4 Расчет проводов на механическую прочность
4.1 Общие сведения
Воздушная линия работает в естественных климатических условиях и подвергается ветровым и гололедным нагрузкам, изменениям температуры окружающего воздуха, воздействию грозы. Все климатические условия фиксируются на метеостанций вся территория РК разделена на районы:
– по толщине стенки гололеда;
– скоростным напорам ветра;
– среднегодовой продолжительности гроз;
– пляске проводов – колебаниям проводов с большой амплитудой и малой частотой под воздействием ветровых и гололедных нагрузок.
Карты районирования территории страны приводятся в ПУЭ.
В каждом районе фиксируются значения температур при максимальной скорости ветра, интенсивном гололедообразовании, грозе, рассчитывается среднегодовая температура.
При проектировании ВЛ необходимо учитывать климатические условия района, где будет сооружаться линия.
Одним из важных моментов проектирования ВЛ является расчет проводов и тросов на механическую прочность. Расчет опор и других элементов ВЛ (изоляторов, арматуры), как правило, не производится. Эти элементы, в частности опоры, выбираются из унифицированного ряда с учетом климатических условий района сооружения ВЛ. Для каждой унифицированной опоры в справочных материалах указываются ее размеры и область применения.
Под расчетом проводов и тросов ВЛ на механическую прочность понимается определение механического напряжения в проводах и тросах при различных сочетаниях климатических условий и сопоставление этих напряжений с допустимыми значениями.
Основными факторами, влияющими на механическое напряжение в проводе, являются:
– температура окружающего воздуха;
– гололедные нагрузки;
– ветровые нагрузки.
При изменении температуры воздуха меняется внутреннее механическое напряжение в проводе за счет изменения длины провода в пролете. Гололед и ветер влияют на механическое напряжение в проводе за счет внешнего механического воздействия.
Для ВЛ применяются, главным образом, сталеалюминиевые провода. Физико-механические характеристики, приведенные к проводу в целом:
– модуль упругости Е;
– температурный коэффициент линейного удлинения α;
– механическое напряжение σ.
Характеристики сталеалюминиевых проводов различного сечения приведены в справочных материалах.
ПУЭ устанавливают допустимые механические напряжения в проводе для трех режимов:
– режима низшей температуры [σtmin];
– режима среднегодовой температуры [σtср];
– режима наибольшей внешней нагрузки [σрmax];
Основной задачей механического расчета провода является определение таких условий его монтажа, чтобы в процессе эксплуатации линии механические напряжения в проводе в режимах низшей температуры σtmin, среднегодовой температуры σtср и наибольшей внешней нагрузки σрmax не превышали допустимых значений.
Таким образом, условия проверки провода на механическую прочность имеют следующий вид:
4.2
Расчет производился по программе разработанной ТОО КазСельЭнергопроект. Исходные данные и результаты вычислений приведены в приложении 1 и 2. Полученные графики приведены ниже.
Рисунок 4.4 – Зависимость напряжения от длины пролета при максимальной температуре
Рисунок 4.5 – Зависимость напряжения от длины пролета при минимальной температуре
Рисунок 4.6 – Зависимость напряжения от длины пролета при средней температуре
Рисунок 4.7 – Зависимость стрелы провеса от длины пролета при максимальной температуре
Рисунок 4.8 – Зависимость стрелы провеса от длины пролета при минимальной температуре
Рисунок 4.9 – Зависимость стрелы провеса от длины пролета при средней температуре
Экономическая часть