Процесс создания линии электропередач этапы факторы и результат (стр. 2 из 8)

Давление ветра на 1 м длины провода диаметром d (мм) можно подсчитать по формуле:

P = a×Cx×Q× (d/10³) [кг/м]

а удельную нагрузку от ветра на провод, свободный от гололеда, - по формуле:

g4 = (a×Cx×Q×d) / (10³×F) [кг/м×мм²]

При наличии гололеда, поверхность провода, на которую давит ветер, увеличивается. Удельная нагрузка при этом будет:

g5 = (a×Cx×Q× (d+2c)) / (10³×F) [кг/м×мм²]

Удельная нагрузка от давления ветра на провод без гололеда, (согласно таблице 1 текста), т.к. Q=27, то a=1; С_x=1.1

g₄=

кг/ (м×мм²)

Удельная нагрузка от давления ветра на провод покрытый льдом:

Q=0.25×Q_max=6.75 кг/м², принимаем Q=14кг/м², тогда a=1, c=22 мм

g₅=

кг/ (м×мм²)

Суммарные нагрузки

Для нахождения результирующих нагрузок на провод, вытекающих из условий эксплуатации, надо найти геометрическую сумму действующих на него вертикальных и горизонтальных нагрузок.

Так, суммарная удельная нагрузка на провод от его собственного веса и давления ветра на провод равна:

g₆=

кг/ (м×мм²)

Суммарная удельная нагрузка на провод от веса провода, веса гололеда и давления ветра составляет:

g₇=

кг/ (м×мм²)

Согласно расчетам, режим IIб является самым опасным:

g₇=8.18×10^-3 кг/ (м×мм²).

Понятие о критическом пролете

Рассчитывая провод на прочность, важно установить, при каком из перечисленных режимов напряжения в проводе достигнут допускаемых значений. Этот режим называется исходным.

Для нахождения исходного режима необходимо определить критические пролеты.

Сравнивая два режима, под критическим пролетом будем понимать такой пролет L_кр, при котором напряженное состояние провода в обоих режимах будет равноопасным, т.е. напряжения в проводе будут равны допускаемым для каждого из сравниваемых режимов.

Исходный режим определяется при сравнении величин заданного пролета L с величиной L_кр.

Определим исходный режим, при котором напряжение в проводе максимально допустимое. Для этого надо найти три значения L_кр:

Сравним два режима I и II:

Режим I	tmin=-35	g1=3,42×10-3	sI= [s] I	Lкр2-?
Режим II	tгол=-7.5	gmax=g7=8,18×10-3	sII= [s] II

м

Сравним другие режимы:

Сравним режимы I и III:

Режим I	tmin=-35	g1=3,42×10-3	sI= [s] I	Lкр1-?
Режим III	tср=-5	g1=3,42×10-3	sIII= [s] III

м

Сравним режимы III и II

Режим III	tср=-5	g1=3,42×10-3	sIII= [s] III	Lкр3-?
Режим II	tгол=-7.5	gmax=g7=8,18×10-3	sII= [s] II

м

Мы получили неравенство: L_кр3> L₁> L_кр1. Самым опасным режимом будет режим среднегодовых температур (Режим III).

Подвеска провода

Подвеска провода осуществляется в безветренные дни, когда нет гололеда, но при любой температуре. При этом нагрузкой на провод есть собственный вес.

В таких условиях, выполняя работы по подвеске провода, необходимо обеспечить такой подвес провода f_подв, а, следовательно и такое напряжение s_подв, чтобы в самых наихудших условиях эксплуатации воздушной линии выполнялось условие прочности провода, т.е.: s_подв £ [s].

Определяем стрелу провеса для исходного режима:

L=L₁×cosb=

cosb=L/L1=200/200=1

Определяем стрелу провеса для исходного режима (III):

м

Пользуясь уравнением состояния нити, определим значения напряжений для других условий эксплуатации.

Определим напряжение в проводе при максимальной температуре:

подставив значения, будем иметь:

получим:

Примем: [s] ₊₄₀=

или [s] ₊₄₀=x-1.212

[s] ₊₄₀³®x³-3.635×x²+4.404×x-1.779

[s] ₊₄₀²®x²+2.423×x+1.468

Подставляя в исходное уравнение, получим:

x³-3.635×x²+4.404×x-1,779+3,635×x²-8.809×x+5,337-153.613=0

получим:

x³-4.405×x-150.055=0 ® x³-3×1,468×x-2× 75.028

p=1.468 q=75.028

p³=3.164 q²=5629.141

q² > p³.

Получим случай №2: определяем угол j из уравнения

chj=

: chj = 42.178

j= 4.435, тогда x=+2×

ch (j/3) =2.423×ch (4.435) =5.590

[s] ₊₄₀=4.378 кг/мм²

Определим провес:

м

Определим напряжение в проводе при гололеде без ветра:

подставив значения, будем иметь:

получим:

Примем: [s] ₃=

или [s] ₃=x+1.256

[s] ₃³®x³+3.769×x²+4.735×x+1.983

[s] ₃²®x²+2.513×x+1.578

Подставляя в исходное уравнение, получим:

x³+3.769×x²+4.735×x+1,983-3,769×x²-9.47×x-5,949-840.533=0

получим:

x³-4.735×x-844.499=0 ® x³-3×1,578×x-2× 422.249

p=1.578 q=422.249

p³=3.932 q²=178294.64

q² > p³. Получим случай №2:

Определяем угол j из уравнения

chj=

: chj = 213.042

j= 6.054, тогда x=+2×

ch (j/3) =2.512×ch (2.018) =9.619

[s] ₃=10.875 кг/мм²

Определим провес:

м

Определим напряжение в проводе при максимальной нагрузке, т.е. обледенение с ветром:

подставив значения, будем иметь:

получим:

Примем: [s] ₇=

или [s] ₇=x+1.256

[s] ₇³®x³+3.769×x²+4.735×x+1.983

[s] ₇²®x²+2.513×x+1.578

Подставляя в исходное уравнение, получим:

x³+3.769×x²+4.735×x+1,983-3,769×x²-9.47×x-5,949-878.783=0

получим:

x³-4.735×x-882.749=0 ® x³-3×1.578×x-2× 441.374

p=1.578 q=441.374

p³=3.932 q²=194811.449

q² > p³.

Получим случай №2:

Определяем угол j из уравнения

chj=

: chj = 222.578

j= 6.098, тогда x=+2×

ch (j/3) =2.512×ch (2.033) =9.757

[s] ₇=11.014 кг/мм²

Определим провес:

м

Определим напряжение в проводе при минимальной температуре:

подставив значения, будем иметь: