Определение физико-механических характеристик провода.Определение погонных (единичных) и приведенных удельных нагрузок на элементы воздушных линий электропередач

Страницы работы

30 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

расстояние между нижними точками провеса провода и троса;

[fПР] - допустимая стрела провеса провода;

[fТР] - допустимая стрела провеса троса.

[fПР] = h1-l-Г-Dh =19-1,3-6-0,2=11,5 м.

3.2. Средняя высота подвеса провода .

Для опор башенного типа средняя высота подвеса проводов:

 м

Высота приведенного центра тяжести провода:

hПР=hСР- 2/3[fПР]=19,7 - 7,6 = 12,1 м.


4. 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: Pi : []

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

Обозначение: gi : []

, где S - площадь фактического сечения провода.


4.1. Нагрузка от собственного веса

                

P1 : g1

Рис. 4.1. Сила веса

Провод: =  = 0,846 .

.

4.2. Единичная нагрузка от веса гололеда

                                                                                               Cмах

d

P2

Рис. 4.2. Вес гололеда

P2=0.9pCmax(d+Cmax)*10-3

d - диаметр провода

Смах - 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

5

5

II

5

10

III

10

15

IV

15

20

Особый

20 и более

более 22

Cmax=5;

.

4.3. Результирующая весовая нагрузка провода  с гололедом

 


Р1

Р2

Р3

Рис. 4.3. Провод с гололедом

5,2*10-3 

4.4. 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

27

21

40

25

55

30

II

35

24

40

25

55

30

III

45

27

50

29

55

30

IV

55

30

65

32

80

36

V

70

30

80

36

80

36

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

CX - 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

40

55

76 и более

a(q)

1

0,85

0,75

0,7

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

Таблица 4.4. Зависимость КН от hЦТприв

hЦТприв

До 15

20

30

40

60

100

200

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.

KL - коэффициент, зависящий от длины габаритного пролета.

Таблица 4.4. Зависимость КL от lгаб

lгаб

0

100

150

250 и более

KL

1,2

1,1

1,05

1

KL =1;

4.5. Зависимость нагрузки на провод  с гололедом

 


Cmax

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; Cx* = 1,2;

Fпр* = (d+2 Cmax)*10-3 = (19,6 + 2*5) =29,6*10-3

P5пр = a5KLKHCX*0.25q*Fпр = 1*1*1,2*12,5*29,6*10-3 = 0,444

4.6. Результирующая нагрузка на провод при отсутствии гололеда

 


Рис. 4.7. Нагрузка без гололеда

Р6== 1,264

5,54*10-3 

4.7. Результирующая нагрузка на провод при ветре и гололеде

 


    Р5

Р3                  Р7

Рис. 4.8. Результирующая нагрузка

Р7 == 1,272

5,57*10-3 

Таблица 4.6. Единичные и удельные нагрузки на провод.

Нагрузка

Провод

Pi,

gi

P1, g1

0,846

0,0037

P2

0,347

-

P3, g3

1,193

0,0052

P4

0,94

-

P5

0,444

-

P6, g6

1,264

0,00554

P7, g7

1,272

0,00557

Вывод: наибольшей нагрузкой на провод и трос является нагрузка P7, g7 , то есть при ветре и гололеде.

5. Вычисление критических пролетов. Выбор исходного режима для расчета провода

5.1. Уравнение состояния провода - зависимость напряжения в проводе от изменения нагрузки и температуры

Параметры:

gI sI  tI – исходный режим

gII sII  tII – состояние и климатический режим в котором находится провод.

l - расстояние между опорами,

Е - модуль упругости.

a-температурный коэффициент расширения.

5.2. Определение критических пролетов

Определение 1: Критическим пролетом называется пролет (L), вычисленный из уравнения состояния провода при заданных исходных и конечных параметрах.

( gI sI  tI  gII sII  tII)

Определение 2: Первым критическим пролетом называется пролет такой длины, при котором напряжение проводе в режиме среднегодовой температуры равно допускаемому напряжению в том же режиме (sII=[stэ]), а в режиме наименьшей, температуры равно допускаемому напряжению при наименьшей температуре.

