этом расчетная толщина стенки гололеда округляется до целого числа.

Смотрите так же:  Как прозвонить тестером провода

В качестве расчетных температур при выполнении механического расчета принимаются как фактические их значения по данным многолетних наблюдений (высшая t+, низшая /_ и среднегодовая t3), так и условные (нормируемые) значения, принимаемые в качестве наиболее вероятных для различных режимов работы ВЛ (например, в гололедном режиме или при максимальном скоростном напоре ветра t=—5° С или t— —10° С при гс:—5° С; в монтажном режиме t——15° С; при атмосферных перенапряжениях £=+Т5°С и т. д.). Действующими ПУЭ рекомендованы следующие расчетные сочетания климатических условий, которые следует принимать при расчете проводов и тросов ВЛ:

  1. Режим максимальной стрелы провеса f

макс тер и гололед отсутствуют или tf = —f-5° С при гололеде и отсутствии ветра.

  1. Режим максимальных напряжений в материале проводов и тросов стмакс: i-, ветер и гололед отсутствуют или t = —5°С (t= — KFC при —5°С) при гололеде и скоростном напоре ветра 0,25QMaKc-
  2. Режим максимальных ветровых нагрузок: t=—5° С (t=—10° С при tgz—5° С), скоростной напор ветра Омакс, гололед отсутствует.
  3. Среднеэксплуатационный режим: t3, ветер и гололед отсутствуют.
  4. Режим атмосферных перенапряжений: /= + 15° С, скоростной напор ветра 6,25 кГ/мг, гололед отсутствует.
  5. Режим внутренних перенапряжений: t3, скоростной напор ветра 0,27QMaKc, гололед отсутствует.

7. Монтажный режим: t— —15° С, скоростной напор ветра 6,25 кГ/м2, гололед отсутствует.
Приведенный выше перечень расчетных режимов принимается в целом при выполнении так называемых систематических расчетов проводов и тросов, результаты которых используются, как правило, лишь при проектировании типовых опорных конструкций и других конструктивных узлов ВЛ. При конкретном проектировании с использованием типовых унифицированных конструкций при расчете проводов и тросов ограничиваются обычно только теми режимами, для расчетных условий которых проверка работы проводов и тросов в данном случае является необходимой.
Физико-механические характеристики проводов и тросов. Расчет проводов и тросов по прочности выполняется с учетом их конструктивных данных и физико-механических характеристик. Конструктивные данные проводов и тросов, применяемых обычно на ВЛ энергоемких предприятий, приведены в гл. 2 (см. табл. 2-1), а их основные физико-механические характеристики — в табл. 4-3.
Таблица 4-3
Физико-механические характеристики проводов и тросов

Примечание. В скобках указаны данные для проводов АСК„ ACK.0 в АСКУ.
При этом следует отметить, что для отдельных групп сталеалюминиевых проводов значения, модуля упругости Е и температурного коэффициента линейного расширения а приняты усредненными, так как для этих групп проводов указанные величины различаются весьма незначительно (на 0,5—0,7%), а пользование усредненными значениями в определенной степени упрощает расчет и практически не влияет на его результаты. То же относится и к приведенным в таблице значениям удельных нагрузок от собственного веса проводов.
Запас механической прочности проводов и тросов. В целях обеспечения необходимых эксплуатационных показателей сооружаемых ВЛ расчет проводов и тросов выполняется, исходя из нормируемого запаса прочности по отношению к величине временного сопротивления провода или троса разрыву авр. Необходимость введения в расчет запаса прочности определяется известной условностью расчетных климатических условий, принимаемых для расчета в качестве исходных, а также степенью точности самого расчета, в основу которого, как известно, положен ряд условностей и предположений. В зависимости от марки провода или троса максимальное напряжение в их материале в соответствии с действующими ПУЭ в различных режимах работы не должно превышать следующих значений (в процентах к временному сопротивлению разрыву):
алюминиевые провода — 50% при наибольшей внешней нагрузке (ветре и гололеде) или низшей температуре и 30% при среднегодовой температуре;
сталеалюминиевые провода — 42% при наибольшей внешней нагрузке, 37% при низшей температуре и 25% при среднегодовой температуре; стальные тросы — 50% при наибольшей внешней нагрузке или низшей температуре и 35% —при среднегодовой температуре.
Абсолютные значения максимально допустимых напряжений в материале проводов и тросов различных марок приведены в табл. 4-4. При соответствующих техникоэкономических обоснованиях для проводов марки АСУ в районах с интенсивными гололедоизморозевыми образованиями (в IV и особых районах СССР по гололеду) допускается принимать стМакс=0,6аВр. Величины вводятся в расчет как исходные и не могут быть превышены в любом случае. С другой стороны, по соображениям конструктивного характера, изложенным ниже (см. § 4-5 и 4-6), при расчете в ряде случаев применяются значения меньше нормированных, т. е. не используются в полной мере физико-механические свойства проводов.
Однако это обстоятельство не влияет сколько-нибудь существенно на технико-экономические показатели сооружения, поскольку принимаемые для проводов значения позволяют полностью использовать необходимые величины пролетов между опорными конструкциями и, с другой стороны, в определенной степени повысить эксплуатационные показатели сооружения.

3. МЕХАНИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ ПРОВОДОВ И ТРОСОВ

Провода и тросы воздушных линий в процессе эксплуатации периодически подвергаются воздействию внешних нагрузок от давления ветра (горизонтальные нагрузки), образующегося на них гололеда (вертикальные нагрузки) и одновременно от обоих (суммарные нагрузки). Эти нагрузки во многом определяют величины механических напряжений, возникающих в материале проводов и тросов, и поэтому механический расчет производится с учетом подобных дополнительных нагрузок. При этом во всех случаях учитывается также собственный вес провода или троса.
Поскольку методы расчета проводов и тросов аналогичны, в дальнейшем изложении все сказанное о проводах относится также к тросам. Определение механических нагрузок проводов производится на основе принятых для данной линии расчетных климатических условий (см. § 4-2) и конструктивных данных проводов (см. табл. 2-1). Все виды внешних дополнительных нагрузок вводятся в расчет, как правило, в виде удельных (приведенных) значений, отнесенных к 1 м длины провода и 1 мм2 его поперечного сечения (кГ/м- мм2). Обычно для решения отдельных задач механического расчета используются семь следующих основных величин горизонтальных (ветровых), вертикальных (весовых) и суммарных нагрузок, краткие характеристики и расчетные формулы для которых приведены ниже.
Нагрузка от собственного веса. Величина нагрузки от собственного веса зависит только от материала провода и его конструктивных параметров, и поэтому удельное значение ее может быть определено по формуле
(4-2)
где G — вес 1 пог. м провода, кг/м; F—площадь поперечного сечения провода, мм2.

Максимально допускаемые напряжения в материале проводов (тросов) в целом омаке, кГ/мм2

Смотрите так же:  Что представляет собой узо

Расчёт провода на механическую прочность АС-70/11

Определение удельных нагрузок

Провода и тросы воздушных линий испытывают действия механических нагрузок, направленных по вертикали (масса провода и гололеда) и по горизонтали (давление ветра). При механическом расчёте проводов и тросов удобно использовать удельные нагрузки, то есть нагрузки, действующие на один погонный метр повода и приходящие на 1мм 2 площади поперечного сечения провода.

Нагрузка от собственного веса провода

— выбираем из таб. 14. F=11,3 мм 2 ;Fal=68мм 2 ;

G — удельный вес провода , G=274 (кг/км)

d — диаметр провода

bc — толщина стенки гололеда,

g — 9,81м/с 2 ;Скорость ветра V = 25 m/s.

Скорость напора ветра q max =40 daN/;

Нагрузка от веса гололёда

Нагрузка от веса провода и гололеда

Горизонтальная ветровая нагрузка на провод без гололеда

— коэффициент неравномерности скоростного напора ветра =0.85;

Сc — коэффициент лобового сопротивления.

