В данной ВКР выбрана двухцепная промежуточная опора П220-2Т для ВЛ 220 Кв , предназначенная для применения в I-V районах по ветру и I-IV гололёду в ненаселённой и населённой местности. Данные представлены в таблице 3.1.

Рисунок 3.1 – Промежуточная опора марки П220-2Т

Таблица 3.1 – Характеристики опоры П220-2Т

В качестве анкерно-угловой выбрана У220-2+9, которая соответствует исходным данным по V ветровому району и IV гололёду. Опора представлена на рисунке 3.2.

Характеристики опоры приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Характеристики опоры У220-2+9

Рисунок 3.2 – Эскиз анкерно-угловой опоры У220-2+9

4. ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА ИЗОЛЯТОРОВ В ГИРЛЯНДЕ

Основаниями для выбора изоляторов являются:

1. напряжение воздушной линии;

2. климатический район;

3. материал и тип опор;

4. нормативные механические нагрузки.

Изоляция выбирается из ПУЭ(7издание), на промежуточных опорах используются любые типы изоляторов. На анкерно-угловых опорах используются подвесные изоляторы. Выбор типа и материала (стекло , фарфор, полимерные материалы) изоляторов производится с учётом климатических условий (температуры и увлажнения).

Для ВЛ 35-220 кВ – используются стеклянные, полимерные и фарфоровые, преимущество должно отдаваться стеклянным или полимерным изоляторам. На ВЛ сооружаемых двухцепных и многоцепных опорах, питающих тяговые подстанции электрифицированных дорог, и на больших переходах независимо от напряжения следует применять стеклянные изоляторы. Поэтому выбран изолятор ПС-120Б.

Расшифровка изолятора ПС-120Б:

• П – подвесной;

• С – стеклянный;

• 120 – минимальная разрушающая сила (120 кН);

• Б – индекс модификации изолятора.

Тип изолятора выбирается по нормативной механической нагрузке. Выделяют коэффициент запаса прочности, который определяется как отношение разрушающей нагрузки к нормативной нагрузке на изоляторы.

Согласно ПУЭ (7 издание) п.2.5.101 коэффициент надёжности по материалу для изоляторов в нормальном режиме при наибольшей нагрузке не менее 2,5, при среднеэксплуатационных нагрузках для изоляторов, отсутствии гололёда и ветра не менее 5 для поддерживающей гирлянды, не менее 6 – для натяжной.

Рисунок 4.1 – Изолятор ПС-120Б

Технические характеристики подвесного стеклянного изолятора ПС-120Б приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Характеристики изолятора ПС-120Б

Расчет производить согласно методике, изложенной в главе 1.9 в [1].

Длина пути утечки L (см) изоляторов изоляционных конструкций из стекла и фарфора определяется по формуле (4.5):

, (4.5)

где ‒ удельная эффективная длина пути утечки, см/кВ; ‒ наибольшее рабочее междуфазное напряжение, кВ (по ГОСТ 721); k ‒ коэффициент использования длины пути утечки (1.9.44‒1.9.53 в [1]).

По таблице 1.9.1 в [1] для 220 кВ примем см/кВ.

Согласно ГОСТу 721 для 220 кВ примем кВ.

Коэффициенты использования k изоляционных конструкций, составленных из однотипных изоляторов, следует определять как

, (4.6)

где k_и – коэффициент использования изолятора; k_к – коэффициент использования составной конструкции с параллельными или последовательно-параллельными ветвями.

Коэффициент использования подвесных тарельчатых изоляторов со слабо развитой нижней поверхностью изоляционной детали, каким и является выбранный ПС-120Б, следует определять по таблице 1.9.20 в [1] Для этого необходимо сначала определить отношение длины пути утечки изолятора L_И к диаметру его тарелки D:

Коэффициенты использования k_к одноцепных гирлянд и одиночных опорных колонок, составленных из однотипных изоляторов, следует принимать равными 1,0 (согласно п.1.9.49 в [1]).

