Меню

Удельные механические нагрузки проводов

Определение механических нагрузок на провода

Механический расчет проводов и тросов ВЛ производим по методу допускаемых напряжений, расчет изоляторов и арматуры – по методу разрушающих нагрузок

Механические нагрузки, действующие на провода и тросы ВЛ, определяются собственным весом провода, величиной ветрового напора и дополнительной нагрузкой, обусловленной гололедом. Рассчитываются единичные нагрузки, обозначаемые Р, и удельные нагрузки, обозначаемые g.

Проверяем на механические нагрузки провод марки АС-300/39. Воздушная линия имеет номинальное напряжение 110 кВ, расположена в населенной местности типа В, относящейся ко II району по гололеду и ко II ветровому району, длина пролета L=200м. Основные значения температур: t + = +35°C, t — = -35°C , t Э = 10°C.

Для расчета из табл.1(Приложения А) данного методического пособия выбираются следующие справочные данные:

· расчетное сечение провода F= 339,6 мм 2 ( суммарное сечение алюминиевой и стальной части провода);

· расчетный диаметр провода d = 24мм;

· масса провода (без смазки) m = 1132кг/ км.

Единичная нагрузка, вызванная собственным весом провода Р 1 , Н/м, определится по формуле

Р 1 = g × m × 10 -3 , (2.1)

где g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с 2 ;

m – погонная масса провода , кг/км, определяется по табл.1 Приложение А , [6].

Р 1 = 9,8 × 1132 × 10 -3 = 11,1 Н/м

Единичная нормативная линейная гололедная нагрузка Р НГ , Н/м, определится по формуле

Р НГ = p K i ×K d×b Э (d + K i K d b Э) g× r × 10 -3 , (2.2)

где K i и K d — коэффициенты, учитывающие изменение толщины стенки гололеда по высоте и в зависимости от диаметра провода, принимаемые по табл.2[пр.А];

K i = 1,0 (для высоты приведенного центра тяжести h пр = 15м, табл.9[пр.А])

b Э -нормативная толщина стенки гололеда, мм, принимается по табл.3[пр.А] ;

b Э = 15мм (для II гололедного района);

d – диаметр провода, мм; d = 24мм;

g – ускорение свободного падения , принимаемое равным 9,8 м/с 2 ;

r — плотность льда, принимаемая 0,9 г/см 3 .

Р НГ = 3,14×1,0 ×0,85×15 (24 + 1,0×0,85 ×15) 9,8× 0,9 × 10 -3 = 13 Н/м

Единичная расчетная линейная гололедная нагрузка Р 2 , Н/м, определится по формуле

где Р НГ — нормативная линейная гололедная нагрузка, Н/м;

g nw — коэффициент надежности по ответственности, принимаемый для линий напряжением до 220кВ равным 1,0 ;

g p — региональный коэффициент, принимаемый равным от 1,0 до 1,5 на основании опыта эксплуатации , g p = 1,0;

g f — коэффициент надежности по гололедной нагрузке, g f = 1,3 ( для II района по гололеду );

g d – коэффициент условий работы, g d = 0,5 ,[1].

Р 2 = 13 ×1 ×1 ×1,3 ×0,5 = 8,4 Н/м

Нагрузка, обусловленная весом провода и гололедом определится по формуле

Р 3 = 11,1 + 8,4 = 19,5 Н/м

Нормативная ветровая нагрузка на провода Р’ НВ, Н, без гололеда определится по формуле

Р’ НВ = a W × K l × K W ×C X ×W 0× F 0× sin 2 j , (2.5)

где a W — коэффициент, учитывающий неравномерность ветрового давления по пролету ВЛ, принимаемый по табл. 4[пр.А] в зависимости от ветрового давления W, [1 ]

W = 500 Па a W =0,71(табл.4[пр.А])

K l — коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку, принимаемый из таблицы: K l = 1,02

Длина пролета , м £ 50 ³ 250
Коэффициент K l 1,2 1,1 1,05 1,0

Промежуточное значение K l определяется линейной интерполяцией.

K W — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности, определяемый по табл. 5[пр.А] ;

для h пр = 15м и местности типа В K W = 0,65;

C X — коэффициент лобового сопротивления, принимаемый C X = 1,1

– для проводов, свободных от гололеда, диаметром 20мм и более, т.к d = 24мм;

W 0 – нормативное ветровое давление, соответствующее 10-минутному интервалу осреднения скорости ветра (n 0), на высоте 10м над поверхностью земли и принимаемый в соответствии с картой районирования территории России по ветровому давлению, принимается по табл.6 , Па; W 0 = 500 Па

F 0 — площадь продольного диаметрального сечения провода, м 2 ;

j — угол между направлением ветра и осью ВЛ (ветер следует принимать направленным под углом 90° к оси ВЛ).

Читайте также:  Сварочный аппарат для соединения проводов

Ветровое давление на провода определяется по высоте расположения приведенного центра тяжести всех проводов.

Поскольку на данном этапе расчетов еще не определена стрела провеса провода и профиль трассы, то можно принять ориентировочно в качестве h ср нормативное расстояние до нижней траверсы h пр = 15м ( табл 9[пр.А]).

Площадь продольного диаметрального сечения провода без гололеда F 0, м 2 , определяется по формуле

F 0 = d × L × 10 -3 , (2.6)

где d – диаметр провода, мм; d = 24мм

F 0 = 24 × 200 × 10 -3 = 4,8 м 2

Р’ НВ =0,71 × 1,02 × 0,65 ×1,1 ×500 × 4,8 = 1242,7 Н

Единичная нагрузка , Н/м, определится

Рнв = Р’ НВ / L = 1242,7 / 200 = 6,2 Н/м

Нормативная ветровая нагрузка на провода Р’ НВГ, Н, с гололедом определится по формуле

Р НВГ = a W × K l × K W ×C X ×W Г× F Г× sin 2 j , (2.7)

где C X — коэффициент лобового сопротивления, принимаемый равным 1,2 ;

W Г — нормативное ветровое давление при гололеде с повторяемостью один раз в 25лет, принимается W Г = 0,25 W 0 = 0,25 × 500= 125 Па; выбираем 120 Па[1,c.45].

F Г — площадь продольного диаметрального сечения провода, м 2 (при гололеде с учетом условной толщины стенки гололеда b у );

Площадь продольного диаметрального сечения провода Fг, м 2 , определяется по формуле

Fг = ( d + 2K i K d b У )L × 10 -3 , (2.8)

где d – диаметр провода, мм;

K i и K d — коэффициенты, учитывающие изменение толщины стенки гололеда по высоте и в зависимости от диаметра провода, определяются по табл.2 [пр.А];

b У — условная толщина стенки гололеда , мм, принимается равной нормативной толщине b Э по табл. 3; b Э = b У =15мм

Fг = ( 24 + 2 ×1 ×0,9 ×15 )200 × 10 -3 = 10,2 м 2

Р’ НВГ =0,71 × 1,02 × 0,65 ×1,2 ×120 × 10,2 = 691,4 Н

Р НВГ = Р’ НВГ / L = 691,4 / 200 = 3,5 Н/м

Единичная расчетная ветровая нагрузка на провода без гололеда Р 4 , Н/м, определится по формуле

где Р НВ – нормативная ветровая нагрузка ,Н/м, Р НВ = 6,2 Н/м;

g Н — коэффициент надежности, принимаемый равным 1,0 – для ВЛ до 220кВ;

g Р — региональный коэффициент, принимаемый 1,0 (на основании опыта эксплуатации);

g f — коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1,1.

Р 4 = 6,2 × 1,0× 1,0× 1,1 = 6,8 Н/м

Единичная расчетная ветровая нагрузка на провода с гололедом Р 5 , Н/м, определится по формуле

Р 5 = 3,5 ×1,0 × 1,0 × 1,1 = 3,8 Н /м

где Р НВГ – нормативная ветровая нагрузка по ф.(2.8),Н/м;

Единичная нагрузка, определяемая весом провода без гололеда и ветром

Р 6 = Ö Р 1 2 + Р 4 2 (2.11)

Р 6 = Ö 11,1 2 + 6,8 2 = 13 Н/м

Нагрузка, определяемая весом провода с гололедом и ветром

Р 7 = Ö Р 3 2 + Р 5 2 (2.12)

Р 7 = Ö 20,2 2 + 3,8 2 = 20,6 Н/м

Удельную нагрузку определяем по формуле

где Р- удельная нагрузка , Н/м;

F- суммарное сечение провода, мм 2 .

Результаты расчетов по формулам (2.1… 2.13) сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Удельные и единичные нагрузки на провода

Источник



Удельные нормативные и расчетные нагрузки на провод

При выполнении механического расчета проводов различных сечений F при различной длине пролета l удобно пользоваться удельными механическими нагрузками на провод, т. е. нагрузками, приведенными к 1 м длины и 1 мм 2 сечения провода. Размерность удельной нагрузки — даН/м . мм 2 .

Удельная нагрузка от собственного веса провода определяется через вес Р одного км провода и его сечение F:

р1 = Р . 10 -3 / F. (5.2)

В соответствии с [4] удельные нагрузки, обусловленные гололедом и ветром, подразделяются на нормативные и расчетные. В нормативных нагрузках учитывается конструкция ВЛ: высота подвеса провода, его диаметр и другие факторы. Расчетные нагрузки дополнительно учитывают ответственность ВЛ, опыт эксплуатации аналогичных ВЛ в рассматриваемом районе и другие условия.

