ev-E2778

51

Поверхности изоляторов загрязняются и увлажняются неравномерно. В результате этого грязеразрядные напряжения оказываются пропорциональными не lут , а эффективной длине пути утечки:

где k ³1 - поправочный коэффициент (коэффициент эффективности изолятора). Значение k для изоляторов тарельчатого типа можно приближенно определить по эмпирической формуле:

где D – диаметр тарелки изолятора.

Эффективная длина пути утечки, обеспечивающая надежную эксплуатацию гирлянд изоляторов, зависит от многих факторов, в том числе и от интенсивности загрязнения атмосферы. Для проектирования воздушных ЛЭП уста-

новлена классификация местностей по степени загрязнения атмосферыи нормированы минимально допустимыеудельные эффективные длины пути утечки lэф , представляющие собой отношения эффективной длины пути утеч-

ки к наибольшему рабочему напряжению линии U наиб (табл.6.3):

где U наиб =1,15 ×U ном для ВЛ напряжением 35 ÷ 220 кВ.

К районам с повышенным уровнем загрязнения атмосферы(степень загрязнения 3, 4) относятся районы вблизи промышленных центров, районы с засоленными почвами, прибрежные зоны морей и соленых озер.

Таблица 6.3 Нормированные удельные эффективные длины пути утечки

Для надежной эксплуатации при рабочем напряжении эффективная длина пути утечки изоляторов должна быть не ниже нормированного значения, т.е. должно выполняться условие:

n ×lэф ³ lэф ×U наиб

53

шек, натяжных болтов с гайками и прокладок. Прессуемые зажимы (рис. 6.4) состоят из стального анкера 1, в котором опрессовывается стальной сердечник провода, и алюминиевого корпуса 2, в котором опрессовывается алюминиевая часть провода со стороны пролета и шлейф. Клиновые зажимы состоят из корпуса и клина. При тяжении троса клин прижимает трос к корпусу, обеспечивая надежную заделку. Зажимы изображены на рисунках приложения Е и Ж.

Сцепная арматура включает скобы, серьги, ушки. Скоба предназначена для присоединения гирлянды к траверсе опоры или к закрепляемым на траверсе деталям. Серьга соединяет скобу с шапкой верхнего изолятора. Ушки соединяют нижний изолятор с зажимом. Серьга со скобой и ушко с зажимом сочленяются с помощью болта или пальца. Один конец фиксируется шляпкой, а другой

– гайкой или шайбой с обязательным применением шплинтов. Сцепная арматура изображена на рисунках приложения И.

Соединительная арматура. Промышленность выпускает провода кусками определенной длины. На ЛЭП эти куски проводов соединяют друг с другом с помощью соединителей, которые подразделяются на овальные и прессуемые.

Овальные соединители (рис. 6.5) применяются для проводов сечением до185 мм2 включительно. В них провода укладыва-

ются внахлест, после чего производится соединение методом скручивания с -по мощью специальных приспособлений.

Прессуемые соединители используются для соединения проводов сечением 240 мм2 и более и стальных тросов всех сечений(рис. 6.6). Для сталеалюминиевых проводов эти зажимы состоят из двух трубок: стальной и алюминиевой. С помощью стальной трубки оп-

рессовываются концы стальной части провода, а с помощью алюминиевой трубки опрессовываются концы алюминиевой части провода. Прессуемые соединители для алюминиевых прово-

дов и тросов состоят из одной трубки.

Защитная арматура устанавливается у конца гирлянды со стороны провода. На поддерживающих гирляндах выполняется в виде овала, направленного длинной стороной вдоль провода. На натяжных гирляндах устанавливаются кольца. При изолированной подвеске троса на ЛЭП напряжением220 кВ и выше изоляторы шунтируются разрядными рогами.

Распорки устанавливаются для соединения друг с другом проводов расщепленной фазы. Они состоят из двух пар плашек, охватывающих и зажимающих с помощью болтов два провода одной фазы. Плашки шарнирно соединяются жесткой тягой, обеспечивающей требуемое расстояние между проводами в расщепленной фазе.

54

6.4. Выбор линейной арматуры

Выбор арматуры производится по минимальной разрушающей нагрузке G р , приводимой в технических характеристиках арматуры. Выбор арматуры

аналогичен выбору изоляторов согласно ПУЭ. Коэффициент запаса прочности, т.е. отношение минимальной разрушающей нагрузки к нормативной нагрузке для условий гололеда должен быть не менее 2,5.

Выбор арматуры для поддерживающих гирлянд осуществляется по -вы

При выборе арматуры для троса в выражениях(6.7) и (6.8) пренебрегают значением Gи .

Для крепления провода к гирлянде на промежуточных опорах применяют, как правило, поддерживающие глухие зажимы типа ПГ и ПГН и ушки типа У1. Для крепления гирлянды к траверсе используются узлы типа КГП и серьги типа СР. Основные характеристики линейной арматуры приведены в таблицах приложения И.

