- •1 Исходные данные
- •2 Определение физико-механических характеристик провода и троса
- •3 Выбор унифицированной опоры
- •4 Выбор изоляторов
- •5 Расчет проводов и троса на механическую прочность.
- •5.1 Определение толщина стенки гололеда и величины скоростного напора ветра.
- •5.2 Определение удельных нагрузок на провод
- •5.3 Расчет напряжений в проводе
- •5.4 Определение стрелы провеса проводов и троса
- •6 Расстановка опор по профилю трассы
- •6.1 Построение шаблона
- •7 Построение монтажных графиков и таблиц
- •8 Составление ведомости необходимых материалов
- •9 Определение общей стоимости высоковольтной линии
- •Список используемых источников
4 Выбор изоляторов
Для воздушной линии электропередач 10 кВ выбираем стеклянный штыревой изолятор типа ШС-10Г со следующими характеристиками:
Тип изолятора |
Разрушающая электромеханическая сила, кН |
Пробивное напряжение в изоляционной среде, кВ |
Выдерживаемое напряжение , кВ |
Длина пути утечки, мм |
Масса, кг |
Строительная высота, мм | |||||
Частотой 50 Гц (в сухом состоянии) |
Частотой 50 Гц (под дождем |
Импульсное напряжение 1,2/50 +/- | |||||||||
ШС-10Г |
13 |
160 |
65 |
42 |
100 |
280 |
1,9 |
145 |
Технические характеристики изолятора ШС-10Г: Таблица 4.1
В итоге на одну опору приходится три изолятора типа ШС-10Г.
Изолятор изображен на рисунке 5.1.
рисунок 4.1.
5 Расчет проводов и троса на механическую прочность.
5.1 Определение толщина стенки гололеда и величины скоростного напора ветра.
Для обеспечения надежной работы ВЛ в естественных условиях необходимо учитывать скорость ветра, гололедно-изморозевые отложения и температуры воздуха в районе, где проходит трасса ВЛ. Для определения нагрузок на элементы ВЛ, согласно ПУЭ, принимаются наиболее неблагоприятные сочетания климатических условий, наблюдаемых не реже одного раза в пять лет для линий напряжением до 3 кВ, одного раза в 10 лет для линий напряжением 6-330 кВ и одного раза в 15 лет для линий напряжением 500 кВ и выше. Увеличение периодов повторяемости с ростом напряжения ВЛ объясняется большей ответственностью линий более высокого напряжения.
Допустимая стрела провеса провода, м,
, (5.1)
(т.к. применяется штыревой изолятор)
где h2 – расстояние от земли до нижней траверсы, м;
Г – габаритный размер,(6 м);
=9,945.
Значения габарита определены из соображений безопасной эксплуатации ВЛ (табл. 5.1) [2].
Таблица 5.1
Характер местности |
Расстояние от провода до земли (габарит), м, при номинальном напряжении ВЛ | ||||
до 35 кВ |
110 кВ |
220 кВ |
330 кВ |
500 кВ | |
Ненаселенная |
6,0 |
6,0 |
7,0 |
7,5 |
8,0 |
Населенная |
7,0 |
7,0 |
8,0 |
8,0 |
8,0 |
Труднодоступная |
5,0 |
5,0 |
6,0 |
6,5 |
7,0 |
Толщина стенки гололеда для провода и троса, мм,
Отложения гололеда, изморози и мокрого снега на проводах и тросах ВЛ имеют различную форму (рис. 5.1а). Эти отложения регистрируются на метеостанциях, взвешиваются и приводятся к эквивалентной массе гололеда круглой цилиндрической формы с плотностью 900 кг/м3 (рис. 5.1б).
Таблица 5.2
Район по гололеду |
Нормативное значение С, мм, при повторяемости |
Для м значения С берутся непосредственно из табл. 5.2. Прим вводятся поправочные коэффициенты на высоту(табл. 5.3) и диаметр провода(табл. 5.4).[1]
| ||
1 раз в 5 лет |
1 раз в 10 лет | |||
1 |
5 |
5 | ||
2 |
5 |
10 | ||
3 |
10 |
15 | ||
4 |
15 |
20 | ||
особый |
20 и более |
более 22 |
Таблица 5.3
Высота hПР, м |
до 25 |
30 |
50 |
70 |
100 |
200 |
Коэффициент kГ1 |
1,0 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
3,0 |
Таблица 5.4
Диаметр провода (или троса) d, мм |
5 |
10 |
20 |
30 |
50 |
70 |
Коэффициент kГ2 |
1,1 |
1,0 |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
Таким образом, максимальное значение толщины стенки гололеда при м определяется так:
(5.2)
где С – нормативное значение стенки гололеда, мм, (для 3-го района по гололеду С=15 мм);
т.к. ;
Скоростной напор ветра на провод и трос, даН/м2,
При определении ветровых нагрузок на провода и тросы ВЛ принято использовать не скорость ветра V , а скоростной напор ветра , который определяется по формуле:.
Таблица 5.5
Район по ветру |
Нормативное значение q, даН/м2, при повторяемости |
Поскольку скорость ветра увеличивается с увеличением высоты, то для м значенияберутся непосредственно из табл. 5.5. Прим вводится поправочный коэффициент. Значения этого коэффициента приведены в ПУЭ и табл. 5.6.
| |
1 раз в 5 лет |
1 раз в 10 лет | ||
1 |
27 |
40 | |
2 |
35 |
40 | |
3 |
45 |
50 | |
4 |
55 |
65 | |
5 |
70 |
80 | |
6 |
85 |
100 | |
7 |
100 |
125 |
Таблица 5.6
Высота , м |
до 15 |
20 |
40 |
60 |
100 |
200 |
350 и выше |
Коэффициент |
1,0 |
1,25 |
1,55 |
1,75 |
2,1 |
2,6 |
3,1 |
Таким образом, максимальное значение скоростного напора ветра определяется так:
, (5.3)
где q – нормативный скоростной напор ветра(для 3-го ветрового района q=50 даН/м2);
т.к. ;