Методические указания к расчетно-графической работе по дисциплине Монтаж и ремонт электрооборудования и электрических сетей для студентов специальности 050718 - Электроэнергетика

Методические указания

Форма Ф СО ПГУ 7.18.2/05

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова

Кафедра Электроэнергетики

МЕтодические указания

к расчетно-графической работе

по дисциплине Монтаж и ремонт электрооборудования

и электрических сетей

для студентов специальности 050718 - Электроэнергетика

Павлодар

Лист утверждения к методическим указаниям

Форма Ф СО ПГУ 7.18.1/05

УТВЕРЖДАЮ Декан энергетического Факультета ____________ «____»___________200__г.

Составитель: профессор, к. т.н. ______________

Кафедра Электроэнергетики

Методические указания

к расчетно-графической работе

по дисциплине Монтаж и ремонт электрооборудования и электрических сетей

для студентов специальности 050718 - Электроэнергетика

Рекомендовано на заседании кафедры

«___»_________________200_г., протокол №_____

Заведующий кафедрой___________________

Одобрено МС энергетического факультета

«_____»______________200_г., протокол №____

Председатель МС _________________

1 Графики строительства воздушных линий

Наиболее простой формой оперативного плана строительства является график работ. В графике предписывается что и когда предстоит сделать.

Для наглядности такой план может быть изображен в виде ленточного или линейного графика (таблица 1.1). В таком графике обычно дается перечень необходимых работ и их продолжительность. По мере выполнения работ на том же графике делаются отметки о состоянии каждой работы.

Этот метод прост в составлении и использовании, но не дает ответа на то, от каких видов работ и в какой степени зависит срок окончания строительства. В таком графике трудно увязать между собой работы различных бригад и участков. Он не дает представления о технологической последовательности работ. При изменениях условий на трассе строительства ленточный график приходится корректировать. Эти недостатки устраняются при применении метода сетевого планирования, позволяющего иметь график выполнения, как отдельных операций, так и всех работ в целом по строительству.

Таблица 1.1 Линейный график строительства ЛЭП

Наименование работ	Трудозатраты, чел. - дни	Количество рабочих при продолжительности работы, мес.
1	2	3	4	5
Подготовительные и вспомогательные работы	2820	56
Рубка просеки	3650	73
Транспортные и погрузочно-разгрузочные работы	4040	81
Земляные работы и сооружение фундаментов	2270		45
Сборка и установка опор	1955			39
Монтаж проводов и тросов	1780			36
Сдача линии в эксплуатацию	100
Обслуживание нужд организации	1870	32
Полное сооружение ЛЭП	18485	Всего 370 рабочих

При внедрении метода сетевого планирования вся совокупность строительно-монтажных работ (операций) с учетом возможности их параллельного (одновременного) исполнения может быть представлена в виде сетевых графиков (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Сетевой график работы по монтажу металлической опоры

Завершение работ в сетевом графике называется событием и обозначается кружком, в котором проставляется номер. Сами операции изображаются стрелками. Непрерывная последовательность работ в сетевом графике называется путем. Длина пути определяется суммарной продолжительностью составляющих его работ. Если несколько операций, входящих в данное событие, выполняются параллельно, то их завершение характеризует этап всего комплекса работ, после которого могут быть начаты последующие операции. Например, установке металлической опоры предшествуют такие работы, как установка подножников и сборка опоры, которые могут производиться параллельно. Каждая работа, показанная на графике, имеет свое название. Здесь же указано количество исполнителей, продолжительность работы, планируемой по графику (в часах), и необходимые механизмы.

2 Расчет усилий, действующих на детали опор при монтаже

Правильное определение усилий, действующих на детали опор при монтаже проводов и тросов, играет значительную роль в выборе того или иного метода монтажа и позволяет представить степень опасности приложения нагрузок в различных точках опоры.

Из-за недостаточного внимания к правильному расчету усилий на траверсы промежуточных и анкерных опор при подъеме проводов, неоднократно наблюдались случаи поломки консолей траверс.

При некачественном закреплении анкерных опор при одностороннем тяжении проводов и тросов, также наблюдались поломки таких опор.

Следует помнить, что траверсы опор рассчитаны на монтажные условия, учитывающие только дополнительно массу монтера с инструментом, который прикладывается к концу консоли траверсы.

