Содержание
Введение
1 Исходные данные
2 Определение физико-механических характеристик провода и троса
3 Выбор унифицированной опоры
4 Расчет проводов и троса на механическую прочность
4.1 Определение толщина стенки гололеда и величины скоростного напора ветра
4.2 Определение удельных нагрузок на провод и трос
4.3 Расчет критических пролетов
4.4 Расчет напряжений в проводе
4.5 Определение стрелы провеса проводов и троса
4.6 Определение напряжений в тросе
5 Выбор изоляторов и линейной арматуры
6 Расстановка опор по профилю трассы
6.1 Построение шаблона
6.2 Проверка опор на прочность
7 Расчет монтажных стрел провеса провода и троса
Заключение
Список литературы
Введение
Проектирование механической части воздушных линий электропередачи является важной частью проектирования электроснабжения. От правильного выбора элементов ЛЭП зависит долговременная и безопасная эксплуатация линий, и, соответственно, надежное и качественное электроснабжение потребителей.
В данном курсовом проекте рассмотрены основные этапы проектирования механической части воздушных ЛЭП: выбор промежуточных опор, механический расчет проводов и грозозащитного троса, выбор линейной арматуры, произведены расстановка опор по профилю трассы и расчет монтажных стрел провеса.
1 Исходные данные
Тип ЛЭП: двухцепная воздушная линия напряжением 110 кВ, проходящая в ненаселенной местности.
Климатические условия:
район по ветру – II;
район по гололеду – IV;
температура:
высшая tmax=40°С;
низшая tmin= -10°С;
среднегодовая tср=5°С.
Тип опор: унифицированные железобетонные.
Марки провода: АС-150.
Марка грозозащитного троса: ТК-50.
Материал изоляторов: фарфор
Степень загрязненности атмосферы I.
2 Определение физико-механических характеристик провода и троса
Физико-механические характеристики провода и троса приведены в таблицах 2.1 и 2.2.
Таблица 2.1 — Физико-механических характеристики провода АС-150/24
Сечение, мм2:
алюминиевой части
стальной части
суммарное F
149
24,2
173,2
Диаметр провода d, мм
17,1
Количество и диаметр проволок, шт×мм:
алюминиевых
стальных
26×2,7
7×2,1
Количество повивов, шт.
алюминиевой части
стальной части
2
1
Вес провода Gп, даН/км
600
Модуль упругости Е, даН/мм2
8,25·103
Температурный коэффициент линейного удлиненияα, град-1
19,2·10-6
Предел прочности, даН/мм2
29
Удельная нагрузка от собственного весаγ1, даН/(м×мм2)
3,46·10-3
Допустимое напряжение, даН/мм2
при среднегодовой температуреσt.ср
при низшей температуреσt min
при наибольшей нагрузкеσγ max
8,7
13,0
13,0
Таблица 2.2 — Физико-механических характеристики троса ТК-50
Сечение, мм2:
номинальное
фактическое Fт
50
48,6
Диаметр троса dт, мм
9,1
Количество и диаметр проволок, шт×мм
19×1,8
Количество повивов, шт.
2
Вес троса Gт, даН/км
417
Модуль упругости Ет, даН/мм2
20·103
Температурный коэффициент линейного удлиненияαт, град-1
12·10-6
Предел прочности, даН/мм2
120
Удельная нагрузка от собственного весаγт1, даН/(м×мм2)
8·10-3
Допустимое напряжение, даН/мм2
при среднегодовой температуреσтt.ср
при низшей температуреσтt.min
при наибольшей нагрузкеσтγ.max–PAGE_BREAK–
42
60
60
3 Выбор унифицированной опоры
По исходным данным выбирается тип унифицированной промежуточной опоры ПБ110-8. Основные размеры опоры показаны на рисунке 3.1, технические характеристики опоры приведены в таблице 3.1.
H=26,0м; h1=3,0м; h2=13,5м; h3=4,0м; a1=2,0м; a2=3,5м; a3=2,0м; b=3,3м
/>
Рисунок 3.1 – Унифицированная железобетонная опора ПБ110-8
Таблица 3.1 – Технические характеристики опоры ПБ110-8
Марка провода
Район по гололеду
Пролет, м
Масса, т
габаритный
ветровой
весовой
АС-150
III,IV
225
250
280
7,5
Расчетный пролет, м,
lр=α·lгаб,
где α=0,9 для ненаселенной местности;
lр=0,9·225=202,5.
