Пояснительная записка (Проектирование воздушной линии 110 кВ Журавли - Тамбовка), страница 4

.

7. Результирующая нагрузка от массы провода с гололедом и давления ветра:

, (7.13)

.

Удельная нагрузка от давления ветра и веса провода (или троса), покрытого гололедом :

, (7.14)

.

Вывод: сравнение нагрузок и показывает, что , то есть и в дальнейших расчетах следует ориентироваться на .

7.2 Расчет максимальной стрелы провеса

Наибольшая стрела провеса, называемая максимальной, может возникнуть только при отсутствии ветра, когда провод находится в вертикальной плоскости, проходящей через точки его крепления [2, 5, 8, 9]. Такой случай может быть при режимах:

а) гололеда, когда провод испытывает наибольшую вертикальную нагрузку (при t°C = = -5°С) при отсутствии ветрового воздействия;

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

Сравнивая рассчитанные значения максимальных стрел провеса в режимах гололеда и высшей температуры, принимают наибольшее значение для построения кривых шаблона.

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

(7.15)

где – расчетная длина пролета, м; – удельная нагрузка на провод при соответствующем режиме, даН/м³; – механическое напряжение в проводе при соответствующем климатическом режиме.

Расчетная длина пролета принимается в пределах:

(7.16)

.

где – величина габаритного пролета, определяемая при выборе типа опор, = 292 м.

Для отыскания механического напряжения в проводах следует воспользоваться уравнением состояния:

(7.17)

где и - механические напряжения в низшей точке провода при заданном (исходном) и расчетном (искомом) режимах; и - приведенные нагрузки, соответствующие исходному и расчетному режимам, даН/м³; - длина расчетного пролета, =248,2 м; и - температуры воздуха, соответствующие и , °С; – модуль упругости провода, МПа; табл. 2.5.8 [1]; - температурный коэффициент линейного расширения провода, °С^-1, табл. 2.5.8 [1].

Расчетный режим - гололеда, исходный - низшей температуры,

Максимальная стрела провеса в режиме гололеда:

б) Расчетный режим - высшей температуры, исходный - среднеэксплуатационный,

Максимальная стрела провеса в режиме высшей температуры:

Сравнивая стрелы провеса в расчетных режимах, приходим к выводу, что максимальная стрела провеса образуется в режиме гололеда без ветра и составляет = 4,572 м.

7.3 Расстановка опор

При проектной расстановке опор по профилю трассы должны выполняться два основных условия:

1) расстояния от проводов до поверхности земли должны быть не меньше требуемых,

2) нагрузки, воспринимаемые опорами, не должны превышать значений, установленных для опор данного типа.

В связи с большой погрешностью в построении шаблона, которая сказывается из-за расхождения табличных данных [1, 2, 3, 9, 12] расстановка опор по профилю трассы производится с помощью аналитического метода.

После монтажа участка в проводах происходит выравнивание напряжения, которое соответствует какому-то условному пролету. Этот пролет называется приведенным, и его длина определяется из выражения:

(7.18)

где – фактическая длина i-го пролета в анкерном участке, м; n – количество пролетов в анкерном участке.

Если длина приведенного пролета близка к расчетному, для которого построен шаблон (отличие не более 5 %), то механический расчет проводов и тросов можно считать удовлетворительным. Так для анкерного участка значение приведенного пролета после расстановки опор будет равно:

8 ПОСТРОЕНИЕ МОНТАЖНЫХ ГРАФИКОВ И ТАБЛИЦ

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

Определение стрел провеса следует производить по уравнению равновесия (7.15).

Для определения механических напряжений, входящих в уравнение равновесия (7.15), необходимо воспользоваться уравнением состояния провода в пролете (7.17).

В свою очередь, чтобы начать расчеты по уравнению состояния, нужно задаться исходным режимом, под которым принимается режим, дающий наибольшее напряжение в проводе.

