Проектирование воздушной линии

На промежуточных опорах виброгасители устанавливаются по обе стороны от поддерживающей гирлянды изоляторов. Расстояние от места крепления провода или троса до места крепления виброгасителя определяется по формуле, мм:

(5.8)

где d – диаметр провода (троса), мм;

F – фактическое сечение провода (троса), мм2;

Gn – вес одного метра провода (троса), Н;

σtcp – напряжение в проводе (трсе) в режиме среднегодовой температуры, Н/мм2.

 

 

 

6. РАССТАНОВКА ОПОР ПО ПРОФИЛЮ ТРАССЫ

При расстановке опор по профилю трассы должны быть выполнены два основных условия:

1. Расстояние от проводов до земли и до пересекаемых инженерных сооружений не должно быть меньше допускаемых по ПУЭ.
2. Нагрузки, воспринимаемые опорами, не должны превышать значений, установленных для опор данного типа.

6.1 Построение шаблона

Расстановка опор производится с помощью шаблона, который представляет собой три кривые провисания провода, сдвинутые относительно друг друга, построенные в виде парабол для режима, при котором возникает наибольшая стрела провеса. Таким режимом является режим гололеда без ветра.

Проверяем, правильно ли выбран режим по формуле, вычислением критической температуры, при которой стрела провеса провода при отсутствии гололеда и ветра достигает такого же значения, что и при гололеде без ветра, °С:

(6.1)

 

Так как tmax ≤ tk,т.е. 20°С ≤ 30,9°С, то наибольшая стрела провеса будет возникать при гололеде без ветра. Таким образом режим выбран правильно.

Кривая 1 – кривая провисания нижнего провода - строится на основе формулы стрелы провеса, м:

(6.2)

где и - удельная нагрузка и напряжение в проводе в режиме, отвечающей наибольшей стреле провеса .

Для построения шаблона указанное выражение представляют в виде уравнения:

(6.3)

где ;  , тогда .

Получены значения при расчетной длине пролета lp=185,6 м представлены в таблице 14.

Таблица 14

l, м	0	50	100	150	185,6
x, м	0	25	50	75	92,8
y, м	0	0,19	0,74	1,68	2,56

Кривая 2, называемая габаритной, сдвинута по вертикали вниз от кривой 1 на минимально допустимое расстояние от проводов до поверхности земли, т.е. на 6 м.

Кривая 3, называемая земляной, сдвинута от кривой 1 вниз на расстояние, равное высоте подвеса нижнего провода над землей. Это расстояние определяется по формуле:

(6.4)

 

Построение шаблона производим в масштабах по вертикали (Мв=1:500) и по горизонтали (Мг=1:5000). Шаблон изображен на рисунке 14.

Рисунок 14 - Шаблон

Расстановка опор производится на каждом анкерном участке, т.е. участке, ограниченном анкерными опорами. Шаблон накладывается на профиль трассы так, чтобы кривая 3 пересекала профиль в месте установки первой анкерной опоры, а кривая 2 касалась профиля.

Ось "у" должна быть в вертикальном положении. Другая точка пересечения кривой 3 с профилем укажет место установки первой промежуточной опоры. Затем шаблон передвигают и аналогично находят место установки второй промежуточной опоры и так далее, до конца анкерного пролета.

Расстановка опор на выбранном участке изображена на рисунке 15.

Рисунок 15 - Расстановка опор на заданном участке

После монтажа анкерного участка в проводах происходит выравнивание напряжения, которое соответствует какому-то условному пролету. Этот пролет называется приведенный, и его длина определяется по формуле, м:

(6.5)

где li – фактическая длина i-го пролета в анкерном участке, м;

n – количество  пролетов в анкерном участке.

 

Определяем соотношение длины расчетного пролета к приведенному (отличие не более 5%) по формуле, %:

(6.6)

 

Таким образом, отличие длины приведенного пролета от расчетного не более 5%, поэтому механический расчет проводов и тросов можно считать удовлетворительным.

 

6.2 Проверка опор на прочность

При расстановке опор по профилю трассы все они должны быть проверены на прочность в реальных условиях. Вертикальные нагрузки, действующие на опору, определяются собственной массой проводов и гололеда, а горизонтальные – действием ветра. Проверку выполняют сопоставлением вычисленных для каждой опоры весового и ветрового пролетов со значениями этих пролетов, указанных в технических характеристиках опоры.

Весовой пролет соответствует вертикальной нагрузке на опору и определяется как сумма двух смежных эквивалентных полупролетов, прилегающей к данной опоре, м:

(6.7)

Эквивалентный пролет – условный пролет с подвеской провода на одинаковых высотах, вычисляемый по формулам, м:

• первый (большой) эквивалентный пролет:

(6.8)

• - второй (малый) эквивалентный пролет:

(6.9)

где l – действительная длина пролета, м;

- разность между высота точек подвеса провода, м, определяется по рисунку 15.

Смежными эквивалентными пролетами, прилегающими к опоре, могут быть и два больших и два малых эквивалентных пролета. тогда выражение (6.7) будет иметь вид, м:

(6.10)

или

(6.11)

При подвеске провода на одинаковой высоте (0) весовой пролет равен полусумме действительных смежных пролетов:

(6.12)

Ветровой пролет для каждой опоры рассчитывается как сумма смежных пролетов, м:

(6.13)

Для каждой опоры должно выполняться соотношение для рассчитанных по формулам (6.7) и (6.13) фактических значений пролетов:

(6.14)

Для опоры №2 первый эквивалентный пролет по формуле (6.8) будет равен:

 

Второй эквивалентный пролет по формуле (6.9) будет равен:

 

Весовой пролет будет равен по формуле (6.7):

 

Ветровой пролет будет равен по формуле (6.13):

 

Проверяем по условию (6.14):

 

 

Условие выполняется.

