Никитин Г.А.,646 гр. (1230020), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Расшифровка условного обозначения линейного изолятора:
Л – вид конструкции изолятора: стержневой подвесной линейный;
К – материал защитной оболочки – кремнийорганическая резина;
70; 120… – класс изолятора: значение нормированной разрушающей механической силы при растяжении в килоньютонах;
110;220… - класс изолятора: значение номинального напряжения линий электропередачи в киловольтах;
А, Б и т.д. – индекс модификации изолятора («А» - проушина-пестик);
2,3… - максимальная СЗ, при которой может применяться изолятор.
Таблица 4 - Характеристики полимерных изоляторов
Наименование параметра | ЛК 70/110-А-2 | ЛК 120/110-А-2 |
Строительная высота Н, мм | 1280 | 1276 |
Длина изоляционной части L, мм | 1050 | 1020 |
Длина пути утечки, см | 265 | 220 |
Масса, кг | 3,3 | 5,6 |
Значение напряжения полного грозового импульса, не менее, кВ | 450 | 450 |
Допустимая степень загрязнения | 2 | 2 |
Основные элементы конструкции линейного изолятора:
-
стеклопластиковый стержень-диэлектрик, несущий механическую нагрузку (состоит из десятков тысяч тончайших стеклянных волокон, обладающих высокой механической прочностью);
-
полимерная оболочка, защищающая несущий стеклопластик от атмосферных воздействий и формирующая необходимую длину пути утечки тока. Оболочка выполнена из кремнийорганической резины;
-
металлические оконцеватели, закрепляемые на концах стеклопластикового стержня, предназначены для присоединения изолятора к проводам и опоре лини электропередачи (оконцеватели оцинкованы горячим способом);
-
экранная арматура, закрепленная на оконцевателях, обеспечивает выравнивание напряженности электрического поля и выполняет роль дугоотводящего элемента.
Срок эксплуатации линейного полимерного изолятора не менее 30 лет.
Согласно п.2.5.116 [1] воздушные линии 110-750 кВ с металлическими и железобетонными опорами должны быть защищены от прямых ударов молнии тросами по всей длине. Применение полимерных изоляторов для крепления грозотроса является экономически нецелесообразным, поэтому крепление грозотроса выполняется:
-
на анкерно-угловых опорах – изолированное с помощью изолятора 1хПС 120 Б (подвесной стеклянный модификации Б с разрушающей механической силой 120 кН, эскиз представлен на рисунке 4, б);
-
на промежуточных опорах – неизолированное (согласно [1] на ВЛ 110 кВ изолированное крепление троса следует выполнять только на металлических анкерных опорах).
Рисунок 4 - Эскизы изоляторов: а) ЛК 70/110-А-2; б) ПС-120Б
-
ВЫБОР АРМАТУРЫ
Согласно [10] при проектировании новых ВЛ следует применять современную линейную арматуру, прошедшую регламентированную процедуру проверки качества. Одним из видов такой арматуры является спиральная арматура.
Спиральная арматура является новой и весьма перспективной разновидностью арматуры традиционных видов, предназначенной для проводов высоковольтных воздушных линий электропередачи, молниезащитных тросов, оптических кабелей. Основной особенностью арматуры такого типа является то, что в её состав входят проволочные спирали, которые контактируют непосредственно с проводом, охватывая его.
Климатические условия для проектируемой ВЛ 110 кВ приняты с повторяемостью 1 раз в 25 лет, поэтому все элементы ВЛ должны обладать высокой надёжностью. Обладая достаточно высокой гибкостью, спиральная арматура хорошо сочетается с проводом и после монтажа фактически образует с ним единое целое, что дополнительно формирует своеобразный защитный слой. Эта черта спиральной арматуры делает провод воздушной линии «долгожителем», так как создает ему благоприятные условия при механических нагрузках, уменьшая концентрации напряжений, вызванные колебаниями, монтажными усилиями и т.п. Изгибная жёсткость провода увеличивается, повышается усталостная прочность и, в итоге, уменьшается износ. Ещё одним преимуществом спиральной арматуры является простота её монтажа и отсутствие потребности в специализированной монтажной оснастке.
В качестве натяжного зажима согласно [11] принят зажим НС – 17,1П – 02. Маркировка зажима указывает: НС – зажим натяжной спиральный; 17,1 – номинальный диаметр провода в мм; П – наличие протектора; 02 – модификация зажима, при которой он выполнен из стальной проволоки с покрытием из алюминия.
Выбранный зажим НС – 17,1П – 02 изображён на рисунке 5.1. Зажим собирается в прядь из нескольких спиралей, склеенных между собой. На внутреннюю поверхность пряди наносится абразив для повышения коэффициента трения между проводом и зажимом. Полученная прядь изгибается в средней части в виде петли под углом 180о, так чтобы отдельные ее ветви были смещены относительно друг друга на половину шага спирали. Спирали, из которых состоит зажим, предварительно формуются с некоторым углом подъема и шагом. В процессе приложения усилия тяжения происходит самозатягивание спиралей и обжатие провода. При необходимости дополнительно защитить провод в зоне крепления, зажим устанавливается на предварительно навиваемый спиральный протектор. Длина протектора выбирается с учетом возможности установки на него гасителя вибрации.
Крепление зажима к опоре осуществляется посредством коуша и стандартной сцепной арматуры. Нормативная прочность заделки провода в зажиме составляет не менее 90% от разрывной прочности провода.
Рисунок 5.1 – Зажим НС – 17,1П – 02
Для закрепления провода на промежуточных опорах выбираем зажим ПС – 17,1П – 11: ПС – зажим поддерживающий спирального типа; 17,1 – диаметр провода (троса) в мм; П – наличие протектора в составе зажима; 11 - модификация зажима, которая применяется для дополнительной защиты провода от вибрации в поддерживающем зажиме и ремонта провода при повреждении до 34% его сечения.