Подобные расчеты называются механическим расчетом проводов и его основная цель - выявить условия, обеспечивающие в проводах создание необходимого запаса прочности, а основной результат - монтажные таблицы и графики, по которым монтируются провода ЛЭП.

8.1 Расчет сталеалюминевых проводов

В работе сталеалюминевого провода участвуют два металла, обладающие различными физико-механическими свойствами и поэтому по-разному воспринимающие действие внешней растягивающей силы и изменения температуры [2].

8.1.1 Определение исходного режима

Расчет сталеалюминевых проводов выполняем согласно ПУЭ [1] по следующим трем условиям:

а) режим низшей температуры;

б) режим наибольшей температуры;

в) режим среднегодовой температуры.

Поскольку напряжение в проводе ограничивается тремя исходными режимами, то существует три критических пролета, соответствующих пограничным условиям этих режимов:

Первый критический пролет - это пролет такой длины, при котором напряжение в проводе в режиме среднегодовой температуры равно допустимому при среднегодовой температуре, а в режиме низшей температуры равно допустимому напряжению при низшей температуре. Первый критический пролет определяется по формуле, м:

(8.1)

где - коэффициент упругого удлинения материала провода, то есть величина, дающая изменение единицы длины провода при увеличении напряжения на 1 Па;

E - модуль упругости, ;

- температурный коэффициент линейного удлинения, град^1;

- среднегодовая температура, С;

- минимальная температура, С;

- допустимое напряжение при среднегодовой температуре, ;

- допустимое напряжение при низшей температуре, .

Допустимые напряжения для проводов АС‒150 согласно [1], даН/мм²:

при средней температуре – 8,4

при низшей температуре – 12,6

при наибольшей нагрузке – 12,6.

.

Второй критический пролет - это пролет такой длины, при котором напряжение в проводе при наибольшей нагрузке равно допустимому при наибольшей нагрузке, а в режиме низшей температуры равно допустимому напряжению при низшей температуре, находится по фор­муле, м:

, (8.2)

- допустимое напряжение при наибольшей нагрузке, .

Третий критический пролет - это пролет такой длины, при котором напряжение равно допустимому при среднегодовой температуре, а в режиме наибольшей нагрузки равно допустимому напряжению в режиме наибольшей нагрузки, определяется по формуле, м:

(8.3)

.

В результате вычислений получим следующее соотношение критических пролетов и расчетного пролета: и . На основании этих соотношений с помощью табл. 2.4 [2] определим исходный режим. Это режим минимальной температуры с параметрами:

; 3,231 ; 12,6 даН/мм².

8.1.2 Расчет монтажных стрел провеса проводов

Монтаж проводов проводится в отсутствие сильного ветра и гололеда. Если реальная стрела провеса при монтаже будет занижена по сравнению с расчетной, то в режиме низших температур напряжение может превысить допустимое, и провод разрушится. При завышении стрелы провеса в режиме высших температур или при гололеде могут нарушиться габариты до земли или пересекаемых сооружений. Расчет напряжения при монтаже осуществляется с помощью уравнения:

(8.4)

где - значение напряжения в проводе в условиях монтажа, даН/мм²;

- температура, при которой производится монтаж проводов, ;

, , - параметры исходного режима.

Стрела провеса провода в интересующем пролете определяется из выражения:

, (8.5)

где - длина фактического пролета, полученного в результате расстановки опор по трассе, м.

В реальных условиях измерение стрел провеса проводов может оказаться затруднительным. В таких случаях с помощью динамометра измеряют тяжение провода. Расчетное значение тяжения при температуре монтажа определяется по формуле:

. (8.6)

Расчет монтажных стрел провеса выполняется в следующей последовательности [5]:

1) С помощью уравнения (8.4) определяют значение напряжения, возникающего в проводе при монтаже в диапазоне температур от до .

2) Для найденных значений и определяют величины стрел провеса провода в пролете наименьшей длины , полученном в результате расстановки опор по трассе, согласно выражению (8.5):

, .

3) Аналогично определяются монтажные стрелы провеса для пролета наибольшей длины :

, .