Удельная нормативная нагрузка от веса гололеда на проводе, исходя из цилиндрической формы гололедных отложений, составляет

Читайте также:  Как рассчитать длину провода для катушки

р2н = g Ki Kd b (d + Ki Kd b) / F, (5.3)

где g = 0,9 . 10 3 даН/м 3 = 0,9 . 10 -3 даН/м . мм 2 – плотность льда;

b – нормативная толщина стенки гололеда на высоте 10 м, мм;

d – диаметр провода, мм;

Ki – коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололеда от высоты расположения приведенного центра тяжести проводов;

Kd – коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололеда в зависимости от диаметра провода.

Высота расположения приведенного центра тяжести проводов определяется по выражению

где hi – расстояние от земли до i-й траверсы опоры;

m – количество проводов на опоре;

l– длина гирлянды изоляторов, предварительно принимаемая 0,6 м, 1,3 м и 2,4 м для ВЛ напряжением 35, 110 и 220 кВ соответственно;

[f] –максимально допустимая стрела провеса провода, определяемая по выражению

где hп-з – расстояние от земли до траверсы нижнего провода;

hг – наименьшее допустимое расстояние от провода до земли (габарит ВЛ), принимаемое по табл. 5.2.

Т а б л и ц а 5.2

Характер местности Габарит ВЛ, hг, м, при напряжении
до 35 кВ 110 кВ 220 кВ
Населенная
Ненаселенная
Труднодоступная

Значения коэффициентов Ki и Kd, учитывающих изменение толщины стенки гололеда от высоты расположения приведенного центра тяжести проводов и в зависимости от диаметра провода, приведены в табл. 5.3.

Удельная расчетная нагрузка от веса гололеда на проводе

где gnw — коэффициент надежности по ответственности ВЛ, зависящий от напряжения и количества цепей; для ВЛ до 220 кВ включительно gnw=1; для двухцепных ВЛ gnw=1,3 независимо от напряжения;

gp — региональный коэффициент, принимаемый в диапазоне 1,0…1,3; значение этого коэффициента принимается на основании опыта эксплуатации и указывается в задании на проектирование ВЛ;

gf — коэффициент надежности по гололедной нагрузке; gf =1,3 для районов по гололеду I и II, gf =1,6 для районов по гололеду III и выше;

gd =0,5 – коэффициент условий работы.

Т а б л и ц а 5.3

hпр Ki d, мм Kd
до 25 1,0 до 10 1,0
1,4 0,9
1,6 0,8
1,8 0,7
2,0 0,6

Примечание. Для промежуточных высот hпр значения коэффициентов Ki и Kd определяются линейной интерполяцией.

Суммарная удельная расчетная нагрузка от веса провода и гололеда определяется суммированием нагрузок р1 и р2, поскольку обе эти нагрузки имеют одинаковое вертикальное направление. Таким образом,

Удельная нормативная ветровая нагрузка при отсутствии гололеда, составляет

р4н = aw Кl Кw Сx W d . 10 -3 / F, (5.8)

где aw – коэффициент, учитывающий неравномерность ветрового давления по пролету ВЛ, принимаемый равным 0,76 при W=40 даН/м 2 ; aw=0,71 – при 50 даН/м 2 ; 0,7 – при 60 даН/м 2 и более;

Кl – коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку, равный 1,2 при длине пролета 50 м, 1,1 — при 100 м, 1,05 – при 150 м, 1,0 – при 250 м и более;

Кw –коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности, определяемый по табл. 5.4;

Т а б л и ц а 5.4

hпр, м Коэффициент Кw для типов местности
А В С
до 15 1,0 0,65 0,4
1,25 0,85 0,55
1,5 1,1 0,8
1,7 1,3 1,0
1,85 1,45 1,15
2,0 1,6 1,25

Примечания. 1. Тип местности: А – открытая; В – городские территории с низкоэтажной застройкой; открытая; С – городские территории с застройкой зданиями высотой более 25 м. 2. Для промежуточных высот hпр значение коэффициента KW определяется линейной интерполяцией.

Сx – коэффициент лобового сопротивления, зависящий от диаметра провода и принимаемый равным: 1,1 – для проводов диаметром 20 мм и более; 1,2 – для проводов диаметром менее 20 мм;

W – ветровое давление в соответствии с районом по ветру.

Удельная нормативная ветровая нагрузка при наличии гололеда, составляет

где Сx=1,2 для всех проводов, покрытых гололедом; остальные составляющие указаны выше;

Wг = 0,25W – ветровое давление при гололеде.

