Никитин Г.А.,646 гр. (1230020), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

где – диаметр провода, мм; – нормативная толщина стенки гололёда, мм;

– объёмный вес гололёда.

1. Суммарная нагрузка от веса провода и гололёда:

, (6.1.4)

1. Нагрузка от давления ветра на провод, свободный от гололёда:

(6.1.5)

где – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления провода, принимается равным 1,2 для проводов диаметром меньше 20 мм, свободных от гололёда; – скоростной напор ветра, , где – нормативная скорость ветра для заданного района.

1. Нагрузка от давления ветра на провод, покрытый гололёдом:

(6.1.6)

1. Результирующая нагрузка от собственного веса и давления ветра на провод, свободный от гололёда:

, (6.1.7)

1. Результирующая нагрузка от веса и давления ветра на провод, покрытый гололёдом:

, (6.1.8)

Результаты расчёта механических нагрузок сведены в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 – Результаты расчёта механических нагрузок

1. 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, при , когда провод испытывает наибольшую вертикальную нагрузку ₃;

б) высшей температуры окружающего воздуха, при , когда провод имеет минимальное напряжение и испытывает вертикальную нагрузку только от собственной массы ₁.

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

. (6.2.1)

Расчетная длина пролета принимается:

. (6.2.2)

Согласно [14] меньшие значения коэффициентов при принимают при сильнопересечённой местности (при разнице высот точек подвеса провода на смежных опорах превышающей 15 % длины пролёта).

.

Для отыскания механического напряжения в проводах следует воспользоваться уравнением состояния:

, (6.2.3)

где и – механические напряжения в низшей точке провода при заданном (исходном) и расчетном (искомом) режимах, даН/мм²; и – приведенные нагрузки, соответствующие исходному и расчетному режиму, ; – длина расчетного пролета, м; и – температуры воздуха, соответствующие и , °С; Е - модуль упругости провода, даН/мм²; – температурный коэффициент линейного расширения провода, .

Помножим обе части уравнения (6.2.3) на и представим его как кубическое:

, (6.2.4)

где , .

Расчёт корней кубического уравнения выполним при помощи программного комплекса Mathcad.

Согласно [15] узнать, в каком режиме будет максимальная стрела провеса, можно путём нахождения критической температуры – такой температуры, при которой стрела провеса провода, находящегося под воздействием собственного веса, достигнет такого же значения, как при наличии гололёда. Из сопоставления вычисленной критической температуры с максимальной можно сделать следующие выводы: если максимальная температура выше критической, то наибольшая стрела провеса будет при максимальной температуре; если максимальная температура ниже критической, то наибольшая стрела провеса будет при гололёде. Формула критической температуры:

, (6.2.5)

где , - температура и напряжение при гололёде.

Напряжение при гололёде найдём из уравнения состояния, принимая за расчетный режим - режим гололеда, а за исходный - режим низшей температуры:

;

.

Найдём коэффициенты A и B для формулы (6.2.4):

Тогда формула (4.19) для этого случая примет вид:

.

Кубическое уравнение имеет три корня: два комплексно сопряжённых и один действительный. Нас интересует только действительный корень.

Напряжение для режима гололеда: .

Тогда,

.

, следовательно, наибольшая стрела провеса будет при гололёде.

Далее необходимо найти исходный расчётный режим по методике, изложенной в [14].

Ограничение напряжения провода двумя режимами – низшей температуры и наибольших нагрузок – достаточно лишь в том случае, если напряжение в проводе в третьем режиме (при среднегодовой температуре) не превышает 25% от временного сопротивления разрыву провода в целом. Во всех остальных случаях расчет сталеалюминевых проводов надо вести, согласно [1], по следующим трем исходным условиям:

• режим низшей температуры;

• режим наибольшей температуры;

• режим среднегодовой температуры.

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

а) – пролет, для которого напряжение провода в режиме низшей температуры достигает допустимого значения , а в режиме среднегодовой температуры – значения :

, (6.2.6)

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

Рассчитаем критический пролет по формуле (6.2.6):

м.

б) – пролет, при котором напряжение провода в режиме наибольшей нагрузки равно допустимому напряжению , а в режиме низшей температуры равно :

. (6.2.7)

Рассчитаем критический пролет по формуле (6.2.7):

м.

в) – пролет, при котором напряжение провода в режиме среднегодовой температуры равно допустимому напряжению , а в режиме наибольшей нагрузки равно :

. (6.2.8)

Рассчитаем критический пролет по формуле (6.2.8):

м.

Выбор исходных расчетных условий проводов по соотношениям действительного и критических пролетов осуществляем по таблице 4 [14]. Так как соотношение критических пролетов > > и соотношение действительного и критических пролетов l > , то исходные расчетные условия принимаются , и .

Теперь найдём по уравнению состояния напряжение , необходимое для нахождения максимальной стрелы провеса. Расчетный режим – гололёда, исходный – , и (максимальных нагрузок):

;

.

Найдём коэффициенты A и B для формулы (6.2.4):

Тогда формула (4.19) для этого случая примет вид:

; .

Максимальная стрела провеса:

м.

Таким образом, максимальная стрела провеса будет в режиме гололёда и её значение равно м.

6.3 Построение шаблона

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.

Кривая максимального провисания провода для шаблона:

, (6.3.1)

где - переменная величина, представляющая собой длину полупролёта провода; – постоянная шаблона для каждого расчётного пролёта и марки провода, и берутся для того режима, который дал наибольшую стрелу провеса.

.

Таким образом, уравнение кривой провисания провода: .

Для построения шаблона необходимо выполнить расчеты значений y, с изменением расчетной длины пролета от 0 до 192, представив их в виде таблицы:

Таблица 6.3 - Значения для построения шаблона

, м	0	30	60	90	120	150	180	192
х, м	0	15	30	45	60	75	90	96
у, м	0	0,181	0,725	1,632	2,902	4,534	6,529	7,428

Кривая 2, называемая габаритной, сдвинута по вертикали вниз от кривой 1 на расстояние требуемого габарита от земли и ‒ за­паса в габарите на неточность построения профиля, шаблона и допуски при монтаже проводов. Согласно таблице 2.5.20 [1] наименьшее расстояние от проводов ВЛ 110 кВ до земли в труднодоступной местности . Принимаем м.

Характеристики

Список файлов ВКР