Пояснительная записка (Проектирование воздушной линии 110 кВ Журавли - Тамбовка), страница 3

Закрепление опор с помощью свайного фундамента из стальной трубы в болотах, вечномерзлых и пучинистых грунтах осуществляется следующим образом. При строительстве ВЛ в зимнее время заглубление свайного фундамента из стальной трубы в болотистых грунтах осуществляется забиванием или вдавливанием на глубину до подстилающих грунтов с закреплением фундаментов в них. По условию проекта свая выполняется с открытым или конусным нижним концом. В условиях вечномерзлых грунтов в зависимости от глубины оттаивания грунта в летний период и нагрузок на фундамент для него бурится котлован глубиной по проекту, в который погружается фундаментная труба. Для предотвращения теплопередачи в нижнюю часть фундамента за счет конвекции полость сваи заполняется сухой песчано-цементной смесью.

В пучинистых грунтах во избежание выдавливания свайного фундамента на поверхность в зависимости от условий строительства ВЛ и характеристик грунта необходимо выполнение одного из следующих мероприятий:

применение устойчивого к пучениям фундамента с анкерным креплением в грунте (Ф530-2, Ф720-2, Ф720-4);

заполнение полости стальной трубы песчано-гравийной смесью;

засыпка пазух песчано-гравийной смесью (ширина пазух не менее 0,2 м при глубине промерзания 1,0-1,5 м, и не менее 0,3 при глубине промерзания 1,5-2,5 м);

бетонирование пазух ниже границы промерзания с засыпкой пазух выше границы промерзания песчано-гравийной смесью (бетонирование может производиться бетонными растворами или сухими смесями).

Закрепление промежуточных свободностоящих опор в грунте в зависимости от его несущей способности предусматривается, как правило, без анкерного крепления в сверленые котлованы глубиной от 3 до 6 м с заполнением пазух котлована песчано-гравийной смесью. В зависимости от условий прохождения трассы ВЛ и технической оснащенности строительных организаций возможно также погружение свай с использованием молотов, вибропогружателей, или вдавливающих устройств.

В вечномерзлых и пучинистых грунтах для закрепления опор типа ПС110П-1 может применяться фундамент Ф219-7 [Приложение Б], представляющий собой винтовую сваю диаметром 219 мм с длиной, определяемой проектом в зависимости от глубины оттаивания грунта, наличия ледяных линз и других характеристик.

6 ПОДБОР ТИПА И КОЛИЧЕСТВА ИЗОЛЯТОРОВ

Исходными данными для выбора изоляторов при проектировании являются:

1) напряжение воздушной линии;

2) район прохождения трассы линии (особое внимание уделяют высоте над уровнем моря, наличию или отсутствию участков с загрязненной атмосферой);

3) материал и тип опор;

4) нормативные механические нагрузки на изоляторы.

Для ВЛ напряжением 35 кВ и выше предпочтение отдается подвесным изоляторам [1]. К установке принимаем подвесные тарельчатые изоляторы, выполненные из стекла.

Стеклянные изоляторы имеют ряд неоспоримых преимуществ, таких как:

1. Гарантированное отсутствие скрытых дефектов внутри  изоляционного тела, что исключает возможность возникновения токов утечки.

2. Специальный контроль на величину угла поляризации проходящего света, позволяет гарантировать отсутствие внутренних напряжений и стабильные по всему объему изолятора электроизоляционные свойства, что недостижимо в керамических изоляторах.

3. Прочность на скручивание стеклянных изоляторов в несколько раз превышает прочность фарфоровых.

4. Стеклянные изоляторы не подвержены старению, так как в теле изолятора не появляются со временем микротрещины.

5. Прозрачность стеклянных изоляторов дает возможность легкого визуального контроля его целостности. При выходе из строя изолятора поломку можно быстро идентифицировать, не прибегая к длительным отключениям линий и экономя на техническом обслуживании. В труднодоступных местах ВЛЭП контроль за целостностью стеклянных изоляторов может быть осуществлен с вертолета.

6. Автоматизированное производство стеклянных изоляторов исключает возможность ошибок в работе персонала.

7. Меньший вес стеклянных изоляторов и большее их количество в стандартной упаковке позволяют экономить 20% стоимости транспортировки.

Крепление проводов к подвесным изоляторам производится при помощи поддерживающих или натяжных зажимов. Подвесные изоляторы комплектуются в гирлянды с помощью линейной сцепной арматуры.