Читайте также:  Как поменять высоковольтные провода хендай акцент

Удельные расчетные ветровые нагрузки при отсутствии и наличии гололеда соответственно составляют

где gf – коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1,1; остальные составляющие указаны выше.

Расчетная удельная нагрузка от ветра и веса провода без гололеда составляет

Расчетная удельная нагрузка от веса провода, покрытого гололедом, и ветра составляет

Удельные нагрузки р6 и р7 определяются геометрическим сложением составляющих, поскольку эти составляющие направлены вертикально (р1 и р3) и горизонтально (р4 и р5).

Для расчета проводов на механическую прочность [4] регламентируют следующие сочетания климатических условий (режимы):

1. Режим низшей температуры при отсутствии ветра и гололеда, характеризуемый удельной расчетной нагрузкой р1 и температурой Qmin;

2. Режим среднегодовой температуры при отсутствии ветра и гололеда, характеризуемый удельной расчетной нагрузкой р1 и температурой Qср;

3. Режим наибольшей внешней нагрузки, характеризуемый удельной расчетной нагрузкой рmax и температурой Qг = Qв = -5 о С.

В режиме 3 в качестве наибольшей удельной расчетной нагрузки рmax принимается нагрузка р6 или р7. При соотношении р7 > р6 принимается рmax = р7; при соотношении р6 > р7 принимается pmax = р6.

Дата добавления: 2015-03-26 ; просмотров: 1993 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Удельные нагрузки на провод

date image2015-02-27
views image3720

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

При выполнении механического расчета проводов различных сечений F при различной длине пролета l удобно пользоваться удельными механическими нагрузками на провод, т.е. нагрузками, приведенными к 1 м длины пролета и 1 мм 2 сечения провода. Размерность удельной нагрузки — даН/м . мм 2 .

Удельная нагрузка от собственного веса провода определяется через вес Р одного км провода и его сечение, как

р1 = Р . 10 -3 / F. (2.2)

Удельная нагрузка от веса гололеда на проводе исходя из цилиндрической формы гололедных отложений составляет

р2 = π g Cmax (d + Cmax) / F, (2.3)

где g = 0,9 . 10 3 даН/м 3 = 0,9 . 10 -3 даН/м . мм 2 — плотность льда;

Сmax — максимальная толщина стенки гололеда в соответствии с районом страны по гололеду, мм;

d — диаметр провода, мм.

Суммарная удельная нагрузка от веса провода и гололеда определяется суммированием нагрузок р1 и р2, поскольку обе эти нагрузки имеют одинаковое вертикальное направление. Таким образом,

Ветровая нагрузка действует на провод в горизонтальном направлении. При расчете удельной нагрузки от воздействия ветра учитывают максимальный скоростной напор ветра Qmax, даН/м 2 , в соответствии с районом страны по ветру. Этот скоростной напор и скорость ветра Vmax связаны соотношением

Удельная нагрузка от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу при отсутствии гололеда, составляет

р4 = Qmax d . 10 -3 / F (2.6)

Удельная нагрузка от давления ветра при наличии на проводе гололеда составляет

р5 =0,25Qmax (d + 2Cmax) . 10 -3 / F (2.7)

При определении удельной нагрузки р5 считается невозможным одновременное воздействие на провод и максимального напора ветра и максимального гололеда. Поэтому при расчете этой удельной нагрузки принимается, что напор ветра составляет 0,25Qmax.

Удельная нагрузка от веса провода без гололеда и ветра составляет

Удельная нагрузка от веса провода, покрытого гололедом, и ветра составляет

Удельные нагрузки р6 и р7 определяются геометрическим сложением составляющих, поскольку эти составляющие направлены вертикально (р1 и р3) и горизонтально (р4 и р5).

Для расчета проводов на механическую прочность ПУЭ регламентируют следующие сочетания климатических условий (режимы):

1. Режим низшей температуры при отсутствии ветра и гололеда, характеризуемый удельной нагрузкой р1 и температурой tmin;

2. Режим среднегодовой температуры при отсутствии ветра и гололеда, характеризуемый удельной нагрузкой р1 и температурой tср;

3. Режим наибольшей внешней нагрузки, характеризуемый
удельной нагрузкой рmax и температурой tг = -5 о С;

Температура tг = — 5 о С, при которой имеют место интенсивное гололедообразование и максимальная ветровая нагрузка установлена по данным метеорологических наблюдений и принимается одинаковой для всех районов страны.

В режиме 3 в качестве наибольшей удельной нагрузки рmax принимается нагрузка р6 или р7. При соотношении р7 > р6 принимается рmax = р7. При соотношении р6 > р7 принимается pmax = р6.

