Проверка ВЛ на механическую прочность и по условиям коронирования

Номинальное напряжение ВЛ и экономически целесообразное сечение проводов определяются при электрическом расчете ВЛ (в проекте электрической части). При проектировании конструктивной части ВЛ выбираются конкретные типы опор, осуществляется их расстановка по трассе и проверка на прочность в расчетных режимах. Кроме того, при проектировании конструктивной части провода и грозозащитные тросы ВЛ рассчитываются по условиям механической прочности (механический расчет ВЛ). Этот расчет включает в себя определение механических нагрузок и сил, действующих на провода и тросы; механических напряжений проводов и тросов; наибольших стрел провеса поводов и тросов. По результатам этих расчетов определяется допустимость механических напряжений проводов и тросов и допустимость их стрел провеса, производится выбор и расстановка опор по трассе.

Курсовой проект по электрическим сетям и электроснабжению представляет собой проект электрической части. При этом механический расчет в курсовом проекте выполняется приближенно путем проверки ограничений на сечения проводов по условиям механической прочности.

В ПУЭ установлены наименьшие сечения проводов S_мех воздушных линий, допустимые по условиям механической прочности. При этом должно соблюдаться условие

.

Для ВЛ напряжением до 1 кВ по условиям механической прочности следует проверять провода сечением не менее: 10 мм² для марки АС и не менее 16 мм²– для алюминиевых проводов [ПУЭ].

По условиям механической прочности на ВЛ напряжением выше 1 кВ должны применяться многопроволочные алюминиевые и сталеалюминиевые провода и провода из алюминиевого сплава АЖ. Минимально допустимые сечения проводов (квадратных миллиметров) [ПУЭ]:

алюминиевых 240;

сталеалюминиевых в районах с нормативной толщиной стенки гололеда: до 10 мм 35;

15 и 20 мм 50;

более 20 мм 70;

проводов и алюминиевого сплава АЖ 120.

Для сталеалюминиевых проводов рекомендуются следующие области применения:

- в районах с толщиной стенки гололеда до 20 мм при сечении провода до 185 кв.мм – с отношением числа алюминиевых проводов к числу стальных А:С = 6,0 –6,25; при сечениях 240 кв. мм и более – с отношением А:С = 7,71 – 8,04;

- в районах с толщиной стенки гололеда более 20 мм при сечениях до 95 кв. мм – с отношением А:С = 6,0; при сечениях 120 – 400 кв.мм - с отношением А:С = 4,29 – 4,39: при сечениях 450 кв.мм и более – с отношением А:С = 7,71 – 8,04.

Максимальная площадь сечения определяется механической прочностью линейной арматуры. Исходя из условий механической прочности линейной арматуры площадь проводов ВЛ марки АС не должна превышать

120 мм² при напряжениях 6-10 кВ,

240 мм² при напряжении 35 кВ и 300 мм² при напряжении 110 кВ.

В соответствии с ПУЭ при напряжении 35 кВ и выше ВЛ должны быть проверены по условиям образования короны. При этом наибольшая напряженность поля у поверхности проводника должна быть не более 0,9 начальной напряженности, соответствующей появлению общей короны. Для ВЛ напряжением выше 35 кВ в ПУЭ [2] установлены наименьшие сечения S _КОР по условиям снижения потерь мощности на коронирование: при напряжении 35 кВ – не нормируется, при напряжении 110 кВ – 70 мм², при напряжении 220 кВ – 240 мм².

При этом сечение ВЛ должно удовлетворять условию

.

Для сетей напряжением до 1 кВ выбор сечения проводников по нагреву должен быть увязан с выбором защищающих аппаратов. Выбор сечения проводников с учетом аппаратов, защищающих сеть от перегрева, рассмотрен в [35, 47].

Сечение линий распределительных сетей напряжением 0,38 – 10 кВ особенно магистральных, выбранное по экономической плотности тока, очень часто не проходит проверку по допустимой потере напряжения. При этом приходится перебирать несколько сечений. Такая процедура выбора сечения особенно громоздка, если требуются различные сечения на разных участках магистральной линии. В этих случаях процедуру выбора сечения целесообразно начинать с выбора по допустимой потере напряжения. Выбор сечения проводников по допустимой потере напряжения рассмотрен в [35, 47].