Анкерные опоры проверяются также на условия, когда смонтированы провода одной цепи в одну сторону при любом числе цепей на опоре, а тросы не смонтированы или смонтированы только в одну сторону. В практике при восстановительных работах часто возникают более тяжелые монтажные режимы. Например, при подъеме поддерживающей гирлянды с проводом на консоль траверсы через однороликовый блок, укрепленный, на траверсе, возникает одностороннее тяжение всех шести проводов на двухцепных опорах. Для оценки безопасности работ и выбора того или иного метода работ при данных метеорологических условиях необходимо быстро проделать ориентировочные расчёты возможных усилий на элементы опор.

Определение усилий, действующих на траверсы промежуточных опор Р при подъеме на них проводов и изоляторов с применением однороликового блока (рисунке 3.1,а), может быть произведено по следующей формуле:

Р = 2 KТ P1 LВЕС; (2.1)

где KТ - коэффициент трения в блоках тягового механизма;

P1 - погонная нагрузка от массы провода;

LВЕС - величина весового пролета для данной опоры.

Рисунок. 2.1 - Схемы подъема провода на траверсу промежуточной опоры: а - с применением однороликового блока на траверсе; б - с применением отводного блока у стойки; в - с применением полиспаста

Если величина Р > 1,2(РН+1500Н) для металлических опор и Р > 2(РН+1500Н) для деревянных опор, то принятый метод монтажа непригоден и необходимо применение полиспаста или дополнительного отводного блока (рисунок 3.1,6 и в). Здесь РН =р7 LВЕС - нормативная нагрузка по массе на опору, а р7 - погонная суммарная нагрузка от массы провода с гололедом и ветра.

Пример. Определить усилие, действующее на консоль траверсы промежуточной металлической опоры при подъеме провода АС-400 по схеме на рисунке 3.1,а, если величина весового пролета для данной опоры 1вес = 480 м. Нормативная толщина стенки гололеда 1,0 см.

Определяем погонные нагрузки:

P1 = 1 S = 3= 16,4 Н/м;

p7 = 7 S = 60,3,3 = 27,7 Н/м,

Значения 1 и 7 из справочников. По формуле (3.1) определяем усилие на консоль траверсы:

Р = 2 Кт P1 1вес = 2,2-16,4-480 = 17,300 Н.

Для выяснения возможности приложения такой нагрузки определяем:

рн = р71вес = 27,7-480 = 13300 Н.

Из условия Р>1,2(Рн+1500 Н) определяем: 1,2+1500) = 17750 Н.

Следовательно, 17300 Н < 17750 Н, и схема монтажа через однороликовый блок (рисунок 2.1,а) может быть применена, но так как величины Р и Рр отличаются всего на 450 Н, т. е. почти одинаковы, при монтаже требуется большая осторожность.

Определение усилий, действующих на траверсы опор анкерного типа при монтаже проводов, производится в зависимости от принятой схемы монтажа, величины весового пролета и применяемых механизмов.

Наибольшие усилия траверса воспринимает при натягивании провода в одну сторону через отводной однороликовый блок (рисунок 2.2). При этом следует рассмотреть два случая: провод в другую строну смонтирован (рисунок 3.2,а) и провод в другую сторону не смонтирован (рисунок 2.2,6). В первом случае при угле а, близком к 90°, траверса будет воспринимать, помимо массы проводов и изоляторов на длине весового пролета, дополнительную нагрузку, близкую по величине к тяжению по проводу. Чем угол будет меньше, тем величина дополнительной нагрузки будет меньше. Во втором случае при угле , близком к 90°, траверса будет испытывать, кроме одностороннего тяжения по горизонтали, вертикальную нагрузку, равную половине массы провода и изоляторов на длине эквивалентного пролета, а также дополнительную вертикальную нагрузку, близкую по величине к тяжению по проводу. Если в этом случае угол будет больше 90°, то одностороннее тяжение по траверсе будет возрастать по мере увеличения угла и в случае, когда натягивание производят в сторону монтируемого провода ( ~180°), одностороннее тяжение на траверсу почти удвоится.

Рисунок 2.2 - Схемы натяжки проводов на анкерную опору: а - провод в смежном пролете натянут; б - провод в смежном пролете отсутствует.