Критические пролеты можно рассчитать , подставляя в формулу данные, характеризующие исходные режимы:

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА ПРОВОДА

Воздушная линия должна быть достаточно прочной, чтобы выдержать механические нагрузки. Для надежной работы проводов, опор и других конструктивных элементов их рассчитывают на механическую прочность.

Механический расчет ВЛ основан на применении некоторых положений дисциплины «Сопротивление материалов», обязательных указаниях Правил устройства электротехнических установок и Строительных норм и правил (СНиП). Он необходим для правильного проектирования электрических сетей.

Для различных напряжений и климатических районов страны разработаны типовые конструкции опор. Поэтому проектирование конструкций опор и механический расчет целесообразны только тогда, когда в типовых проектах отсутствуют опоры для данных условий или когда нет сортамента материалов, предусмотренного этим проектом.

На провода воздушных электрических линий действуют вертикальные (собственный вес провода, вес гололеда, образовавшегося на проводе) и горизонтальные (давление ветра) нагрузки. При их учете принимают некоторые допущения: предполагают равномерное распределение нагрузок по длине провода, нагрузки считают статическими, т. е. неизменными по значению.

Под действием механических нагрузок в материале провода появляются механические напряжения на растяжение. На их значение влияют также напряжения, которые возникают в проводе при уменьшении его длины, с понижением температуры.

Таким образом, для определения нагрузок на провода и механических напряжений в материале необходимо знать климатические условия в районе сооружения линии (толщину слоя льда, скорость ветра, максимальную, минимальную и среднюю температуры).

Наибольшие нормативные значения толщины слоя льда и скоростного напора ветра для всех линий напряжением свыше 1000 В определяют, исходя из повторяемости один раз в 10 лет, а для линий напряжением 3 кВ и ниже — один раз в 5 лет.

Расчетные температуры воздуха принимают по данным фактических наблюдений независимо от напряжения ВЛ и округляют до значений, кратных пяти.

Территория бывшего СССР разделена на пять районов, которые отличаются толщиной стенки гололеда (табл. 6.1). Чтобы определить, к какому району относится данная местность, следует пользоваться специальными картами (рис. 6.1).

По скоростным напорам ветра территория бывшего СССР разделена на семь районов (табл. 6.2). На рисунке 6.2 приведена карта районирования части территории бывшего СССР по скоростным напорам ветра. В таблице 6.2 в скобках даны скорости ветра, соответствующие приведенным в ней скоростным напорам.

Механические нагрузки на провода принято определять в единицах силы на единицу сечения и единицу длины провода. Их называют удельными механическими нагрузками.

Для многопроволочных проводов, учитывая конструкцию провода, рекомендуют считать их длину на 2. 3 % больше, т. е. вводить в уравнения (6.1) и (6.2) коэффициент, равный 1,02. 1,03. При температуре окружающего воздуха, близкой к 0 °С, с последующим небольшим понижением температуры до —5 °С на проводах образуется гололед в виде слоя льда. При температуре ниже -5 °С он обычно не удерживается.

Интенсивность образования гололеда зависит от высоты расположения данного места над уровнем моря, наличия незамерзших водоемов, способствующих созданию высокой влажности воздуха, и т. д. В некоторых районах гололед образуется очень интенсивно и его толщина достигает 50 мм. Это приводит к большим разрушениям воздушных линий. Их рассчитывают по фактическим условиям, а не по данным таблицы 6.1.

Пусть провод диаметром d (рис. 6.3) покрыт слоем гололеда толщиной b. Тогда вес гололеда, Н, на проводе длиной 1 м

Удельные нормативные и расчетные нагрузки на провод

При выполнении механического расчета проводов различных сечений F при различной длине пролета l удобно пользоваться удельными механическими нагрузками на провод, т. е. нагрузками, приведенными к 1 м длины и 1 мм 2 сечения провода. Размерность удельной нагрузки — даН/м . мм 2 .

