Механический расчет линии электропередачи. Методические указания к семестровому заданию (стр. 2 )

3.4. Критическая температура

Температура, при которой стрела провеса провода f1 вызываемая только его собственной массой, будет равна стреле провеса в условиях гололеда без ветра f3 называется критической температурой

Где σ3 напряжение в проводе при гололеде без ветра (режим 2 по тал2).

Если tкр < t+, то наибольшая стрела провеса будет при наибольшей температуре. Если tкр >t+, то наибольшая стрела провеса будет при гололеде без ветра.

Задача 3 – 3. По данным задачи 3 – 1 рассчитать провод АС – 120/27 в пролетах l = 50 м и l = 150 м.

Решение. Определяем физико-механические свойства провода.

По таблице 2,5,7 [Л – 1] σг = σ– = 153 Н/мм2 σэ = 102 Н/мм2

По таблице 2,5,8 [Л – 1] Е = 8,9·104 Н/мм2 α = 18,3·10-6 град-1

По формулам 3 –13 — 3 – 15 определяем критические пролеты

Первый критический пролет

Второй критический пролет

Третий критический пролет

Получилось l1кр > l2кр > l3кр

Данное соотношение пролетов соответствует второму случаю
(табл 1). Расчет проводов для пролета l = 50 м ведется по уравнению
3 – 16, а для проводов в пролете l = 150 м по уравнению 3 – 18.

В качестве примера приведем расчет провода в пролете l = 150 м

Уравнение состояния провода в пролете для данного случая имеет вид:

Расчет ведем для режимов по таблице 2

Первый режим является исходным

Стрела провеса для этого режима

Второй режим

Стрела провеса для этого режима

Третий режим

Стрела провеса для этого режима

Четвертый режим

Стрела провеса для этого режима

Пятый режим

Стрела провеса для этого режима

Шестой режим

Стрела провеса для этого режима

Седьмой режим

Стрела провеса для этого режима

Критическая температура

Так как tкр > t+, то наибольшая стрела провеса будет при гололеде без ветра.

Во всех режимах напряжение в проводе и стрела провеса находятся в допустимых пределах.

3.4.1 Построение монтажных таблиц и кривых

Монтаж воздушной линии электропередачи, как правило, ведется в ясную теплую погоду. Поскольку стрела провеса зависит от температуры, веса гололеда, то при монтаже линии необходимо выставить такую стрелу провеса, которая бы не выходила за допустимые пределы при любых климатических условиях. Для этого рассчитываются и составляются монтажные таблицы и строятся монтажные кривые.

Так как провод монтируют в ясную погоду, для расчета монтажных стрел провеса учитывают только зависимость напряжения провода от изменения температуры. Поэтому при расчете монтажных таблиц с учетом, что l > l2кр пользуемся уравнением (3 – 18) полагая γ = γ1

Давая значения t от – 400С до +400С, определяем σ и f.

Аналогично проводим вычисления для остальных температур. Результаты сводим в таблицу.

Таблица 3

Температура t0C	Напряжение в проводе σ МПа	Стрела провеса f м
– 40	44,0	2,32
– 30	39,93	2,56
– 20	36,63	2,79
– 10	33,93	3,01
0	31,69	3,22
+ 10	29,79	3,43
+ 20	28,17	3,63
+ 30	26,77	3,82
+ 40	25,55	4,00

По полученным результатам строим монтажные кривые.

Рис 7. Монтажные кривые.

4.  ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ ТРАССЫ

Продольный профиль, составляемый на основании результатов топографических измерений, представляет собой очертания вертикального разреза вдоль трассы. Обычно рельеф трассы не бывает ровным, и профиль изображается ломаной линией (рис 7)

Для вычерчивания профиля принимают горизонтальный масштаб 1:5000, а вертикальный 1:500. В этих масштабах 1 мм по горизонтали на чертеже профиля соответствует 50000 мм = 5 м в действительности, а 1 мм по вертикали 500 мм = 0,5 м. Эти масштабы позволяют определять точки установки опор и высоту провода над землей с достаточной точностью.

На профиле обозначают пересекаемые инженерные сооружения – железные и шоссейные дороги, линии электропередачи, связи и т. д., причем указывают отметки полотна дорог, а у линий – число проводов и их отметки. При пересечении рек отмечают отметки горизонта воды.

Под горизонтальной линией, ограничивающей чертеж профиля, наносятся последовательно, – считая сверху вниз, – следующие данные: отметки профиля; горизонтальные расстояния между точками, отметки которых были замерены; пикетаж, обозначающий длину трассы в сотнях метрах.

Положение отдельных опор или точек условно записывается в виде: 375 + 45, что обозначает расстояние 45 м от пикета 375, или расстояние 37500 +45 = 37545 м от начала трассы.

