3.9. Проектирование механической части воздушных линий
Для участка ВЛЭП между пунктами И1 и П1 произвести механический расчет проводов. Исходные данные для расчета:
Климатический район по гололёду – ІІІ;
Толщина стенки гололеда b = 20 мм;
Климатический район по ветру – ІІІ;
Скоростной напор ветра
м/с;
Все данные даны для высоты h=10м.
Высшая температура, макс.= +33С.
Низшая температура, мин.= -22С.
Среднегодовая температура = +10С.
Участок ВЛЭП между пунктами И1 и П1 выполнен проводом .
Нахожу удельные нагрузки на провода:
нагрузка от собственного веса провода по (2.11):
Н/ммм2,
где
.
- нагрузка от веса гололёда по (2.12):
Н/ммм2.
суммарная нагрузка от собственного веса и гололёда по (2.13):
Н/ммм2.
нагрузка от давления ветра при отсутствии гололёда по (2.14):
Н/ммм2.
нагрузка от давления ветра при наличии гололёда по (2.15):
Н/ммм2.
нагрузка от ветра и собственного веса провода при отсутствии гололёда по (2.16):
Н/ммм2.
нагрузка от собственного веса провода, гололеда и ветра по (2.17):
Н/ммм2.
Для расчета критических пролетов выбираю допустимые напряжения (Приложения 9, 10) для соотношения сечений А/C для АС70: А/С=68/11,3=6:
при среднегодовой
температуре
90 Н/мм2;
при наибольшей нагрузке
и низшей температуре
120
Н/мм2;
модуль упругости Е= 8,25*104 Н/мм2 ;
коэффициент упругого удлинения
мм2/Н;
предел прочности при
растяжении провода и троса в целом
290 Н/мм2;
температурный коэффициент
линейного удлинения
19,2*106
град1.
Вычисляю значения критических пролетов и определю исходный наиболее опасный по напряжению в проводе режим.
Первый критический пролёт по (2.22):
м.
Второй критический пролёт по (2.23):
м.
Третий критический пролёт по (2.24):
= 8,5 м.
Так как соотношение пролетов
получилось
и исходные напряжения
,
то в соответствии с таблицей 5.2. расчётный
критический пролёт –
и
исходные расчетные условия – режим
низших температур и наибольших нагрузок.
Выбираю типовую опору – ПБ35-1 с параметрами:
H=19,0 м; A=25,1
м; длина пролета по (2.25) –
м;
где lгаб
габаритный пролет, определенный по
справочным данным при выборе опор
(Приложение 7).
Так как заданный расчетный пролёт больше
критического
,
то наибольшее напряжение в проводе
будет при гололёде и температуре -5
.
Чтобы увидеть, как меняется напряжение в проводе в различных режимах работы ВЛЭП, рассчитаю напряжение в проводе и стрелу провеса в двух режимах:
– в режиме низших (-22С) и высших температур (+33С) (режим средних нагрузок).
Уравнение состояния провода в пролете по (2.20):
.
Объединю:
и
,
тогда получится кубическое уравнение
состояния провода:
,
откуда с погрешностью решения не более
5% методом подбора определяется
значение напряжения в материале провода:
.
;
;
Н/мм2.
Рассчитаю стрелу провеса провода по (2.19)
.
– в режиме образования гололеда (-5С) и низших температур (-22С) (режим наибольших нагрузок).
;
;
Н/мм2.
Рассчитаем стрелу провеса
м.
Т.е. с увеличением напряжения разрушение провода может наступить при меньшей длине провеса, чем в менее нагруженных режимах работы ВЛЭП.
Длина провода в пролёте
.
Так как
,
то провод выдержит все возникающие
нагрузки.