Удельная нагрузка от собственного веса провода определяется через вес Р одного км провода и его сечение F:

В соответствии с [4] удельные нагрузки, обусловленные гололедом и ветром, подразделяются на нормативные и расчетные. В нормативных нагрузках учитывается конструкция ВЛ: высота подвеса провода, его диаметр и другие факторы. Расчетные нагрузки дополнительно учитывают ответственность ВЛ, опыт эксплуатации аналогичных ВЛ в рассматриваемом районе и другие условия.

Удельная нормативная нагрузка от веса гололеда на проводе, исходя из цилиндрической формы гололедных отложений, составляет

где g = 0,9 . 10 3 даН/м 3 = 0,9 . 10 -3 даН/м . мм 2 – плотность льда;

b – нормативная толщина стенки гололеда на высоте 10 м, мм;

d – диаметр провода, мм;

Ki – коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололеда от высоты расположения приведенного центра тяжести проводов;

Kd – коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололеда в зависимости от диаметра провода.

Высота расположения приведенного центра тяжести проводов определяется по выражению

hпр = , (5.4)

где hi – расстояние от земли до i-й траверсы опоры;

m – количество проводов на опоре;

l– длина гирлянды изоляторов, предварительно принимаемая 0,6 м, 1,3 м и 2,4 м для ВЛ напряжением 35, 110 и 220 кВ соответственно;

[f] –максимально допустимая стрела провеса провода, определяемая по выражению

где hп-з – расстояние от земли до траверсы нижнего провода;

hг – наименьшее допустимое расстояние от провода до земли (габарит ВЛ), принимаемое по табл. 5.2.

Т а б л и ц а 5.2

Значения коэффициентов Ki и Kd, учитывающих изменение толщины стенки гололеда от высоты расположения приведенного центра тяжести проводов и в зависимости от диаметра провода, приведены в табл. 5.3.

Удельная расчетная нагрузка от веса гололеда на проводе

где gnw — коэффициент надежности по ответственности ВЛ, зависящий от напряжения и количества цепей; для ВЛ до 220 кВ включительно gnw=1; для двухцепных ВЛ gnw=1,3 независимо от напряжения;

gp — региональный коэффициент, принимаемый в диапазоне 1,0…1,3; значение этого коэффициента принимается на основании опыта эксплуатации и указывается в задании на проектирование ВЛ;

gf — коэффициент надежности по гололедной нагрузке; gf =1,3 для районов по гололеду I и II, gf =1,6 для районов по гололеду III и выше;

gd =0,5 – коэффициент условий работы.

Т а б л и ц а 5.3

Примечание. Для промежуточных высот hпр значения коэффициентов Ki и Kd определяются линейной интерполяцией.

Суммарная удельная расчетная нагрузка от веса провода и гололеда определяется суммированием нагрузок р1 и р2, поскольку обе эти нагрузки имеют одинаковое вертикальное направление. Таким образом,

Удельная нормативная ветровая нагрузка при отсутствии гололеда, составляет

где aw – коэффициент, учитывающий неравномерность ветрового давления по пролету ВЛ, принимаемый равным 0,76 при W=40 даН/м 2 ; aw=0,71 – при 50 даН/м 2 ; 0,7 – при 60 даН/м 2 и более;

Кl – коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку, равный 1,2 при длине пролета 50 м, 1,1 — при 100 м, 1,05 – при 150 м, 1,0 – при 250 м и более;

Смотрите так же:  Электропроводка в общепите

Кw –коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности, определяемый по табл. 5.4;

Т а б л и ц а 5.4

Примечания. 1. Тип местности: А – открытая; В – городские территории с низкоэтажной застройкой; открытая; С – городские территории с застройкой зданиями высотой более 25 м. 2. Для промежуточных высот hпр значение коэффициента KW определяется линейной интерполяцией.

Сx – коэффициент лобового сопротивления, зависящий от диаметра провода и принимаемый равным: 1,1 – для проводов диаметром 20 мм и более; 1,2 – для проводов диаметром менее 20 мм;

W – ветровое давление в соответствии с районом по ветру.

Удельная нормативная ветровая нагрузка при наличии гололеда, составляет

где Сx=1,2 для всех проводов, покрытых гололедом; остальные составляющие указаны выше;

Wг = 0,25W – ветровое давление при гололеде.