После выбора типа изолятора, количества изоляторов в гирлянде и арматуры определяются фактические вес и длина гирлянды по формулам:

Gгир.ф = n × Gиз + Gарм ,

lгир.ф = n × Низ + hарм ,

(6.9)

где n – количество изоляторов в гирлянде;

Gиз , Gарм – вес одного изолятора и суммарный вес элементов арматуры;

Низ , Н арм – высота одного изолятора и суммарная высота элементов армату-

ры.

Если полученное значение lгир.ф оказывается больше, чем значение l ,

заложенное в расчеты допустимой стрелы провеса провода[f ], то следует пересчитать [f ] по формуле (4.2) с учетом изменившегося значения l , а затем сравнить с полученными значениями стрел провеса провода в соответствующих режимах по условию (4.20).

55

6.5. Защита проводов и тросов от вибрации

При воздействии ветра в проводах и тросах воздушных ЛЭП могут возникать колебательные процессы – вибрации. Длительное воздействие вибраций на провод или трос может привести к поломке отдельных проволок в местах его крепления к зажиму и, в конечном счете, вызовет его обрыв.

Вибрации могут достигать опасных значений при определенных величинах длины пролета и напряжения в проводе или тросе. Защита от вибраций согласно ПУЭ требуется в случае выполнения всех условий, указанных в табл. 6.4

и 6.5.

Таблица 6.4 Длины пролетов для проводов и тросов, требующих защиты от вибрации

Таблица 6.5

Механические напряжения проводов и тросов Н/мм2 при среднегодовой температуре, требующих защиты от вибрации

Защита от вибраций осуществляется с помощью гасителей вибрации, представляющих собой два груза, укрепленных на стальном тросике (рис. К1 – К3). Виброгаситель крепится к проводу с помощью болтового плашечного -за жима. При возникновении вибраций грузы колеблются в противофазе с колебаниями провода, что приводит к поглощению энергии колебаний. Выбор гасите-

56

ля вибраций осуществляется по сечению провода или троса. Технические характеристики виброгасителей указаны в таблицах приложения К.

На промежуточных опорах виброгасители устанавливаются по обе стороны от поддерживающей гирлянды изоляторов. Расстояние от места крепления провода (троса) до места крепления виброгасителя определяется по выражению:

где d – диаметр провода (троса), мм;

F – фактическое сечение провода (троса), мм2; Gп – вес одного метра провода (троса), Н;

stср – напряжение в проводе (тросе) в режиме среднегодовой температуры, Н/мм2.

6.6. Пример выбора изоляторов и линейной арматуры

Требуется провести выбор типа изоляторов и арматуры для поддерживающих и натяжных гирлянд воздушной ЛЭП напряжением110 кВ, выполненной на железобетонных опорах ПБ110-1, проходящей в первом районе по гололеду и во втором районе по ветру без загрязнения атмосферы(степень загрязнения атмосферы – I). Длина весового пролета340 м, удельные нагрузки на

провод: g1 = 34,4 ×10-3 Н/(м×мм2); g7 = 96,5 ×10-3 Н/(м×мм2); фактическое сечение провода 136,8 мм2; напряжение в проводе в режиме максимальной нагрузки sg max =130 Н/мм2; напряжение в проводе в режиме среднегодовой температуры

stср = 67,9 Н/(м×мм2); вес одного метра провода Gп = 4,71 Н/м.

1.Определяется нагрузка на изоляторы поддерживающих гирлянд по формулам (6.1) и (6.2), Н:

2,5 ×(96,5 ×10-3 ×136,8 ×340 + 500)=12471 , 5,0 ×(34,4 ×10-3 ×136,8 ×340 + 500)=10500 .

2. По таблице приложения Д выбирается изолятор с такой разрушающей электромеханической нагрузкой, чтобы выполнялись условия (6.1). Для рассматриваемой задачи таковым является изолятор типа ПС70-Е с разрушающей электромеханической нагрузкой 70000 Н:

12471 < 70000,

10500 < 70000,

то есть условия выполняются.

57

3. Определяется число изоляторов в поддерживающей гирлянде по формуле (6.6). Для этого по табл. 6.3 принимают величину

lэф = 1,6 см/кВ = 16 мм/кВ,

lэф = 303 = 276,96 мм, 1,094

n ³ 16 ×1,15 ×110 = 7,3. 276,96

Полученное значение округляется до восьми и увеличивается на один. Таким образом, число изоляторов в поддерживающей гирлянде составит девять штук.

4. Рассчитывается нагрузка на изолятор натяжной гирлянды по формулам

(6.3), Н:

5. По таблице приложения Д выбирается аналогичный изолятор ПС70-Е с разрушающей электромеханической нагрузкой 70000 Н:

44986,2 < 70000,

56275,5 < 70000,

то есть условия (6.3) выполняются.

6.Число изоляторов в натяжной гирлянде принимается на один больше, чем в поддерживающей гирлянде, т.е. десять штук.

