Расчет проводов на механическую прочность

 

Цель занятия. Приобретение навыковрасчета проводов на механическую прочность.

Расчетные формулы

 

Расчет проводов на механическую прочность проводят для определения максимальной стрелы провеса или тяжения в проводе при наиболее неблагоприятных метеорологических условиях, которые могут возникнуть в районе проектируемой линии электропередачи.

Расчет можно разделить на четыре этапа: определение удельных механических нагрузок, определенно наиболее тяжелых расчетных условий, определение максимальной стрелы провеса и составление монтажной таблицы.

1) Определение удельных механических нагрузок на провод:

а) от собственного веса провода

 

, H/(м∙мм²),

 

где G - вес провода, Н/м (  масса провода, кг/км; ускорение силы тяжести g =9,81 м/с²;);

F - сечение провода, мм²;

 

б) от веса льда

 

, Н/(м∙мм²),

 

где b - стенка гололеда, м;

  d - диаметр провода, м;

 - удельный вес льда, Н/м³ ( =0,9∙10^-3 кгс/см³=0,9∙10^-3∙9,81=8,83∙10^-3 Н/см³=8,83∙10³ Н/м³).

 

Суммарная удельная нагрузка:

а) от веса провода и веса льда

 

, Н/(м∙мм²);

 

б) от давления ветра на провод

 

, Н/(м∙мм²),

где  - коэффициент, учитывающий влияние длины пролета, ;

 - коэффициент неравномерности (  так как  Па);

 - коэффициент лобового сопротивления;

 - максимальный напор ветра, Н/м²;

d - диаметр провода, м;

 

в) от давления ветра на провод, покрытый льдом,

 

 , Н/(м∙мм²),

 

где .

 

Значения ,  и  приведены в ПУЭ /3/;

 

г) от веса провода и давления ветра

 

, Н/(м∙мм²);

 

д) от веса провода, льда и давления ветра

 

, Н/(м∙мм²).

 

2) Определение наиболее тяжелых расчетных условий:

а) критический пролет

 

;

 

б) разрывное усилие провода

 

Т=12740 Н;

 

в) предел прочности провода при растяжении

 

, Н/мм²;

 

г) максимально допустимое напряжение в проводе

 

, Н/мм²,

 

где коэффициент 0,4 соответствует 40 %;

 

д) температурный коэффициент удлинения: .

 

3) Определение максимальной стрелы провеса провода в пролете.

Условия максимальной стрелы провеса провода определяются критической температурой, которая зависит от напряжения в проводе при гололеде без ветра и при температуре -5 °С ().

Для определения напряжения  составляют уравнение

 

, Н/мм².

 

Находят критическую температуру

 

, °С.

 

Определяют напряжение в проводе при максимальной температуре

                                        

 Н/мм².

 

Определяют максимальную стрелу провеса провода

 

, м.

 

4) Составление монтажной таблицы для заданных температур.

Для этого нужно определить напряжение в проводе при заданных температурах воздуха при отсутствии ветра и гололеда, тяжение в проводе и стрелу провеса.

 

8. 2 Задачи для самостоятельного решения

1) Провести механический расчет проводов АС35 для линии напряжением 10 кВ, сооружаемой в населенной местности. Вычислить данные монтажной таблицы для температур воздуха от -20° до +40 °С через каждые 5 °С. Длина пролета 113 м. Климатический район: по гололеду 1, по ветровым напорам II. Температурные условия:

 

°С; °С; °С.

 

2) Провести механический расчет проводов АС50 для линии напряжением 10 кВ, сооружаемой в населенной местности. Вычислить данные монтажной таблицы для температур воздуха от -30° до +40 °С через каждые 10 °С. Длина пролета 100 м. Климатический район: по гололеду 1, по ветровым напорам II. Температурные условия:

 

°С; °С; °С.

 

3) Провести механический расчет проводов АС70 для линии напряжением 10 кВ, сооружаемой в населенной местности. Вычислить данные монтажной таблицы для температур воздуха от -30° до +40 °С через каждые 10 °С. Длина пролета 100 м. Климатический район: по гололеду II, по ветровым напорам II. Температурные условия:

 

°С; °С; °С.

 

Вопросы для самоконтроля знаний

 

8.3.1 С какой целью проводят расчет проводов на механическую прочность?

8.3.2 Назовите этапы расчета проводов на механическую прочность.

8.3.3 Для чего необходимо при расчете знать климатический район?

8.3.4 Как определяют удельные механические нагрузки на провод от собственного веса проводов?

8.3.5 Как определяют удельные механические нагрузки на провод от веса льда?

8.3.6 Как определяют удельные механические нагрузки от давления ветра на провод?

8.3.7 Как изменятся удельные механические нагрузки от давления ветра на провод, если он покрыт льдом?

8.3.8 Какие параметры определяют наиболее тяжелые расчетные условия?

8.3.9 Зависит ли максимальная стрела подвеса в пролете от температуры и каким образом учитывается влияние температуры?

8.3.10 Какие элементы должна содержать монтажная таблица?