Для схемы монтажа, представленной на рисунке 2.2, а, определение усилий, действующих на траверсу, можно выполнить по следующим формулам.

Так, горизонтальная результирующая сила определяется как

Rr = TM-T = Kn. J-T = l,2T-T = 0,2T, (2.2)

где Т - тяжение по смонтированному проводу;

Тм - тяжение по проводу при монтаже;

Кп. м=1,2 - коэффициент перегрузки при монтаже.

Вертикальная результирующая сила определяется как

Re=TMsin + 1Sleec+2Pr, (2.3)

где - угол наклона тягового троса к горизонтали в момент зацепления гирлянды за траверсу;

1 - удельная нагрузка от массы провода;

S - общее сечение провода;

1вес - весовой пролет для данной опоры;

РР - масса натяжной гирлянды с арматурой.

Для схемы монтажа, представленной на рисунке 2.2, б, определение усилий, действующих на траверсу, можно выполнить по следующим формулам.

Горизонтальная результирующая сила

Rr = ТМ - ТМ cos = ТМ (1 - cos ). (2.4)

Вертикальная результирующая сила определяется как

RB = ТМ sin + 0,51 S lЭ + РГ, (2.5)

где 1Э - эквивалентный пролет.

Зная величины результирующих горизонтальных и вертикальных усилий, сравнивают их с расчетными нагрузками на траверсу для данной опоры. Если величины Rr и RB оказываются больше расчетных нагрузок, то должна быть изменена принятая схема монтажа.

Величины расчетных нагрузок обычно берутся из расчетной схемы для данного типа опор из проекта. В случае отсутствия необходимых данных в проекте, величины расчетных нагрузок определяются расчетом.

Для уменьшения значений результирующих усилий может быть рекомендовано либо уменьшение угла а либо включение между натяжной гирляндой и траверсой полиспаста, ходовой конец которого подается от неподвижного блока, закрепленного на траверсе, прямо к тяговому механизму. В отдельных случаях приходится предусматривать на время монтажа проводов временное усиление траверсы путем подпоров, накладок или оттяжек.

Пример. Определить усилия, действующие на траверсу анкерной опоры линии 110 кВ при монтаже провода АС-150 по схеме на рисунке 3.2,а и б, если =60°, весовой пролет 1вес=250 м, масса натяжной гирлянды Рг=700 Н и температура воздуха при монтаже t=-15° С. нормативная толщина стенки гололеда 0,5 см.

По монтажным таблицам определяем напряжение в проводе при t=-15°C; a-i5=67 Н/мм2. По справочникам находим: 1=35,5 10 "3 Н/(м мм2); S=177 мм2; Rflon = 15000 Н.

Определяем тяжение по смонтированному проводу

Т= 1 S,

Т = 67 х 177 = 11870, Н.

Принимая величину коэффициента перегрузки при монтаже равной 1,2, определяем тяжение при монтаже:

Тм = КП. М Т;

Тм = 1,2х11870=14240, Н.

По формуле (2.2) определяем горизонтальную результирующую силу по схеме на рисунке 2.2, а:

Rr = 0,2 Тм, Rr= 0,2 х 11870 = 2380, Н,

то же по форм:

Rr = Тм (l-cos );

Rr =14240-(1-0,5) = 7120, Н.

По формуле (3.3) определяем вертикальную результирующую силу по схеме на рисунке 3.2,а:

RB = TM sin + 1 S 1Э + 2Pr,

RB = 14240 х 0,5 + 35,5 х 10-3' 177х250 + 2х700 =, H,

то же по формуле (3.5) по схеме на рисунке 3.2,6:

RB = Т„ sin + 0,51 S 1Э + Pr,

RB = 14240х0,5 + 0,5х35,5х10-3х177х250 + 700 =, H.

Расчеты показывают, что в рассматриваемом случае необходимо применить схему натяжки проводов, приведенную на рисунке 2.2,а.

6.3 Ремонт проводов и тросов

Выполнять ремонт проводов допускается при повреждении до трех алюминиевых проволок из шести - семи (общего количества проволок сталеалюминевого провода), или до шести из 18-19, девяти из 24-30, одиннадцати из 37-54 и четырнадцати из 61-96. В случае повреждения большего количества проволок поврежденный участок вырезают и провод соединяют заново. Поврежденными считаются проволоки, имеющие вмятины, глубиной более половины своего диаметра, или оборванные совсем.

