4.4 Расчет грозозащитного троса

Стрела провеса троса в грозовом режиме определяется по выражению:

, (4.8)

, (4,9)

где - стрела провеса провода в грозовом режиме;

- длина гирлянды изоляторов;

- расстояние от точки подвеса гирлянды верхнего провода до точки

подвеса троса.

Далее определяется напряжение в тросе при грозовом режиме по выражению:

, (4.10)

,

,

Н/мм²,

Для дальнейших расчетов в качестве исходного принимается грозовой режим ( и t=15⁰С), по уравнению состояния определяется напряжение в тросе в режиме низшей температуры, среднегодовой температуры и в режиме наибольшей нагрузки:

Найдём напряжение в тросе в режиме низшей температуры:

,

Напряжение в тросе в режиме низшей температуры: Н/мм²,

Найдём напряжение в тросе в режиме средней температуры:

,

Напряжение в тросе в режиме средней температуры: Н/мм²,

Найдём напряжение в тросе в режиме наибольшей нагрузки:

,

Напряжение в тросе в режиме наибольшей нагрузки: Н/мм²

Таблица 5 Результаты расчетов для троса.

Режим	Удельная нагрузка,Н/м∙мм^2	Температура,^0С	Напряжение в тросе, Н/мм^2
Низшая t^0	80∙10^-3	-25	195,723
Среднегодовая t^0	80∙10^-3	0	166,799
Наибольшая нагрузка	196,868∙10^-3	-5	283,846

По результатам расчетов производится проверка :

, (4.11)

Условие (4.11) выполняется.

5 Выбор изоляторов и линейной арматуры

5.1 Выбор изоляторов

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 220 кВ равным 800 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)

где F - фактическое сечение провода, мм²;

- весовой пролет, м, приведенный в технической характеристике

опоры(см. табл.3);

Н,

Нормативная нагрузка на изолятор от веса провода, покрытого гололедом при ветре:

, (5.2)

Н,

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 подвесной гирлянды имеют вид:

, (5.3)

, (5.4)

2,5(7410,35+800)=20525,88;

5,0(3678,63+800)=22393,15.

Выбор изолятора производится по следующему принципу: разрушающая электромеханическая нагрузка на изолятор должна быть больше или равна наибольшему из значений полученному по выражению (5.3) или (5.4).

Исходя из этого принципа, выбирается подвесной изолятор ПСВ – 70А, технические характеристики которого приведены в таблице 6.

Таблица 6 – Технические характеристики изолятора ПСВ – 70А

Механическая разрушающая сила при растяжении, Н∙10^3	Выдерживающее напряжение частотой 50 Гц под дождем, кВ	Длина пути утечки, мм	Высота, H, мм	Масса, кг	Диаметр изоляционной детали, D мм	Сферическое соединение, d, мм
70	50	442	146	5,6	280	16

Рисунок 5.1-Изолятор подвесной

Согласно ПУЭ выбор количества изоляторов производится по удельной эффективной длине пути утечки в зависимости от степени загрязненности в районе прохождения ВЛ. В характеристиках каждого изолятора указывается длина пути утечки . Это расстояние по поверхности изолятора между двумя электродами имеющими разные потенциалы. Длина пути утечки характеризует электрическую прочность изолятора при равномерном увлажнении и загрязнении. В реальных условиях электрическая прочность характеризуется эффективной длиной пути утечки

, (5.5)

где k – коэффициент использования длины пути утечки.

Удельная эффективная длина пути утечки – отношение эффективной длины пути утечки к наибольшему рабочему междуфазному напряжению ВЛ.

(5.6)

Для надежной эксплуатации при рабочем напряжении длина пути утечки всей гирлянды должна быть не ниже нормированного значения, то есть должно выполняться условие:

, (5.7)

, (5.8)

То есть количество изоляторов в гирлянде должно составлять:

, (5.9)

Коэффициент использования пути утечки можно найти по следующей формуле:

, (5.10)

,

,

,

По стандарту принимаем λэф примем равным 25 см/кВ.

,

В связи с возможностью выхода из строя отдельных изоляторов во время эксплуатации и относительно большой трудоемкостью их замены количество изоляторов, определенное по формуле (5.9) увеличивается на один для ЛЭП напряжением 110-220кВ.

.

При выборе изоляторов натяжных гирлянд в условие (5.3) добавляется величина тяжения провода:

, (5.11)

Выбор изолятора производится по принципу: разрушающая электромеханическая нагрузка на изолятор должна быть больше или равна значения, полученного по выражению (5.11).

Исходя из этого принципа, выбирается подвесной изолятор ПСВ – 210А, технические характеристики которого приведены в таблице 7.

Таблица 7 – Технические характеристики изолятора ПСВ – 210А

Механическая разрушающая сила при растяжении, Н∙10^3	Выдерживающее напряжение частотой 50 Гц под дождем, кВ	Длина пути утечки, мм	Высота, H, мм	Масса, кг	Диаметр изоляционной детали, D мм	Сферическое соединение, d, мм
210	55	552	170	9,4	330	20

Рисунок для данного изолятора аналогичен.

Число изоляторов в гирлянде определяется аналогично выбору числа изоляторов для подвесной гирлянды:

,

,

,

,