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

Текст из файла (страница 3)

5) температура грозы – , при которой определяется надежность защиты всех элементов ВЛ тросом в условиях грозового режима, равная плюс 15⁰С.

3.2 Удельные нагрузки на провода и тросы

Вертикальные (вес гололеда и провода) и горизонтальные (давление ветра) нагрузки испытывают провода и тросы ВЛ. Возникают растягивающие напряжения в результате этих нагрузок в металле проводов. Удельные нагрузками на тросы и провода учитываются при расчетах на механическую прочность

Под удельной нагрузкой понимают механическую нагрузку, равномерно распределенную вдоль провода, отнесенную к единице длины и поперечного сечения. Удельные нагрузки выражаются в Ньютонах, отнесенных к 1м длины провода и к 1мм2 сечения: Н/ (м×мм2).

1. Удельная нагрузка от собственного веса провода (троса) - γ1

(рисунок 3.2):

Рисунок 3.2

, (3.6)

Gп - вес одного метра провода, Н;

F - фактическое сечение провода, мм2.

2. Удельные нагрузки от веса гололёда γ2 определяется в соответствии с условиями гололедных отложений, и имеют цилиндрическую форму

где – толщина стенки гололеда, мм; d – диаметр провода, мм; F – фактическое сечение провода, мм².

3. Удельные нагрузки от гололёда и собственного веса провода (троса) - γ3 (рисунок 3.3):

Рисунок 3.3

(3.9)

4. Удельная нагрузка при отсутствии гололёда от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу, - γ4 (рисунок 3.5):

Рисунок 3.4

(3.10)

где – скоростной напор ветра, ;

– коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку, [6];

– коэффициент, учитывающий неравномерность скоростного напора ветра по пролету, [6];

– коэффициент лобового сопротивления, равный 1,1 – для проводов диаметром больше 20 мм, свободных от гололеда.

5. Удельная нагрузка, при наличии гололеда, от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу - (рисунок 3.3б):

где

При определении значение коэффициента берется из ПУЭ для скоростного напора .

6. Удельная нагрузка от веса провода и давления ветра без гололеда -

Рисунок 3.5 – а) удельная нагрузка без гололеда от давления ветра на провод;

б) удельная нагрузка на покрытый гололедом провод от давления ветра;

в) удельная нагрузка без гололеда от давления ветра и веса провода;

г) удельная нагрузка покрытого гололедом провода от давления ветра и собственного веса

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

3.3 Расчетные климатические условия

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

1) высшая температура (t_max= 35°С), гололед и ветер отсутствуют, удельная нагрузка - 3,71·10^-3 (режим высшей температуры);

2) температура минус 5⁰С, отсутствует ветер, покрыты гололедом провода, удельная нагрузка - 5,921·10^-3 (режим гололеда без ветра);

3) низшая температура (t_min= -45°С), гололед и ветер отсутствуют, удельная нагрузка - 3,71·10^-3 (режим низшей температуры);

4) среднегодовая температура ( ),гололед и ветер отсутствуют, удельная нагрузка - 3,71·10^-3 (режим среднегодовой температуры);

5) температура минус 5⁰С,напор ветра максимальный, гололед отсутствует, удельная нагрузка - 6,226·10^-3 (режим наибольшей нагрузки);

6) температура минус 5⁰С, провода и тросы покрыты гололедом, напор ветра , удельная нагрузка - 6,753·10^-3 (режим наибольшей нагрузки);

7) температура плюс 15⁰С, гололед и ветер отсутствуют, удельная нагрузка - 3,71·10^-3 (грозовой режим)

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

3.4 Определение исходного режима

Определение исходного режима является моментом очень важным при выполнении механического расчёта троса и проводов. Исходным режимом это режим, при котором известны три параметра: механическое напряжение в тросе или проводе, удельная нагрузка и температура. Наиболее тяжелый режим принято принимать при механическом расчёте троса и проводов в качестве исходного режима, при котором напряжение в проводе достигает допустимого значения. Понятие критических пролетов используется для выбора исходного режима. Критическим называется пролет граничный, при котором температурное влияние и нагрузка на напряжения в проводе оказывается равноопасным. Определяются три критических пролёта.

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

(3.14)

где Е - модуль упругости, Н/мм2;

- коэффициент температурный линейного удлинения, град-1;

- температура среднегодовая, С;

- температура минимальная, С;

- температура среднегодовая, С;

- температура минимальная, С;

- напряжение допустимое при среднегодовой температуре, Н/мм2;

- напряжение допустимое при низшей температуре, Н/мм2;

Второй критический пролет – это длина пролета при наибольшей нагрузке равно допустимому напряжения в проводе, а в режиме низшей температуры, при низшей температуре равно допустимому напряжению и находится по формуле, м:

(3.15)

Третий критический пролет – это длина пролета, при среднегодовой температуре равной допустимому напряжение, а в режиме наибольшей нагрузки равно допустимому напряжению, определяется по формуле, м:

(3.16)

В результате получается следующее соотношение расчетного пролета и критических пролетов: . lр=255,6 < lк3=385,38.

В соответствии с полученными соотношениями определяется исходный режим. Это режим максимальной нагрузки с параметрами: σ=σ_γ.max=17,9 даН/мм², γ=γ_max=6,753·10^-3 даН/(м·мм²), t=t_гол=-5°С.

3.5 Уравнение состояния провода

Меняются удельные нагрузки при изменении климатических условий, температура провода и напряжение в его материале. При разных климатических условиях для определения напряжений в материале провода используют уравнение состояния провода, которое имеет следующий вид:

где - нагрузка удельная, напряжение в проводе и температура в исходном режиме;

- нагрузка удельная, напряжение в проводе и температура в рассчитываемом режиме;

- расчетная длина пролета;

- температурный коэффициент и модуль упругости линейного удлинения материала провода.

Показатели исходного режима подставляются в данное уравнение - режима наибольшей нагрузки и значения температуры и нагрузки, отвечающие каждому из режимов, указанных в п.3.1. В результате определяются напряжения в проводе для этих режимов.

В температурных режимах низшей, среднегодовой температуры и максимальной нагрузки выполним расчет напряжений. Расчет будем производить методом касательных итерационным.

После подстановки в уравнение состояния значений получается кубическое уравнение, которое решается по следующему алгоритму:

1. Задаемся нулевым приближением ;

2. Определяем поправку путем деления самой функции на ее первую производную:

; (3.18)

3. Находим новое значение напряжения:

; (3.19)

4. Выполняем проверку окончания итерационного процесса по условию . Расчет необходимо прекратить если условие выполняется, если нет, то значение принимается в качестве нового приближения и расчеты повторяются.

Режим низшей температуры:

(3.19)

Подставляем все известные параметры в уравнение состояния (3.17):

Выполним расчет напряжений в режимах низшей температуры, среднегодовой температуры и максимальной нагрузки. Расчет будем производить итерационным методом касательных

Характеристики

Список файлов ВКР