7.Рассчитывается нагрузка на арматуру поддерживающей гирлянды по формуле (6.7), Н:

2,5 ×(96,5 ×10-3 ×136,8 ×340 + 500) =12471 .

8. По таблицам приложения И выбирается узел крепления гирлянды к траверсе опоры КГП-7-1, серьга СР-7-16, ушко У1-7-16 с минимальной разрушающей нагрузкой 70 кН. По таблице приложения Е выбирается глухой поддерживающий зажим ПГН-3-5 с минимальной разрушающей нагрузкой 29,4 кН.

58

9. Нагрузка на арматуру натяжной гирлянды по формуле (6.8), Н:

10.Выбирается аналогичная арматура, что и для поддерживающей гирлянды. В качестве зажима предлагается использовать болтовой зажим.

11.Фактические вес и длина поддерживающей гирлянды по формулам

(6.9):

Gгир.ф = 9 ×34,5 + 7,6 + 8,0 + 3,0 + 9,5 = 338,6 Н, lгир.ф = 9 ×127 +104 + 82 + 65 + 66 = 1206мм = 1,46 м.

12.В соответствии с табл. 6.4 и 6.5 устанавливается, что для проводов рассматриваемой ЛЭП требуется защита от вибраций. Выбор гасителя вибрации осуществляется по таблицам приложения , Кучитывая марку и сечение провода. Выбирается гаситель вибрации ГПГ-1,6-11, который может быть установлен на провод.

13.Расстояние от зажима до места крепления виброгасителя по выраже-

нию (6.10), мм:

l =1,3 ×15,2 × 6,79 × 136,8 = 878 . 0,471

59

7. Расстановка опор по профилю трассы

При расстановке опор по профилю трассы должны быть выполнены два основных условия:

а) расстояние от проводов до земли и до пересекаемых инженерных -со оружений не должно быть меньше допускаемых ПУЭ,

б) нагрузки, воспринимаемые опорами, не должны превышать значений, установленных для опор данного типа.

После выполнения расстановки опор окончательно определяется число и тип используемых опор, число изоляторов и линейной арматуры и др.

7.1. Построение шаблона

На заданном профиле трассы расстановка опор производится с помощью специальных шаблонов. Шаблон представляет собой три кривые провисания

провода, сдвинутые относительно друг друга, построенные в виде парабол для режима, при котором возникает наибольшая стрела провеса (рис. 7.1). Такими режимами могут быть либо режим гололеда без ветра, либо режим максимальной температуры.

Режим максимальной стрелы провеса определяется из анализа результатов механического расчета провода(глава 4). Он может быть также определен вычислением критической температуры, при которой стрела провеса провода при отсутствии гололеда и ветра достигает такого же значения, как и при гололеде без ветра:

где tгол - температура при гололеде;

sгол - напряжение в проводе при гололеде без ветра.

Если tmax > tк , то наибольшая стрела провеса будет возникать при tmax , а

если tmax < tк - при гололеде без ветра.

Кривая 1 – кривая провисания нижнего провода– строится на основе формулы стрелы провеса:

60

где g f max ,s f max - удельная нагрузка и напряжение в проводе в режиме, отве-

чающем наибольшей стреле провеса fmax .

Для построения шаблона указанное выражение представляют в виде

Так, при расчетной длине пролета l р = 300 м достаточно для построения

кривой 1 в I квадранте рис. 7.1 выполнить шесть расчетов значений у, представив их в виде таблицы:

Таблица 7.1

Кривая 2, называемая габаритной, сдвинута по вертикали вниз от кривой 1 на минимально допустимое расстояние от проводов до поверхности земли. Кривая 3, называемая земляной, сдвинута от кривой 1 вниз на расстояние, равное высоте подвеса нижнего провода над землей. Это расстояние определяется формулой

Dу = h2 - lгир.ф ,

где lгир.ф - фактическая длина гирлянды изоляторов,

h2 - расстояние от земли до нижней траверсы опоры.

Построение шаблона производят в масштабах по вертикали(МВ) и по горизонтали (МГ), значения которых принимают в соответствии с рекомендациями, приведенными в п. 7.5.

До расстановки опор всю трассу ВЛ разбивают на участки, ограниченные анкерными опорами. Расстановку промежуточных опор производят на каждом анкерном участке независимо от других анкерных участков.

Шаблон накладывают на профиль трассы так, чтобы кривая 3 пересекала профиль в месте установки первой анкерной опоры, а кривая 2 касалась его (рис. 7.2), при этом ось ординат должна быть строго вертикальна. Тогда другая точка пересечения кривой 3 с профилем будет соответствовать месту установки первой промежуточной опоры. При таком положении шаблона будут соблюдаться требования ПУЭ. Затем шаблон передвигают, принимая за начальную первую промежуточную опору, и находят место установки второй промежуточной опоры и т. д. до конца анкерного участка. Длина последнего пролета в конце анкерного участка может оказаться малой. В этом случае его увеличивают, уменьшая ряд длин соседних пролетов, стремясь к тому, чтобы все они были примерно одинаковы.