[sI]= [stmin]

 

Определение 3: Вторым критическим пролетом называется пролет такой длины, при котором напряжение в проводе в режиме максимальных нагрузок и низких температур равно своим допускаемым напряжениям в этих режимах.

[sII]=[smax]   sI=[st min]

Определение 4: Третьим критическим пролетом называется пролет такой длины, при которой напряжение в проводе в режиме максимальной нагрузки и среднегодовой температуры равно своим допустимым напряжениям.

[sII]=[stэ]   sI=[smax]

5.3. Выбор исходного режима по соотношению критических пролетов.

Таблица 5.1.

Случай

Соотношение

Исходное напряжение

Расчетный критический пролет

1

L 1кр< L 2кр< L 3кр

[stmin] ; [smax] ; [stэ]

L1кр ; L 2кр

2

L 1кр> L 2кр> L 3кр

[stmin] ; [smax]

L 2кр

3

L 1кр – мнимый

L 2кр< L 3кр

[smax] ; [stэ]

L3кр

4

L3кр – мнимый

L1кр<l2кр

[stmin] ; [stэ]

L1кр

Вывод: выполняется условие L 1кр > L 2кр > L 3кр, следовательно, L 2кр -  расчетный пролет

[stmin]; [smax]; [stэ] - исходные напряжения.

6. Расчет на прочность и жесткость провода АС 185/43.

6.1. Определение напряжений и стрел провеса для расчетных режимов.

gисх, sисх, tисх выбираем из таблицы 6.1. => [sисх]=[smax]=14,9

gисх=gmax=g7=0,00557;   tисх=tГ=-50C.

Рассчитаем по уравнению состояние провода si затем по формуле  найдем стрелы провеса провода.

Таблица 6.1. Расчетные режимы провода

Расчетный режим, i

Сочетание климатических условий

Номер нагрузки, даН/мм2м

I

Провод и трос покрыты гололедом, скоростной напор ветра 0,25q tI=tГ =-5 0

g7 =0,00557

II

Провод покрыт гололедом, ветра нет

tII=tГ =-5 0

gII=g3 =0,0052

III

Скоростной напор ветра равен q, гололеда нет tIII=tГ =-5 0

gIII=g6 =0,00554

IV

Среднегодовая температура, ветра и гололеда нет. TIV=tЭ =-5 0

gIV=g1 =0,0037

V

Ветра и гололеда нет tV=15 0

gV=g1 =0,0037

VI

Ветра и гололеда нет tVI=tmin = -30 0

gVI=g1 =0,0037

VII

Ветра и гололеда нет tVI=tmax = +40 0

gVII=g1 =0,0037

Расчет режимов:

;    

I.                                                                

si  =14.9                                           

=6,57м     II.          si  =  13,86

=11,3м

III.          si  = 8,05 

=12,09м

IV.          si  = 11,68

=5,56м

V.          si  = 8,42 

=7,66м

VI.          si  = 7,63 

=8,51м

VII.          si  = 4,35 

=14,95м


Результаты расчетов сведем в таблицу

     Таблица 6.2. Напряжения и стрелы провеса в расчетных режимах

№ pежима

sI

smax

fi, м

[fпр], м

I

14,9

14,9

6,57

11,5

II

13,86

11,3

III

8,05

12,07

IV

11,86

5,56

V

8,42

8,42

VI

7,63

8,51

VII

4,35

14,95

Выводы:

1.  Для всех режимов условия прочности провода выполняются.

2.  Условия жесткости не выполняются во всех режимах.

6.2. Определение критической температуры.

Критической температурой называется такая температура, при которой стрела провеса провода под действием собственного веса равна стреле провеса при наличие гололеда.

 =24,960C

t max=+400C;


7. Расстановка опор по профилю трассы.

7.1. построение разбивочного шаблона.

Разбивочный шаблон представляет собой 3 квадратичные параболы. С его помощью производится расстановка опор по профилю трассы.

 

                                                         Рис. 7.1. Параболы

1 - кривая провисания, строится по уравнению 

где Кш - масштабный коэффициент шаблона;

где fmax = 14,95

максимальная стрела провеса провода, lш = lгаб = 375 метров

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Физика
Тип:
Курсовые работы
Размер файла:
988 Kb
Скачали:
0