Следовательно, коэффициент использования длины пути утечки k будет равен:

.

Длина пути утечки после подстановки в формулу (4.5) всех данных равна:

см.

Количество изоляторов в гирлянде должно составлять:

;

шт.

Полученное значение округляется до десяти. Таким образом, число изоляторов в поддерживающей гирлянде составит десять штук.

Для натяжной гирлянды выбирается аналогичный изолятор ПС-120Б. Согласно п.1.9.13 в [1] на ВЛ 220 кВ с металлическими опорами число тарельчатых изоляторов в натяжной гирлянде принимается на один больше, чем в поддерживающей гирлянде, т.е. десять штук.

5. РАССТАНОВКА ОПОР ПО ПРОФИЛЮ ТРАССЫ

Расстановка опор – наиболее ответственный этап для проектирования линии. После расстановки опор определяются окончательное число и тип опор, количество изоляторов, линейной аппаратуры и др.

Для этого необходимо найти расчетный пролет, определяемый типом опорных конструкций, климатическими условиями района, нормируемыми расстояниями от проводов ВЛ до поверхности земли при наибольшем их провесе.

В общем случае при выборе можно соблюдать соотношение:

, (5.1)

где – максимальная стрела провеса провода, м; – активная высота опор (высота подвески нижнего провода), м; С – нормированное расстояние провод-земля, м; 0,4 – запас в габарите на возможные неточности в графическом построении и отклонении при монтаже, м, l_г – длина гирлянды изоляторов, м, l_г=1,27 м.

Согласно таблице 2.5.20 в [1] для ненаселенной местности наименьшее расстояние от проводов ВЛ 220 кВ до поверхности земли С = 7 м. Активная высота опор (H) равна 22,5 м.

Выполним расчет по формуле (5.1):

м

м.

Существуют два метода, применяемых для расстановки опор: графический и графоаналитический. В данной работе следует использовать графический метод. Этот метод применяют при размещении опор ВЛ, имеющих значительную протяженность с небольшим количеством пересекаемых сооружений в ненаселенной местности.

Расстановка опор графическим методом производится по специально рассчитанному шаблону, представляющего собой кривые (параболы), соответствующие по своим параметрам кривой максимального провисания провода и еще двум кривым (габаритной и земляной), расположенными одна под другой с определенным сдвигом вдоль вертикальной оси. Интервалы сдвига определяются нормируемыми расстояниями от провода до поверхности земли и активной высотой опор на данном участке.

Чтобы построить специальный (максимальный) шаблон необходимо рассчитать следующие величины:

1. механические нагрузки на провода и тросы;

2. механические напряжения;

3. стрелы провеса проводов в пролетах.

Механические нагрузки провода и тросы подсчитывают на основе мерки проводов, принятых для данной ВЛ, и расчётных климатических условий.

6.1 Определение механических нагрузок для расчётных климатических условий

Определение нагрузок следует производить по формулам (5.2) – (5.16). При определении нагрузок воспользуемся рекомендациями из [1, 2, 3, 4].

Вычислим погонную и приведенную нагрузку от собственного веса провода, и :

, (5.2)

где g – ускорение свободного падения тела, g = 9,8 ; G – масса 1 м провода или троса, ;

, (5.3)

где S – сечение всего провода, .

Находим по формулам (5.2) и (5.3):

;

.

Вычислим погонную и приведенную нагрузку от веса гололеда, и :

, (5.4)

где d – диаметр провода, троса, мм; в – нормативная толщина стенки гололеда, мм; – объемный вес гололеда, принимаемый равным 900 для всех районов;

. (5.5)

Находим по формулам (5.4) и (5.5):

;

.

Вычислим погонную и приведенную нагрузку от веса провода и гололеда, и :

; (5.6)

. (5.7)

Находим по формулам (5.6) и (5.7):

;

.

Вычислим погонную и приведенную нагрузку от давления ветра на провод, свободный от гололеда. и :

, (5.8)