Источник

Удельные механические нагрузки проводов

Удельные нагрузки на провод

date image2015-02-27
views image3720

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

При выполнении механического расчета проводов различных сечений F при различной длине пролета l удобно пользоваться удельными механическими нагрузками на провод, т.е. нагрузками, приведенными к 1 м длины пролета и 1 мм 2 сечения провода. Размерность удельной нагрузки — даН/м . мм 2 .

Удельная нагрузка от собственного веса провода определяется через вес Р одного км провода и его сечение, как

р1 = Р . 10 -3 / F. (2.2)

Удельная нагрузка от веса гололеда на проводе исходя из цилиндрической формы гололедных отложений составляет

р2 = π g Cmax (d + Cmax) / F, (2.3)

где g = 0,9 . 10 3 даН/м 3 = 0,9 . 10 -3 даН/м . мм 2 — плотность льда;

Сmax — максимальная толщина стенки гололеда в соответствии с районом страны по гололеду, мм;

d — диаметр провода, мм.

Суммарная удельная нагрузка от веса провода и гололеда определяется суммированием нагрузок р1 и р2, поскольку обе эти нагрузки имеют одинаковое вертикальное направление. Таким образом,

Ветровая нагрузка действует на провод в горизонтальном направлении. При расчете удельной нагрузки от воздействия ветра учитывают максимальный скоростной напор ветра Qmax, даН/м 2 , в соответствии с районом страны по ветру. Этот скоростной напор и скорость ветра Vmax связаны соотношением

Удельная нагрузка от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу при отсутствии гололеда, составляет

р4 = Qmax d . 10 -3 / F (2.6)

Удельная нагрузка от давления ветра при наличии на проводе гололеда составляет

р5 =0,25Qmax (d + 2Cmax) . 10 -3 / F (2.7)

При определении удельной нагрузки р5 считается невозможным одновременное воздействие на провод и максимального напора ветра и максимального гололеда. Поэтому при расчете этой удельной нагрузки принимается, что напор ветра составляет 0,25Qmax.

Удельная нагрузка от веса провода без гололеда и ветра составляет

Удельная нагрузка от веса провода, покрытого гололедом, и ветра составляет

Удельные нагрузки р6 и р7 определяются геометрическим сложением составляющих, поскольку эти составляющие направлены вертикально (р1 и р3) и горизонтально (р4 и р5).

Для расчета проводов на механическую прочность ПУЭ регламентируют следующие сочетания климатических условий (режимы):

1. Режим низшей температуры при отсутствии ветра и гололеда, характеризуемый удельной нагрузкой р1 и температурой tmin;

2. Режим среднегодовой температуры при отсутствии ветра и гололеда, характеризуемый удельной нагрузкой р1 и температурой tср;

3. Режим наибольшей внешней нагрузки, характеризуемый
удельной нагрузкой рmax и температурой tг = -5 о С;

Температура tг = — 5 о С, при которой имеют место интенсивное гололедообразование и максимальная ветровая нагрузка установлена по данным метеорологических наблюдений и принимается одинаковой для всех районов страны.

В режиме 3 в качестве наибольшей удельной нагрузки рmax принимается нагрузка р6 или р7. При соотношении р7 > р6 принимается рmax = р7. При соотношении р6 > р7 принимается pmax = р6.

Источник

Определение механических нагрузок на провода

Механический расчет проводов и тросов ВЛ производим по методу допускаемых напряжений, расчет изоляторов и арматуры – по методу разрушающих нагрузок

Механические нагрузки, действующие на провода и тросы ВЛ, определяются собственным весом провода, величиной ветрового напора и дополнительной нагрузкой, обусловленной гололедом. Рассчитываются единичные нагрузки, обозначаемые Р, и удельные нагрузки, обозначаемые g.

Проверяем на механические нагрузки провод марки АС-300/39. Воздушная линия имеет номинальное напряжение 110 кВ, расположена в населенной местности типа В, относящейся ко II району по гололеду и ко II ветровому району, длина пролета L=200м. Основные значения температур: t + = +35°C, t — = -35°C , t Э = 10°C.

Для расчета из табл.1(Приложения А) данного методического пособия выбираются следующие справочные данные:

· расчетное сечение провода F= 339,6 мм 2 ( суммарное сечение алюминиевой и стальной части провода);

· расчетный диаметр провода d = 24мм;

· масса провода (без смазки) m = 1132кг/ км.

Единичная нагрузка, вызванная собственным весом провода Р 1 , Н/м, определится по формуле

Р 1 = g × m × 10 -3 , (2.1)

где g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с 2 ;

m – погонная масса провода , кг/км, определяется по табл.1 Приложение А , [6].