Под пикетажем дается узкая полоска плана линии, называемая абрисом, В абрисе указывают границы пересекаемых трассой полей, лугов, лесов, болот и рек, а также инженерные сооружения.

В следующей графе даются условные обозначения углов поворота линии с указанием их точных значений. Углы поворота вправо условно обозначаются ломаной линией вверх от горизонтали, углы поворота влево – вниз от горизонтали (рис 7).

Последние графы оставляют свободными для данных, определяемых после расстановки опор по профилю (длины анкерных пролетов, приведенные пролеты и т. д.).

Расстановка опор производится по шаблону. Шаблон представляет собой три кривые (параболы) соответствующие кривой максимального провисания провода и расположенные друг над другом с определенным сдвигом по вертикали. Шаблон строится в том же масштабе, что и профиль трассы.

Кривая максимального провисания провода строится по формуле , которая приводится к виду:

,

где γ и σ берутся для случая максимальной стрелы провеса.

Задаваясь значениями «x» от 0 до l/2, получают значение ±y и по полученным данным строят кривую 1 – наибольшего провисания провода в пролете. Кривая 2 – габаритная, строится путем откладывания вниз по оси «y» в масштабе величины габарита линии «h». Кривая 3 – земляная, строится путем откладывания вниз от кривой 2 величины стрелы провеса f.

Рис 8. Разбивочный шаблон.	Рис 9. Расстановка опор по профилю трассы.

Данный шаблон вычерчивается вначале на «миллиметровке», затем переносится на прозрачную бумагу (кальку).

Порядок расстановки опор следующий. Вначале устанавливается первая анкерная опора. Шаблон накладывается следующим образом: левая ветвь кривой 3 должна проходить через точку пересечения опоры с профилем; кривая 2 при этом должна касаться профиля. При этом шаблон должен находиться строго вертикально. Пересечение правой ветви кривой 3 профиля даст место установки следующей опоры (рис 9).

Затем процесс повторяется Продольный профиль с расстановкой опор вычерчивается на миллиметровой бумаге.

Приложения

Таблица П – 1

Допустимые механические напряжения в проводах и тросах воздушных линий напряжением выше 1 кв

Провода и тросы	Допустимое напряжение, % предела прочности при растяжении	Допустимое напряжение, Н/мм2
при наиболь шей нагруз- ке и низшей темпера- туре	при средне- годовой темпера- туре	при наиболь шей нагруз- ке и низшей темпера- туре	при средне- годовой темпера- туре
Алюминиевые с площадью поперечного сечения, мм2 70 – 95 120 – 240 300 – 750	35 40 45	30 30 30	56 64 72	48 51 51
Сталеалюминиевые площадью поперечного сечения алюминиевой части провода, мм2 35 – 95 при А/С 5,99 – 6,02 185 и более при А/С 6,14 – 6,28 120 и более при А/С 4,29 – 4,38 500 при А/С 1,46 185, 300, 500 при А/С 1,46 70 при А/С 0,95 95 при А/С 0,65 150 – 800 при А/С 7,8 – 8,04	40 45 45 45 45 45 40 45	30 30 30 30 30 30 30 30	120 135 153 205 254 272 308 126	90 90 102 137 169 204 231 84
Стальные провода	50	35	310	216

Таблица П – 2

Физико - механические характеристики проводов и тросов

Провода и тросы	Модуль упругости 104 Н/мм2	Температурный коэффициент линейного удлинения 10–6 град–1	Предел прочности при растяжении σр*, Н/мм2 провода и троса в целом
Алюминиевые	6,30	23,0	16
Сталеалюминиевые с соотношением площадей поперечных сечений А/С
20,27	7,04	21,5	210
16,87 – 17,82	7,04	21,2	220
11,51	7,45	21,0	240
8,04 – 7,67	7,70	19,8	270
6,28 – 5,99	8,25	19,2	290
4,36 – 4,28	8,90	18,3	340
2,43	10,3	16,8	460
1,46	11,4	15,5	565
0,95	13,4	14,5	690
0,65	13,4	14,5	780
Стальные канаты	18,5	12,0	1200
Стальные провода	20,0	12,0	620

Предел прочности при растяжении σр определяется отношением разрывного усилия провода (троса) Рр, нормированного государственными стандартами или техническими условиями, к площади поперечного сечения Fп, σр = Рр/Fп для сталеалюминиевых проводов Fп = FА + FС.

Таблица П – 3

Нормативное ветровое давление W0 на высоте 10 м

над поверхностью земли.

Район по ветру	Нормативное ветровое давление W0 Па (скорость ветра м/с)
I
II
III
IV
V	1
VI	1
VII	1
Особый	Выше 1500 (выше 49)

Таблица П – 4