Проектирование развития районной электрической сети

            Так как   tК  = 10°С < 41°С, то  наибольшая стрела провеса   fнб   будет при  максимальных температурах.

3. Рассчитываем  fнб и  fнм .  

                      fнб = f3 =   g1 ×  L 2 / 8×  s+    = 0,0338 × 2002 /( 8 × 56,8) =  3м

                      fнм    =    g1 ×  L 2 / 8×  s_ = 0,0338 × 2002 /( 8 × 128.5) =  1,3м

                   4. Кривые провисания строятся  по формуле вида   

                                     

                                                         y = g x2/ 2 s                                                                   (2.18)

 

  и   сводятся  в таблицу 2.2. Ось Х = L/ 2   делится  на равные отрезки

 

Таблица 2.2

Режимы	Х, м
	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
y fнб (t+ , g1, s+),м	0	0,03	0,12	0,27	0,48	0,74	1,07	1,46	1,90	2,41	2,98
y fнм (t_ , g1, s_),м	0	0,01	0,05	0,12	0,21	0,33	0,47	0,64	0,84	1,07	1,32

 

По данным таблицы строим кривые провисания провода (см.рис.2.1) .

 

                                  Рисунок 2.1 – Кривые провисания  провода 

           

2.4 Расчет и выбор  изоляторов

 

Выбор типа и материала  изоляторов производится на основании  требований ПУЭ с учетом климатических условий и условий загрязнения [1, п.2.5.98 ].

На  ВЛ  35- 220кВ рекомендуется применять стеклянные или полимерные изоляторы. Выбор количества изоляторов в гирляндах производится в соответствии с [1,гл.1.9].

Изоляторы и арматура выбираются по нагрузкам в нормальных и аварийных режимах  ВЛ с учетом климатических условий. Расчетные усилия в изоляторах и арматуре не должны превышать значений разрушающих нагрузок (механической или электромеханической), установленных техническими условиями, деленных на коэффициент надежности по материалу  gМ.

Определяем минимально допустимую высоту расположения нижней траверсы опоры. Воздушная линия  расположена в  населенной  местности, опоры металлические.

Исходные данные :

1. Длина пролета  L = 200м
2. Единичная нагрузка от веса провода  Р1 = 11.6 Н.
3. Единичная максимальная нагрузка  Р7 = 20.6 Н.
4. Наибольшая стрела провеса  fнб = 3 м.

5.   Габарит   линии  hГ = 7м (для  населенной местности) [пр.А, табл. 12].     

  Выбираем тип и число изоляторов  в соответствии с условиями  окружающей среды. В соответствии  с  [Приложение А, табл. 10 ] выбираем изоляторы  типа  ПС- 70Д  , n = 8.

Определяем из [Приложение А, табл. 11]   строительную высоту изолятора  lиз  = 146мм, разрушающую нагрузку  Рразр =70000 Н  и  массу изолятора  mиз =3,56кг.

  Определяем длину гирлянды изоляторов 

                                        lг = n × lиз = 8×  146 × 10-3 = 1,17м

  Определяем вес гирлянды 

                                       Gг = n × mиз × g = 8 × 3,56 ×  9,8 = 279Н

   Определяем весовой пролет 

                                       Lвес  = 1,25 L = 1,25 × 200= 250м

 

  Определяем нагрузку,  действующую  на гирлянду изоляторов. Нагрузка  состоит из веса гирлянды и  веса провода. Расчет производим  для двух режимов ( без ветра и гололеда Р1 и с ветром и гололедом Р7) и выбираем максимальную нагрузку.

 

  Р1расч = К 1 × (Р1 × Lвес + Gг) = 5 (11.6× 250 + 279) = 15895 Н

  Р7расч  = К 7 × (Р7 × Lвес + Gг) = 2,5(20.6 × 250 + 279) = 13572.5 Н

 

     Определяем коэффициент надежности  по материалу   g для режима с наибольшей расчетной нагрузкой, полученное значение сравниваем с нормативным  gМ = 1,8 [ 1 ].

 

                     g = Рразр / Ррасч   = 70000 /  15895    = 4,4 >1,8

 

  Минимально допустимое расположение  траверсы опоры определится

 

                        hТР  =  hГ   +  fнб  +  lг = 7 + 3 + 1,17 = 11,17 м

 

  По   [табл.7, пр. А,]  выбираем унифицированную стальную  опору повышенного типа  с hТР =19 м.

 

 

2.5 Расчет  тяжения провода и стрелы провеса в аварийном режиме

 

 

     При обрыве провода во втором пролете после анкерной опоры  провод провисает, и стрела провеса может значительно увеличиться. Поскольку на гирлянду действует тяжение провода только с одной стороны, то гирлянда отклоняется на величину  D l .

 Определяем  стрелу провеса  провода при обрыве во втором  пролете после анкерной опоры. Во время обрыва линия работала  в режиме максимальных температур.

Исходные данные :

      -     расчетное  сечение провода F = 342,8 мм2 ;

• максимальная температура t = + 41°C ;
• напряжение s+ = 56,8 Н/ мм2;
• единичная нагрузка Ро =Р1 = 11,6 Н/м;
• модуль упругости Е = 8,25× 104  Н/мм2;
• длина пролета L = 200м;
• длина гирлянды изоляторов  lг =1,17 м;
• вес гирлянды  Gг = 279Н.

1. Определяем  тяжение провода  в исходном режиме То, Н

 

                                    То = s+ F = 56,8 × 342,8 = 19471 Н

 

2. Для определения тяжения  провода  в аварийном режиме составим два уравнения

 

 

 

 

 

 

3. Результаты расчетов сводим в таблицу

 

Т,Н	19471	17471	15471	13471	11471	9471	7471	5471
D l,м	0	0,06	0,12	0,18	0,28	0,47	0,8	1,5
i ,м	1,167	1,1668	1,1657	1,1646	1,1626	1,1591	1,1529	1,1383

 

4. По полученным  данным  строим  графики  D l = ¦ ( Т) и  i =¦ ( Т) и определяем точку пересечения  (рис.2.2).

  

 

 Рисунок 2.2 – Графический метод определения  редуцированного тяжения провода при обрыве во втором пролете после анкерного

 

      Кривые пересекаются в точке   D l = i = 1,16 м   и Т= 6300 Н 

 

5. Определяем  новую длину пролета 

 

                          L' = L - D l = 200 – 1,16 = 198,8 м

6.Стрела  провеса  провода в аварийном  режиме определится 

 

                                     fав = P( L' )2  /  8 Т                                                                        (2.21)

 

                    fав = P( L' )2  /  8 Т = 11,6( 198,8 )2  /  8 × 6300 = 9,09 м

 

      В нормальном режиме  стрела провеса провода имела  значение  f = 3 м

 

7. Определяем  габарит линии  в аварийном режиме

 

                                    hг = h - lг - f ав  ³ h норм

 

               hг = h - lг - f ав  = 19 – 1,17 – 9,09 = 8,7 м , что больше нормы  7м.

 

 

2.6  Расчет шаблона  для  расстановки   опор  на   местности

 

 

     При расстановке опор по профилю  должны быть учтены два основных  условия:

1. расстояния от проводов до земли и пересекаемых сооружений должны быть не менее требуемых ПУЭ;
2. нагрузка, воспринимаемая опорами, не должна превышать значений, принятых в расчетах опор соответствующих типов.

 Обычно  в условиях неровного профиля  расстановка опор производится  с помощью шаблона.

         Шаблон представляет собой 2 или 3 кривые (параболы), соответствующие  кривой максимального провисания  провода и расположенные  друг  над другом с определенным  интервалом.

         Кривая максимального провисания  провода строится по формуле

 

                                                  g1 × х2

                                           Y = ---------                                                                              (2.22)

                                                   2 s+ ,

 

где       g - удельная механическая нагрузка на провод, Н/м мм2;

             х – расстояние от точки подвеса до расчетной точки, м ;

            s+  - напряжение в проводе в режиме максимальных температур, Н/ мм2.

s+ = 56,8 Н/ мм2

g1  = 0,0338 Н/м мм2

 

 

 

 

 

            Расчеты по формуле сводим  в таблицу 2.3

 

                       Таблица2.3

x,м	20	40	60	80	100
y,м	0,12	0,48	1,07	1,9	2,9

 

 

 

 

 

По данным таблицы 2.3   строим  кривые шаблона (рис.2.4), учитывая смещение:

 

hг = hтр - l г – fнб = 19 – 1,17 – 3 = 14,8 м

ho = hтр - l г = 19 – 1,17 = 17,8м

 

 

1. Кривая  провисания провода

  2. Габаритная  кривая

  3. Земляная  кривая

                                                                                                                                    

                            Рисунок 2. 4 – Шаблоны для расстановки  опор 

 

       Верхняя  кривая 1 определяет положение  кривой провисания проводов в  максимальном режиме.

       Габаритная кривая 2  касается  земли в точке О.

       Земляная кривая 3  проходит через  основание уже намеченной опоры  и показывает  место установки  новой опоры.

       С помощью шаблона уточняем  величину габаритного пролета. В  данном случае земляная кривая  пересекает ось Х в точках (-100;100), следовательно,  длина пролета  200м.