4 Расчет проводов и троса на механическую прочность
4.1 Определение толщина стенки гололеда и величины скоростного напора ветра
Средняя высота подвеса проводов на опоре, м,
/>, (4.1)
где hi – расстояние от земли до j-ой траверсы опоры, м;
m – количество проводов на опоре;
λ – длина гирлянды изоляторов, м.
Для предварительных расчетов длина гирлянды изоляторов принимается для ВЛ 110 кВ 1,3 м.
/>=16,2.
Средняя высота подвеса троса на опоре, м,
/>=h2+2·h3+h1, (4.2)
/>=13,5+2·4+3=24,5.
Допустимая стрела провеса провода, м,
/>, (4.3)
где h2 – расстояние от земли до нижней траверсы, м;
Г – габаритный размер, м;
/>=6,2.
Допустимая стрела провеса троса, м,
[fт]= />-(Г+2·h3+z), (4.4)
где z – наименьшее допустимое расстояние по вертикали между проводом и тросом в середине пролета, м, для lр=202,5 м z=4;
[fт]=24,5-(6+2·4+4)=6,5.
Высота приведенного центра тяжести провода и троса, м,
/>, (4.5)
/>=12;
/>=20,2
Толщина стенки гололеда для провода и троса, мм,
/>, (4.6)
где С – нормативное значение стенки гололеда, мм, (для 2-го района по гололеду С=10 мм);
/>— поправочные коэффициенты на высоту и диаметр провода или троса
/>=9,3;
/>=10,2.
Скоростной напор ветра на провод и трос, даН/м2,
/>, (4.7)
где q – нормативный скоростной напор ветра, даН/м2;
kВ – поправочный коэффициент;
/>=65;
/>=81,25.
4.2 Определение удельных нагрузок на провод и трос
Удельная нагрузка от собственного веса, даН/(м∙мм2), берется из таблиц 2.1 и 2.2:
/>3,46·10-3;
/>8·10-3.
Удельная нагрузка от веса гололеда, даН/(м∙мм2),
/>, (4.8)
где d – диаметр провода или троса, мм;
F – фактическое сечение провода или троса, мм2;
g0=0,9·10-3 даН/(м∙мм2) – плотность гололедных отложений;
/>=4·10-3;
/>=11,4·10-3.
Удельная нагрузка от веса гололеда и собственного веса провода (троса), даН/(м∙мм2),
/>, (4.9)
/>·10-3=7,46·10-3;
/>·10-3=19,4·10-3.
Удельная нагрузка от давления ветра при отсутствии гололеда, даН/(м∙мм2),
/>, (4.10)
где kl – коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку;
kH – коэффициент, учитывающий неравномерность скоростного напора ветра по пролету;
СХ – коэффициент лобового сопротивления, равный 1,1 – для проводов диаметром 20 мм и более, свободных от гололеда; 1,2 – для всех проводов, покрытых гололедом, и для проводов диаметром меньше 20 мм, свободных от гололеда;
/>=5,7·10-3;
/>=13,1·10-3.
Удельная нагрузка от давления ветра на провод и трос при наличии гололеда, даН/(м∙мм2),
/>, (4.11)
где q′=0,25∙qmax для районов с толщиной стенки гололеда до 15 мм;
/>=4,1·10-3;
/>=15,1·10-3.
Удельная нагрузка от давления ветра и веса провода (троса) без гололеда, даН/(м∙мм2),
/>, (4.12)
/>·10-3=6,7·10-3;
/>·10-3=15,3·10-3.
Удельная нагрузка на провод от давления ветра и веса провода, покрытого гололедом, даН/(м∙мм2),
/>(4.13) продолжение
–PAGE_BREAK–
/>=8,5·10-3;
/>=24,6·10-3.
4.3 Расчет критических пролетов
Первый критический пролет, м,
/>, (4.14)
где Е – модуль упругости, даН/мм2;
α – температурный коэффициент линейного удлинения материала провода, град-1;
lk1=/>.
Выражение под корнем меньше нуля. Первый критический пролет – мнимый.
