Проектирование механизма для подъёма провода (количество цепей ЛЭП - 2, длина пролёта - 240 м, сечение провода - 400/22)

диаметр более 20 мм и свободных от гололеда, С_х принимается за 1,1.

K_п - коэффициент, учитывающий возрастание скоростного напора по высоте. Так как на первой стадии проектирования высота опоры и стрела провеса провода неизвестны, обычно задаются коэффициентом K_п=1,35.

Для нахождения значения a воспользуемся методом линейной интерполяции: при q_max<27 даН/м² a=1,0; при q_max=40 даН/м² a=0,85. При q_max=39,06 даН/м²:

.

.

5) Горизонтальная ветровая нагрузка на провод, покрытый гололёдом:

;

[1] С_х=1,2 – для всех проводов и тросов, покрытых гололедом;

q_гол – максимальный ветровой напор при гололеде, даН/м²;

;

a=1,0, так как q_гол<27 даН/м².

6) Результирующая удельная нагрузка от веса провода без гололёда и ветрового напора:

`g<sub>6</sub>=`g₁+`g₄;

.

7) Результирующая удельная нагрузка от веса провода, покрытого гололёдом, и ветрового напора:

`g<sub>7</sub>=`g₃+`g₅;

.

2.3. Перечень возможных исходных режимов работы провода. [5]

Исходным режимом работы провода называется наиболее опасный режим, т.е. режим, при котором в проводе возникают максимальные напряжения, допускаемые для него.

s_в – предел прочности при растяжении. Для проводов с соотношением А:С=12,22¸18,09 и сечением более 330 мм²: s_в=24 даН/мм² [3].

2.4. Определение критических пролетов. [2]

1) Первый критический пролёт (определяется по I и III режиму):

;

a – приведенный коэффициент линейного расширения;

 [1], где

 – отношение площадей диаметральных сечений алюминия и стали; [1]

 – отношение модулей упругости первого рода алюминия и стали; [1]

 – отношение коэффициентов линейного расширения алюминия и стали; [1]

;

E – приведенный модуль упругости первого рода;

;

.

2) Второй критический пролёт (определяется по I и II режиму):

;

.

3) Третий критический пролёт (определяется по III и II режиму):

;

.

2.5. Выбор исходного режима работы провода. [5]

Сравним действующий пролёт (l = 240 м)с критическими. Возможные варианты сведем в таблицу:

Так как исходный пролет удовлетворяет условию 4а, то можем выбрать для провода режим 1 (t_min) – режим минимальных температур.

3. Расчет промежуточной опоры.

3.1. Подбор изоляторов и определение длины подвесной гирлянды изолятора. [5]

1) Определение коэффициента запаса нагрузки для ветрового режима при гололёде:

.

[1] Принимаем изолятор с наименьшей разрушающей способностью ПС-70Д.

Р – гарантированная нагрузка на изолятор, Р=7000 даН;

G^н_из – номинальный вес гирлянды изоляторов, G^н_из= n_из ×g_из;

n_из – количество изоляторов в гирлянде.  Для напряжения 220 кВ рекомендуется 9–13 изоляторов этого типа. Возьмем n_из=12;

g_из – вес изолятора, g_из=3,5 даН;

G^н_из=12×3,5=42 даН;

l_вес – весовой пролёт, l_вес=1,25× l_действ=1,25×240=300 м;

k – число проводов в фазе, k=1;

F – площадь сечения провода, F=416 мм²;

.

2) Определение коэффициента запаса нагрузки без учета ветра и гололёда:

;

.

Условия выполняются при этом изоляторе. Дальнейший расчет ведем для него же.

3) Определение длины подвесной гирлянды:

l= n_из×H_из + 400;

Н – высота изолятора, Н=127 мм [1];

400 – длина монтажного инструмента;

l = 7×127 + 400 = 1289 мм = 1,289 м;

3.2. Определение максимальной величины провеса провода. [5]

;

f – величина провеса;

i – расчётный режим эксплуатации;

l– длина пролёта;

g - удельная нагрузка;

s - нормальное напряжение;

Максимальное значение величины провеса: 5,41 м.

3.3. Определение высоты опоры. [1]

Определим сначала высоту нижней траверсы:

h_тр= l+ f_max + h₀ + h_г + h_з;

f_max  - максимальный провес, f_max =5,41 м;

h₀  - опускание центра тяжести провода при обрыве провода в соседнем пролете,

h₀  = 0,025×l= 0,025∙240 = 6 м;

h_г – габаритная высота. Выбирается в зависимости от напряжения в ЛЭП и характера местности. h_г=7,5 м (при напряжении 220 кВ и населенной местности);

h_з – запас по высоте, учитывающий ошибки в топографической съемке профиля и отступлении от пикета при выносе центров опор в натуре, h_з=0,5 м.

h_тр = 1,289 + 5,41 + 6 + 7,5 + 0,5=20,699 м.

Выбираем по данному условию опору П330-2. [3]

3.4. Определение вертикальных нормативных нагрузок. [5]

1) От веса опоры:

g – условный вес опоры. Ориентировочно можно принять g=150 даН/м для промежуточной опоры при напряжении 220 кВ. [1]

Н – высота опоры, Н=36,5 м. [3]

2) От веса изоляторов:

3) От веса провода без гололеда:

4) От веса гололеда:

5) Монтажная нагрузка:

 (при напряжении в ЛЭП до 220 кВ монтажная нагрузка принимается равной 150 даН). [1]

3.5 Определение вертикальных расчетных нагрузок. [5]

1) От веса опоры:

2) От веса изоляторов:

3) От веса провода без гололеда:

4) От веса гололеда:

5) Монтажная нагрузка:

3.6. Определение горизонтальных нормативных нагрузок. [5]

1) От ветра для свободностоящей опоры:

;

С_х – аэродинамический коэффициент обтекания опоры. Принимается равным 0,52.

 – нормативный скоростной напор,  =(v_max)²/16=25²/16=39,06 даН/м²;

К_п – коэффициент увеличения скоростного напора на высоте Н/2. К_п можно принять равным 1,35.

b - коэффициент, учитывающий динамическое воздействие порывов ветра. Для одностоечных, свободно стоящих опор высотой до 40 м можно принять b=1,35 [1];

S – площадь проекции опоры по наружному контуру, перпендикулярному направлению ветрового потока, S = Н×С₁/2 = 36,5×5,75/2 = 104,94 м²;

.

2) От ветра, действующего на провод без гололеда:

3) От ветра, действующего на провод, покрытый гололедом:

.

3.7. Определение горизонтальных расчетных нагрузок. [5]

1) От ветра для свободностоящей опоры:

2) От ветра, действующего на провод без гололеда:

3) От ветра, действующего на провод, покрытый гололедом:

3.8.Определение реакций в опорных башмаках опоры ЛЭП. [5]

1) Составление расчетной схемы:

Нагрузки G^p и Р^р, изображенные на схеме вычисляются по следующим