Цель расчета: выбор элементов воздушных линий с прочностью, которая обеспечивает их безаварийную эксплуатацию при механических нагрузках, не превышающих нагрузок,
имеющих место при самом неблагоприятном сочетании расчетных условий.
Исходные данные
Расчет выполняется для строительства воздушной линии 0.4кВ с самонесущим изолированным проводом для опор на базе железобетонных стоек.
Район строительства ВЛИ-0.4кВ: Алматинская обл., г.Талгар.
Климатические условия района проектируемой ВЛИ:
– Абсолютная минимальная температура воздуха: t_= –43°C (СНиП РК 2.04-01-2010 «Строительная климатология», табл. А.1);
– Абсолютная максимальная температура воздуха: t+=43°C (СНиП РК 2.04-01-2010 «Строительная климатология», табл. А.2);
– Средняя годовая температура воздуха: t_ср=8.9°C (СН РК 2.04-21-2004* «Энергопотребление и тепловая защита гражданских зданий»,
табл. 3.5; СНиП РК 2.04-01-2010 «Строительная климатология», п.4.5г);
– Район по толщине стенки гололеда: III, что соответствует нормативной толщине стенки гололеда 15мм с повторяемостью 1 раз в 10
лет (ПУЭ РК 2003г., п.2.4.11., табл.2.5.3.);
– Район по давлению ветра: II, что соответствует максимальному ветровому давлению – qmax=40даН/м2, максимальной скорости
ветра – νmax=25м/с с повторяемостью 1 раз в 10 лет (ПУЭ РК 2003г., п.2.4.11., табл.2.5.1.);
Механические характеристики применяемого при расчете провода сведены в таблицу 11.1:
Таблица 11.1
Механические характеристики применяемого при расчете провода
| СИП-2AF
|
| Число и номинальное сечение жил, штхмм2
| Диаметр несущей жилы d0, мм
| Диаметр провода d, мм
| Масса провода, кг/м
| Разрывное усилие несущей жилы T, кН
| Модуль упругости несущей жилы E, Н/мм2
| Коэффициент линейного расширения α, град–1
|
| 3x70+1x54.6
| 9.2
| 38
| 0.995
| 17
| 6250
| 23x10–6
|
| 3x95+1x70
| 9.85
| 41
| 1.307
| 21
|
| 3x120+1x95
| 12.2
| 49.3
| 1.608
| 30.4
|
| 3x150+1x95
| 52
| 1.881
|
Расчетные климатические условия
При расчетах проводов ВЛИ на механическую прочность необходимо определять напряжения в проводах и стрелы провесов при всех возможных
эксплуатационных сочетаниях климатических условий. Поскольку таких сочетаний может быть большое количество, то ПУЭ РК 2003г., п.2.5.33. устанавливают следующие
расчетные сочетания климатических условий:
1) абсолютная максимальная температура воздуха (t+), ветер и гололед отсутствуют, удельная нагрузка от собственного
веса провода – λ1 (режим высшей температуры);
2) абсолютная минимальная температура воздуха (t_), ветер и гололед отсутствуют, удельная нагрузка от собственного веса
провода – λ1 (режим низшей температуры);
3) среднегодовая температура (tср), ветер и гололед отсутствуют, удельная нагрузка от собственного веса провода
– λ1 (режим среднегодовой температуры);
4) температура воздуха –5°C, ветер отсутствует, провода покрыты гололедом, удельная нагрузка – λ3
(режим гололеда без ветра);
5) температура воздуха –5°C, максимальное ветровое давление, гололед отсутствует, удельная нагрузка
– λ6 (ветровой режим);
6) температура воздуха –5°C, провода и тросы покрыты гололедом, ветровое давление q'=0.25·qmax,
удельная нагрузка – λ7 (режим гололеда с ветром).
Расчет удельных нагрузок на провода
Провода ВЛИ испытывают действие нагрузок – вертикальных (вес провода и гололеда) и горизонтальных (давление ветра). В результате этих нагрузок в металле проводов
возникают растягивающие напряжения. При расчетах на механическую прочность пользуются удельными нагрузками на провода. Под удельной нагрузкой понимают равномерно
распределенную вдоль провода механическую нагрузку, отнесенную к единице длины и поперечного сечения. Удельные нагрузки выражаются в Ньютонах, отнесенных к 1м длины
провода и к 1мм2 сечения: Н/(м·мм2).
Порядок определения удельных нагрузок
1. Удельная нагрузка от собственного веса провода – λ1:
где p1 – вес одного метра провода, Н/м; F0 – фактическое сечение несущей жилы провода, мм2.
2. Удельная нагрузка от веса гололеда λ2 определяется исходя из условия, что гололедные отложения имеют
цилиндрическую форму плотностью ρ0=9·10–3Н/(м·мм2):
где bэ – толщина стенки гололеда, мм; d – диаметр провода, мм; F0 – фактическое сечение
несущей жилы провода, мм2; Kн – коэффициент надежности по ответственности, принимаемый равным: 0.8 – для одноцепных ВЛИ до 1кВ;
1 – для двухцепных и многоцепных ВЛИ до 1кВ; Kр – региональный коэффициент, принимаемый равным 1 для ВЛИ до 1кВ; Kf –
коэффициент надежности по гололедной нагрузке, равный 1.6 для районов по гололеду III и выше; Kd – коэффициент условий работы, равный 0.5.
3. Удельная нагрузка от собственного веса провода и веса гололеда – λ3:
4. Удельная нагрузка от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу при отсутствии гололеда – λ4:
Читать статью полностью...
Источники:
1. Правила устройства электроустановок республики Казахстан. - Астана, 2003.
2. А.П.Вихарев, А.В.Вычегжанин, Н.Г.Репкина. Проектирование механической части воздушных ЛЭП. Учебное пособие. - Киров, 2009.
3. Е.Н.Попов. Механическая часть воздушных линий электропередачи. Учебно-методическое пособие. - Благовещенск, 1998.
4. К.П.Крюков., Б.П.Новгородцев. Конструкции и механический расчет линий электропередачи. - Л: "Энергия", 1979.
5. П.И.Анастасиев., Ю.А.Фролов. Линии электропередачи до 10кВ промышленных предприятий. - М: "Энергия", 1980.