Второй критический пролет, м,
/>, (4.15)
где tгол – температура гололеда, равная -5ºС;
γmax=γ7;
/>=80,4.
Третий критический пролет, м,
/>, (4.16)
/>=144,2.
В результате получается следующее соотношение критических пролетов и расчетного пролета: lк1 – мнимый, lр=202,5 м>lк3=144,2 м.
На основании полученных соотношений определяется исходный режим. Это режим максимальной нагрузки с параметрами:σ=[σγ.max]=13,0 даН/мм2, γ=γmax=8,5·10-3 даН/(м·мм2), t=tгол=-5°С.
4.4 Расчет напряжений в проводе
По уравнению состояния провода рассчитываются напряжения в проводе для режимов среднегодовой температуры – σtср, режима низшей температуры – σtmin и наибольшей нагрузки – σγmax.
Расчет напряжения в проводе для режима низшей температуры. В уравнение состояния провода подставляются все известные параметры.
/>, (4.17)
/>
/>.
Полученное уравнение приводится к виду:
/>
Решение полученного уравнения выполняется итерационным методом касательных. В качестве нулевого приближения принимается значение σ0=10 даН/мм2.
Производная полученной функции y=/>:
y’=3·σ2tmin-2·7,766·σtmin
Определяется поправка на первой итерации:
Δ1=y(σ0)/y’(σ0),
/>=0,378.
Новое значение напряжения:
σ1=σ0-Δ1,
σ1=10-0,377=9,623.
Проверка итерационного процесса. Для этого задается точность расчета ε=0,01 даН/мм2.
0,377>0,01,
следовательно расчет нужно продолжить, приняв в качестве нового приближения σ=9,623.
Поправка на второй итерации:
/>=0,025.
Новое значение напряжения:
σ2=9,623-0,025=9,598.
Выполняется проверка:
0,025>0,01.
Поправка на третьей итерации:
/>=0,00013.
Проверка:
0,00013
следовательно за искомое выражение σtmin принимаем σ3:
σtmin=9,598 даН/мм2.
Расчеты напряжений в проводе для режимов среднегодовой температуры и наибольшей нагрузки выполняются с помощью программы «MERA2». В результате получены следующие значения:
σtср=7,987 даН/мм2;
σγmax=12,517 даН/мм2.
Выполняется проверка условий механической прочности:
σtср≤[σtср], 7,987
σtmin≤[σtmin], 9,598
σγmax≤[σγmax], 12,517
Условия выполняются, значит механическая прочность проводов будет достаточной для условий проектируемой линии.
По уравнению состояния провода выполняются расчеты напряжений для режимов гололеда без ветра –σгол, высшей температуры – σtmax, грозового режима – σгр. Результаты расчетов следующие:
σtmax=5,475 даН/мм2;
σгол=12,277 даН/мм2;
σгр=7,129 даН/мм2.
4.5 Определение стрелы провеса проводов и троса
Определяются стрелы провеса проводов в режиме гололеда без ветра, высшей температуры и грозовом режиме, м,
/>, (4.18)
/>=3,24;
/>=3,11;
/>=2,49.
Проверка соблюдения требуемых расстояний от низшей точки провисания провода до земли по условию:
f≤[f]=6,2;
ftmax=3,24
fгол=3,11
Условия выполняются, значит расстояние от провода до земли будет не менее габаритного размера.
Стрела провеса грозозащитного троса в грозовом режиме, м,
/>, (4.19)
/>=2,79.
4.6 Определение напряжений в тросе
Напряжение в тросе в грозовом режиме, даН/мм2,
/>, (4.20)
/>=14,7.
В качестве исходного принимается грозовой режим с параметрами: σтгр,γт1, t=15°C. По уравнению состояния провода определяются напряжения в тросе для режимов максимальной нагрузки, низшей и среднегодовой температуры.
Расчет напряжения в тросе для режима среднегодовой температуры. В уравнение состояния провода подставляются все известные параметры.
/>
/>.
Полученное уравнение приводится к виду:
/>.
В качестве нулевого приближения принимается значение σ0=16 даН/мм2. продолжение
–PAGE_BREAK–
Производная полученной функции
y=/>:
y’=3·σт2tср-2·6,979·σтtср
Определяется поправка на первой итерации:
Δ1=y(σ0)/y’(σ0),
/>=0,225.
Новое значение напряжения:
σ1=σ0-Δ1,
σ1=16-0,225=15,775.
Проверка итерационного процесса,ε=0,01 даН/мм2.
0,225>0,01,
следовательно расчет нужно продолжить, приняв в качестве нового приближения σ=15,775
Поправка на второй итерации:
/>=0,003.
Проверка:
0,003
следовательно за искомое выражение σтtср принимаем σ1:
σтtср=15,775 даН/мм2.
В результате расчетов остальных режимов получены следующие значения:
σтγmax=31,476 даН/мм2;
σтtmin=17,606 даН/мм2.
Проверка условий механической прочности троса:
σтγmax=31,476 даН/мм2≤[σтγmax]=60 даН/мм2;
σтtmin=17,606 даН/мм2≤[σтtmin]=60 даН/мм2;
σтtср=15,775 даН/мм2≤[σтtср]=42 даН/мм2.
Условия выполняются, значит выбранный провод пригоден для условий проектируемой линии.
5 Выбор изоляторов и линейной арматуры
Тип изолятора выбирается по механической нагрузке с учетом коэффициента запаса прочности, который представляет собой отношение разрушающей электромеханической нагрузки к нормативной нагрузке на изолятор. Согласно ПУЭ, коэффициенты запаса прочности в режиме наибольшей нагрузки должны быть не менее 2,7, а в режиме среднегодовой температуры – не менее 5,0.
В нормальных режимах поддерживающая гирлянда изоляторов воспринимает осевую нагрузку, состоящую из веса провода, гололеда и веса самой гирлянды.
Нагрузка для изоляторов поддерживающих гирлянд, даН,
2,7·(Gг+Gи)≤ Gэм,
5,0·(Gп+Gи)≤Gэм, (5.1)
где Gг – нагрузка на изолятор от веса провода, покрытого гололедом, даН,
Gг=γ7·F·lвес, (5.2)
где lвес=280 м – длина весового пролета;
F – общее фактическое сечение провода, мм2;
Gи – нагрузка на изолятор от веса гирлянды, даН, предварительно Gи=50 даН;
Gп – нагрузка на изолятор от веса провода, даН,
Gп=γ1·F·lвес, (5.3)
Тогда
2,7·( γ7·F·lвес+ Gи)=2,7·(8,5·10-3·173,2·280+50)=1248;
5,0·( γ1·F·lвес+ Gи)=5,0·(3,46·10-3·173,2·280+50)=1089.
Выбирается изолятор с такой разрушающей электромеханической нагрузкой, чтобы выполнялись условия (5.1). Выбирается изолятор ПФ70-В с разрушающей электромеханической нагрузкой 7500 даН:
1248
1089
т.е. условия выполняются.
Определяется число изоляторов в поддерживающей гирлянде,
n≥/>, (5.4)
где λэф – нормированная удельная эффективная длина пути утечки. Для степени загрязненности атмосферы I λэф=13 мм/кВ;
Uнаиб=1,15·Uном;
lэф – эффективная длина пути утечки, мм,
lэф=lут/k, (5.5)
где lут =355 мм для выбранного изолятора;
k – поправочный коэффициент,
k=/>, (5.6)
где D – диаметр тарелки изолятора, D=270 мм;
k=/>=1,157;
lэф=355/1,157=306,8;
n≥/>=5,4.
Полученное значение округляется до шести и увеличивается на один. В итоге число изоляторов в поддерживающей гирлянде равно семи.
При выборе изоляторов натяжных гирлянд в условия (5.1) добавляется величина тяжения провода.
Нагрузка на изолятор натяжной гирлянды, даН,
/>
/>, (5.7)
/>=5894,
/>=6949.
Выбирается изолятор ПФ70-В с разрушающей электромеханической нагрузкой 7500 даН:
5894
6949
т.е. условия выполняются.
Число изоляторов в натяжной гирлянде принимается на один больше, чем в поддерживающей, т.е. восемь штук. Выбор арматуры аналогичен выбору изоляторов. Коэффициент запаса прочности для условий гололеда должен быть не менее 2,5. Нагрузка на арматуру поддерживающей гирлянды, даН,
2,5·(Gг+Gи)≤ Gр, (5.8)
2,5·(8,5·10-3·173,2·280+50)=1156.