Р 1 = 9,8 × 1132 × 10 -3 = 11,1 Н/м

Читайте также:  Сварочный аппарат для соединения проводов

Единичная нормативная линейная гололедная нагрузка Р НГ , Н/м, определится по формуле

Р НГ = p K i ×K d×b Э (d + K i K d b Э) g× r × 10 -3 , (2.2)

где K i и K d — коэффициенты, учитывающие изменение толщины стенки гололеда по высоте и в зависимости от диаметра провода, принимаемые по табл.2[пр.А];

K i = 1,0 (для высоты приведенного центра тяжести h пр = 15м, табл.9[пр.А])

b Э -нормативная толщина стенки гололеда, мм, принимается по табл.3[пр.А] ;

b Э = 15мм (для II гололедного района);

d – диаметр провода, мм; d = 24мм;

g – ускорение свободного падения , принимаемое равным 9,8 м/с 2 ;

r — плотность льда, принимаемая 0,9 г/см 3 .

Р НГ = 3,14×1,0 ×0,85×15 (24 + 1,0×0,85 ×15) 9,8× 0,9 × 10 -3 = 13 Н/м

Единичная расчетная линейная гололедная нагрузка Р 2 , Н/м, определится по формуле

где Р НГ — нормативная линейная гололедная нагрузка, Н/м;

g nw — коэффициент надежности по ответственности, принимаемый для линий напряжением до 220кВ равным 1,0 ;

g p — региональный коэффициент, принимаемый равным от 1,0 до 1,5 на основании опыта эксплуатации , g p = 1,0;

g f — коэффициент надежности по гололедной нагрузке, g f = 1,3 ( для II района по гололеду );

g d – коэффициент условий работы, g d = 0,5 ,[1].

Р 2 = 13 ×1 ×1 ×1,3 ×0,5 = 8,4 Н/м

Нагрузка, обусловленная весом провода и гололедом определится по формуле

Р 3 = 11,1 + 8,4 = 19,5 Н/м

Нормативная ветровая нагрузка на провода Р’ НВ, Н, без гололеда определится по формуле

Р’ НВ = a W × K l × K W ×C X ×W 0× F 0× sin 2 j , (2.5)

где a W — коэффициент, учитывающий неравномерность ветрового давления по пролету ВЛ, принимаемый по табл. 4[пр.А] в зависимости от ветрового давления W, [1 ]

W = 500 Па a W =0,71(табл.4[пр.А])

K l — коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку, принимаемый из таблицы: K l = 1,02

Длина пролета , м £ 50 ³ 250
Коэффициент K l 1,2 1,1 1,05 1,0

Промежуточное значение K l определяется линейной интерполяцией.

K W — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности, определяемый по табл. 5[пр.А] ;

для h пр = 15м и местности типа В K W = 0,65;

C X — коэффициент лобового сопротивления, принимаемый C X = 1,1

– для проводов, свободных от гололеда, диаметром 20мм и более, т.к d = 24мм;

W 0 – нормативное ветровое давление, соответствующее 10-минутному интервалу осреднения скорости ветра (n 0), на высоте 10м над поверхностью земли и принимаемый в соответствии с картой районирования территории России по ветровому давлению, принимается по табл.6 , Па; W 0 = 500 Па

F 0 — площадь продольного диаметрального сечения провода, м 2 ;

j — угол между направлением ветра и осью ВЛ (ветер следует принимать направленным под углом 90° к оси ВЛ).

Ветровое давление на провода определяется по высоте расположения приведенного центра тяжести всех проводов.

Поскольку на данном этапе расчетов еще не определена стрела провеса провода и профиль трассы, то можно принять ориентировочно в качестве h ср нормативное расстояние до нижней траверсы h пр = 15м ( табл 9[пр.А]).

Площадь продольного диаметрального сечения провода без гололеда F 0, м 2 , определяется по формуле

F 0 = d × L × 10 -3 , (2.6)

где d – диаметр провода, мм; d = 24мм

F 0 = 24 × 200 × 10 -3 = 4,8 м 2

Р’ НВ =0,71 × 1,02 × 0,65 ×1,1 ×500 × 4,8 = 1242,7 Н

Единичная нагрузка , Н/м, определится

Рнв = Р’ НВ / L = 1242,7 / 200 = 6,2 Н/м

Нормативная ветровая нагрузка на провода Р’ НВГ, Н, с гололедом определится по формуле

Р НВГ = a W × K l × K W ×C X ×W Г× F Г× sin 2 j , (2.7)

где C X — коэффициент лобового сопротивления, принимаемый равным 1,2 ;

W Г — нормативное ветровое давление при гололеде с повторяемостью один раз в 25лет, принимается W Г = 0,25 W 0 = 0,25 × 500= 125 Па; выбираем 120 Па[1,c.45].

