Кац 1 (1193611), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

Рисунок 4.3 – а) удельная нагрузка от давления ветра на провод без гололеда; б) удельная нагрузка от давления ветра на провод, покрытый гололедом; в) удельная нагрузка от давления ветра и веса провода без гололеда; г) удельная нагрузка от давления ветра и веса провода, покрытого гололедом

7. Удельная нагрузка от давления ветра и веса провода, покрытого гололедом - :

4.3 Расчетные климатические условия

При расчетах проводов и тросов ВЛ на механическую прочность необходимо определять напряжения в проводах и стрелы провесов при всех возможных эксплуатационных сочетаниях климатических условий. Поскольку таких сочетаний может быть большое количество, то ПУЭ устанавливают следующие расчетные сочетания климатических условий (режимов):

1) высшая температура ( ), ветер и гололед отсутствуют, удельная нагрузка - (режим высшей температуры);

2) температура минус 5⁰С, ветер отсутствует, провода покрыты гололедом, удельная нагрузка - (режим гололеда без ветра);

3) низшая температура ( ), ветер и гололед отсутствуют, удельная нагрузка - (режим низшей температуры);

4) среднегодовая температура ( ), ветер и гололед отсутствуют, удельная нагрузка - (режим среднегодовой температуры);

5) температура минус 5⁰С, максимальный напор ветра, гололед отсутствует, удельная нагрузка - (режим наибольшей нагрузки);

6) температура минус 5⁰С, провода и тросы покрыты гололедом, напор ветра , удельная нагрузка - (режим наибольшей нагрузки);

7) температура плюс 15⁰С, ветер и гололед отсутствуют, удельная нагрузка - (грозовой режим)

Режимы 1 и 2 определяют наибольшую вертикальную стрелу провеса, которая может быть при высшей температуре или при гололеде без ветра. В режимах 3, 4, 5 и 6 выполняется проверка проводов и тросов по допустимому напряжению в условиях низшей и среднегодовой температуры и в условиях наибольшей внешней нагрузки . Так как наибольшая внешняя нагрузка будет обусловлена гололедом (режим 6). [6]

4.4 Определение исходного режима

Расчет проводов ВЛ на механическую прочность ведется методом допустимых напряжений. Суть этого метода заключается в том, что напряжения в проводе в любом из эксплуатационных режимов не должны превышать допустимых напряжений. При выполнении этого условия материал провода работает в пределах упругих деформаций. Допустимые напряжения задаются ПУЭ в процентах от предела прочности провода для трех режимов:

1) наибольшей нагрузки - ;

2) низшей температуры - ;

3) среднегодовой температуры - .

Допустимые напряжения при наибольшей нагрузке и наименьшей температуре принимаются больше соответствующих напряжений при среднегодовой температуре. Это обусловлено относительной кратковременностью первых двух режимов.

Важным этапом расчета проводов и тросов на механическую прочность является определение исходного (начального) режима. В качестве такого режима можно принять любой режим, для которого известны удельная нагрузка, температура и напряжение. Однако при эксплуатации проводов и тросов напряжения в них не должны превышать соответствующих допустимых напряжений для режимов максимальной нагрузки, низшей и среднегодовой температур. Чтобы выполнить это условие, целесообразно при расчете в качестве исходного выбрать режим, в котором напряжение может достигать допустимого.

Для определения исходного режима используются так называемые критические пролеты. Суть понятия “критический пролет” заключается в следующем. На напряжение в проводе или тросе оказывают влияние нагрузка и температура окружающей среды. Их влияние проявляется в большей или меньшей степени в зависимости от длины пролета. При малых пролетах на напряжение в проводе значительное влияние оказывает температура, при больших пролетах – нагрузка. Граничный пролет, при котором влияние температуры и нагрузки на напряжения в проводе оказывается равноопасным, называется критическим [6].

Условия ограничения напряжения в проводе или тросе в трех указанных выше режимах определяют три критических пролета.

Первый критический пролет ( ) – это такой пролет, при котором напряжение в проводе в режиме среднегодовой температуры равно допустимому при среднегодовой температуре, а в режиме низшей температуры – допустимому напряжению при низшей температуре.

Второй критический пролет ( ) – это такой пролет, при котором напряжение в проводе при наибольшей нагрузке равно допустимому напряжению при наибольшей нагрузке, а в режиме низшей температуры – допустимому напряжению при низшей температуре.

Третий критический пролет ( ) – это такой пролет, при котором напряжение в проводе в режиме среднегодовой температуры равно допустимому при среднегодовой температуре, а в режиме наибольшей нагрузки равно допустимому напряжению при наибольшей нагрузке.

Формулы для определения критических пролетов могут быть получены из уравнения состояния провода. Для вычисления первого критического пролета нужно в правую часть уравнения подставить значения , а в левую - и выразить длину:

Для вычисления второго критического пролета в уравнение состояния провода нужно подставить значения и :

где – температура гололеда, равная минус 5⁰С.

Для вычисления третьего критического пролета в уравнение состояния провода нужно подставить и и выразить длину:

В результате получим следующее соотношение критических пролетов и расчетного пролета: и . На основании этих соотношений согласно [8] определим исходный режим. Это режим максимальной нагрузки с параметрами: ; ; .

4.5 Уравнение состояния провода

Расчет проводов ВЛ на механическую прочность включает в себя определение напряжений при различных условиях работы. При изменении климатических условий меняются удельные нагрузки, температура провода и напряжение в его материале. Для определения напряжений в материале провода при разных климатических условиях используют уравнение состояния провода, которое имеет следующий вид:

где – напряжение в материале провода, удельная нагрузка и температура в исходном режиме; – напряжение в материале провода, удельная нагрузка и температура в рассчитываемом режиме; Е, – модуль упругости и температурный коэффициент линейного удлинения материала провода; – расчетная длина пролета.

Уравнение состояния связывает указанные выше параметры двух разных режимов. С помощью этого уравнения можно по заданным исходным условиям определить напряжение в материале провода при новых изменившихся условиях .

По уравнению состояния провода (4.17) рассчитаем напряжения в проводе для режимов среднегодовой температуры - , режима низшей температуры - и наибольшей нагрузки -

Расчет напряжения в проводе для режима низшей температуры выполним с помощью программы «Mathcad». Для этого подставим все известные параметры в уравнение (4.17):

В результате получим:

Расчеты напряжений в проводе для режимов среднегодовой температуры и наибольшей нагрузки выполняются аналогично. Для режима среднегодовой температуры уравнение состояния провода (3.17) примет вид:

В результате получим:

Для режима наибольшей нагрузки уравнение состояния провода (4.17) примет вид:

В результате получим:

Выполним проверку условий механической прочности проводов по выражениям:

Условия выполняются – значит, механическая прочность проводов будет достаточной для условий проектируемой линии.

По уравнению состояния провода (3.17) выполним расчеты напряжения для режимов гололеда без ветра - , высшей температуры - . Результаты расчетов следующие:

Определим стрелы провеса проводов в режимах гололеда без ветра и высшей температуры по формуле:

Выполним проверку соблюдения требуемых расстояний от низшей точки провисания провода до земли по соотношениям:

где f_доп – допустимая стрела провеса провода

Условия выполняются – значит, расстояние от нижнего провода до земли будет не менее габаритного размера.

5 РАССТАНОВКА ОПОР ПО ПРОФИЛЮ ТРАССЫ

Характеристики

Список файлов ВКР