Выбирается узел крепления гирлянды к траверсе опоры КГП-7-1, серьгу СР-7-16, ушко У1-7-16 с разрушающей минимальной нагрузкой 70 кН; глухой поддерживающий зажим ПГН-3-5 с минимальной разрушающей нагрузкой 25 кН.
Нагрузка на арматуру натяжной гирлянды, даН,
/>, (5.9)
/>=5457.
Для натяжной гирлянды выбирается та же арматура что и для поддерживающей. Для натяжной гирлянды выбираем болтовой зажим.
Изолятор и линейная арматура изображены на рисунках 5.1-5.5.
/>
Рисунок 5.1 – Изолятор ПФ70-В
/>
Рисунок 5.2 – Узел крепления КГП-7-1
D=16 мм; А=17 мм; d=16 мм; L=80 мм; Н1=32 мм; Н=82 мм
/>
Рисунок 5.3 – Зажим поддерживающий ПГН-3-5
L=220 мм; А=20 мм; Н=66 мм
/>
Рисунок 5.4 – Серьга СР-7-16
D=17 мм; d=16 мм; А=65 мм; b=16 мм
/>
Рисунок 5.5 – Ушко У1-7-16
D=17 мм;D1=19,2 мм; b=16 мм; Н=104 мм
Фактический вес поддерживающей гирлянды, даН,
/>, (5.10)
где Gиз – вес одного изолятора, даН;
Gарм – суммарный вес элементов арматуры, даН;
/>=37,81.
Фактическая длина поддерживающей гирлянды, м,
/>, (5.11) продолжение
–PAGE_BREAK–
где Низ – высота одного изолятора, м;
Нарм – суммарная высота элементов арматуры, м;
/>=1,339.
Получили λгир.ф =1,339 больше, чем принятое в расчетах λ=1,3.
Проверка соблюдения габарита.
Пересчитанная допустимая стрела провеса, м,
/>,
/>=6,161.
Проверка соблюдения требуемых расстояний от низшей точки провисания провода до земли по условию:
f≤[f]=6,161,
ftmax=3,24
Условие соблюдается, т.е. такая длина гирлянды допустима.
Защита от вибрации осуществляется с помощью гасителей вибрации, представляющих собой два груза, закрепленных на стальном тросике (рисунок 5.6).
/>
Рисунок 5.6 – Гаситель вибрации ГПГ-1,6-11-400/21
d=11 мм; 2R=21 мм; L=400 мм; H=78 мм
Выбор гасителя вибрации осуществляется с учетом марки и сечения провода. Выбирается гаситель вибрации ГПГ-1,6-11-400/21. Для грозозащитного троса гаситель вибрации не требуется, так как σтtср
Расстояние от зажима до места крепления виброгасителя, мм,
/>, (5.12)
где d – диаметр провода, мм;
Gп – вес одного метра провода, даН;
/>=1067,4 мм≈1,07 м.
6 Расстановка опор по профилю трассы
6.1 Построение шаблона
На заданном профиле трассы расстановка опор производится с помощью специальных шаблонов. Шаблон представляет собой три кривые провисания провода, сдвинутые относительно друг друга, построенные в виде парабол для режима, при котором возникает наибольшая стрела провеса. В п. 4.5 была определена максимальная стрела провеса, которая соответствует режиму максимальной температуры, fmax=3,24 м.
Кривая 1 – кривая провисания нижнего провода – строится на основе формулы стрелы провеса:
/>, (6.1)
где γfmax, σfmax – удельная нагрузка и напряжение в проводе в режиме, отвечающем наибольшей стреле провеса. Данная формула представляется в виде уравнения:
y=a·x2, (6.2)
где
/> />; a=/>.
Для режима максимальной температуры уравнение примет вид:
/>,
Для построения кривой 1 в 1-ом квадранте выполняется несколько расчетов, представленных в виде таблицы 6.1.
Таблица 6.1 – Построение кривой 1
l
50
100
150
202,5
x
25
50
75
101,
y
0,27
0,79
1,78
3,24
Кривая 2, называемая габаритной, сдвинута о вертикали вниз от кривой 1 на расстояние требуемого габарита от земли Г=6 м. Кривая 3 – земляная – сдвинута от кривой 1 вниз на расстояние h2-λгир.ф=13,5-1,339=12,161 м (рисунок 6.1).
