Айнулов2 (1193549), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

(4.1)

где H ‒ активная высо­та опор (высота подвески нижнего провода), м; C ‒ нормируемое рас­стояние провод – земля; согласно таблице 2.5.22 [5] для населенной местности C = 6 м; 0,4 ‒ запас в габарите на возможные неточ­ности в графическом построении и на отклонение при монтаже, м.

В курсовом проекте для расстановки опор следует применять графический метод. Графический метод применяется при размещении опор ВЛ, имеющих значительную протяженность с небольшим количеством пересекаемых сооружений в ненаселенной местности.

Расстановка опор графическим методом производится по специально рассчитанному шаблону, представляющему собой кривые (параболы), соответствующие по своим параметрам кривой максимального провисания провода и еще двум кривым, расположенным 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:

- механические нагрузки на провода и тросы;

- механические напряжения в проводах;

- стрелы провеса проводов в пролетах.

4.2 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 мм² сечения: , где 1даН = =10 Н 1 кг.

d – диаметр провода;

b – толщина стенки гололеда

Рисунок 4.1 – Поперечное сечение провода с гололедом

Произведем определение механических нагрузок для расчетных климатических условий:

1. Погонная (единичная) нагрузка от собственного веса провода – P₁:

(4.2)

где – вес одного метра провода или троса, кг/м; ‒ ускорение свободного падения тела, м/с².

Удельная нагрузка от собственного веса провода (троса) – :

(4.3)

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

(4.4)

где b – нормативная толщина стенки гололеда; для района по гололеду ‒ I b =20 мм, таблица 2 (приложение 2) [1]; d – диаметр провода или троса, мм;

Удельная нагрузка от веса гололеда – :

(4.5)

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

(4.6)

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

(4.7)

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

(4.8)

где – скоростной напор ветра, ; , где ‒ нормативная скорость ветра для заданного района , 32 м/с, таблице 2.5.1 [1]; – 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 ‒ :

(4.9)

5. Временно действующая горизонтальная нагрузка от давления ветра

на провод, покрытый гололедом:

(4.10)

где – скоростной напор ветра, ; , где ‒ расчетная скорость ветра при гололеде таблица 1.1, 20 м/с:

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

(4.11)

6. Результирующая нагрузка от собственной массы и давления ветра:

(4.12)

Удельная нагрузка от давления ветра и веса провода без гололеда ‒ :

(4.13)

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

(4.14)

Удельная нагрузка от давления ветра и веса провода, покрытого гололедом ‒ :

(4.15)

Таблица 4.2 – Нагрузки, действующие на провод

Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что наибольшей расчетной нагрузкой является седьмая - воздействия от веса и давления ветра на провод покрытый гололедом.

4.3 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. Такой случай может быть при режимах:

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

б) высшей температуры окружающего воздуха при t°C = t_max , 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:

(4.16)

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

Расчетная длина пролета принимается в пределах:

(4.17)

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

Для отыскания механического напряжения в проводах следует воспользоваться уравнением состояния:

(4.18)

где и ‒ механические напряжения в низшей точке провода при задан­ном (исходном) и расчетном (искомом) режимах, таблица 1 (приложение 2) [1]; и ‒ приведен­ные нагрузки, соответствующие исходному и расчетному режимам, ; ‒ длина расчетного пролета:

и ‒ температуры воздуха, соответ­ствующие и , °С; ‒ модуль упругости провода, ; ‒ температурный коэффициент линейного расширения провода, , таблица 4 [1].

Представим полученное уравнение как неполное кубическое:

(4.19)

где A и B – числовые коэффициенты, полученные в результате подстановки в уравнение состояния всех известных параметров:

Расчет корней кубического уравнения (4.19) выполним при помощи программного комплекса Mathcad:

а) Решаем уравнение состояния провода относительно величины напряжения для режима гололеда.

Расчетный режим ‒ гололеда, исходный ‒ низшей температуры:

Таким образом, решением неполного кубического уравнения (4.19) являются три корня (как вещественные, так и комплексные). Следовательно, искомым значением напряжения для режима гололеда является вещественный корень

Максимальная стрела провеса в режиме гололеда в соответствии с формулой (5.16):

б) Расчетный режим ‒ высшей температуры, исходный ‒ среднеэксплуатационный:

Максимальная стрела провеса в режиме высшей температуры:

Характеристики

Список файлов ВКР