На линиях напряжением 110 кВ предпочтение отдается подвесным изоляторам. Выбираем тип изолятора ПС–70Е (стеклянный линейный подвесной изолятор, буква «Е» в маркировке изолятора обозначает индекс модификации изолятора и косвенно характеризует год выпуска). Внешний вид и конструкция изолятора показаны на рис.3.1.

Расчет количества изоляторов в гирлянде производится согласно методике, изложенной в [1], [5] и [10].

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

, (6.1)

где - удельная эффективная длина пути утечки по табл. 1.9.1 [1], см/кВ, для напряжения 110 кВ примем см/кВ; - наибольшее рабочее междуфазное напряжение, кВ (по ГОСТ 721), ; k - коэффициент использования длины пути утечки (1.9.44-1.9.53) [3].

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

, (6.2)

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

Так как изолятор ПС-70Е является подвесным тарельчатым изолятором со слабо развитой нижней поверхностью изоляционной детали, то коэффициент использования данного изолятора следует определять по табл. 1.9.20 [3], предварительно определив отношение длины пути утечки изолятора к диаметру его тарелки D:

(6.3)

Коэффициенты использования одноцепных гирлянд и одиночных опорных колонок, составленных из однотипных изоляторов, следует принимать равными 1,0. [3]

Следовательно (6.2), коэффициент использования длины пути утечки k будет равен:

k = 1,15·1,0=1,15.

Длина пути утечки после подстановки в формулу всех данных равна:

шт.

Полученное значение округляется до девяти и увеличивается на один. Таким образом, число изоляторов в поддерживающей гирлянде составит десять штуки.

Для натяжной гирлянды выбирается аналогичный изолятор ПС-70Е. Число изоляторов в натяжной гирлянде принимается на один больше, чем в поддерживающей гирлянде, т.е. одиннадцать штук [5].

Рисунок 6.1- Подвесной стеклянный тарельчатый изолятор ПС-70Е

7 РАССТАНОВКА ОПОР ПО ПРОФИЛЮ ТРАССЫ

7.1 Определение механических нагрузок для расчетных климатических условий

Провода и тросы ВЛ испытывают действие нагрузок – вертикальных (вес провода и гололеда) и горизонтальных (давление ветра). В результате этих нагрузок в металле проводов возникают растягивающие напряжения. При расчетах на механическую прочность пользуются удельными нагрузками на провода и тросы. Под удельной нагрузкой понимают равномерно распределенную вдоль провода механическую нагрузку, отнесенную к единице длины и поперечного сечения. Как правило, удельные нагрузки выражаются в даН, отнесенных к 1м длины провода и к 1 сечения: даН/ммм², где 1даН = 10 Н ≈ 1 кг.

Произведем определение механических нагрузок для расчетных климатических условий:

1. Погонная (единичная) нагрузка от собственного веса провода - :

, (7.1)

.

где - вес одного метра провода или троса, кг/м; - ускорение свободного падения тела, .

Удельная нагрузка от собственного веса провода (троса) :

, (7.2)

где S – фактическое сечение провода или троса, мм2.

.

2. Погонная нагрузка от веса гололеда определяется исходя из условия, что гололедные отложения имеют цилиндрическую форму плотностью:

:

, (7.3)

где b – нормативная толщина стенки гололеда; для района по гололеду - II b = 5 мм, табл.6 [12].

d – диаметр провода или троса, мм;

.

Удельная нагрузка от веса гололеда :

(7.4)

.

3. Полная вертикальная нагрузка при гололеде определяется как арифметическая сумма единичных нагрузок от собственного веса провода и веса гололеда:

, (7.5)

.

Удельная нагрузка от собственного веса провода (троса) и веса гололеда :

, (7.6)

.

4. Погонная нагрузка от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу, при отсутствии гололеда - :

, (7.7)

где – скоростной напор ветра 38 для заданного района, табл. 5 [12].

– 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 [1].

.

Удельная нагрузка от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу, при отсутствии гололеда :

, (7.8)

.

5. Временно действующая горизонтальная нагрузка от давления ветра на провод, покрытый гололедом:

, (7.9)

.

Удельная нагрузка от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу, при наличии гололеда :

, (7.10)

.

6. Результирующая нагрузка от собственной массы и давления ветра:

, (7.11)

.

Удельная нагрузка от давления ветра и веса провода (или троса) без гололеда :

, (7.12)