В зависимости от степени повреждения провода ремонтируют, устанавливая проволочный бандаж, ремонтную муфту или специальный прессуемый ремонтный зажим РАС. При обрыве проволок в одном месте их выправляют, укладывают в повив, а на место обрыва накладывают проволочный бандаж длиной не менее 20-25 диаметров провода. При обрыве в нескольких местах поврежденные проволоки вырезают под один размер, вплетают новые, а концы их закрепляют проволочными бандажами. На сталеалюминевых проводах сечением до 70 мм2 и более 95 мм2 соответственно устанавливают ремонтные муфты и зажимы РАС.

Ремонтные муфты изготовляют из овальных соединителей, для чего их разрезают по продольной оси, очищают от грязи и оксидной пленки, надевают на поврежденное место провода и огибают вокруг него легкими ударами молотка, а затем обжимают. Цилиндрический корпус ремонтного зажима РАС надевают на провод, устанавливают в него вкладыш и опрессовывают гидравлическим прессом. Расстояние между двумя ремонтными муфтами или проволочными бандажами должно быть не менее 15 м.

3 Расчеты проводов и тросов при ремонтных работах

Внешние нагрузки, действующие на провода, тросы и опоры воздушных линий, определяются в зависимости от климатических условий местности, где проходит линия. Для расчетов, как правило используются удельные нагрузки.

Стрела провеса провода определяется по формуле

(3.1)

где l - длина пролета;

- удельная нагрузка;

- напряжение в проводе, соответствующее данной нагрузке и температуре воздуха. Длина провода в пролете L определяется по формуле

(3.2)

или

. (3.3)

Дли определения напряжения в проводе при изменении атмосферных условий пользуются уравнением состояния провода

, (3.4)

где - напряжение, удельная нагрузка и температура воздуха при начальных атмосферных условиях соответственно;

- то же при измененных атмосферных условиях;

- температурный коэффициент линейного расширения провода;

- коэффициент упругого удлинения провода.

Зная напряжение в проводе при одной нагрузке и температуре, можно легко найти напряжение в проводе при других нагрузках и температурах.

На действующих линиях максимальное напряжение в проводах из одного материала или максимальное фиктивное напряжение в сталеалюминевых проводах (соответствующее наибольшему допускаемому напряжению в алюминии) может наступить либо при низшей температуре воздуха и отсутствии внешних нагрузок, либо при наибольшей внешней нагрузке. Для того чтобы ответить на вопрос, при каких условиях наступит это максимальное тяжение в проводе, необходимо знать величину критического пролета.

Кроме ограничения напряжения в проводах, для условий низшей температуры и наибольшей нагрузки в ПУЭ введено ограничение напряжения в проводе при среднеэксплуатационных условиях, т. е. при среднегодовой температуре без внешних нагрузок. В ПУЭ допустимые напряжения для различных расчетных условий даются в процентах от временного сопротивления провода в целом.

В особо гололедных районах на период наибольших гололедных нагрузок можно допустить напряжение до 60 % от временного сопротивления.

При ограничении напряжения в проводе для трех исходных условий в общем случае имеют место три критических пролета, которые рассчитываются по общеизвестным формулам.

Запасы прочности проводов и тросов имеют большое значение для надежности линии.

Различают номинальный и эксплуатационный запасы прочности.

Номинальный запас прочности (nн) представляет собой отношение временного сопротивления на разрыв провода вр к допустимому напряжению для данной марки провода доп.

Эксплуатационный запас прочности (nэ) показывает, во сколько раз разрушающая внешняя нагрузка провода (без собственной массы) больше наибольшей внешней нормативной нагрузки

(3.5)

где - удельная нагрузка на провод, вызывающая обрыв;

- наибольшая расчетная удельная нагрузка;

- удельная нагрузка от собственной массы.

Для определения nэ необходимо знать величину удельной нагрузки на провод, вызывающей его обрыв . Эта величина определяется по формуле

(3.6)

где в - относительное удлинение проводов при разрушающей нагрузке, определяемое в зависимости от ;

=0,9 - временное сопротивление с учетом ослабления провода в местах заделки.

