Купить РД 34.20.181 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее
Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"
Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.
Руководящие указания предназначаются для механического расчета проводов и грозозащитных тросов воздушных линий электропередачи при работе их в нормальном и аварийном режимах.
Введение
1 Общие положения по расчету проводов в нормальных режимах работы
2 Расчет проводов в нормальных режимах
3 Расчет проводов в аварийных режимах работ
Приложение I. Конструктивные данные проводов
Приложение II. Карта районирования территории СССР по скоростному напору ветра
Приложение III. Карта районирования территории СССР по гололеду
Дата введения | 01.01.2021 |
---|---|
Добавлен в базу | 01.09.2013 |
Актуализация | 01.01.2021 |
11.08.1964 | Утвержден | Техническое управление по эксплуатации энергосистем | |
---|---|---|---|
Разработан | ОРГРЭС | ||
Издан | Издательство Энергия | 1965 г. |
Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:
ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГОСИСТЕМ
РУКОВОДЯЩИЕ УКАЗАНИЯ НО РАСЧЕТУ ПРОВОДОВ И ТРОСОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ЭНЕРГИЯ»
ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГОСИСТЕМ
РУКОВОДЯЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ПРОВОДОВ И ТРОСОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
* |
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ЭНЕРГИЯ»
МОСКВА
1965
ЛЕНИНГРАД
10. Скоростной напор ветра на провода определяется по высоте расположения приведенного центра тяжести всех проводов.
Высота расположения приведенного центра тяжести проводов hnр определяется по формуле
2
Р — hCp f, (^)
где {— наибольшая стрела провеса проводов, м;
Дер — средняя высота крепления проводов к изоляторам на опоре, м.
Скоростной напор ветра на тросы определяется по высоте расположения центра тяжести тросов.
Скоростной напор ветра на провода и тросы следует определять по первой зоне, если hnр^15 м (для большинства применяемых опор это условие, как правило, соблюдается).
При высоте более 15 м скоростной напор определяется по зонам в соответствии с табл. 7.
Для RЛ напряжением 20 кв и ниже при высоте крепления проводов над землей менее 12 м приведенные в табл. 6 величины скоростных напоров ветра могут быть снижены на 15%.
На специальных переходах через реки, водохранилища, ущелья и пр. высота расположения приведенного центра тяжести проводов или тросов определяется по формуле
_ ftepi + h0P1 __ 2
«пр 2 з I) Vй)
где kept и hcp2 — высота крепления тросов или средняя высота
крепления проводов к изоляторам на опорах, м.
Для перехода, состоящего из нескольких пролетов, скоростной напор ветра при расчете проводов и тросов принимается одинаковым для всех пролетов перехода. При этом высота приведенного центра тяжести, определяющая зону, по которой находится скоро-стной напор, вычисляется по формуле
, hupih hjiр2^2 + • • . + ^Пр Jn
Плр- h + l2 + -.. + tn 9
где 1и /2 и т. д. — длины пролетов, входящих в переход, м;
Апрх» ^пр2 и т. д. — высоты приведенных центров тяжести проводов или тросов над меженью реки, нормальным горизонтом водохранилища или низом ущелья в каждом из пролетов, м.
11. Скоростной напор при сочетаниях ветра и гололеда принимается равным 0,25 его наибольшего нормативного значения, определенного в соответствии с пп. 8 и 9.
При этом в районах с нормативной толщиной стенки гололеда 15 мм и более величина скоростного напора при гололеде должна приниматься не менее 14 кГ/ж2.
Примечание. В отдельных районах СССР, где отмечены или можно ожидать повышенных скоростей ветра при гололеде или где характерны сочетания значительных скоростей ветра с больщи-
10
wh размерами гололедных отложений с объемным весом менее 0,9 г/см3, нормативные значения скоростного напора и толщины стенки гололеда должны быть увеличены в соответствии с данными о фактически наблюдаемых размерах гололеда и скорости ветра при гололеде.
12. При определении нормативных значений скоростных напоров ветра следует дополнительно руководствоваться следующим:
а) Для участков ВЛ, сооружаемых в застроенной местности, если средняя высота окружающих зданий составляет не менее 2/з высоты опор, величина нормативного скоростного напора может быть уменьшена на 30%. Такое же уменьшение скоростного напора ветра допускается для ВЛ, трасса которых защищена от поперечных ветров (лесные массивы заповедников, горные долины и ущелья и т. п.).
