Общие положения. Силы, действующие на провода контактной сети, являются равномерно распределенными по всей линии

Лекция №2

Тема: КЛИМАТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ И РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ.

( лекция –1 час)

Общие положения

Силы, действующие на провода контактной сети, являются равномерно распределенными по всей линии. Эти силы называются нагрузкой и характеризуются ее интенсивностью, т. е. силой, отнесенной к единице длины, кН/м. При расчете проводов воздушных линий электропередачи вводят понятие удельной нагрузки, которая равна отношению единицы силы к единицам длины и площади сечения провода, Н/м².

На провод, свободно подвешенный или входящий в какую-либо сложную систему, действуют нагрузки, которые делят на вертикальные и горизонтальные. К вертикальным относят нагрузки от силы тяжести провода, различных зажимов на нем, гололедных образований. Воздействие ветра на провод обычно является горизонтальной нагрузкой. При изучении взаимодействия подвески и токоприемника рассматривают ветровую нагрузку под углом к горизонту. В этом случае нагрузка имеет вертикальную составляющую. Натяжение провода при определенной температуре обусловлено совместным действием вертикальной и горизонтальной нагрузок. Поэтому для расчетов определяют равнодействующую нагрузку, называемую результирующей, которая равна геометрической сумме этих составляющих.

Нагрузки, действующие на провода и конструкции, подразделяют на постоянные, временные и особые. К постоянным нагрузкам относят силу тяжести всех элементов и усилия в устройствах, вызываемые натяжение провода. На анкерных опорах такие усилия возникают от натяжения проводов, а на других опорах от изменения направления проводов. К временным нагрузкам относят гололедные и снежные образования на проводах и конструкциях, давление ветра на них и нагрузки (изменение нагрузок), которые появляются при изменениях натяжения проводов, а также силу тяжести электромонтера с инструментом и нагрузки, возникающие при монтаже конструкций. Особые нагрузки создаются при обрыве проводов. Временные (добавочные) нагрузки необходимо учитывать при расчете, так как влияние их на натяжение проводов настолько значительно, что большинство разрушений воздушных линий происходит при гололеде и ветре (рис. 2.1). Добавочные нагрузки распределяются неравномерно по длине провода, так как интенсивность гололеда и скорость ветра на различных участках неодинаковы. Учесть эту неравномерность не представляется возможным, и в этом нет необходимости ввиду того, что расчетная нагрузка является не наибольшей, а некоторой условной, принятой для расчета. При расчетах проводов добавочные нагрузки принимают равномерно распределенными и равными среднему значению.

Климатические условия для расчета длин пролетов, проводов и конструкций контактной сети и воздушных линий устанавливают в соответствии с действующими нормами и правилами. В случае необходимости их уточняют на основании результатов обработки материалов многолетних наблюдений над скоростью ветра, интенсивностью и плотностью гололедных отложений.

При составлении норм, а также при проектировании в случае их отсутствия приходится сталкиваться со сложной и ответственной задачей выбора нагрузок и их сочетания. Задача упростилась бы, если принять за расчетное наиболее неблагоприятное сочетание наибольших нагрузок и экстремальных температур. Однако такое решение привело бы к значительному удорожанию проектируемого сооружения. Поэтому в расчет принимают только нагрузки, называемые нормативными, и те их сочетания, которые повторяются не реже чем через определенное число лет. Такие условия оказываются более легкими. При этом очень редко на отдельных линиях нагрузки и их сочетания могут выйти за пределы значений, принятых в расчетах. Однако экономически такое решение будет все же оправданно. Устранение повреждений некоторых сооружений, встречающихся редко, будет выгоднее, чем установление излишних запасов прочности, вызывающих большие дополнительные денежные и материальные затраты. Поэтому для выбора того или иного сочетания нагрузок и температуры необходимо знать их повторяемость.