/>
Рисунок 6.1 – Построение шаблона
Шаблон накладывают на профиль трассы так, чтобы кривая 3 пересекала профиль в месте установки первой анкерной опоры, а кривая 2 касалась его, при этом ось у должна быть строго вертикальной. Тогда другая точка пересечения кривой 3 с профилем будет соответствовать месту установки первой промежуточной опоры. При таком положении шаблона во всех точках пролета габарит будет не меньше допустимого. Аналогично находится место установки второй промежуточной опоры и т.д.
После монтажа анкерного участка в проводах происходит выравнивание напряжения, которое соответствует какому-то условному пролету. Этот пролет называется условным, и его длина, м, определяется из выражения:
/>, (6.3)
где li – фактическая длина i-го пролета в анкерном участке, м;
n – количество пролетов в анкерном участке;
/>=166.
В результате расчетов получили что lпр отличается от lр на
/>∙100%=18%,
что больше допустимых 5%. В таком случае заново проводится механический расчет, построение шаблона и расстановка опор на трассе. Для данного курсового проекта допускается изменить расстановку опор без проведения повторного механического расчета.
Построение нового шаблона.
/>,
Для построения кривой 1 в 1-ом квадранте выполняется несколько расчетов.
Таблица 6.2 – Построение кривой 1
l
50
100
166
x
25
50
83
y
0,27
0,79
2,18
Новая расстановка опор показана на рисунке 6.3.
Приведенный пролет, м,
/>=132
Проверка:
/>∙100%=20%.
В результате повторного расчета разница между приведенным и расчетным пролетом снова велика. Расчет повторяется до тех пор пока разница между значениями пролетов будет не более 5%.
6.2 Проверка опор на прочность
При расстановке опор по профилю трассы все они должны быть проверены на прочность в реальных условиях. Проверка выполняется сопоставлением вычисленных для каждой опоры весового и ветрового пролетов со значениями этих пролетов, указанных в технических характеристиках опоры.
Весовой пролет, м,
/>, (6.4)
где эквивалентные пролеты вычисляются по формулам: продолжение
–PAGE_BREAK–
-первый (большой) эквивалентный пролет, м,
/>, (6.5)
-второй (малый) эквивалентный пролет, м,
/>, (6.6),
где l – действительная длина пролета, м;
Δh – разность между высотами точек подвеса провода, м;
Смежными эквивалентными пролетами, прилегающими к опоре, могут быть и два больших или два малых эквивалентных пролета. Тогда выражение (6.4) будет иметь вид:
/>;
или
/>.
Ветровой пролет, м,
/>. (6.7)
Расчет для второй опоры.
/>=108,4;
/>=206,9;
/>=157,6;
/>=141,0.
Для остальных опор расчет сводится в таблицу 6.2.
Таблица 6.2 – Проверка опор на прочность
№ опоры i
l’эi-1, м
l”эi-1, м
l’эi, м
l”эi, м
Δhi-1, м
Δhi,м
lвес, м
lветр, м
1
2
3
4
5
6
7
–
–
–
–
204,3
–
–
184,3
108,4
43,1
168,0
–
104,6
148,7
205,6
206,9
200,0
–
189,4
173,3
165,0
–
–
–
143,7
–
–
–
0,55
2,23
2,99
0,86
1,54
1,82
0,58
2,23
2,99
0,86
1,54
1,82
0,58
0,41
194,9
157,6
121,5
155,8
196,8
138,9
156,8
175,5
141,0
154,5
179,0
160,5
154,0
158,5
Таким образом, для каждой опоры выполняются условия
/>
7 Расчет монтажных стрел провеса провода и троса
Определяется исходный режим из соотношений трех критических пролетов и приведенного пролета: lк1 – мнимый, lпр=166 м>lк3=144,2 м.
На основании полученных соотношений определяется исходный режим. Это режим максимальной нагрузки с параметрами: σи=[σγ.max]=13,0 даН/мм2, γи=γmax=8,5·10-3 даН/(м·мм2), tи=tгол=-5°С.
Расчет напряжения при монтаже осуществляется с помощью уравнения
/>. (7.1)
Стрела провеса провода в интересующем пролете lф, м, определяется из выражения
/>, (7.2).