На ВЛ напряжением 20 кв и ниже при учете указанного в данном пункте понижения скоростного напора ветра рекомендации, приведенные в п. 10 о дополнительном снижении скоростного напора ветра для этих ВЛ, не распространяются.
б) Для участков ВЛ, сооружаемых в условиях микрорельефа, способствующего резкому увеличению скоростей ветра (высокий берег реки резко выделяющаяся над окружающей местностью возвышенность, большие переходы, прибрежная полоса больших озер и водохранилищ в пределах 3—5 км), при отсутствии данных наблюдений нормативные величины наибольших скоростных напоров ветра должны увеличиваться на 40% по сравнению с величинами, соответствующими принятому ветровому району.
в) Для участков ВЛ в горных районах, в местах, резко выделяющихся над окружающим рельефом (вершины гор к хребтов, перевалы), а также при пересечении долин и ущелий, открытых для сильных ветров, наибольший нормативный скоростной напор ветра при отсутствии данных наблюдений следует поинимать равным 76 кГ/м2.
г) Нормативные скоростные напоры ветра, определенные в соответствии с картой и приведенными выше указаниями, должны корректироваться с учетом данных эксплуатации линий электропередачи, линий связи и других инженерных сооружений в районе трассы ВЛ, а также результатов полевого обследования трассы.
Величины нормативных скоростных напоров ветра (кГ/м2) должны быть округлены до значения целого числа.
13 Приведенная нагрузка проводов и тросов ВЛ от действия ветра определяется по формуле
Нормативные горизонтальные нагрузки Q от действия ветра на провода и тросы, воспринимаемые опорами и фундаментами,
определяются по формуле
Q~ Рю^ъе тр* (J0)
где /ветр — ветровой пролет—длина участка ВЛ, давление ветра на провода или тросы с которого воспринимается опорой.
14. Различаются две категории расчетных температур воздуха, принимаемые при расчете проводов и тросов: натуральные и услов-
11
ные. К первой категории относятся высшая температура низшая
температура t_ и среднегодовая температура tg. Температуры этой категории принимаются по данным многолетних фактических наблюдений в районе трассы проектируемой ВЛ.
Ко второй категории относятся температуры, условно принимаемые при работе ВЛ в нормальном и аварийном режимах при различных сочетаниях климатических условий, при проверках приближения токоведущих частей к элементам опор и сооружений и т. п.
Принятые условные температуры следует рассматривать >в качестве наиболее вероятных величин, наблюдаемых при различных режимах работы ВЛ.
Выбор величин условных температур основывается на результатах длительного изучения опыта эксплуатации ВЛ всех напряжений как в СССР, так и за рубежом.
Величины расчетных температур округляются до значений, кратных 5, и принимаются для всех ВЛ одинаковыми независимо от их напряжения.
РАСЧЕТНЫЕ СОЧЕТАНИЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ
15. При расчете ВЛ для работы в нормальном режиме следует принимать следующие сочетания климатических условий:
а) высшая температура ветер и гололед отсутствуют;
б) провода и тросы покрыты гололедом, температура минус 5° С, ветер отсутствует;
в) низшая температура ветер и гололед отсутствуют;
г) среднегодовая температура ta, ветер и гололед отсутствуют;
д) нормативный скоростной напор ветра qHi температура минус 5° С, гололед отсутствует1;
е) провода и тросы покрыты гололедом, температура минус5°С,
скоростной напор ветра 0,25 1.
16. При расчете приближения токоведущих частей к элементам опор и сооружений следует принимать следующие сочетания клима: тических условий:
а) при рабочем напряжении — нормативный скоростной напор ветра qUi температура минус 5ЭС;
б) при атмосферных перенапряжениях — температура +15° С, скоростной напор ветра 6,25 кГ/м2;
в) при внутренних перенапряжениях — температура ts, скоростной напор ветра 0,27 qu.
17. При расчете ВЛ должна производиться проверка их по условиям монтажа на следующие сочетания климатических условий: температура минус 15° С, скоростной напор ветра 6,25 кГ/м2.
СИСТЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОВОДОВ И ТРОСОВ
18. Способ проведения механического расчета проводов в условиях нормальной работы ВЛ может быть весьма различен, но наиболее удобным способом как с точки зрения затрат рабочего време-
Формулы для определения нормативных нагрузок
на провода
Таблица 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||
13 |
Продолжение табл. 8
Формулы для подсчета | ||
Характер нагрузок |
погонной нагрузки, кГ/м |
приведенной нагрузки, кГ/м •мм2 |
Суп То же, но при скоростном напоре ветра 6,25 кГ/м2 |
Pm = Y р\ + р\а |
Рва S |
6/? То же, но при скоростном напоре ветра 0,27 qн |
Р*ъ=У Р\ + Р\Ь |
РьЪ Тбь — 5 |
7 От веса провода, покрытого гололедом, скоростной напор 0,25дн |
Р-, = угР2з+ р\ |
II >- |
Примечания: 1. В формулах диаметр провода или троса d и толщину стенки гололеда Ь следует брать в миллиметрах» а площадь поперечного сече-I ия провода с>'— в квадратных миллиметрах (для сталеалюминиевых проводов берется суммарная площадь поперечного сечения стали и алюминия).
2 Для упрощения расчетов обычно пользуются усредненными значениями Y, для каждой марки проводов (табл. 2).
3. При скоростных напорах £?П=:Л5 кГ/м2 и qa= 125 кГ/м'2 в формулу для
р4б вводится коэффициент неравн шерности, равный соответственно а=0,96 и а=г0,92, а в формулу для рэ — соответственно а==0,98 и а=0,96.
4. При толщине стенки гололеда 15 мм и более скоростной напор ветра должен приниматься не менее 14 кГ/м2.
5. Для ВЛ на штыревых изоляторах нагрузки 4а, ib, 6а и Qb не вычисляются.
ни, так и г точки зрения полноты и наглядности представления получаемые результатов является проведение его в виде систематического расчета К
Расче!ные режимы, входящие в объем систематического расчета проводов, определяются принятыми климатическими условиями.
Систематический расчет проводов дает возможность при установленных исходных данных и выбранных расчетных режимах работы ВЛ построить для этих режимов кривые зависимости напряжений и стрел поовесов провода от длины пролета для всего диапазона пролетов, могущих быть на данной линии, что позволяет легко и быстро ориентироваться при решении различного рода задач, возникающих при проектировании ВЛ.
19. Систематический расчет проводов состоит из следующих
последовательных этапов одинаковых как для монометаллических, так и для биметаллических проводов:
а) определение нормативных нагрузок, действующих на провода;
б) определение значений критических пролетов;
в) определение напряжений в проводе при различных расчетных режимах;
г) определение стрел провеса провода;
д) составление сводных таблиц и кривых по результатам расчета.
20 Определение погонных и приведенных нагрузок, действующих на провода, производится по формулам табл. 8; при этом направление ветра принимается нормальным по отношению к оси ВЛ.
21 Нагрузки ри Рз, Ре, Рва, реь и р7 (и соответствующие им приведенные нагрузки) являются основными, так как они используются в уравнениях состояния для определения напряжений в проводе Нагрузки р4, р4а, Раь и р$ (и соответствующие им приведенные нагрузки) используются при определении расстояний приближения отклоненного провода ВЛ к телу опоры или иного инженерного сооружения.
При определении нагрузки от давления ветра на провода свободные от гололеда, для ускорения вычислений рекомендуется пользоваться табл. 9, в которой приведены численные значения выражения aCxqB для всех марок проводов.
Таблица 9
Значения aCxqu в зависимости от величины скоростного
напора да
Qn, КГ/М2 |
aCxqн, кГ}м%, При |
<7Н, кГ}м3 |
аСж<7н, кГ}м2, при | ||
С«=!-' |
С*=>-2 |
£*=>■> |
Сх=1.2 | ||
27 |
29,7 |
32,4 |
70 |
55,0 |
60,0 |
35 |
35,0 |
38,2 |
80 |
61,6 |
67,2 |
40 |
37,4 |
40,8 |
85 |
65,5 |
71,4 |
45 |
40,4 |
44,1 |
100 |
77,0 |
84,0 |
50 |
43,0 |
47,0 |
105 |
81,0 |
88,2 |
55 |
45,4 |
49,5 |
115 |
88,5 |
96,6 |
65 |
51,8 |
56,5 |
125 |
90,8 |
105,0 |
22. Как указывалось выше, расчет проводов должен производиться с ограничением напряжения в них для трех расчетных условий. Вопрос о том, которое из этих условий должно быть принято в качестве исходного, решается в зависимости от расчетных температур, нагрузок и величины заданных допускаемых напряжений.
Для решения этой задачи необходимо определить значения критических пролетов.
23. Напряжение в проводе для различных расчетных режимов определяется по уравнению состояния провода; оно приводится к виду
52(о + .Л) = £
15
и очень просто решается путем подбора при помощи счетной логарифмической линейки
Перечень расчетных режимов, входящих в объем систематического расчета провода, приведен в табл. 10.
Расчетные режимы для систематического расчета проводов
Таблица 10 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 Для проверки по условиям монтажа, для ВЛ на штыревых изоляторах этот режим исключается. 1 Для проверки при атмосферных перенапряжениях; для ВЛ на штыревых изоляторах и на ВЛ без защитных тросов этот режим также исключается. * Только для проверки необходимых расстояний на угловых опорах промежуточного типа с подвесными гирляндами изоляторов для 9-го режима при атмосферных перенапряжениях и для 10-го режима при внутренних перенапряжениях. |
24. Стрела провеса провода (троса) определяется по формуле
, /2Г
где у и с — приведенная нагрузка и напряжение в проводе для рассматриваемого режима.
Стрелы провеса провода, определенные для ветровых режимов, называются косыми или наклонными; вертикальная и горизонтальная составляющие их /в и /г вычисляются по формулам:
/в = f cos у; (12)
fv = f sin у, (12a)
где у — угол отклонения провода в пролете от вертикали под действием ветра.
Значения cos ф и sin ф определяются из соотношения соответствующих весовых и ветровых нагрузок по формулам, приведенным в табл. 11.
Таблица 11 Формулы для определения cosy и sin у
Расчетный
случай
cos ф
sin ф
При рабочем напряжении
То же
При атмосферных перенапряжениях .
При внутренних перенапряжениях .
cos у7 =
cos у6 = cos у6а =
Рг
Pi
IL
Ре
Pi
cos y6b =
Pea
Pi
Peb
sin y7 sin y6 sin yBa Sin yeb
Pe
Pi
P±
Pe
lha
Pea
Р*ъ
Peb
25. Результаты систематического расчета проводов сводятся в таблицы и графики кривых зависимости напряжений и стрел провеса провода от длины расчетных пролетов.
Величины наименьших и наибольших пролетов принимаются в зависимости от марки провода, района по гололеду и ветру, высоты опор и т. д.; промежуточные значения пролетов берутся через 30—50 и более метров при общем числе промежуточных точек 8—10; при этом в число промежуточных пролетов следует включать длины критических пролетов.
ОБЩИЕ ФОРМУЛЫ КРИТИЧЕСКИХ ПРОЛЕТОВ
26. В нормальных режимах работы ВЛ исходные режимы для расчета проводов характеризуются следующими расчетными параметрами:
а) режим наибольшей нагрузки (режим 1-й или 3-й по табл. 10): Yr, ^г, чг;
б) режим низшей температуры при отсутствии внешних нагрузок (режим 6-й): Ть о_;
в) режим среднегодовой температуры при отсутствии внешних нагрузок (режим 8-й): Yi, tBt ®э,
где уг — приведенная наибольшая нагрузка от собственного веса и дополнительной нагрузки (у7 или у6)> кГ/м-мм2; tr, td — температура при наибольшей нагрузке, низшая температура и среднегодовая температура;
®г, а., аэ — допускаемые напряжения провода (по проводу в целом) для соответствующих исходных режимов: наибольшей нагрузки, низшей и среднегодовой температур.
При расчете монометаллических проводов (алюминиевые, стальные) допускаемые напряжения для режима наибольших нагрузок и
2—433 17
режима низшей температуры одинаковы, т. е. стг = сг_ = (Тмакв (см табл. 3)
27. При расчете провода с ограничением напряжения в нем для трех исходных режимов в общем случае имеются три критических пролета но выбор расчетных условий, как будет показано далее, сводится к сравнению расчетного пролета с двумя или одним из этих критических пролетов.
Первый критический пролет lut(/0_) представляет собой пролет такой длины, для которого напряжение провода в режиме среднегодовой температуры сгэ> а в режиме низшей температуры достигает значения о_.
Второй критический пролет /гк(/г_) характеризует такие условия, когда напряжение провода в режиме наибольшей нагрузки равно сгг, а в режиме низшей температуры ст_.
Третий критический пролет /Зк(/г.э)—это такой пролет, когда напряжение провода в режиме наибольшей нагрузки аг, а в режиме среднегодовой температуры аэ.
Общий вид формулы критического пролета может быть получен из уравнения состояния провода, если решить его но отношению к /к:
I
к
(13)
где Ро — коэффициент упругого удлинения всего провода
Индексами п и т в формуле обозначены параметры, соответствующие состояниям провода, для которых вычисляется критический пролет.
Формула (13) может быть приведена к следующему виду:
(13а)
28. Формулы для первого, второго и третьего критических пролетов можно получить подстановкой в формулу (13а) значений нагрузок, температур и допускаемых напряжений, характеризующих исходные режимы.
Для сталеалюминиевых проводов имеем:
1\п --
2аэ ^ J 6 [Ро (°э — а_) + а0 (*э — *_)] Y* 1
1
и3
а _
/2 к —
2qr / 6 [ftp (стг — а _ ) -f- а0 (tr — t _)]
2а,
(14)
(15)
с _
в [ро (аг — аэ) (^г — (в)]
Др
Yi
2
2
(16)
18
Для монометаллических проводов (алюминиевых, стальных) эти формулы упрощаются:
11К —
2сэ |
6 [|3 (са — Омане) + а (*э — *_)]
1 —
(14а)
‘макс
/2 к — |
6« (fr —f_) т-1; |
(15а)
- 2омакс J 6 (ома кс - сэ) а {tv- *э)1
*»к = V. 1/ , Yr \2
макс
(16а)
Yi
ВЗАИМНОЕ СООТНОШЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ КРИТИЧЕСКИХ ПРОЛЕТОВ
29. Физический смысл критических пролетов и взаимные соотношения их значений могут быть выявлены при рассмотрении зависимости напряжений в проводе от длины пролета для режима при среднегодовой температуре.
На рис 1 ординаты прямых ог, ст_ и аэ показывают допускаемые напряжения для соответствующих исходных режимов.
Кривые (7Э(-) и а9(г) представляют зависимости напряжения провода от длины пролета при среднегодовой темпе-
нагрузок, когда за исходные напряжения принимаются соответственно допускаемое напря- <% жение при низшей температуре (о_) и допускаемое напряжение при наибольшей нагрузке (а:)
Ограничение напряжения провода при среднегодовой температуре графически может о быть представлено прямой, расположенной параллельно оси абсцисс и отстоящей от нее на расстояние стэ. На рис. 1 приведен один из возможных вариантов расположения этой прямой и кривых аЭ(_) и cTgfr)
Для пролетов в диапазоне от 0 до /1и исходным является режим низшей температуры, в диапазоне от /(к до /Зк — режим среднегодовой температуры, а от ^зк и далее—режим наибольшей нагрузки.
а | |||||
о,/ |
|\ |
СЭ(-) | |||
1 1 1 |
^3(9) | ||||
1 1 1 |
бЗ(Г) | ||||
Ьк |
( |
h* |
1 • ^ |
Рис. 1. Кривые зависимости напряжения провода от длины пролета при расчете провода по трем исходным условиям для случая
^[к<^2к</зк-
<Тэ(г), Оэг_) и сгэо) — напряжения в проводе при среднегодовой температуре, когда в качестве исходного приняты соответственно режимы наибольшей нагрузки, низшей температуры и среднегодовой температуры.
2*
19
В соответствии с Приведенными выше определениями критиче* ских пролетов точки Оj и Оз характеризуют соответственно величины первого и третьего критических пролетов, а точка 02 — значение второго критического пролета
Таким образом, значения первого, второго и третьего критических пролетов фиксируются точками пересечения кривых оэ(_) и (г) между собой и каждой из них с прямой оэ.
30. Взаимное расположение кривых аэ(_) и сэ (г) и прямой сэ может быть разным. В рассматриваемом случае (рис. 1), когда прямая проходит ниже точки пересечения кривых аэ(_) и сэ(г), физический смысл имеют два критических пролета’ Лк и /зК (пролет /2К в этом случае физического смысла не имеет).
Рис. 2. Кривые зависимости напряжения провода от длины пролета при расчете провода по трем исходным условиям для случая /ik>/2k>/3k.
Если прямая сэ проходит выше точки пересечения кривых аэ(-) и (г) (рис. 2), то физический смысл имеет только второй критический пролет /2К. Первый (Лк) и третий (Лк) критические пролеты в этом случае фиктивные, физического смысла не имеют и находятся на пересечении прямой чэ с продолжением кривых аэ(-) и аэ(г). Продолжения кривых аэ(-) и оэ (г) должны быть построены на основании тех же исходных условий, что и сами кривые, т е. продолжение кривой чэ(_) — исходя из режима низшей температуры (прямая а_), а продолжение кривой аэ (г)—исходя из режима наибольшей нагрузки (прямая <уг)*
В этом случае для пролетов /р <С Лк исходным является режим низшей температуры, а для пролетов /р^>Лк— режим наибольшей нагрузки (lv — длина пролета, по которому ведется расчет).
31. Если в первом варианте Лк<Лк» то во втором варианте Лк>Лк* От того, как проходит прямая аэ, могут быть установлены следующие зависимости между величинами критических пролетов: если прямая оэ проходит ниже точки 02, то
Лк Лк Лк» а если прямая аэ проходит выше точки 02, то
Лк ^ Лк Лк*
32. Интересно исследовать случай, когда длины критических пролетов одновременно или порознь принимают мнимые значения.
Условия, при которых критические пролеты становятся мнимыми, можно вывести, анализируя формулы (14), (15) и (16) с учетом данных, помещенных в табл. I и 2.
20
УТВЕРЖДАЮ:
Зам. начальника Технического управления по эксплуатации энергосистем Главный специалист-электрик
П. Устинов 11 августа 1964 г,
ВВЕДЕНИЕ
Настоящие Руководящие указания (РУ) предназначаются для механического расчета проводов и грозозащитных тросов воздушных линий электропередачи (ВЛ) при работе их в нормальном и аварийном режимах и составлены в соответствии с «Правилами устройства электроустановок» (гл. II-5 ПУЭ-64) и «Строительными нормами и правилами» (СНиП П-И.9-62 и СНиП П-А.11-62).
Нормальным режимом работы ВЛ называется режим при необорванных проводах и тросах.
Аварийным режимом работы ВЛ называется режим при оборванных (полностью или частично) проводах или тросах.
Механический расчет проводов и тросов в нормальных режимах работы ВЛ производится из условий обеспечения в них необходимого запаса прочности при различных сочетаниях атмосферных условий.
Механический расчет проводов и тросов в аварийных режимах работы ВЛ производится с целью установления величины тяжения и стрел провеса провода в пролетах, смежных с аварийным.
Помимо этого, механический расчет проводов и тросов позволяет установить величины нормативных нагрузок на провода и тросы, воспринимаемых опорами и фундаментами ВЛ.
Различаются следующие виды нормативных нагрузок на провода и тросы: а) от собственного веса проводов и тросов; б) от веса гололеда на проводах и тросах и в) от давления ветра на провода и тросы.
Расчет проводов и тросов ВЛ производится по методу допускаемых напряжений. При этом в основу расчета следует брать нормативные нагрузки.
Нагрузки от веса изоляции и арматуры на работу проводов и тросов, как правило, при расчете не учитываются.
При расчете проводов и тросов различают погонные и приведенные (удельные) нагрузки. Первые представляют собой нагрузки, отнесенные к 1 ног. м провода или троса и имеют размерность кГ/м, а вторые — к I пог. м и 1 мм2 площади поперечного сечения провода или троса и имеют размерность кГ/м • мм2.
Выбор расчетных климатических условий для определения нормативных нагрузок на провода и тросы от веса гололеда и давления ветра должен производиться в соответствии с картами климатического районирования территории СССР по гололеду и скоростным напорам ветра, уточненными на основании данных, полученных в результате обработки материалов многолетних на-
3
блюдений над скоростью ветра, интенсивностью и удельным весом гололедно-изморозевых отложений и температурой воздуха в зоне трассы сооружаемой ВЛ
Настоящие РУ составлены в предположении, что провода и тросы подвешены на одинаковых высотных отметках, и не распространяются на особые случаи расчета проводов и тросов (открытые распределительные устройства, большие переходы, участки трассы ВЛ с сильно пересеченным профилем и т п )
Несмотря на то, что основные формулы расчета остаются в силе и для всех приведенных выше особых случаев, специфика, присущая каждому из них, не позволяет включить их в объем настоящих РУ.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЕТУ ПРОВОДОВ В НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ
ИСХОДНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ УСЛОВИЯ И ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ПРОВОДАХ
1 Расчет проводов на прочность должен производиться для следующих условии а) при наибольшей внешней нагрузке; б) при низшей температуре и отсутствии внешних нагрузок; в) при среднегодовой температуре и отсутствии внешних нагрузок Соответствующие этим условиям допускаемые напряжения 0Г, ст_ и аэ-
Допускаемые напряжения в процентах временного сопротивления провода для этих условий приведены в табл. 1
Различие в допускаемых напряжениях для сталеалюминиевых проводов в режимах наибольшей нагрузки и низшей температуры
Таблица 1
Допускаемые напряжения в проводах и тросах | ||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||
* Для ВЛ с проводами сечением до 95 мма в населенной местности и в местах пересечении с различными сооружениями допускаемое напряжение следует принимать равным 40% временного сопротивления провода. ** Для ВЛ со сталеалюминиевыми проводами марки АСУ при толщине стенки гололеда более 20 мм допускается повышение напряжения до 60% временного сопротивления провода. |
4
вызвано значительными температурными напряжениями, возникающими в алюминиевой части провода при низшей температуре.
Приведенные в табл. 1 значения допускаемых напряжений в проводах не всегда являются оптимальными. В отдельных случаях, например на ВЛ напряжением 0,4—10 кв, может оказаться экономически более целесообразным принимать значения напряжений ниже приведенных в табл 1.
2. Определение величин напряжения в проводе и стрел провеса при изменениях атмосферных условий для различных длин пролетов выполняется с помощью уравнения состояния провода, имеющего следующий вид:
где и о — напряжение в низшей точке провода в начальном и искомом состояниях, кГ(мм2\
I — длина пролета, м;
Yo и Y — соответствующая приведенная нагрузка, кГ/м-мм2;
Е — модуль упругости, кГ/мм2; t0 и t —- соответствующая температура, °С;
а — температурный коэффициент линейного расширения провода, \Jzpad.
3. Физико-механические характеристики проводов и тросов и усредненные значения их расчетных параметров приведены в табл. 2. Введение усредненных значений параметров намного облегчает расчет и вместе с тем незначительно влияет на точность результатов.
Таблица 2
Физико-механические характеристики прозодов и тросов | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
* 15 кГ/мм* при диаметре проволок более 2,5 мм и 16 кГ/мм2 при диаметре проволок 2,5 му1 и менее. ** 65 кГ/мм2 при диаметре проволок более 1,8 мм и 70 кГ1мм2 при диаметре проволок 1,8 мм и менее. *•* Уточняется по соответствующим ГОСТ. |
ь
Подробные данные о конструкции алюминиевых, сталеалюминиевых и стальных проводов, а также стальных тросов (канатов) приведены в приложении I.
В соответствии с рекомендациями гл. II-5 ПУЭ-64 сталеалюминиевые провода даются в сокращенной номенклатуре. Медные, бронзовые, сталебронзовые и биметаллические сталемедные провода настоящими РУ не рассматриваются.
Приведенные в табл. 2 временные сопротивления сгалеалюминие-вых проводов приняты для отдельных групп марок проводов (АС-16—АС-95, АС-120—АС-400, АСО-150—АСО-700, АСУ-120--
АСУ-400).
4 Численные значения допускаемых напряжений по проводу, а также численные значения напряжений в алюминиевой части сталеалюминиевых Проводов ДЛЯ принятых ИСХОДНЫХ условий (сгг(а), СТ_(а)
и 0э(а))> подсчитанные с учетом температурных напряжений, для сравнения с ранее принимаемыми аналогичными величинами (в качестве расчетных приняты температура при наибольшей нагрузке tr — —5° С, низшая температура t_ = —40° С и среднегодовая температура С — 0° С) приведены в табл. 3.
Допускаемые напряжения по проводу в целом и значения
напряжений в алюминиевой части сталеалюминиевого
провода, кГ\мм*
Таблица 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
* В населенной местности и в местах пересечений для А-25—А-35 (7Г = (7__=* -=6,4 кГ/лш2, а для А-50—А-95 кГ/лш2. |
ПОГОННЫЕ И ПРИВЕДЕННЫЕ НАГРУЗКИ НА ПРОВОДА И ТРОСЫ, РАСЧЕТНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
5. Погонная нагрузка на провода и тросы ВЛ от собственного веса pi в общем случае определяется по ГОСТ пли техническим условиям.
Приведенная нагрузка на провода и тросы ot собственного веса определяется по формуле
Yi — i (2)
где S — суммарная площадь поперечного сечения всех проволок провода или троса,
В целях упрощения расчетов обычно пользуются значениями, усредненными для отдельных марок проводов (см. табл. 2) В этом случае погонная нагрузка от собственного веса проводов определяется следующим образом:
Pi = Yi 5.
Нормативные нагрузки от собственного веса проводов и тросов, воспринимаемые опорами и фундаментами, определяются по формуле
Gj — pj/вес, (3)
где IВес — весовой пролет (длина участка ВЛ, вес проводов или тросов на котором численно равенs вертикальным нагрузкам, воспринимаемым опорой от проводов и тросов).
6. Погонная нагрузка проводов и тросов ВЛ от веса гололеда р2 вычисляется, исходя из цилиндрической формы гололедных отложений с удельным весом 0,9 г!см3 и толщиной стенки гололеда С, наблюдаемой с повторяемостью 1 раз в 15 лет для ВЛ напряжением 500 кв, 1 раз в 10 лет для ВЛ напряжением от 1L0 до 330 кв, и 1 раз в 5 лет для ВЛ напряжением 35 кв и ниже.
Толщина стенки гололеда округляется до значения, кратного 5 мм. При толщине стенки гололеда более 22 мм округление производится до целого числа миллиметров.
Для ВЛ напряжением 500 кв толщина стенки гололеда должна приниматься не менее 10 мм, а для ВЛ напряжением 330 кв и ниже — не менее 5 мм.
Нормативные толщины стенки гололеда, определяемые в соответствии с картой районирования территории СССР по гололеду (см приложение III) и условно приведенные к высоте 10 м над поверхностью земли, для повторяемостей 1 раз в 5 лет и 1 раз в 10 лет должны быть не менее величин, указанных в табл. 4.
Таблица 4 Нормативные толщины стенки гололеда для высоты 10 м над поверхностью земли | ||||||||||||||||||||
|
7
Для больших переходов, участков ВЛ, проходящих по плотинам гидроэлектростанций и вблизи прудов-охладителей, и т п при отсутствии данных наблюдений толщину стенки гололеда слетует принимать на 5 мм больше, чем для всей линии.
Нормативная толщина стенки гололеда с повторяемостью 1 раз в 15 лет должна определяться на основании обработки данных многолетних фактических наблюдений Этот прием должен быть применен и при определении толщины стенки гололеда в особо гололедных районах.
Р3
S
(4)
Га
Приведенная нагрузка проводов и тросов от веса гололеда определяется по формуле
Нормативные нагрузки от веса гололеда на проводах и тросах, воспринимаемые опорами и фундаментами, определяются по формуле
^2 — (5)
7. Погонная нагрузка проводов и тросов ВЛ от действия ветра для каждого расчетного режима определяется по формуле
pw — aCxdq sin у-10"3, (6)
где q — скоростной напор, определяемый для каждого режима в соответствии с указаниями пп. 9—14л; а — коэффициент неравномерности скоростного напора по пролету, принимаемый согласно табл. 5;
Сх — коэффициент лобового сопротивления, принимаемый: 1,1 — для проводов и тросов диаметром 20 мм и более, свободных от гололеда; 1,2 — для проводов и тросов диаметром менее 20 мм, свободных от гололеда, и для всех проводов и тросов, покрытых гололедом; у — угол между направлением ветра и проводами ВЛ; о — наружный диаметр провода (с учетом в гололедных режимах толщины стенки гололеда).
8. Величины наибольших нормативных скоростных напоров ветра принимаются с повторяемостью 1 раз в 15 лет для ВЛ напряжением 500 кв, 1 раз в 10 лет для ВЛ напряжением от ПО до 330 кв и 1 раз в 5 лет для ВЛ напряжением 35 кв и ниже.
9. При определении нормативного скоростного напора устанавливаются зоны по высоте, в пределах которых нормативный скоростной напор принимается неизменным.
В первой зоне — до 15 м от поверхности земли — нормативный скоростной напор принимается равным скоростному напору, наблюдаемому на высоте 10 м от земли
Величины нормативных скоростных напоров на высоте 10 м от земли должны определяться в соответствии с каргой районирования территории СССР по скоростным напорам (см. приложение II) и должны быть не менее величин, приведенных в табл 6.
Таблица 5 Значения коэффициента неравномерности а в зависимости от величины скоростного напора ветра | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
1 Промежуточные значения а определяются линейной интерполяцией. |
Таблица б
Нормативные скоростные напоры ветра на высоте 10 м от поверхности земли | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
* Цифры в скобках — соответствующие округленные значения скоростей ветра, м]сек. |
Скоростные напоры в других зонах определяются путем умножения нормативного скоростного напора для первой зоны на коэффициенты, приведенные в табл. 7.
Коэффициент увеличения скоростного напора ветра
по высоте
Таблица 7 | ||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||
9 |
1
При -5° С температуру при гололеде н нормативном скоростном напоре ветра следует брать минус 10° С.
2
При проведении массовых систематических расчетов проводов весьма целесообразно использовать счетно-решающие устройства.
3
Иногда скоростной напор ветра обозначается через Q (см. ПУЭ-64).