Провода разных марок и сечений имеют разные эксплуатационные коэффициенты запаса прочности. В процессе эксплуатации иногда имеют место значительно большие величины внешних нагрузок, чем нормативные (гололед, ветер). При этом в проводах и тросах напряжение материала провода не возрастает пропорционально увеличению нагрузок, так как с увеличением тяжения по проводам длина их увеличивается и рост напряжения в материале провода отстает.

Интерес представляет сравнение эксплуатационных запасов прочности алюминиевых, медных и сталеалюминевых проводов. Провода марок М-70, АС-120 и А-120 имеют практически одинаковые активные сопротивления и в то же время значительно отличаются по своим эксплуатационным качествам. Сталеалюминевые провода имеют значительно больший эксплуатационный запас прочности. Наименьшие эксплуатационные запасы прочности имеют алюминиевые провода. Поэтому применение их в районах с сильным гололедам нецелесообразно.

Особенно надежными в эксплуатации являются сталеалюминевые провода больших сечений. Анализ повреждаемости провода за ряд лет показал, что из всех случаев обрывов проводов 70-80% составляют обрывы медных проводов и только 20-30% - сталеалюминевых. При этом обрывы сталеалюминевых проводов крупных сечений (300 мм2 и более) наблюдались лишь в единичных случаях. Протяженность же линий с медными проводами во много раз меньше, чем со сталеалюминевыми проводами. Средняя удельная повреждаемость медных проводов (сечением от 35 до 95 мм2) составила 1,8 случая на 100 км линий в год, а удельная повреждаемость сталеалюминевых проводов (сечением от 35 до 5О0 мм2) - 0,5 случая на 100 км линий в год.

Следует отметить снижение величины эксплуатационного запаса прочности при увеличении длины пролетов.

Эксплуатационные запасы прочности для одинаковых проводов разных сечений при одной и той же длине пролета возрастают с увеличением сечения проводов. Провода больших сечений, как правило, подвешиваются на линиях более высоких напряжений с более длинными пролетами. Поэтому на действующих линиях со сталеалюминевыми проводами разных сечений эксплуатационные запасы прочности отличаются незначительно.

Эквивалентные пролеты характеризуют работу проводов и тросов в пролетах с разными высотами точек подвеса (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 - Пролеты с разной высотой точек подвеса провода

Различают большой и малый эквивалентные пролеты. Большой эквивалентный пролет 1Э1 это длина условного пролета, в котором высота подвески проводов одинакова и равна большей высоте подвески провода. Малый эквивалентный пролет 1Э2 - это длина условного пролета, в котором высота подвески проводов одинакова и равна меньшей высоте подвески провода

(3.7)

(3.8)

где l - длина пролета;

- разность высот точек подвеса;

- напряжение в проводе при данных условиях;

- удельная нагрузка при данных условиях.

Зная величины эквивалентных пролетов можно определить и стрелы провеса, соответствующие этим эквивалентным пролетам.

Следует помнить, что для данного пролета линии величина эквивалентного пролета изменяется в зависимости от атмосферных условий. В случаях, когда <(0,l-0,15)l можно с достаточной точностью (погрешность не более 3-4%) принимать при пользовании уравнением состояния провода l = 1Э.

Нагрузки, действующие на опоры, определяются весовым и ветровым пролетами. Весовым пролетом 1вес называется полусумма двух смежных с этой опорой эквивалентных пролетов и , приведенных к высоте подвески провода на данной опоре

(3.9)

или

(3.10)

Ветровым пролетом 1вет называется полусумма двух смежных действительных пролетов

(3.11)

где l1, l11 - длины действительных пролетов, смежных с опорой.

Для опор, ограничивающих пролеты с одинаковой высотой точек подвеса провода или троса, весовой и ветровой пролеты равны между собой:

При определении весовых пролетов для опор, установленных на возвышенных по отношению к смежным опорам местах, берутся большие эквивалентные пролеты, а при определении весовых пролетов для опор, расположенных в выемках трассы, т. е. ниже двух соседних опор, берутся малые эквивалентные пролеты. При расчете весовых пролетов опор, установленных на склонах гор или возвышенностей, когда каждая следующая опора расположена выше или ниже предыдущих, берется сумма одного малого и одного большого смежных с данной опорой эквивалентных пролетов.