Зажим ПС – 17,1П – 11 изображён на рисунке 5.2. Поддерживающий зажим содержит: протектор, выполненный из отдельных проволочных спиралей или прядей (состоящих из соединенных между собой проволочных спиралей); две силовые пряди, имеющие взаимно противоположное направление навивки; штампованную оцинкованную лодочку и крепежные детали (палец, шайба, шплинт).
Наличие двух силовых прядей обеспечивает требуемую прочность заделки провода в лодочке, плавно изменяет изгибную жесткость и уменьшает изгибные напряжения в проводе вблизи лодочки, повышает его ресурсную стойкость.
Рисунок 5.2 – Зажим ПС – 17,1П – 11
-
Защита от вибрации
Высокочастотные колебания проводов воздушных линий электропередачи и тросов грозозащиты в коротковолновом диапазоне под влиянием движения воздушных масс представляют собой довольно опасное явление. Данный эффект вызван периодическим отрывом завихрений воздушного потока на подветренной стороне проводов и тросов.
Таким образом, провод или трос приводится в колебание в плоскости, поперечной направлению набегающего потока. Частота колебаний лежит в области 5 – 120 Гц при амплитуде колебаний до 1 диаметра провода или троса.
Опасность вибрации проводов ВЛ состоит в том , что при периодических перегибах провода в нем возникают циклические механические напряжения, которые накладываются на уже действующие статические напряжения при изгибе и натяжении провода. Подобные дополнительные нагрузки приводят к усталостным напряжениям проводов в местах размещения зажимов и соответственно могут привести к облому проводов или тросов.
Такого возбуждения колебаний, вызванного ветром, избежать нельзя, но можно эффективно устранять, применяя гасители вибрации. Для проектируемой ВЛ выбраны многочастотные гасители вибрации типа ГВ, которые предназначены для защиты неизолированных проводов и молниезащитных тросов воздушных линий электропередачи, а также самонесущих волоконно-оптических кабелей связи, подвешиваемых на опорах ВЛ.
В состав гасителя проводов входят (рисунок 5.1.1):
-
корпус с плашкой;
-
демпферный трос и грузы;
-
крепежный болт с гайкой и пружинными шайбами.
Конструкция аналогична традиционному гасителю вибрации Стокбриджа, но имеет ряд принципиальных отличий:
-
корпус и прижимная плашка выполнены литьем или из прессованного профиля, демпферный трос в нижней части корпуса надежно закреплен опрессованием;
-
демпферный трос с высокой способностью к энергопоглощению;
-
грузы, закрепленные опрессованием на демпферном тросе, представляют собой тела вращения, имеющие наклон к оси троса. За счет возбуждения не только изгибных, но и крутильно-изгибных колебаний при вибрации, характеристика энергопоглощения оказывается более равномерной и значительно расширяет частотный диапазон виброзащиты, чем для обычного гасителя Стокбриджа;
-
крепление корпуса к проводу имеет вид крюка для увеличения угла охвата и осуществляется болтом с мелкой резьбой и двумя пружинными шайбами для исключения самоотвинчивания.
Рисунок 5.1.1 - Гаситель вибрации марки ГВ-ХХХХ-02М
Группа из двух букв (ГВ) маркировки характеризует тип арматуры – гаситель вибрации. Четыре последующие цифры описывают конструктивные особенности гасителя:
-
первая цифра – номинальная масса груза;
-
вторая цифра – длина;
-
третья цифра - диаметр троса;
-
четвертая цифра - посадочный диаметр плашки;
-
последующие две (три) цифры обозначает модификацию (модификация «М» применяется только при комплектовании с плашками №4 и №5).
Согласно [12] и [13] выбираем многочастотные гасители вибрации типа ГВ-4544-02 М (для провода АС – 150/24) и ГВ-4433-02 (для троса).
-
РАССТАНОВКА ОПОР ПО ПРОФИЛЮ ТРАССЫ
Расстановка опор ‒ наиболее ответственный этап для проектирования линии. После выполнения расстановки опор окончательно определяется число и тип используемых опор, число изоляторов и линейной арматуры и др.
Размещение опор производят по продольному профилю трассы ВЛ, исходя из принятого в конкретном случае расчетного пролета . Его значение определяется типом опорных конструкций, климатическими условиями района, нормируемыми расстояниями от проводов ВЛ до поверхности земли при наибольшем их провесе.
В общем случае при выборе , м должно соблюдаться соотношение:
; (6)
.
где ‒ активная высота опор (высота подвески нижнего провода), м; C - нормируемое расстояние провод – земля, согласно таблице 2.5.20 [1] наименьшее расстояние от проводов ВЛ 110 кВ до земли в труднодоступной местности
; 0,4 ‒ запас в габарите на возможные неточности в графическом построении и на отклонение при монтаже, м.
-
Определение механических нагрузок для расчетных климатических условий
Приведённые (удельные) нагрузки на провод находятся по следующей формуле:
(6.1.1)
где - механические нагрузки на провод;
– сечение всего провода, мм2.
На рисунке 6.1 изображены механические нагрузки, действующие на провод.
Рисунок 6.1 – Механические нагрузки, действующие на провод
-
Нагрузка от собственного веса проводов:
(6.1.2)
где – ускорение свободного падения тела,
;
– масса 1 м провода, кг/м.
.
-
Нагрузка от веса гололёда (определяется исходя из условия, что гололедные отложения имеют цилиндрическую форму плотностью
):
(6.1.3)