Удельные расчетные ветровые нагрузки при отсутствии и наличии гололеда соответственно составляют

где gf – коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1,1; остальные составляющие указаны выше.

Расчетная удельная нагрузка от ветра и веса провода без гололеда составляет

р6 = . (5.12)

Расчетная удельная нагрузка от веса провода, покрытого гололедом, и ветра составляет

р7 = . (5.13)

Удельные нагрузки р6 и р7 определяются геометрическим сложением составляющих, поскольку эти составляющие направлены вертикально (р1 и р3) и горизонтально (р4 и р5).

Для расчета проводов на механическую прочность [4] регламентируют следующие сочетания климатических условий (режимы):

1. Режим низшей температуры при отсутствии ветра и гололеда, характеризуемый удельной расчетной нагрузкой р1 и температурой Qmin;

2. Режим среднегодовой температуры при отсутствии ветра и гололеда, характеризуемый удельной расчетной нагрузкой р1 и температурой Qср;

3. Режим наибольшей внешней нагрузки, характеризуемый удельной расчетной нагрузкой рmax и температурой Qг = Qв = -5 о С.

В режиме 3 в качестве наибольшей удельной расчетной нагрузки рmax принимается нагрузка р6 или р7. При соотношении р7 > р6 принимается рmax = р7; при соотношении р6 > р7 принимается pmax = р6.

176.212.160.43 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Определение погонных и удельных нагрузок на элементы ВЛ

Исходные данные: сталеалюминевый провод АС 120/19 для воздушных линии 35кв., ветровой район III, район по гололеду III, марка грозозащитного троса ТК — 8,1.

Провод АС 120/19: общее сечение 136,8мм 2 , диаметр 15,2мм , масса одного километра 471кг.

Трос ТК — 8,1: общее сечение 38,46мм 2 , диаметр 8,1 , масса одного километра 330кг.

Внешние нагрузки на ЛЭП можно разделить на следующие виды:

Собственный вес — вертикальная нагрузка

Ветровая нагрузка — горизонтальная

Гололедная нагрузка — вертикальная

Комбинация перечисленных нагрузок

Погонная (единичная ) нагрузка — нагрузка на 1м. длинны.

Удельная нагрузка — единичная нагрузка приведенная на 1мм 2 сечения.

Обозначается i:[дан/м·мм 2 ]

где S — площадь фактического сечения провода или троса.

Нагрузки от собственного веса

Рисунок 5. Погонная нагрузка от веса провода

Погонная нагрузка от веса гололеда

Рисунок 6. Поперечное сечение трубки льда

Вес ледяной трубки длиной 1 м с внутренним диаметром d диаметр провода (троса) и толщиной стенки Cmax определяется:

P2пр=0,9·3,14·15·(15,2+15) · 10 -3 =1,28 дан/м

P2тр=0,9·3,14·15·(8,1+15) · 10 -3 =0,98 дан/м

Нормативная толщина стенки гололеда (в мм) для высоты 10м от поверхности земли

Определение удельных нагрузок на провода и тросы;

Провода и тросы воздушных линий испытывают действие нагрузок — вертикальных (вес провода и гололеда) и горизон­тальных (давление ветра). В результате этого в металле возни­кают растягивающие напряжения.

При расчетах удобно пользоваться удельными (приведенны­ми) нагрузками, которые относятся к 1 м длины линии и 1 мм сечения провода (троса). Удельные нагрузки рассчитывают исходя из условия, что на­грузка по длине провода в пролете распределяется равномерно и порывы ветра отсутствуют.

Нагрузка от собственного веса провода вычисляется

в зави­симости от материала провода и его конструкции:

, (3.1)

где — масса провода; — ускорение свободного падения, 9,8 м/с 2 ; — суммарная площадь поперечного сечения всех проволок провода или троса.

Нагрузку от веса гололеда определяют исходя из условия, что гололедные отложения имеют цилиндри-ческую форму плот­ностью :

, (3.2)

где d — диаметр провода; b — толщина стенки гололеда, прини­маемая в зависимости от климатического района по гололеду и номинального напряжения линии (таблица 3.1).