Знание величин весового и ветрового пролетов для данной опоры имеет большое значение для определения усилий, действующих на опору и фундамент, на траверсу при опускании и подъеме проводов, при определении условии отклонения провода и гирлянд изоляторов от ветра и т. д.

Приведенный пролет характеризует работу проводов и тросов в анкерном пролете с равной длиной промежуточных пролетов. Даже при относительно ровной трассе, но при длине анкерных пролетов - 10-15 км и более имеют место разные длины промежуточных пролетов. Величина приведенного пролета определяется по формуле

(3.12)

Зная величину приведенного пролета и подставляя ее в уравнение состояния провода, можно определить напряжения в проводе анкерного участка при любых атмосферных условиях.

При монтаже длинных анкерных участков с различными длинами промежуточных пролетов для каждого такого участка определяется величина приведенного пролета 1пр. В соответствии с этой величиной составляются монтажные таблицы или кривые для монтажа данного анкерного участка.

Монтажные таблицы или кривые представляют собой таблицы или графики, по которым определяются значения стрел провеса и напряжений провода в пролетах разной длины при любой температуре воздуха в зависимости от расчетных климатических условий.

Если в анкерном участке нет пролета, длина которого равна 1пр, то стрелу провеса провода f в любом пролете длиной I данного анкерного участка можно определить по следующей формуле

(3.13)

где f - стрела провеса в пролете длиной l;

fnp - стрела, провеса, соответствующая приведенному пролету 1пр (берется из монтажных таблиц или кривых).

В процессе эксплуатации часто приходится пользоваться монтажными кривыми и таблицами. При пользовании монтажными таблицами и кривыми следует иметь в виду, что они могут быть составлены без учета вытяжки новых проводов при последующей эксплуатации.

Поэтому при замене проводов на действующих линиях на новые необходимо при пользовании монтажными таблицами или кривыми, составленными без учета вытяжки проводов, давать перетяжку проводов уменьшая стрелы провеса при монтаже в зависимости от сечения проводов:

-  для алюминиевых проводов на 7-12 %;

-  для сталеалюминевых проводов на 5-10 %;

-  для медных проводов на 6-7 %;

-  для стальных проводов и тросов на 4-5 %.

Условия равновесия гирлянд изоляторов на промежуточных опорах определяют величины разности тяжений по проводам. В первом случае (рисунок 3.2,а) под действием разности тяжений по проводам Т гирлянда займет положение, при котором сумма моментов относительно точки 0 будет равна нулю и условие равновесия выразится уравнением

, (3.14)

где - отклонение точки крепления провода вдоль оси провода;

Gn - нагрузка от массы провода на длине весового пролета;

1Г - длина гирлянды изоляторов;

Gr - нагрузка от массы гирлянды изоляторов;

Т - разность тяжения по проводу в смежных пролетах.

Это уравнение может быть, в зависимости от поставленной задачи, решено либо относительно , либо относительно Т

Рисунок 3.2 - Отклонения гирлянд изоляторов: а - вдоль; б - поперек оси провода

Во втором случае (рисунок 3.2,6) под действием давления ветра на провода Рвет гирлянда займет положение, при котором сумма моментов относительно точки 0 будет равна нулю и условие равновесия в этом случае выразится уравнением

, (3.15)

где - отклонение точки крепления провода поперек оси провода;

РВЕТ - давление ветра на провод на длине ветрового пролета.

Решая уравнения (3.15) относительно или Рвет, получаем, в зависимости от поставленной задачи, либо величину отклонения точки подвеса провода, либо величину давления ветра.

При ремонте проводов и тросов с опусканием их на землю используются такелажные приспособления и тяговые механизмы (стяжные болты, полиспасты, лебедки и т. п.). Для правильного выбора грузоподъемности такелажных приспособлений и тяговых механизмов необходимо знать величины тяжений, действующих по проводам и тросам при опускании их на землю.

При опускании проводов и тросов с промежуточной опоры (рисунок 3.3) напряжение в проводах постепенно возрастает до тех пор, пока провод не ляжет на землю. В тех случаях, когда провод при отпускании с промежуточной опоры не касается земли, происходит как бы увеличение пролета до величины, равной сумме длин двух смежных пролетов за вычетом величин отклонений поддерживающие гирлянд на смежных опорах. Наиболее тяжелым случаем будет опускание провода с одной или двух промежуточных опор, если соседние опоры - анкерного типа, а провод не ложится на землю.

