Удельная нагрузка от давления ветра и веса троса, покрытого гололёдом

 

, (3.3.6)

 

∙10^-3=226,07∙10^-3 Н/(м∙мм²)

Проведя сравнение и устанавливаем, что наибольшая внешняя нагрузка будет обусловлена гололедом (т.к ).

 

Механический расчет проводов и троса

Расчетные климатические условия

При расчетах проводов и тросов ВЛ на механическую прочность необходимо определять напряжения в проводах (тросах) и стрелы провесов при всех возможных эксплуатационных сочетания климатических условий. Поскольку таких сочетаний может быть большое количество, то ПУЭ устанавливаются следующие расчетные сочетания климатических условий (режимов):

 

1) высшая температура (t_max), ветер и гололед отсутствуют, удельная нагрузка

(режим высшей температуры);

2) температура -5°, ветер отсутствует, провода (трсы) покрыты гололедом, удельная нагрузка (режим гололеда без ветра);

3) низшая температура (t_min), ветер и гололёд отсутствуют, удельная нагрузка (режим низшей температуры);

4) среднегодовая температура (t_ср), ветер и гололед отсутствуют, удельная нагрузка (режим среднегодовой температуры);

5) температура -5⁰С, максимальное ветровое давление, гололед отсутствует, удельная нагрузка (режим наибольшей нагрузки);

6) температура -5⁰С провода и тросы покрыты гололедом, ветровое давление W' = 0,25·W_max, удельная нагрузка ( режим гололеда с ветром).

7) температура +15С°, ветер и гололед отсутствуют, удельная нагрузка (грозовой режим).

 

Определение исходного режима

Выбор исходного режима определяется соотношением длины расчетного пролета l и пролетов l_k1, l_k2 и l_k3,называемых соответственно первым, вторым и третьим критическими пролетами.

 

l_k1= , (4.2.1)

 

l_k1=

 

 

l_k2 = , (4.2.2)

 

где t_г-температура гололеда, равная –5⁰С

 

l_k2=

 

l_k3= , (4.3)

 

 

l_k3= .

 

Из расчетов выберем параметры исходного режима.

 

Соотношение критических пролётов и расчетного пролета: l_k1 >l_k2 >l_k3 и l_р > l_k2. Исходным режимом является режим максимальной нагрузки с параметрами:

t_гол= -5⁰С,

 

=190,7∙10^-3 Н/(м∙мм²),

 

[ ]=120 Н/мм².

Расчет напряжений в проводе и стрел провеса

Расчет напряжений в проводе ведется по уравнению состояния провода:

 

, (4.3.1)

 

где , , t_u - напряжение в материале провода, удельная нагрузка и температура в

исходном режиме;

, ,t_р - напряжение в материале провода, удельная нагрузка и температура в рассчитываемом режиме;

l - расчетная длина пролета;

E, - модуль упругости и температурный коэффициент линейного

удлинения материала провода.

 

После подстановки значений в формулу (4.3.1) получается кубическое уравнение, которое решается при помощи программного пакета «Mathcad 15».

 

Расчет напряжения в режиме высшей температуры:

 

t_max= 40⁰С,

 

= 34,80∙10^-3 Н/(м∙мм²),

 

 

Решение кубического уравнения в программной среде «Mathcad 15»:

 

Напряжение в проводе при высшей температуре: Н/мм²;

Расчет напряжения в режиме низшей температуры:

 

t_min=-15⁰С,

 

= 34,80∙10^-3 Н/(м∙мм²),

 

 

Решение кубического уравнения в программной среде «Mathcad 15»:

 

Напряжение в проводе при низшей температуре: Н/мм²;

 

Расчет напряжения в режиме средней температуры:

 

t_ср=5⁰С,

 

= 34,80∙10^-3 Н/(м∙мм²),

 

 

 

 

Решение кубического уравнения в программной среде «Mathcad 15»:

 

Напряжение в проводе при средней температуре: Н/мм²;

 

Расчет режима гололеда без ветра:

 

t_гол= -5⁰С,

 

= 126,5∙10^-3 Н/(м∙мм²),

 

 

Решение кубического уравнения в программной среде «Mathcad 15»:

 

Напряжение в режиме гололеда без ветра: Н/мм²;

 

Режим наибольшей нагрузки:

 

t_гол=-5⁰С,

 

= 190,7∙10^-3 Н/(м∙мм²),

 

Решение кубического уравнения в программной среде «Mathcad 15»:

Напряжение в режиме наибольшей нагрузки: Н/мм²;

 

Расчет напряжения в грозовом режиме:

 

t= 15⁰С,

 

= 34,80∙10^-3 Н/(м∙мм²),

,

Решение кубического уравнения в программной среде «Mathcad 15»:

Напряжение в проводе в грозовом режиме: Н/мм².

 

Таблица 4 – Результаты расчетов для провода

 

Режим	Удельная нагрузка, Н/м∙мм2	Температура,0С	Напряжение в проводе, Н/мм2
Высшая температура	34,80∙10-3		22,98
Низшая температура	34,80∙10-3	-15	27,9
Среднегодовая температура	34,80∙10-3		25,78
Гололёд без ветра	126,5∙10-3	-5	85,06
Наибольшая нагрузка	190,7∙10-3	-5
Грозовой	34,80∙10-3		24,88

 

Проверяются условия механической прочности проводов для режимов среднегодовой температуры, низшей температуры и режима наибольшей нагрузки:

 

, (4.3.2)

 

Величины , , берутся из таблицы 4, а из таблицы 1