F Г — площадь продольного диаметрального сечения провода, м 2 (при гололеде с учетом условной толщины стенки гололеда b у );

Читайте также:  Ларгус цвет провода заднего хода

Площадь продольного диаметрального сечения провода Fг, м 2 , определяется по формуле

Fг = ( d + 2K i K d b У )L × 10 -3 , (2.8)

где d – диаметр провода, мм;

K i и K d — коэффициенты, учитывающие изменение толщины стенки гололеда по высоте и в зависимости от диаметра провода, определяются по табл.2 [пр.А];

b У — условная толщина стенки гололеда , мм, принимается равной нормативной толщине b Э по табл. 3; b Э = b У =15мм

Fг = ( 24 + 2 ×1 ×0,9 ×15 )200 × 10 -3 = 10,2 м 2

Р’ НВГ =0,71 × 1,02 × 0,65 ×1,2 ×120 × 10,2 = 691,4 Н

Р НВГ = Р’ НВГ / L = 691,4 / 200 = 3,5 Н/м

Единичная расчетная ветровая нагрузка на провода без гололеда Р 4 , Н/м, определится по формуле

где Р НВ – нормативная ветровая нагрузка ,Н/м, Р НВ = 6,2 Н/м;

g Н — коэффициент надежности, принимаемый равным 1,0 – для ВЛ до 220кВ;

g Р — региональный коэффициент, принимаемый 1,0 (на основании опыта эксплуатации);

g f — коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1,1.

Р 4 = 6,2 × 1,0× 1,0× 1,1 = 6,8 Н/м

Единичная расчетная ветровая нагрузка на провода с гололедом Р 5 , Н/м, определится по формуле

Р 5 = 3,5 ×1,0 × 1,0 × 1,1 = 3,8 Н /м

где Р НВГ – нормативная ветровая нагрузка по ф.(2.8),Н/м;

Единичная нагрузка, определяемая весом провода без гололеда и ветром

Р 6 = Ö Р 1 2 + Р 4 2 (2.11)

Р 6 = Ö 11,1 2 + 6,8 2 = 13 Н/м

Нагрузка, определяемая весом провода с гололедом и ветром

Р 7 = Ö Р 3 2 + Р 5 2 (2.12)

Р 7 = Ö 20,2 2 + 3,8 2 = 20,6 Н/м

Удельную нагрузку определяем по формуле

где Р- удельная нагрузка , Н/м;

F- суммарное сечение провода, мм 2 .

Результаты расчетов по формулам (2.1… 2.13) сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Удельные и единичные нагрузки на провода

Источник



Удельные нормативные и расчетные нагрузки на провод

При выполнении механического расчета проводов различных сечений F при различной длине пролета l удобно пользоваться удельными механическими нагрузками на провод, т. е. нагрузками, приведенными к 1 м длины и 1 мм 2 сечения провода. Размерность удельной нагрузки — даН/м . мм 2 .

Удельная нагрузка от собственного веса провода определяется через вес Р одного км провода и его сечение F:

р1 = Р . 10 -3 / F. (5.2)

В соответствии с [4] удельные нагрузки, обусловленные гололедом и ветром, подразделяются на нормативные и расчетные. В нормативных нагрузках учитывается конструкция ВЛ: высота подвеса провода, его диаметр и другие факторы. Расчетные нагрузки дополнительно учитывают ответственность ВЛ, опыт эксплуатации аналогичных ВЛ в рассматриваемом районе и другие условия.

Удельная нормативная нагрузка от веса гололеда на проводе, исходя из цилиндрической формы гололедных отложений, составляет

р2н = g Ki Kd b (d + Ki Kd b) / F, (5.3)

где g = 0,9 . 10 3 даН/м 3 = 0,9 . 10 -3 даН/м . мм 2 – плотность льда;

b – нормативная толщина стенки гололеда на высоте 10 м, мм;

d – диаметр провода, мм;

Ki – коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололеда от высоты расположения приведенного центра тяжести проводов;

Kd – коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололеда в зависимости от диаметра провода.

Высота расположения приведенного центра тяжести проводов определяется по выражению

где hi – расстояние от земли до i-й траверсы опоры;

m – количество проводов на опоре;

l– длина гирлянды изоляторов, предварительно принимаемая 0,6 м, 1,3 м и 2,4 м для ВЛ напряжением 35, 110 и 220 кВ соответственно;

[f] –максимально допустимая стрела провеса провода, определяемая по выражению

где hп-з – расстояние от земли до траверсы нижнего провода;

hг – наименьшее допустимое расстояние от провода до земли (габарит ВЛ), принимаемое по табл. 5.2.

