Механические расчеты проводов и тросов. Размещение опор по профилю трассы

1.6. МЕХАНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ПРОВОДОВ И ТРОСОВ

Механический расчет проводов и тросов в нормальном режиме (при необорванных проводах и тросах) следует проводить для следующих условий: наибольшей внешней нагрузки, низшей температуры при отсутствии внешних нагрузок, среднегодовой температуры при отсутствии внешних нагрузок.

Максимально допустимые механические напряжения в проводах и тросах при этих условиях приведены в таблице 1.16 (Барыбин) в зависимости от марки провода и троса и температуры.

Для расчета проводов и тросов ВЛ 220 кВ на механическую прочность как правило, используют ЭВМ.

Расчеты рекомендуется выполнять в такой последовательности: определение исходных данных; определение нормативных приведенных нагрузок, действующих на провода (в дальнейшем все сказанное о проводах, если это не оговорено особо, относится также и к тросам);

определение напряжений и стрел провеса проводов при различных расчетных режимах; составление сводных таблиц и кривых (в том числе монтажных) по результатам расчета.

1.6.1 Исходные данные и величины.

1. Марка и сечение провода, определяемые электрическим расчетом сети и конкретными условиями расположения ВЛ (характер местности и химическое состояние атмосферы, гололедные и ветровые нагрузки и т. п.).

2. Марка и сечение троса.

3. Расчетные климатические условия.

4. Конструктивные данные и физико-механические характеристики проводов и тросов.

5. Нормируемые величины (запас механической прочности проводов и тросов, допускаемые нагрузки на изоляторы и арматуру с учетом нормируемых коэффициентов запаса, минимально допустимые расстояния от проводов ВЛ до земли и сооружений, а также между проводом и тросом ВЛ в середине пролета и т. п.).

1.6.2 Расчетные климатические условия. Для механической части ВЛ принимаются расчетные сочетания климатических условий, приведенные в таблице 1.17.

При этом нормативные значения гололедно-изморозевых отложений на проводах и скоростных напоров ветра определяются исходя из их повторяемости 1 раз в 5 лет (для ВЛ напряжением 3 кВ и ниже) и 1 раз в 10 лет (для ВЛ напряжением 6—220 кВ).

Данные о гололеде, ветре и температуре воздуха, полученные на местных метеостанциях или в линейных службах энергосистем (энергохозяйств), занимающихся эксплуатацией ВЛ, используются при проектировании для определения расчетных климатических условий. При этом в основу принимаются соответствующие рекомендации ПУЭ, относящиеся к гололеду и ветру.

Действующие ПУЭ различают пять районов СССР по гололёду и семь по ветру.

Нормативную нагрузку по гололеду Рнорм на 1 м длины, Н/м, для проводов и тросов следует определять с учетом диаметра проводов и тросов d и высоты их расположения над поверхностью земли h_пр  по формуле

где Ь — толщина стенки гололеда, принимаемая по таблице 1.18, с учетом поправочных коэффициентов на d и h_np, мм;

d — диаметр провода или троса, мм;

g_о=0,9 г/см³ — плотность гололеда;

g==9,81 м/с²—ускорение свободного падения тела;

k— поправочный коэффициент на толщину стенки гололеда, ринимаемый как произведение коэффициентов к₁ и к_2;

 промежуточные значения коэффициента k определяются  линейной интерполяцией с округлением до целого числа:

hпр, мК1     d, mm к2

25      1,3     5        1,1

30      1,4     10      1,0

40      1,5     20      0,9

50      1,6     30      0,8

60      1,7     40      0,75

70      1,8      50     0,7

Условная величина h_пр, представляет собой высоту приведенного центра масс всех проводов или тросов над уровнем земли или над уровнем горизонта реки или водохранилилища, м для больших переходов через водные препятствия, ущелья, состоящие из одного пролёта,

для больших переходов, состоящие из нескольких пролётов,

где  hср – средняя высота крепления проводов или тросов на опорах, отсчитываемая от отметки земли в месте установки опоры, м; h_ср1, h_cp2—средние высоты крепления проводов или высота крепления тросов на опорах перехода, отсчитываемая от меженного уровня реки или горизонта водохранилища, м;

h_пp1, h_пp2, h_пpn — высоты приведенных центров тяжести проводов и тросов, принимаемые как для h_cp1 и h_cp2, м (при наличии высокого, незатопляемого берега реки, на котором располагаются опоры перехода, высота отсчитывается от отметки земли в месте установки этих опор).

Таблица 1.19. Максимальные нормативные скоростные напоры ветра. Па, на высоте до 15 м от земли

Примечание. В скобках указаны скорости ветра, м/с, соответствующие скоростным напорам.

Расчетные (максимальные) скоростные напоры ветра определяются по таблице 1.19 с учетом следующих поправочных коэффициентов на высоту расположения проводов и тросов:

	Коэффициент
До 15	1,0
20	1,25
40	1,55
60	1,75
100	2,1

Промежуточные значения коэффициентов могут определяться линейной интерполяцией.

Для участков ВЛ, расположенных в районах с сильными ветрами, при отсутствии данных наблюдении максимальный скоростной напор ветра следует принимать , где (q_норм — нормативный скоростной напор ветра для данного района (таблица 1.19).

В застроенной местности, где ВЛ защищены от прямого воздействия поперечных ветров окружающими зданиями, имеющими среднюю высоту не менее 2/3 высоты опор, или в лесных массивах с соответствующей высотой деревьев допускается  принимать