5. Пояснительная записка ВКР (1232325), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Находим по формулам (5.11) и (5.12):
;
.
Вычислим погонную и приведенную суммарную нагрузку от собственного веса и давления ветра на провод, свободный от гололеда. и
:
; (5.13)
. (5.14)
Находим по формулам (5.13) и (5.14):
;
.
Вычислим погонную и приведенную суммарную нагрузку от веса и давления ветра на провод, покрытый гололедом. и
:
; (5.15)
, (5.16)
Находим по формулам (5.15) и (5.16):
;
.
Результаты вычислений сведем в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 – Полученные значения нагрузок на провода и тросы
№ пп. | Характер нагрузок | Полученные значения | |
Погонной нагрузки, | Приведенной (удельной) нагрузки, | ||
1. | От собственного веса проводов, | 1,579 | 3,856 |
2. | От веса гололеда, | 1,235 | 11,623 |
3. | От веса провода и гололеда, | 2,864 | 15,476 |
4. | От давления ветра на провод, свободны от гололеда, | 1,579 | 8,536 |
5. | От давления ветра на провод, покрытый гололедом, | 1,235 | 6,675 |
6. | Суммарная от собственного веса и давления ветра на провод, свободный от гололеда, | 1,733 | 9,367 |
7. | Суммарная от веса и давления ветра на провод покрытый гололедом, | 3,119 | 16,857 |
5.2 Расчет максимальной стрелы провеса и шаблона
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 на- грузку при t°C =
= – 5°С);
б) высшей температуры окружающего воздуха при t°C = , когда провод имеет минимальное напряжение и испытывает вертикальную нагрузку только от собственной массы
.
В ходе расчета необходимо получить значения максимальных стрел провеса в режимах гололеда и высшей температуры. Для построения кривых шаблона принимают наибольшее значение из двух полученных.
Максимальная стрела провеса в расчетном режиме при одинаковой высоте подвеса провода на опорах определяется по формуле:
, (5.17)
где – расчетная длина пролета, м;
– удельная нагрузка на провод при соответствующем режиме,
;
– механическое напряжение в проводе при соответствующем режиме,
.
Расчетная длина пролета принимается в пределах:
, (5.18)
где – величина габаритного пролета, определяемая при выборе опор, м.
Рассчитаем длину пролета:
м.
Для отыскания механического напряжения в проводах следует воспользоваться уравнением состояния:
, (5.19)
где и
– механические напряжения в низшей точке провода при заданном (исходном) и расчетном (искомом) режимах,
;
и
– приведенные нагрузки, соответствующие исходному и расчетному режимам,
;
– длина расчетного пролета, м;
и
– температуры воздуха, соответствующие
и
, °С; Е - модуль упругости провода,
;
– температурный коэффициент линейного расширения провода,
.
Решение данных уравнений для двух режимов выполняется при помощи программное обеспечение «MathCAD»:
а) Режим гололеда (за исходный режим принимаем режим низшей температуры):
Исходные данные для решения уравнения (5.19) в режиме гололеда:
;
°С;
;
°С;
;
.
Решим уравнение:
При решении уравнения, выберем один действительный корень:
.
б) Режим максимальной температуры:
Исходные данные для решения уравнения (5.19) в режиме высшей температуры:
;
°С;
;
°С;
.
Решим уравнение:
При решении уравнения, выберем один действительный корень:
.
Рассчитаем максимальную стрелу провеса провода по формуле (5.17) для двух режимов: гололеда и максимальной температуры:
м;
м.
Так как >
, следовательно, для дальнейших расчетов принимаем режим гололеда (режим наибольших нагрузок).
Далее приступим к построению шаблона. Кривую максимального провисания провода для шаблона строят по формуле:
, (5.20)
где – переменная величина, представляющая собой длину полупролета провода, м;
- постоянная шаблона для каждого расчетного пролета и марки провода,
и
берутся для того режима, который дал наибольшую стрелу провеса.
Постоянная шаблона определяется по формуле:
. (5.21)
Рассчитаем постоянную шаблона по формуле (5.21):
.
Построим кривую максимального провисания провода для шаблона, используя таблицу 5.2.
Таблица 5.2 – Данные для построения кривой провисания провода
l, м | 252 | 224 | 196 | 168 | 140 | 112 | 84 | 56 | 28 |
х, м | 126 | 112 | 98 | 84 | 70 | 56 | 42 | 28 | 14 |
у, м | 6,398 | 5,055 | 3,870 | 2,844 | 1,975 | 1,264 | 0,711 | 0,316 | 0,079 |
Затем наносится кривая 2, называемая габаритной. Она сдвинута по вертикали вниз от кривой 1 (кривой провисания) на расстояние требуемого габарита от земли C и ΔНГ ‒ запаса в габарите на неточность построения профиля, шаблона и допуски при монтаже проводов. Принимаем ΔНГ = 0,4 м.
м
Кривая 3, называемая земляной, сдвинута от кривой 1 вниз на расстояние, равное высоте подвеса нижнего провода над землей. Это расстояние определяется формулой:
, (5.22)
где ‒ фактическая длина гирлянды изоляторов, м;
‒ расстояние от земли до нижней траверсы опоры, м.
м.
Размещение опор начинаем с первой анкерной опоры, перемещая шаблон вдоль трассы, при этом необходимо, чтобы «габаритная» кривая не пересекала линии профиля, а кривая провисания была совмещена с точкой опоры, соответствующей ее активной высоте.
После размещения опор определяют границы анкерных участков. Для каждого из них вычисляется приведенный пролет:
, (5.23)
где – пролеты рассматриваемого анкерного участка, м.
Рассчитаем приведенный пролет для анкерного участка по формуле (5.23):
м.
.
Таким образом, из расчёта видно, что опоры расставлены верно.
По полученному приведённому пролёту для анкерного участка составляют монтажные таблицы и графики. На чертеже БР 13.03.02 004 004 представлен профиль расстановки опор на анкерном участке. Дальнейшая расстановка опор происходит аналогично.
6. ПОСТРОЕНИЕ МОНТАЖНЫХ ГРАФИКОВ И ТАБЛИЦ
Монтажные графики и таблицы представляют собой зависимости изменений напряжений и стрел провеса проводов от изменения температур окружающего воздуха.
Отыскание исходного режима производится путем сравнения критического пролета с действительным или приведенным пролетами анкерных участков. Последнее зависит от типа применяемых изоляторов (штыревых, натяжных или подвесных).
Подобные расчеты называются механическим расчетом проводов и его основная цель – выявить условия, обеспечивающие в проводах создание необходимого запаса прочности, а основной результат – монтажные таблицы и графики, по которым монтируются провода ЛЭП.
6.1 Расчет сталеалюминевых проводов
В работе сталеалюминевого провода участвуют два металла, обладающие различными физико-механическими свойствами и поэтому по-разному воспринимающие действие внешней растягивающей силы и изменения температуры.
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 от временного сопротивления разрыву провода в целом. Во всех остальных случаях расчет сталеалюминевых проводов надо вести, согласно ПУЭ [1], по следующим трем исходным условиям: