3.6 Определение исходного режима

Расчет проводов и тросов ВЛ на механическую прочность ведется методом допустимых напряжений. Суть этого метода заключается в том, что напряжения в проводе или тросе в любом из эксплуатационных режимов не должны превышать допустимых напряжений. При выполнении этого условия материал провода или троса работает в пределах упругих деформаций. Допустимые напряжения задаются ПУЭ [1] в процентах от предела прочности провода или троса для трех режимов:

1) наибольшей нагрузки - ;

2) низшей температуры - ;

3) среднегодовой температуры - .

Значения допустимых напряжений приведены в табл. 3.9.

Таблица 3.9

Допустимые механические напряжения в проводах и тросах

Провода и тросы	Допустимые напряжения от предела прочности при растяжении, %			Предел прочности, даН/мм²
	при наибольшей нагрузке или низшей температуре	при средне- годовой температуре
Алюминиевые провода А, АКП	35-45	30	15-16
Сталеалюминиевые провода АС, АСКС, АСКП, АСК	35-45	30	24-33^
Стальные провода ПС	50	35	62
Тросы ТК	50	35	120

Как видно из таблицы, допустимые напряжения при наибольшей нагрузке и наименьшей температуре принимаются больше соответствующих напряжений при среднегодовой температуре. Это обусловлено относительной кратковременностью первых двух режимов.

Важным этапом расчета проводов и тросов на механическую прочность является определение исходного (начального) режима. В качестве такого режима можно принять любой режим, для которого известны удельная нагрузка, температура и напряжение. Однако при эксплуатации проводов и тросов напряжения в них не должны превышать соответствующих допустимых напряжений для режимов максимальной нагрузки, низшей и среднегодовой температур. Чтобы выполнить это условие, целесообразно при расчете в качестве исходного выбрать режим, в котором напряжение может достигать допустимого.

Для определения исходного режима используются так называемые критические пролеты. Суть понятия “критический пролет” заключается в следующем. На напряжение в проводе или тросе оказывают влияние нагрузка и температура окружающей среды. Их влияние проявляется в большей или меньшей степени в зависимости от длины пролета. При малых пролетах на напряжение в проводе значительное влияние оказывает температура, при больших пролетах – нагрузка. Граничный пролет, при котором влияние температуры и нагрузки на напряжения в проводе оказывается равноопасным, называется критическим.

Условия ограничения напряжения в проводе или тросе в трех указанных выше режимах определяют три критических пролета.

Первый критический пролет () – это такой пролет, при котором напряжение в проводе в режиме среднегодовой температуры равно допустимому при среднегодовой температуре, а в режиме низшей температуры – допустимому напряжению при низшей температуре.

Второй критический пролет () – это такой пролет, при котором напряжение в проводе при наибольшей нагрузке равно допустимому напряжению при наибольшей нагрузке, а в режиме низшей температуры – допустимому напряжению при низшей температуре.

Третий критический пролет () – это такой пролет, при котором напряжение в проводе в режиме среднегодовой температуры равно допустимому при среднегодовой температуре, а в режиме наибольшей нагрузки равно допустимому напряжению при наибольшей нагрузке.

Формулы для определения критических пролетов могут быть получены из уравнения состояния провода. Для вычисления первого критического пролета нужно в правую часть уравнения подставить значения , а в левую - и выразить длину:

. (3.15)

Для вычисления второго критического пролета в уравнение состояния провода нужно подставить значения и :

, (3.16)

где – температура гололеда, равная минус 5⁰С (при ).

Для вычисления третьего критического пролета в уравнение состояния провода нужно подставить и и выразить длину:

. (3.17)

В практических расчетах могут иметь место два соотношения между критическими параметрами: или . Кроме того, могут быть случаи, когда или , или оба эти пролета будут мнимыми. Это будет тогда, когда подкоренные выражения в формулах (3.15), (3.17) будут отрицательными.