Удельные механические нагрузки на провода и тросы

1 2 3 4

Лекция

по дисциплине: «Электрические сети и системы»

тема «Расчет воздушных линий электропередачи

на механическую прочность»

План лекции.

Удельные механические нагрузки на провода и тросы.

Напряжение в материале провода и уравнение провода.

Напряжение провода при разных климатических условиях.

Критическая длина.

Удельные механические нагрузки на провода и тросы

На провода и тросы ВЛ действуют механические нагрузки, направленные по вертикали (от собственного веса и гололеда) и по горизонтали (от ветра). В результате в металле проводов возникают напряжения от растяжения. При расчетах на механическую прочность в качестве исходных данных используются удельные механические нагрузки на провода. Под удельной нагрузкой понимают равномерно распределенную вдоль пролета провода механическую нагрузку, отнесенную к единице длины и поперечного сечения. Как правило, удельная нагрузка выражается в ньютонах и относится к проводу длиной 1 м и сечением 1 мм². В расчетах используются следующие удельные нагрузки.

Удельная нагрузка от собственного веса провода – это зависит от его материала и равна н/м³

где - масса провода, кг/м; - расчетное или действительное сечение провода; 9,81 м/с² – ускорение силы тяжести. Значения приведены в таблице.

Удельная нагрузка от веса гололеда. Под действием ветра, направленного поперек линии при температуре, близкой к нулю, в начальной стадии образования гололеда происходит одностороннее налипание осадков. Силой тяжести этих осадков в средней части пролета провод скручивается, и налипание продолжается на других его сторонах. Толщина этой корки может достигать нескольких сантиметров, плотность льда изменяется в широких пределах. При определении нагрузки от веса гололеда все виды обледенения приводят к чистому гололеду цилиндрической формы с плотностью кг/м³. Считают, что стенка гололеда вокруг провода диаметром d имеет повсюду одинаковую толщину . Удельная нагрузка от веса гололеда определяется как объем пустотельного цилиндра гололеда , уменьшенный на 9,81 и деленный на сечение провода F.

Удельная нагрузка от собственного веса провода и веса гололеда. Обе нагрузки и действуют вертикально, т.е. в одном направлении и складываются арифметически .

Удельная нагрузка от давления ветра на провод без гололеда – определяется следующим выражением:

где V – скорость ветра м/с;

- скоростной напор ;

- коэффициент неравномерности скоростного напора по пролету ВЛ, равный 1 при Па, 0,85 при 400 Па, 0,75 при 500 Па, 0,7 при 700 Па и более, промежуточные значения определяются линейной интерполяцией;

- коэффициент влияния длины пролета, равный 1,2 при пролетах до 50 м, 1,1 при 100 м, 1,05 при 150 м, 1 при 250 и более;

- аэродинамический коэффициент любого сопротивления провода, равный 1,2 для проводов с диаметром менее 20 мм и для всех проводов, покрытых гололедом, 1,1 при диаметре проводов 20 мм и более и при отсутствии гололеда.

При расчетах ВЛ, не проходящих в горной местности направление нагрузки от давления ветра на провод принимается горизонтальным и перпендикулярным к трассе линии.

Удельная нагрузка от давления ветра на провод с гололедом – определяется выражением, аналогичным

Результирующая удельная нагрузка от веса провода и давления ветра на провод без гололеда – равна геометрической сумме действующих на провод вертикальной и горизонтальной нагрузок .

Результирующая удельная нагрузка от давления ветра, веса провода и гололеда – составляет .

В зависимости от расчетных климатических условий любая из двух составляющих удельных нагрузок и может оказаться наибольшей по абсолютной величине.

Если известны действительное поперечное сечение провода F и его длина в пролете то полная сила тяжения провода в пролете , обусловленная удельной нагрузкой определяется так: .