Розрахунок проводів на механічну міцність

  Лінія виконується з використанням проміжних опор ПБ110-1. Проведемо розрахунок на механічну міцність проводів повітряної ЛЕП напругою 110 кВ на ділянці мережі Аа. На цій лінії обраний провід АС 120/27. ЛЕП проходить у першому районі по ожеледі (С=10 мм) і в другому районі по вітру . Місцевість вважається населеною з температурами: , , . Тип місцевості по вітру – А. Розрахункова довжина прольоту . Фізико-механічні характеристики проводу:

1. перетин, : алюмінієвої частини – 114;

                        сталевої частини - 26,6;

                        сумарне - 140,6.

2. діаметр проводу, мм - 15,4;

3. вага проводу, Н/км - 5280;

4. модуль пружності, – ;

5. Температурний коефіцієнт лінійного подовження, 1/град – ;

6. Допустимі напруження, :

- у режимі середньорічної температури -102;

- при нижчій температурі - 153;

     - при найбільшому навантаженні - 153.

Порядок розрахунку

  1. Визначають товщину стінки ожеледі на проводі й величину вітрового тиску.

  Середня висота підвісу проводів на опорі 

;

  Припустима стріла прогину проводу

,

де Г - найменша відстань по вертикалі від проводів до поверхні землі. Висота наведеного центра ваги проводу

м.

  Товщина стінки ожеледі на проводі

;

  Вітровий тиск

;

2. Знаходять питомі навантаження на проводі.

  Питоме навантаження від власної ваги проводу

;

  Питоме навантаження від ваги ожеледі

  Питоме навантаження від власної ваги проводу й ваги ожеледі

;

  Питоме навантаження від тиску вітру при відсутності ожеледі

  Питоме навантаження від тиску вітру на проводі при наявності ожеледі

  Питоме навантаження від тиску вітру й ваги проводу без ожеледі

  Питоме навантаження на проводі від тиску вітру й ваги проводу, покритого ожеледдю

.

3. Визначають критичні прольоти.

 

  Перший критичний проліт дорівнює

  Другий критичний проліт

;

  Третій критичний проліт

У результаті одержуємо наступні співвідношення критичних прольотів і розрахункового прольоту й . Отже, вихідним режимом є режим максимального навантаження з параметрами , , .

4. По рівнянню стану проводу визначають напруги в проводі для режимів середньорічної температури - , нижчої температури -  і найбільшого навантаження .

  Розрахунок напруги в проводі для режиму нижчої температури.

;

; .

  Вирішуючи рівняння в програмі MATHCAD, одержали наступний результат

  Розрахунок напруги в проводі для режиму середньорічної температури.

; .

Результат розв’язання .

  У режимі найбільшого навантаження .

5. Перевірка умов механічної міцності проводів по виразах

 ;     ;     

95,79 < 102;    139,1<153;        153=153.

  Умови виконуються. Тому механічна міцність проводів буде достатньою для умов спроектованої лінії.

  Стріли прогину проводів найбільші для режимів ожеледі без вітру й вищій температурі. Розрахуємо механічні напруги в проводі при цих режимах.

  Режим ожеледі без вітру.

;

;  .

Результат  розв’язання .

  Режим вищої температури.

;

;

Результат розв’язання .

7. Стріли прогину проводів знаходять за формулою .

; .

8. Перевірка дотримання необхідних відстаней від нижчої точки провисання проводу до землі за умовами  

   ;       .

4,95<6,2;       4,98<6,2.

Умови виконуються - отже, відстань від проводу до землі буде не менш припустимої.