Расчёт провода на механическую прочность

Расчет на механическую прочность провода производится:

¾ при наибольшей внешней нагрузке;

¾ при низшей температуре и отсутствии внешних нагрузок;

¾ при среднегодовой температуре и отсутствии внешних нагрузок.

Исходные данные для расчета:

¾ номинальное напряжение ВЛ: кВ;

¾ марка провода: АС – 120/19;

¾ длина пролета (наибольшая допустимая): =660 м;

¾ район гололеду: III;

¾ ветровой район: II;

¾ температуры:

Определение погонных и приведенных нагрузок для принятых сочетаний климатических условий.

При расчетах проводов используют погонные Р (Н/м) и приведенные (даН/м ) нагрузки (для АС – 120/19).

1. Погонная нагрузка от собственного веса:

2. Погонная нагрузка на провод с диаметром d, при толщине стенки гололеда c определяется:

даН/м,

где с – толщина стенки гололеда, м;

d – диаметр провода, м.

3. Результирующая погонная нагрузка:

4. Погонная ветровая нагрузка на провод без гололеда:

где — коэффициент неравномерности скоростного напора;

— коэффициент лобового сопротивления;

q — скоростной напор, даН/м.

5. Погонная ветровая нагрузка на провод, покрытый гололедом, при 0,25 :

даН/м.

6. Погонная нагрузка от веса провода и давления ветра на провод, свободный от гололеда:

7. Погонная нагрузка от веса провода, покрытого гололедом и давления ветра на провод, покрытый гололедом:

.

Приведенные нагрузки:

Определение длины критических пролетов.

При определении критических пролетов напряжения в проводах и тросах ВЛ не должны превосходить возможных значений для следующих режимов:

1. Режим наибольшей нагрузки, обладающий местом при пятой или шестой комбинациях расчетных климатических условий (его параметры — );

2. Режим низшей температуры при отсутствии внешней нагрузки, характерный для третьей комбинации климатических условий ( );

3. Режим среднегодовой температуры при отсутствии внешней нагрузки (четвертая комбинация — ).

Критический пролет определяется для каждого из этих режимов.

Первый критический пролет — имеет такую длину, при которой напряжение провода при среднегодовой температуре равно допускаемому , а в режиме низшей температуры :

где — приведенная нагрузка от собственного веса проводов;

— температурный коэффициент удлинения провода;

;

E — модуль упругости;

— среднегодовая температура в регионе;

— исходная минимальная температура в регионе;

— температура образования гололеда;

— приведенная нагрузка от гололеда.

Второй критический пролет — пролет, при котором напряжение провода в режиме наибольшей нагрузки равно допустимому напряжению , а в режиме низкой температуры — .

Третий критический пролет — пролет, при котором напряжение провода в режиме среднегодовой температуры равно допустимому , а в режиме наибольшей нагрузки равно .

Принимается реальный пролет

Исходя из того, что пролет мнимый, а , , устанавливаются следующие исходные условия: .

Так как мы знаем исходный режим, определяем напряжение в материале провода и допустимую стрелу провеса:

Напряжение в материале провода и стрела провеса определяются для следующих комбинаций климатических условий:

1. температура , ветер и гололед отсутствуют;

2. провод покрыт гололедом, , ветер отсутствует;

3. низшая температура , ветер и гололед отсутствуют;

4. среднегодовая температура , ветер и гололед отсутствуют;

5. гололед отсутствует, наибольший нормативный скоростной напор ветра при температуре ;

6. провода и тросы покрыты голеледом, температура скоростной напор ветра 0,25q, толщина стенки гололеда 10 мм.

Результаты вычислений сведены в табл. 1.6.

Таблица 1.6