Для остальных опор расчет производится аналогично и результаты вычислений занесены в таблицу 15.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 15

№ опоры	Фактический весовой пролет, м	Допустимый весовой пролет, м	Фактический ветровой пролет, м	Допустимый ветровой пролет, м
2	172,1	490	173,1	295
3	197,4	490	174,5	295
4	153,2	490	176,7	295
5	86,8	490	176,1	295
6	251,2	490	173,3	295
7	290,1	490	180,1	295
8	185,7	490	186,7	295

 

 

7. РАСЧЕТ МОНТАЖНЫХ СТРЕЛ ПРОВЕСА ПРОВОДОВ И ТРОСА

7.1 Расчет монтажных стрел  провеса провода

Монтаж проводов и тросов производится при любой температуре, но при отсутствии ветра и гололеда. Поэтому основным фактором, влияющим на величину стрелы провеса является температура воздуха.

Результатом монтажных расчетов являются зависимости напряжения, тяжения и стрелы провеса в пролете известной длины от температуры окружающей среды в диапазоне от tmin до tmax. Они могут быть приведены как в виде таблиц, так и в виде графиков.

Монтажный расчет производится для режимов, которые характеризуются удельной нагрузкой γ1, температурой монтажа tм. В качестве длины пролета принимается величина приведенного пролета lnp.

За исходный режим, в зависимости от трех критический пролетов и приведенного пролета, выбираем режим с параметрами: σ=[σymax]=135 Н/мм2, t=tгол= -10°С, γ=γmax=97,76·10-3 Н/(м·мм2).

Расчет напряжения при монтаже осуществляется с помощью уравнения, Н/мм2:

(7.1)

Напряжение в проводе для tmax = 20°С:

 

Данное уравнение приводится к виду, соответствующему выражению (4.5):

 

Решение полученного уравнения выполняется итерационным методом касательных.

В качестве нулевого приближения принять значение σ0=100 Н/мм2.

Поправка на первой итерации составит по формуле (4.6):

 

Новое значение напряжения определяется по формуле (4.7):

 

Выполняется проверка окончания итерационного процесса по условию (4.8):

 

Следовательно, расчет необходимо продолжить, приняв в качестве нового приближения σ=76,32.

Поправка на второй итерации:

 

Новое напряжение:

 

Выполняется проверка точности:

 

Поправка на третьей итерации:

 

Новое напряжение:

 

Выполняется проверка точности:

 

Поправка на четвертой итерации:

 

Новое напряжение:

 

Выполняется проверка точности:

 

Поправка на пятой итерации:

 

Выполняется проверка точности:

 

Следовательно, за искомое значение принимаем σ5:

 Н/мм2

Напряжение в проводе для tmin = -25°С:

 

Данное уравнение приводится к виду:

 

В качестве нулевого приближения принять значение σ0=100 Н/мм2.

Поправка на первой итерации составит:

 

Новое значение напряжения определяется по формуле (4.7):

 

Выполняется проверка окончания итерационного процесса по условию (4.8):

 

Поправка на второй итерации:

 

Новое напряжение:

 

Выполняется проверка точности:

 

Поправка на третьей итерации:

 

Новое напряжение:

 

Выполняется проверка точности:

 

Поправка на четвертой итерации:

 

Выполняется проверка точности:

 

Следовательно, за искомое значение принимаем σ3:

 Н/мм2

Остальные режимы рассчитываются на ПЭВМ и результаты вычислений занесены в таблицу 16.

Стрела провеса провода в любом фактическом пролете lф анкерного участка ВЛ определяется по формуле, м:

(7.2)

Для найденных значений и определяются величины стрел провеса провода в пролете наименьшей длины lmin=171,9 м ,используя выражение (7.2):

 

 

 

 

Аналогично определяются монтажные стрелы провеса пролета для наибольшей длины lmax=188,4 м:

 

 

 

 

Тяжение в проводе рассчитывается по формуле, Н:

(7.3)

Тяжение в проводе для tmax = 20°С:

 

Тяжение в проводе для tmin = -25°С:

 

Результаты расчетов остальных режимов выполняются ПЭВМ и занесены в таблицу 16. Монтажные графики провода представлены на рисунке 16 – это зависимости σм=φ1(tм), Tм=φ2(tм), f lmax=ψ1(tм), f lmin=ψ2(tм).

Шаг измерения температур принимается равным 5°С.

Таблица 16 – Монтажная таблица провода

Температура, °С	Напряжение, Н/мм2	Тяжение, Н	Стрела провеса в пролете длиной, м
			188,4	171,9
-25	112,08	15339,7	1,36	1,13
-20	105,48	14430,4	1,45	1,21
-15	99,12	13559,1	1,54	1,28
-10	92,98	12719,5	1,64	1,37
-5	87,20	11929,5	1,75	1,46
0	81,58	11160,1	1,87	1,55
5	76,39	10449,9	2,00	1,66
10	71,57	9790,9	2,13	1,78
15	67,14	9185,3	2,28	1,89
20	62,99	8617,4	2,43	2,01