Рисунок 3.3 - Опускание провода с промежуточной опоры

Для грубой оценки напряжения в опущенном проводе допустим, что длина провода при его опускании не меняется.

При равенстве длин смежных пролетов длина провода до опускания в двух пролетах будет равна

, (3.16)

где l - длина не опущенного провода в одном пролете;

L - длина не опущенного провода в двух пролетах;

- напряжение в не опущенном проводе;

- удельная нагрузка.

После опускания провода с промежуточной опоры длина его равна

, (3.17)

где - напряжение в опущенном проводе.

Приравнивая правые части указанных уравнений, получаем =. Стрелу провеса опущенного провода определяют

, (3.18)

где f - стрела привеса провода до опускания его с опоры.

Таким образом, напряжения и стрелы провеса провода увеличиваются в 2 раза. В действительности длина провода при его опускании увеличивается (вытягивается), и, следовательно, увеличения тяжения вдвое не происходит. Кроме того, при этом происходит некоторое выравнивание тяжести за счет отклонения поддерживающих гирлянд и тяжение в опускаемом проводе также снижается.

В необходимых случаях тяжение по проводу при опускании можно определить более точно. Это важно при ремонтах проводов большого сечения (АСУ-400, АСО-500 и т. п.).

Предположим, что надо опустить провод с 1, 2,..., n опор в анкерном участке, состоящем соответственно из 2, 3,..., n равных промежуточных пролетов длиной L. Провод имеет при заданных атмосферных условиях удельную нагрузку у, стрелу провеса f и напряжение в материале провода .

Длина провода L при этих условиях в одном пролете будет равна

. (3.19)

Обозначив длину не натянутого провода через L0 при этих температурных условиях, можно также определить L из следующего выражения

, (3.20)

где - коэффициент упругого удлинения провода.

Приравнивая правые части уравнений, получим:

, (3.21)

откуда

. (3.22)

Зная L0, можно определить и напряжение в проводе, опущенном с 1, 2,..., n-1 опор, но не лежащем на земле. Для этого длину пролета в (3.21) следует умножить на n и вместо подставить

. (3.23)

Зная величины напряжений в проводе а, можно перейти к тяжениям по проводам, умножением полученных значений напряжений на сечение провода.

Расчеты для провода М-70 показали, что если его опустить с двух промежуточных опор, то при t=-30°C, будет равно 254 Н/мм2, т. е. очень близко к пределу текучести, равному 280 Н/мм2. Если требуется дополнительное стягивание провода полиспастом или стяжным болтом, то не исключена возможность недопустимой вытяжки провода и потери им механической прочности. В таких случаях следует опускать провода не с промежуточной, а с анкерной опоры.

При опускании проводов с анкерных опор необходимо с помощью полиспастов подтянуть натянутую гирлянду с проводом к траверсе и снять тяжение с узла крепления гирлянды к траверсе. После этого разбирают один из элементов этого узла и, освободив натяжную гирлянду, опускают ее вместе с проводом на землю.

Для выбора грузоподъемности такелажных приспособлений, тросов и тяговых механизмов необходимо знать тяжение по проводу при атмосферных условиях, соответствующих условиям производства ремонтных работ, ТО и необходимую перетяжку провода для возможности расцепления узла крепления натяжной гирлянды к траверсе. Тяжение при монтаже ТМ определится следующим образом

TM = To KNM = S KnM, (3.24)

где - напряжение в проводе при атмосферных условиях производства работ, определяемое обычно по монтажным таблицам;

S - общее сечение провода;

КПМ - коэффициент перетяжки при монтаже.

Величина Кпм изменяется в очень широких пределах в зависимости от конструкции узла крепления натяжных гирлянд к траверсам, от характеристик провода и от типа применяемых такелажных приспособлений и тяговых механизмов. При применении полиспастов и лебедок, коэффициент перетяжки при монтаже значительно меньше, чем при применении тяговых тросов и тракторов, когда увеличение тяжения в проводе происходит рывками.

Практически при наиболее неблагоприятных условиях монтажа (при температуре - 20-30°С) величина коэффициента перетяжки не превосходит Кпм=1,2.

