4.3 Расчёт грозозащитного троса на механическую прочность

Стрела провеса троса в грозовом режиме определяется по выражению, м,

, (4.8)

где - стрела провеса провода в грозовом режиме;

- длина гирлянды изоляторов;

- расстояние от точки подвеса гирлянды верхнего провода до точки подвеса троса.

Напряжение в тросе при грозовом режиме, Н/мм^2,(4.9)

Выполним расчет напряжений в режимах низшей температуры, среднегодовой температуры и наибольшей нагрузки. Расчет будем производить в программе "Mathcad", по уравнению состояния,

(4.10)

где

Режим наибольшей нагрузоки:

Подставляем все известные параметры в уравнение состояния (4.10):

Н/мм².

Режим низшей температуры:

Подставляем все известные параметры в уравнение состояния (4.10):

Н/мм².

Режим среднегодовой температуры:

Подставляем все известные параметры в уравнение состояния (4.10):

Н/мм².

Проверка условий прочности троса для режимов низшей и среднегодовой температур и режима наибольшей нагрузки:

,,;

,,.

Условия выполняются - значит, механическая прочность тросов будет достаточной для условий проектируемой линии.

5. Выбор изоляторов и линейной арматуры

5.1 Выбор изоляторов

На промежуточных опорах ВЛ 110 кВ применяются поддерживающие гирлянды подвесных изоляторов, прикрепленные к траверсам опор с помощью линейной арматуры. Гирлянда комплектуется из отдельных изоляторов. Каждый изолятор имеет в верхней части гнездо для пестика, а в нижней части - стержень с пестиком. Сцепление изоляторов друг с другом осуществляется фиксацией пестика одного изолятора в гнезде другого.

Основным назначением гирлянды 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 , гололедаи самой гирлянды. Вес гирлянды предварительно принимаетсяН/м. Нормативная нагрузка на изолятор от веса провода без гололеда, Н/м,

(5.1)

где F- фактическое сечение провода, мм²;

- весовой пролет, м.

Нормативная нагрузка на изолятор от веса провода, покрытого гололедом при ветре, Н/м,

(5.2)

Расчетные условия для выбора изоляторов в поддерживающей гирлянде имеют вид:

(5.3)

где - разрушающая электромеханическая нагрузка на изоляторы, Н,

Исходя из расчетного условия для ВЛ 110 кВ выбирается изолятор марки ПС-120Б подвесной изолятор, стеклянный, разрушающая электромеханическая нагрузка 120 кН. Технические характеристики данного изолятора приведены в таблице 7, а конструкция - на рисунке 4.

Таблица 5.1 - Технические характеристики изолятора

Тип изолятора	Электромеханическая нагрузка,Gэм кН	Вес, Н	Высота, Н, мм	Диаметр D/d, мм	Длина пути утечки, мм
ПС-120Б	120	3,9	127	255/16	320

Определяем число изоляторов в поддерживающей гирлянде по формуле,

(5.4)

где - минимально допустимая удельная эффективная длина пути утечки, согласно степени

загрязнения атмосферы по ПУЭ,

см/кВ = 25м/кВ;

- наибольшее рабочее напряжение,

; (5.5)

- удельна эффективная длина пути утечки;

(5.6)

- поправочный коэффициент (коэффициент эффективности изолятора),

(5.7)

,

Полученное число округляем до 11 штук и увеличиваем на один. Таким образом, число изоляторов в поддерживающей гирлянде составит 12 штук.

Рассчитываем нагрузку на изолятор натяжной гирлянды учитывая величину тяжения провода, Н,

(5.8)

;

(5.9)

Выбирается аналогичный изолятор ПС-120Б с разрушающей электромеханической нагрузкой 120 кН.

В натяжной гирлянде 12+1=13 штук изоляторов.

На промежуточных опорах ЛЭП напряжением до 110 кВ включительно крепление троса к опоре осуществляется без изолятора.