где – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления провода, ; q_max – скоростной напор ветра, , который определяется по формуле 5.10.

. (5.9)

Скоростной напор ветра определяется по формуле:

, (5.10)

где V – нормативная скорость ветра для заданного района, .

Вычислим скоростной напор ветра на провод, свободный от гололеда при по формуле (5.10):

,

Вычислим скоростной напор ветра на провод, покрытый гололедом при по формуле (5.8):

.

Находим по формулам (5.8) и (5.9):

;

.

Вычислим погонную и приведенную нагрузку от давления ветра на провод, покрытый гололедом. и :

, (5.11)

. (5.12)

Находим по формулам (5.11) и (5.12):

;

.

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

; (5.13)

. (5.14)

Находим по формулам (5.13) и (5.14):

;

.

Вычислим погонную и приведенную суммарную нагрузку от веса и давления ветра на провод, покрытый гололедом. и :

; (5.15)

, (5.16)

Находим по формулам (5.15) и (5.16):

;

.

Результаты вычислений сведем в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 – Полученные значения нагрузок на провода и тросы

5.2 Расчет максимальной стрелы провеса и шаблона

Наибольшая стрела провеса, называемая максимальной, может возникнуть только при отсутствии ветра, когда провод находится в вертикальной плоскости, проходящей через точки его крепления. Такой случай может быть при режимах:

а) гололеда, когда провод испытывает наибольшую вертикальную на- грузку при t°C = = – 5°С);

б) высшей температуры окружающего воздуха при t°C = , когда провод имеет минимальное напряжение и испытывает вертикальную нагрузку только от собственной массы .

В ходе расчета необходимо получить значения максимальных стрел провеса в режимах гололеда и высшей температуры. Для построения кривых шаблона принимают наибольшее значение из двух полученных.

Максимальная стрела провеса в расчетном режиме при одинаковой высоте подвеса провода на опорах определяется по формуле:

, (5.17)

где – расчетная длина пролета, м; – удельная нагрузка на провод при соответствующем режиме, ; – механическое напряжение в проводе при соответствующем режиме, .

Расчетная длина пролета принимается в пределах:

, (5.18)

где – величина габаритного пролета, определяемая при выборе опор, м.

Рассчитаем длину пролета:

м.

Для отыскания механического напряжения в проводах следует воспользоваться уравнением состояния:

, (5.19)

где и – механические напряжения в низшей точке провода при заданном (исходном) и расчетном (искомом) режимах, ; и – приведенные нагрузки, соответствующие исходному и расчетному режимам, ; – длина расчетного пролета, м; и – температуры воздуха, соответствующие и , °С; Е - модуль упругости провода, ; – температурный коэффициент линейного расширения провода, .

Решение данных уравнений для двух режимов выполняется при помощи программное обеспечение «MathCAD 15»:

а) Режим гололеда (за исходный режим принимаем режим низшей температуры):

Исходные данные для решения уравнения (5.19) в режиме гололеда:

;

°С;

;

°С;

;

.

Решим уравнение:

При решении уравнения, выберем один действительный корень:

.

б) Режим максимальной температуры:

Исходные данные для решения уравнения (5.19) в режиме высшей температуры:

;

°С;

;

°С;

.

Решим уравнение:

При решении уравнения, выберем один действительный корень:

.

Рассчитаем максимальную стрелу провеса провода по формуле (5.17) для двух режимов: гололеда и максимальной температуры:

м;

м.

Так как > , следовательно, для дальнейших расчетов принимаем режим гололеда (режим наибольших нагрузок).

Далее приступим к построению шаблона. Кривую максимального провисания провода для шаблона строят по формуле:

, (5.20)

где – переменная величина, представляющая собой длину полупролета провода, м; - постоянная шаблона для каждого расчетного пролета и марки провода, и берутся для того режима, который дал наибольшую стрелу провеса.

Постоянная шаблона определяется по формуле:

. (5.21)

Рассчитаем постоянную шаблона по формуле (6.21):

.

Построим кривую максимального провисания провода для шаблона, используя таблицу 5.2.

Таблица 5.2 – Данные для построения кривой провисания провода

Затем наносится кривая 2, называемая габаритной. Она сдвинута по вертикали вниз от кривой 1 (кривой провисания) на расстояние требуемого габарита от земли C и ΔН_Г ‒ за­паса в габарите на неточность построения профиля, шаблона и допуски при монтаже проводов. Принимаем ΔН_Г = 0,4 м.

м

Кривая 3, называемая земляной, сдвинута от кривой 1 вниз на расстояние, равное высоте подвеса нижнего провода над землей. Это расстояние определяется формулой:

, (5.22)

где ‒ фактическая длина гирлянды изоляторов, м; ‒ расстояние от земли до нижней траверсы опоры, м.

м.

Размещение опор начинаем с первой анкерной опоры, перемещая шаблон вдоль трассы, при этом необходимо, чтобы «габаритная» кривая не пересекала линии профиля, а кривая провисания была совмещена с точкой опоры, соответствующей ее активной высоте.

После размещения опор определяют границы анкерных участков. Для каждого из них вычисляется приведенный пролет:

, (5.23)

где – пролеты рассматриваемого анкерного участка, м.

Рассчитаем приведенный пролет для анкерного участка по формуле (5.23),

расчёт был произведён в программе Mathcad 15:

м.

В результате расчетов получили что l_пр отличается от l_р на

∙100%= -1,037 %,

Длины анкерных пролетов не превышает допустимые 5%. Произведенную расстановку опор по профилю трассы можно считать законченной.

6. ПОСТРОЕНИЕ МОНТАЖНЫХ ГРАФИКОВ И ТАБЛИЦ

Монтажные графики и таблицы представляют собой зависимости изменений напряжений и стрел провеса проводов от изменения температур окружающего воздуха.

Отыскание исходного режима производится путем сравнения критического пролета с действительным или приведенным пролетами анкерных участков. Последнее зависит от типа применяемых изоляторов (штыревых, натяжных или подвесных).