Нормативная толщина стенки гололеда и скоростной напор ветра для высоты 10 м над поверхностью земли

Нагрузка от собственного веса провода и гололеда направле­на вертикально и определяется по формуле:

. (3.2)

Нагрузка от давления ветра при отсутствии гололеда рассчи­тывается согласно выражению:

, (3.4)

где — угол между направлением ветра и проводами линий, в расчетах принимается равным 90°; — скоростной напор ветра, (таблица 3.1); — аэродина-мический коэффициент, равный 1,1 для проводов и тросов диаметром 20 мм и более, не покрытых гололедом, и 1,2 — для не покрытых гололедом проводов и тросов диамет­ром менее 20 мм, а также для всех проводов и тросов, покрытых гололедом; -коэффициент, учитывающий неравномерность ско­рости ветра по длине пролета, находится в пределах 1,0. 0,7.

Нагрузка от давления ветра при наличии гололеда рассчиты­вается аналогично, но с учетом увеличения площади боковой поверхности провода из-за гололеда:

. (3.5)

Суммарная нагрузка от собственного веса проводов и дав­ления ветра (при отсутствии гололеда) составляет:

. (3.6)

Суммарная нагрузка от собственного веса провода, гололеда и давления ветра равна:

. (3.7)

При проектировании следует учитывать, что если линия име­ет большую длину, то ее отдельные участки могут оказаться в неодинаковых климатических условиях. Такое положение наи­более часто возникает при прохождении трассы по горам, мимо широких рек и больших водоемов. Для разных частей такой ли­нии расчетные климатические условия могут приниматься различными.

Следует заметить, что удельные нагрузки определяются и вводятся в расчеты не произвольно, а для определенных техни­чески обоснованных расчетных сочетаний климатических усло­вий (таблица 3.1). Например, нагрузку вычисляют не при макси­мальной скорости ветра и гололеде, а при гололеде и скоростном напоре ветра .

Похожие статьи:

  • Прогрев бетона от 220 вольт Кабель для прогрева бетона 97 м. (220 вольт) Кабeль для cушки бeтоннo-мoнолитных констpукций от 220 вoльт 40КДБC - 97. Пpи пoнижении темпeратуpы вoздуxa нижe +5°С необxодимо принимaть меpы по пpедотвpащeнию замеpзания бетонa. Haиболеe […]
  • Заземление этажного щита Этажный щиток. Заземление. дом 9-ти этажный, 7-ми подъездный, 87 года выпуска (сделан из блок-комнат). 2 ввода. от ТП идет два кабеля 4-х жильного. щитки на этажах на 4-ре квартиры. к этажным щиткам идет 4 кабеля: 3 фазы, ноль. в этижном […]
  • Магнитный пускатель 4а Как правильно выбрать электромагнитный пускатель? Поговорим об электромагнитных пускателях, как правильно выбрать и что нужно знать. Прежде всего, необходимо разделить понятия «контактор» и «пускатель магнитный». Контактор — это группы […]
  • Счетчики на электроэнергию на 380 вольт Счетчики электроэнергии трехфазные 380В Трёхфазные счётчики электрической энергии Для учета потребленной электрической энергии в трехфазных сетях переменного тока, могут применяться приборы учета различных исполнений, принципов […]
  • Провода в резиновой оболочке КАБЕЛИ МЕДНЫЕ В РЕЗИНОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ (кабель КГ (КРПТ), кабель РПШ, РПШэ) Кабели для радиоустановок: кабель РПШ, РПШМ, РПШ-Т, РПШМ-Т, РПШЭ, РПШЭМ, РПШЭ-Т, РПШЭМ-Т предназначены для присоединения установок в электрических сетях на […]
  • Сечение провода 4 квадрата Какую нагрузку выдержат алюминиевые провода сечением 1, 1/5, 2, 2/5 квадрата, что можно подключить? Если можно простыми словами, лампочки телевизор, какой потянет калорифер, какой сварку, холодильник и тд. Таблица нагрузочной способности […]