Тяжение провода, даН, рассчитывается по формуле
/>, (7.3)
С помощью уравнения состояния рассчитывается напряжение в проводе при температуре монтажа tmax=40°C и tmin=-10°C.
при tmax=40°C:
/>
/>.
Полученное уравнение приводится к виду:
/>.
/>=5,53 даН/мм2.
Тяжение в проводе, даН,
/>,
/>=957,8.
при tmin=-10°C:
/>
/>.
Полученное уравнение приводится к виду:
/>.
/>=10,74 даН/мм2.
Тяжение в проводе, даН,
/>=1860,2 даН.
Для наибольшего пролета lmax=194 м и наименьшего пролета lmin=125 м по формуле (7.2) рассчитываются стрелы провеса при максимальной и минимальной температурах, м,
lmax=194 м
/>=2,94;
/>=1,52;
lmin=125 м
/>=1,22;
/>=0,63.
Расчет при других температурах выполняется аналогично, результаты заносятся в таблицу 7.1.
Стрела провеса провода в габаритном пролете при температуре 15°С, м,
/>, (7.4) продолжение
–PAGE_BREAK–
/>=2,84.
Исходные данные для троса: σтгр=14,7 даН/мм2, γт1=8·10-3 даН/(м·мм2), t=15°C.
Стрела провеса троса в габаритном пролете в режиме грозы исходя из требуемого расстояния z для габаритного пролета, м,
/>, (7.5)
/>=3,104.
Определяется величина напряжения в тросе по известной величине fтгр, даН/мм2,
/>, (7.6)
/>=16,3.
Определяются напряжения в тросе при температуре монтажа из уравнения состояния, принимая в качестве исходного грозовой режим.
/>/>, (7.7)
Для наибольшего пролета lmax=194 м и наименьшего пролета lmin=125 м рассчитываются стрелы провеса троса, м,
/>, (7.8)
/>, (7.9)
Тяжение в тросе, даН,
/>, (7.10)
Расчет для температуры -10°С.
/>
/>
Полученное уравнение приводится к виду:
/>.
/>=20,33 даН/мм2.
Тяжение в тросе, даН,
/>=988 даН.
Стрела провеса при lmax=194 м, м,
/>=1,85.
Стрела провеса при lmin=125 м, м,
/>=0,77.
Расчет при других температурах выполняется аналогично, результаты заносятся в таблицу 7.2.
Таблица 7.1 – Монтажная таблица провода
Температура, °С
Напряжение, даН/мм2
Тяжение, даН
Стрела провеса в пролете длиной, м
l=194
l=125
-10
10
15
20
30
40
10,74
9,42
8,24
7,70
7,19
6,28
5,53
1860,2
1631,5
1427,2
1333,6
1245,3
1087,7
957,8
1,52
1,73
1,97
2,11
2,26
2,59
2,94
0,63
0,72
0,82
0,88
0,94
1,08
1,22
Таблица 7.2 – Монтажная таблица троса
Температура, °С
Напряжение, даН/мм2
Тяжение, даН
Стрела провеса в пролете длиной, м
194 м
125 м
-10
10
20
30
40
20,33
18,61
17,03
15,60
14,33
13,20
988,0
904,4
827,7
758,2
696,4
641,5
1,85
2,02
2,21
2,41
2,63
2,85
0,77
0,84
0,92
1,00
1,09
1,18
Монтажные графики для провода и троса изображены на рисунках 7.1 и 7.2.
/>
Рисунок 7.1 – Монтажные графики для провода
/>
Рисунок 7.2 – Монтажные графики для троса
Заключение
В данном курсовом проекте были рассмотрены основные этапы проектирования механической части воздушных ЛЭП: выполнены выбор промежуточных опор, механический расчет проводов и грозозащитного троса, выбор линейной арматуры, произведены расстановка опор по профилю трассы и расчет монтажных стрел провеса.
В ходе выполнения данного курсового проекта получены навыки пользования справочными материалами и нормативными документами, а также навыки выполнения самостоятельных инженерных расчетов с привлечением прикладного программного обеспечения персональных компьютеров.
Список литературы
1. Правила устройства электроустановок. – СПб.: Издательство ДЕАН, 2001. – 928 с.
2. Проектирование механической части воздушных ЛЭП. Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию. – Киров, 2004.-99 с.