Определение погонных (единичных) и приведенных удельных нагрузок на элементы воздушных линий электропередач

Исходные данные:

Сталеалюминевый провод АС185/43 для воздушных линий 110 кВ,

ветровой район - III, район по гололеду - I.

Провод АС 185/43: общее сечение 185мм²; диаметр 19,6 мм., масса одного километра 846 кг.

Внешние нагрузки на ЛЭП можно разделить на следующие виды:

1. Собственный вес - вертикальная нагрузка.

2. Ветровая нагрузка - горизонтальная

3. Гололедная нагрузка - вертикальная

4. Комбинация перечисленных нагрузок

Погонная (единичная) нагрузка - нагрузка на 1 метр длины.

Обозначение: P_i : [ ]

Удельная нагрузка - единичная нагрузка, приведенная на 1 мм² сечения.

Обозначение: g_i : [ ]

, где S - площадь фактического сечения провода.

Нагрузка от собственного веса

P₁ : g₁

Рис. 4.1. Сила веса

Провод: = = 0,846 .

.

Единичная нагрузка от веса гололеда

C_мах

d

P₂

Рис. 4.2. Вес гололеда

P₂=0.9pC_max(d+C_max)*10^-3

d - диаметр провода

С_мах - максимальная толщина стенки гололеда.

Нормативная толщина стенки гололеда (в мм) для высоты 10 м. над поверхностью моря.

Таблица 4.1.

Район по гололеду	Повторяемость
1 раз в 5 лет	1 раз в 10 лет
I
II		10
III
IV
Особый	20 и более	более 22

C_max=5;

.

Результирующая весовая нагрузка провода с гололедом

Р₁

Р₂

Р₃

Рис. 4.3. Провод с гололедом

5,2*10^-3

Ветровая нагрузка провод без гололеда

Р₄

Рис. 4.4. Ветровая нагрузка

Где: q - скоростной напор ветра

Ветровая нагрузка , V - скорость ветра

Нормативные скоростные напоры и скорости ветра

для высоты до 15 м. над землей

Таблица 4.2.

Ветровой район	Повторяемость
1 раз в 5 лет	1 раз в 10 лет	1 раз в 15 лет
q	V	Q	V	Q	V
I
II			40	25
III
IV
V

Для III ветрового района: q = 50

V = 29

F - площадь метрового сечения метрового отрезка провода в мм²

Рис. 4.5. Продольное сечение 1 метра провода без гололеда

F = d*10^-3 м²

F ^ПР = 19,6*10^-3 м²

j - угол между направлением ветра и проводом (тросом)

j=90 ⁰ => sinj = 1

C_X - аэродинамический коэффициент (коэффициент любого сопротивления), зависит от скорости ветра, плотности воздуха, формы, протяженности и шероховатости обдуваемой поверхности. Согласно ПУЭ Сх = 1,1 - для проводов и тросов более 20 мм., для проводов и тросов диаметром менее 20 мм. Сх = 1,2, а также для проводов и тросов любого диаметра, покрытых гололедом.

a(q) - коэффициент, учитывающий неравномерность скоростного напора ветра.

Таблица 4.3. Значение a(q)

q, дан/мм2	До 27			76 и более
a(q)		0,85	0,75	0,7

К_Н - коэффициент, учитывающий увеличение скоростного напора ветра по высоте (зависит от высоты приведенного центра тяжести провода)

Таблица 4.4. Зависимость К_Н от h_ЦТ^прив

hЦТприв	До 15							300 и более
Кh	1,0	1,25	1,4	1,55	1,75	2,1	2,6	3,1

Kh=1;

Промежуточные значения определяются методами линейной интерполяции.

K_{L -} коэффициент, зависящий от длины габаритного пролета.

Таблица 4.4. Зависимость К_L от l_габ

lгаб				250 и более
KL	1,2	1,1	1,05

K_L =1;

Зависимость нагрузки на провод с гололедом

C_max

d

Рис. 4.6. Продольное сечение 1 метра провода с гололеда

q₅ = 0.25q = 12,5

где q - нормативный скоростной напор ветра.

a₅ = a(0,25q) = 1; C_x* = 1,2;

F_пр* = (d+2 C_max)*10^-3 = (19,6 + 2*5) =29,6*10^-3

P₅^пр = a₅K_LK_HC_X*0.25q*F_пр = 1*1*1,2*12,5*29,6*10^-3 = 0,444

Результирующая нагрузка на провод при отсутствии гололеда

Рис. 4.7. Нагрузка без гололеда

Р₆= = 1,264

5,54*10^-3