При выполнении механического расчёта проводов и троса используется понятие удельных нагрузок – это нагрузки, действующие на провод или трос, отнесённые к одному метру длины провода и 1 мм2 поперечного сечения провода. Провода и тросы ВЛ испытывают действие нагрузок – вертикальных (вес провода и гололёда) и горизонтальных (давление ветра). В результате этих нагрузок в металле проводов возникают растягивающие напряжения.
3.2.1 Удельная нагрузка провода от собственного веса:
=34,80∙10-3 Н/(м∙мм2),
3.2.2 Удельные нагрузки от веса гололёда:
= 
, (3.2.1)
где F - фактическое сечение провода, мм2 (в данном случаи для провода АС-70/11 фактическое сечение 79,3 мм2);
d - диаметр провода, мм (в данном случаи для провода АС-70/11 диаметр 11,4 мм);
g0 - удельный вес льда, g0=9∙10-3 Н/(м∙мм2 );
Kp – региональный коэффициент, принимаемый равным от 1,0 до1,5 на основании опыта эксплуатации (допускается принимать Kp=1,0);
Kn – коэффициент надежности по ответственности, принимаемый равным: 1,0 –для ВЛ до 220кВ; 1,3 для ВЛ 330÷750кВ;
Kf – коэффициент надежности по гололедной нагрузке, равный: 1,3 – для районов по гололеду I и II, 1,6 - для районов по гололеду III и выше;
Kd – коэффициент условий работы, равный 0,5.
= 
=91,7∙10-3 Н/(м∙мм2 );
3.2.3 Удельные нагрузки от собственного веса провода и веса гололеда:
= 
+ , (3.2.2)
=(34,80+91,7) ∙ 10-3=126,5∙10-3 Н/(м∙мм2 );.
3.2.4 Удельная нагрузка от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу, при отсутствии гололёда:
= 
, (3.2.3)
где Cx - коэффициент лобового сопротивления, равный: 1,2-для проводов диаметром меньше 20 мм, свободных от гололёда;
kl - коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую
нагрузку, принимается при длине пролета 180 м .
kH - коэффициент, учитывающий неравномерность скоростного напора ветра по пролету (в данном случаи 1);
Kp – региональный коэффициент, принимаемый равным 1,0.
Kf – коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1,1.
Коэффициент kl рассчитан путем линейной интерполяции в программной среде Mathcad 15. На рисунке 3.3 показан расчет коэффициента kl.
Рисунок 3.3- расчет параметра kl в программе Mathcad 15
= 
∙10-3=39,28∙10-3 Н/(м∙мм2).
3.2.5 Удельная нагрузка от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу, при наличии гололёда:
= 
, (3.2.4)
Где 
= 0,25· 
= 0,25·200 = 50 H/м².
Для ВЛ до 220 кВ ветровое давление при гололеде W´ должно приниматься не менее 200 Па, значит W´ = 200 H/м²., и 
= 1.
= 
∙10-3=142,65∙10-3 Н/(м∙мм2).
3.2.6 Удельная нагрузка от давления ветра и веса провода без гололеда:
, (3.2.5)
∙10-3=52,5∙10-3 Н/(м∙мм2).
3.2.7 Удельная нагрузка от давления ветра и веса провода, покрытого гололёдом:
, (3.2.6)
∙10-3=190,7∙10-3 Н/(м∙мм2).
Определение удельных нагрузок на трос.
3.3.1 Удельная нагрузка от собственного веса троса:
=80 ∙10-3Н/(м∙мм2)
3.3.2 Удельные нагрузки от веса гололёда:
= 
, (3.3.1)
где d - диаметр троса, мм;
g0 - удельный вес льда, g0=9∙10-3 Н/м∙мм2;
Kp – региональный коэффициент, принимаемый равным от 1,0 до1,5 на основании опыта эксплуатации (допускается принимать Kp=1,0);
Kn – коэффициент надежности по ответственности, принимаемый равным: 1,0 –для ВЛ до 220кВ; 1,3 для ВЛ 330÷750кВ;
Kf – коэффициент надежности по гололедной нагрузке, равный: 1,3 – для районов по гололеду I и II, 1,6 - для районов по гололеду III и выше;
Kd – коэффициент условий работы, равный 0,5.
F – фактическое сечение троса, мм² (48,6 мм²);
Cтmax – толщина стенки гололеда, мм (15 мм).
= 
=136,63∙10-3Н/(м∙мм2)
3.3.3 Удельные нагрузки от собственного веса троса и веса гололеда:
= 
+ 
, (3.3.2)
=(80+136,63) ∙10-3=216,63∙10-3 Н/(м∙мм2)
3.3.4 Удельная нагрузка от давления ветра, действующего перпендикулярно тросу, при отсутствии гололёда:
= 
, (3.3.3)
где Cx - коэффициент лобового сопротивления, равный: 1,2-для всех тросов,
покрытых гололедом и для тросов диаметром меньше 20 мм, свободных
от гололеда;
kl - коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую
нагрузку, принимается при длине пролета 180 м равным 1,035, рассчитан ранее для провода.
k H - коэффициент, учитывающий неравномерность скоростного напора ветра
по пролету, принимается равным 1,так как Wᵀ' равно 200 Па;
Kp – региональный коэффициент, принимаемый равным от 1,0 до1,3;
Kf – коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1,1;
Wᵀmax максимальное ветровое давление для троса (252 Па);
F – фактическое сечение троса (48,6 мм²).
= 
10-3=64,46∙10-3 Н/(м∙мм2)
3.3.5 Удельная нагрузка от давления ветра, действующего перпендикулярно тросу, при наличии гололёда:
= 
, (3.3.4)
Где Wᵀ' = 0,25·Wᵀmax=0,25·252=62,5. Для ВЛ до 220 кВ ветровое давление при гололеде Wᵀ' должно приниматься не менее 200 Па, следовательно Wᵀ' = 200 Па, а k H равным 1.
= 
∙10-3=64,66∙10-3 Н/м∙мм2
3.3.6 Удельная нагрузка от давления ветра и веса троса без гололеда:
, (3.3.5)
∙10-3=102,74∙10-3 Н/(м∙мм2)