Т а б л и ц а 5.2

Характер местности Габарит ВЛ, hг, м, при напряжении
до 35 кВ 110 кВ 220 кВ
Населенная
Ненаселенная
Труднодоступная

Значения коэффициентов Ki и Kd, учитывающих изменение толщины стенки гололеда от высоты расположения приведенного центра тяжести проводов и в зависимости от диаметра провода, приведены в табл. 5.3.

Читайте также:  Прокладка провода под точечный светильник

Удельная расчетная нагрузка от веса гололеда на проводе

где gnw — коэффициент надежности по ответственности ВЛ, зависящий от напряжения и количества цепей; для ВЛ до 220 кВ включительно gnw=1; для двухцепных ВЛ gnw=1,3 независимо от напряжения;

gp — региональный коэффициент, принимаемый в диапазоне 1,0…1,3; значение этого коэффициента принимается на основании опыта эксплуатации и указывается в задании на проектирование ВЛ;

gf — коэффициент надежности по гололедной нагрузке; gf =1,3 для районов по гололеду I и II, gf =1,6 для районов по гололеду III и выше;

gd =0,5 – коэффициент условий работы.

Т а б л и ц а 5.3

hпр Ki d, мм Kd
до 25 1,0 до 10 1,0
1,4 0,9
1,6 0,8
1,8 0,7
2,0 0,6

Примечание. Для промежуточных высот hпр значения коэффициентов Ki и Kd определяются линейной интерполяцией.

Суммарная удельная расчетная нагрузка от веса провода и гололеда определяется суммированием нагрузок р1 и р2, поскольку обе эти нагрузки имеют одинаковое вертикальное направление. Таким образом,

Удельная нормативная ветровая нагрузка при отсутствии гололеда, составляет

р4н = aw Кl Кw Сx W d . 10 -3 / F, (5.8)

где aw – коэффициент, учитывающий неравномерность ветрового давления по пролету ВЛ, принимаемый равным 0,76 при W=40 даН/м 2 ; aw=0,71 – при 50 даН/м 2 ; 0,7 – при 60 даН/м 2 и более;

Кl – коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку, равный 1,2 при длине пролета 50 м, 1,1 — при 100 м, 1,05 – при 150 м, 1,0 – при 250 м и более;

Кw –коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности, определяемый по табл. 5.4;

Т а б л и ц а 5.4

hпр, м Коэффициент Кw для типов местности
А В С
до 15 1,0 0,65 0,4
1,25 0,85 0,55
1,5 1,1 0,8
1,7 1,3 1,0
1,85 1,45 1,15
2,0 1,6 1,25

Примечания. 1. Тип местности: А – открытая; В – городские территории с низкоэтажной застройкой; открытая; С – городские территории с застройкой зданиями высотой более 25 м. 2. Для промежуточных высот hпр значение коэффициента KW определяется линейной интерполяцией.

Сx – коэффициент лобового сопротивления, зависящий от диаметра провода и принимаемый равным: 1,1 – для проводов диаметром 20 мм и более; 1,2 – для проводов диаметром менее 20 мм;

W – ветровое давление в соответствии с районом по ветру.

Удельная нормативная ветровая нагрузка при наличии гололеда, составляет

где Сx=1,2 для всех проводов, покрытых гололедом; остальные составляющие указаны выше;

Wг = 0,25W – ветровое давление при гололеде.

Удельные расчетные ветровые нагрузки при отсутствии и наличии гололеда соответственно составляют

где gf – коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1,1; остальные составляющие указаны выше.

Расчетная удельная нагрузка от ветра и веса провода без гололеда составляет

Расчетная удельная нагрузка от веса провода, покрытого гололедом, и ветра составляет

Удельные нагрузки р6 и р7 определяются геометрическим сложением составляющих, поскольку эти составляющие направлены вертикально (р1 и р3) и горизонтально (р4 и р5).

Для расчета проводов на механическую прочность [4] регламентируют следующие сочетания климатических условий (режимы):

1. Режим низшей температуры при отсутствии ветра и гололеда, характеризуемый удельной расчетной нагрузкой р1 и температурой Qmin;

2. Режим среднегодовой температуры при отсутствии ветра и гололеда, характеризуемый удельной расчетной нагрузкой р1 и температурой Qср;

3. Режим наибольшей внешней нагрузки, характеризуемый удельной расчетной нагрузкой рmax и температурой Qг = Qв = -5 о С.

В режиме 3 в качестве наибольшей удельной расчетной нагрузки рmax принимается нагрузка р6 или р7. При соотношении р7 > р6 принимается рmax = р7; при соотношении р6 > р7 принимается pmax = р6.

Дата добавления: 2015-03-26 ; просмотров: 1993 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник