Файл: КОНСТР_ТР_6.docx

c

Московский Энергетический институт

(Технический Университет)

Кафедра ЭЭС

РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ

по дисциплине «Конструкция воздушных линий электропередач»

МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОВОДОВ, ТРОСОВ И ИЗОЛЯТОРОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ

Вариант № 38

Студент: Пономаренко В.

Преподаватель: Платонова И.А.

Группа: Э-06-07

Москва 2011 г.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Провод:

Марка провода: АС 240/39

Число проволок в алюминиевой части n_А = 26 c ø_А = 3,4 мм в 2 пов. ([1] т.3)

Число проволок в стальной части n_С = 7 c ø_С = 2,65 мм в 1 повив ([1] табл.3)

Действительное значение сечения проводника: F_А = 236 мм².

Действительное значение сечения стального сердечника: F_C = 38,6 мм².

Действительное значение сечения провода: F_П = 274,6 мм².

Диаметр провода: d_п = 21,6 мм.

Диаметр стального сердечника: d_С = 8 мм ([1] приложение 1табл.4)

Удельная масса провода (без смазки): M = 952 кг/км.

Соотношение сечений: – норм. конструкция провода

Допустимое напряжение при наибольшей нагрузке и низшей температуре:

([2] табл.2.5.7)

Допустимое напряжение при среднегодовой температуре:

([2] табл.2.5.7)

Модуль упругости: ([2] табл.2.5.8)

Температурный коэффициент линейного удлинения: ([2] табл.2.5.8)

Распределение проволок по повивам:

Рис.1. Поперечное сечение провода АС 240/39.

Наименьшее расстояние от проводов ВЛ до поверхности земли для ВЛ 220 кВ на ненаселенной местности: . ([2] табл.2.5.20)

---

Трос:

Марка троса: ТК-11

Номинальное сечение троса F^т_ном = 70 мм²

Диаметр троса d_т = 11,0 мм

Расчётное сечение троса F_т = 72,58 мм²

Масса троса M_т = 623 кг/км

Допустимое напряжение при наибольшей нагрузке и низшей температуре: [2] табл.2.5.8)

Допустимое напряжение при среднегодовой температуре:

([2] табл.2.5.8)

Модуль упругости: ([2] табл.2.5.8)

Температурный коэффициент линейного удлинения: ([2] табл.2.5.8)

Опора:

Исходя из следующих данных: провод АС 240/39, (II ветровой район), (IV гололедный район), , материал опор – сталь, то по [3] табл.8.21выбирается промежуточная двухцепная свободностоящая стальная опора П220-2 и характеризуется конструктивными размерами, указанными на рис.2. Высота поддерживающей гирлянды изоляторов равна 2,3 м для ВЛ 220 кВ [4].

Рис.2. Промежуточная двухцепная свободностоящая стальная опора П220-2

1. Рассчитать удельные механические нагрузки от внешнего воздействия метеорологических факторов и сил тяжести на провода и тросы с учетом их высоты крепления на промежуточной опоре.

1.1. Постоянно действующая удельная нагрузка от собственной массы провода (троса)

Провод:

.

Трос:

.

1.2. Временно действующая нагрузка от массы гололедных отложений Провод.

Н/(м∙мм²),

Здесь b=b_н k^d_b∙k^h_b - расчетная толщина стенки гололедного цилиндра на проводе, причем:

b_н=25 мм – нормативная толщина стенки гололеда;

k^d_b – поправочный коэффициент на толщину стенки гололеда, учитывающий отличие диаметра провода от 10 мм;

k^h_b – поправочный коэффициент на толщину стенки гололеда, учитывающий отличие высоты расположения приведенного центра тяжести системы проводов h^*_цт от 14,3 метров (если h^*_цт<14,3 м, то k^h_b=1).

---

Поправочные коэффициенты рассчитываются по следующим аппроксимирующим формулам:

;

Для определения k^h_b необходимо найти высоту расположения приведенного центра тяжести системы проводов.

Расчет допустимой стрелы провеса:

[f] = h_т − h_г – λ, где h_т = 22,5 м – высота от нижней траверсы до земли.

Таким образом:

[f] =22,5-7-2,3=13,2 м.

Высота центра тяжести нижнего провода:

Высота приведенного центра тяжести:

h^*_цт =(311,4 +26,5+6,5)/3 = 17,9м > 14,3 м, следовательно

k^h_b = = 1,1

Расчётная толщина стенки ледяного цилиндра на проводе:

b = b_н k^d_b∙k^h_b = 25∙0,855∙1,1 = 23,51 мм².

Трос:

Н/(м∙мм²),

Расчет поправочных коэффициентов:

Т.к. d_т > 10 мм, то:

Для определения k^h_bТ необходимо найти высоту расположения центра тяжести троса.

Допустимая стрела провеса троса принимается такой же, как и допустимая стрела провеса провода: [f_т] = [f_п] = [f] = 13,2 м.

Высота опоры: H_оп = 41 м

b_Т = b_н k^d_bТ∙k^h_bТ = 25∙0,98∙1,384 = 33,91 мм².

Н/(м∙мм²).

1.3. Суммарная вертикальная удельная механическая нагрузка от собственной массы провода (троса) и массы гололедных отложений.

Н/(м∙мм²).

Провод:

Н/(м∙мм²).

Трос:

Н/(м∙мм²).

1.4. Временно действующая горизонтальная нагрузка от давления ветра на провод (трос), свободный от гололеда.

Н/(м∙мм²)

Провод.

Нормативное ветровое давление W_Н = 500 Н/м² : 270 Н/м² < W_Н < 745 Н/м²

---

Следовательно, коэффициент, учитывающий неравномерность распределения ветрового давления по пролету:.

Аэродинамический коэффициент лобового сопротивления для проводов, свободных от гололеда по [2]:

C_x = 1,1 (так как d_п = 21,6 > 20 мм).

Поправочный коэффициент на ветровое давление в зависимости от высоты:

=

Принимаем вектор скорости ветра направленным перпендикулярно проводам, тогда sinφ = 1:

Н/(м∙мм²).

Трос:

Н/(м∙мм²)

_W = 0,7678 (из расчета провода)

Аэродинамический коэффициент лобового сопротивления для троса, свободного от гололеда по [2]: C_xТ = 1,2, так какd_т = 11 < 20 мм.

Поправочный коэффициент на высоту троса , (т.к.h^*_цт >14,3 м)

Принимаем, что вектор скорости ветра направлен перпендикулярно оси троса, тогда sinφ = 1 и удельная нагрузка равна:

Н/(м∙мм²).

1.5. Временно действующая горизонтальная нагрузка от давления ветра на провод (трос), покрытый гололедом.

Н/(м∙мм²).

Нормативное ветровое давление при гололеде с повторяемостью 1 раз в 25 лет ([2]):

Так как < 270Н, то коэффициент = 1

Аэродинамический коэффициент лобового сопротивления для проводов и тросов, покрытых гололедом ([2]):

C_xГ = 1,2

Провод:

Н/(м∙мм²).

Трос:

Н/(м∙мм²).

1.6 Суммарная наибольшая нагрузка на провод (трос) в отсутствие гололеда.

Н/(м∙мм²).

_{Провод:}

Н/(м∙мм²).

Трос:

Н/(м∙мм²).

1.7. Суммарная наибольшая нагрузка на провод (трос), покрытый гололедом.

Н/(м∙мм²).

---

Провод:

Н/(м∙мм²).

Трос:

Из нагрузок γ₆ и γ₇ наибольшей для провода является γ₇ = 0,149 Н/(м∙мм²).

Для троса наибольшей является γ_7Т = 0,714 Н/(м∙мм²).

2. Построить зависимости среднеэксплуатационного напряжения в проводе от длины пролета, определить значения критических пролетов и выбрать определяющее по прочности провода нормативное сочетание климатических условий, основываясь на нормируемых значениях допустимых напряжений и эквивалентных физико-математических параметрах.

Уравнение состояния провода в форме записи относительно напряжений:

Расчет выполняется для анкерных пролетов различной длины, поэтому , следовательно, слагаемое в уравнении состояния провода отсутствует.

2.1. В качестве исходных условий принимается нормативное сочетание климатических условий, соответствующее наибольшей механической нагрузке.

Исходные условия – нормативное сочетание климатических условий (НСКУ) при :

Искомые условия – среднеэксплуатационные:

Уравнение состояния провода в этом случае имеет следующий вид:

Уравнение состояния провода через коэффициенты А и В:

При уравнение состояния становится вырожденным:

При уравнение состояния также становится вырожденным:

---