Основным назначением гирлянд изоляторов является поддержка провода и изоляция его от элементов опоры. Расчет изоляторов производится по методу разрушающих нагрузок.
В нормальных режимах поддерживающая гирлянда изоляторов воспринимает осевую нагрузку, состоящую из веса провода, гололеда и веса самой гирлянды. Вес гирлянды предварительно принимается для линии в 110 кВ равным 500 Н.
- нагрузка на изолятор от веса провода;
- нагрузка на изолятор от веса провода, покрытого гололедом;
- нагрузка на изолятор от веса гирлянды
-разрушающая электромеханическая нагрузка на изоляторы, приводимая в его технических характеристиках.
Нормативная нагрузка на изолятор от веса провода без гололеда:
, (5.1.1)
где F - фактическое сечение провода, мм2;
- весовой пролет, м, приведенный в технической характеристике опоры;
Нормативная нагрузка на изолятор от веса провода, покрытого гололедом при ветре:
, (5.1.2)
Выбор изоляторов производится с учетом коэффициента запаса прочности:
5,0- при работе ВЛ при среднегодовой температуре;
2,5- при работе в режиме наибольшей нагрузки.
Расчетные условия для выбора изоляторов поддерживающей гирлянды имеют вид:
, (5.1.3)
, (5.1.4)
2,5(4234,3+500)=11835,75;
5,0(772,7+500)=6363,5.
Выбор изолятора производится по следующему принципу: разрушающая электромеханическая нагрузка на изолятор должна быть больше или равна наибольшему из значений полученному по выражению (5.1.3) и (5.1.4). Материал изолятора – стекло, степень загрязненности атмосферы 4.
Исходя из этого принципа, выбирается подвесной тарельчатый двукрылый изолятор ПСД-70Е с разрушающей электромеханической нагрузкой 70000 Н:
11835,75 < 70000;
6363,5 < 70000;
условия выполняются.
Технические характеристики изолятора приведены в таблице 6.
Таблица 6 – Технические характеристики изолятора ПСД-70Е
Механическая разрушающая сила при растяжении, Н∙103 | Диаметр изоляционной детали D, мм | Длина пути утечки, мм | Стро-ительная высота, H, мм | Масса, кг | Сферическое соединение, d, мм | Выдерживае-мое напряжение 50Гц (под дождем), кВ |
4,6 |
Рисунок 5.1 - Изолятор подвесной ПСД-70Е
Определяется число изоляторов в поддерживающей гирлянде по формуле:
(5.1.5)
где n-количество изоляторов,
- нормированная удельная эффективная длина пути утечки в см/кВ, в данном случаи равная 31 мм/кВ,
- наибольшее рабочее напряжение линии, в данном случаи равная 126,5 кВ,
- эффективная длина пути утечки.
Где k – поправочный коэффициент.
Число изоляторов определим в количестве 12 штук. Так как ЛЭП напряжением 110 кВ, то число изоляторов увеличивается на один. Соответственно число изоляторов в поддерживающей гирлянде составит 13 штук.
Выбор изоляторов натяжных гирлянд
При выборе изоляторов натяжных гирлянд в условие (5.1.3) и (5.1.4) добавляется величина тяжения провода:
, (5.2.1)
, (5.2.2)
Выбор изолятора производится по принципу: разрушающая электромеханическая нагрузка на изолятор должна быть больше или равна значения, полученного из выражений (5.2.1) и (5.2.2). Выбирается аналогичный изолятор ПСД-70Е с разрушающей электромеханической нагрузкой 70000 Н:
24673 < 70000,
13370 < 70000,
то есть условия выполняются.
Технические характеристики изолятора приведены в таблице 6.
Рисунок для данного изолятора аналогичен.
Число изоляторов в натяжной гирлянде принимается на один больше, чем в поддерживающей гирлянде, т.е. 14 штук.
Выбор линейной арматуры
Расчет арматуры производится по разрушающей нагрузке. Выбор арматуры для поддерживающей гирлянды осуществляется по выражению:
2,5×(Gг+Gи)≤Gр ; (5.3.1)
2,5(4234,3+500)=11835,75 Н;
Выберем узел крепления гирлянды к траверсе опоры КГП-7-1 (рисунок 5.2) и поддерживающий зажим ПГН-3-5 с разрушающей нагрузкой 70 кН (рисунок 5.3).
Таблица 7 – Технические характеристики узла крепления к траверсе опоры КГП-7-1
Размеры, мм | Масса, кг | ||||||||
D | d | H | H1 | L | L1 | Smin | Smax | D1 | |
0,80 |
Рисунок 5.2 – Узел крепления гирлянды к траверсе КГП-7-1 и привязочные размеры
Таблица 8 - Технические характеристики поддерживающего зажима ПГН-3-5
Размеры, мм | Масса, кг | ||||
L | H | H1 | A | d | |
1.10 |
Рисунок 5.3 – Зажим поддерживающий ПГН-3-5
В соответствии с размерами креплений выберем ушко У1-7-16 (рисунок 5.4) и серьга СР-7-16 (рисунок 5.5) с разрушающей нагрузкой 70 кН.
Рисунок 5.4 – Ушко У1-7-16
Таблица 9 - Технические характеристики ушко У1-7-16
Размеры, мм | Масса, кг | ||
B2 | D | H1 | |
0,67 |
Рисунок 5.4 – Серьга СР-7-16
Таблица 9 - Технические характеристики Серьга СР-7-16
Размеры, мм | Масса, кг | |||||
b | D | D1 | d | H | H1 | |
99,4 | 0.30 |
Для натяжной гирлянды:
, (5.2.2)
Выбирается аналогичная арматура, что и для поддерживающей гирлянды. В качестве зажима выбирается натяжной болтовый зажим типа НБ-2-6 (рисунок 5.5)
Рисунок 5.5 – натяжной болтовый зажим НБ-2-6
Таблица 10 - Технические характеристики натяжного зажима НБ-2-6
Марка провода | Прочность, заделки провода, кН, не менее | Размеры, мм | Разрушающая нагрузка Р, кН, не менее | Масса, кг | ||||
АС-70/11 | 21,1 | В | В1 | В2 | L | L1 | 1,87 | |
После выбора изолятора и арматуры определяются фактические вес и длина гирлянды:
(5.2.3)
(5.2.4)
где , - вес одного изолятора и суммарный вес элементов арматуры;
, - высота одного изолятора и суммарная высота элементов арматуры;
n- количество изоляторов в гирлянде;