При этом максимально возможное тяжение при монтаже Тммакс в соответствии сполучится

TM. MAKC = 1,2 S. (3.25)

Обычно величина Тммакс никогда не превышает величину наибольшего допустимого тяжения Тдоп. макс равного:

Тдоп. макс = S. (3.26)

Поэтому в ряде случаев для грубой оценки максимально возможного тяжения при монтаже, достаточно определить лишь Тдоп. макс

При выборе тяговых механизмов (автомашин, тракторов, тягачей) следует учитывать также состояние поверхности земли. Следует помнить, что по грязи, снегу тяговое усиление механизмов снижается, и приходится часто (пользоваться сцепом из двух-трех машин или тракторов и более.

Пример. Определить максимально возможное тяжение при монтаже Тм. макс для провода АС-400, смонтированного с номинальным коэффициентом запаса прочности 2 по алюминию, в I районе гололедности при t=-30°C. Длина пролета 400 м.

По монтажным таблицам определяем =83 Н/мм2; S= 467,2 мм2.

По формуле (2.25) определяем

Тм. макс = 1,2 S.

Тм. макс =1,2,2 = 46 кН.

Из сравнения величины Тдоп. макс = S. c Тдоп. макс =12,2 467,2=57 кН, видно, что тяжение при монтаже даже при температуре t=-30°C оказывается меньше максимально допустимого тяжения по проводу (46 кН < 57 кН),

Известно, что при незначительном изменении длины провода в пролете, напряжение и стрела провеса в нем резко меняются. Поэтому при расчетах (особенно переходов) большое значение имеет точность определения величины вставки или вырезки.

В связи с тем, что при изменении длины провода в пролете за счет вставки или вырезки изменяется и тяжение в нем, одновременно происходит сокращение или вытяжка провода за счет упругих свойств материала провода. Поэтому общее изменение длины провода в пролете после производства вставки или вырезки, складывается из длины этой вставки или вырезки и изменения длины самого провода.

Длина вставки b (знак "+") или вырезки (знак "-") определяется по формуле

, (3.27)

где b - длина вставки;

ftp - стрела провеса после регулировки (требуемая);

fCT - стрела провеса до регулировки (старая);

l - длина пролета, в котором измеряются стрелы провеса;

1пр - приведенный пролет анкерного участка;

1анк - длина анкерного участка;

- удельная нагрузка от массы провода;

Е - модуль упругости провода.

При одиночном анкерном пролете эта формула упрощается

(3,28)

В (3.28) первые члены определяют величину собственно вставки или вырезки, а вторые члены определяют величину упругого сокращения или удлинения провода.

В отдельных случаях, когда требуется приблизительно оценить величину вставки или вырезки, можно воспользоваться следующей формулой

. (3.29)

где n - число промежуточных пролетов в анкерном участке;

l - длина пролета, в котором измеряются стрелы провеса.

Для одиночного анкерного пролета эта формула примет вид:

(3.30)

Пример. Определить длину вырезки провода для уменьшения стрелы провеса до заданной величины в связи с недотяжкой провода при монтаже и недостаточным расстоянием между проводом и землей во всем анкерном участке. Исходные данные:

-  провод марки АС-150;

-  длина анкерного участка 1анк = 5,8 км;

-  длина приведенного пролета 1пр = 220 м;

-  длина пролета, в котором замеряется стрела провеса, 1=240 м;

-  стрела провеса провода после монтажа fCT = 6 м;

-  стрела провеса провода по монтажным таблицам (требуемая) ftp = 5 м;

-  модуль упругости провода Е = 84,5 103 Н/мм2;

-  - удельная нагрузка от массы провода = 35,5 Н/(м мм2).

-  Определим длину вырезки по (2.28)

-   

Ремонт провода без вырезки поврежденного участка можно производить при сравнительно небольших объемах повреждений проводов, т. е. обычно при обрыве до 10 проволок токоведущей части провода.

Такой ремонт производится путем установки ремонтных муфт при верховых ревизиях, а также после обнаружения повреждений провода, вызванных короткими замыканиями проводов линий при набросах, механических повреждениях и перекрытиях изоляции.

При обнаружении повреждений отдельных проволок наружного повива провода от вибрации, следует отрезать оборванные проволоки на расстоянии около 0,5 м от места обрыва в обе стороны, в освободившееся место вложить новые проволоки от провода той же марки необходимой длины и в местах разреза проволок установить две ремонтные муфты.