Расчет удельных нагрузок на воздушную линию выполненную проводом А35 в условиях Амурской области

При эксплуатации линий электропередач большую роль играет влияние таких факторов как воздействие растягивающего и сжимающего усилия под действием различных климатических и прочих факторов. Провода воздушной линии испытывают действие нагрузок – вертикальных (вес провода и гололеда) и горизонтальных (давление ветра). В результате этих нагрузок в металле проводов возникают растягивающие напряжения. [1].

При расчетах проводов ВЛ на механическую прочность необходимо определять напряжения в проводах и стрелы провесов при всех возможных эксплуатационных сочетаниях климатических условий. Поскольку таких сочетаний может быть большое количество, то ПУЭ 2003 г., п.2.5.33. оговаривает ряд условий расчет, для которых является обязательным. Для определения механических нагрузок вводятся следующие исходные данные, приведенные в таблице 1 (рассматривается провод АС 35 как самый распространенный).

Таблица 1 – Исходные данные

Механические характеристики применяемого п				ри расчете п	ровода марки АС 35
Число и номинальное сечение жил, шт×мм2	Диаметр несущей жилы, мм	Диаметр провода, мм	Масса провода, кг/м	Разрывное усилие несущей жилы, кН	Модуль упругости несущей жилы, Н/мм2	Коэффициент линейного расширения, град–1
6×6,2+1×6,2	2,8	8,4	0,148	13,5	8250	19,2x10–6

Произведем расчет составляющих удельной нагрузки. Удельная нагрузка от собственного веса провода для А 35 (табл.2):

Х 1 = *

^F0   ,                                                        (1)

где p 1 – вес одного метра провода, Н/м;

F 0 – фактическое сечение несущей жилы провода, мм². [3]

Х,= — = 0,239^ 1 • 11 2 .

¹    6,2

Удельная нагрузка от веса гололеда λ 2 определяется исходя из условия, что гололедные отложения имеют цилиндрическую форму плотностью ρ 0 =9·10^–3 Н/(м·мм²):

,    p₀ • п ■ b • ( d + b ) • K ■ K_p ■ K_f ■ K_d

0   э   э Hpfd

^ 2 =                    ^                    ,                      (2)

F ₀

где b э – толщина стенки гололеда, мм;

d – диаметр провода, мм;

F 0 – фактическое сечение несущей жилы провода, мм²;

K н – коэффициент надежности по ответственности; K р – региональный коэффициент, принимаемый равным 1 для ВЛ до 1кВ; K f – коэффициент надежности по гололедной нагрузке; K d – коэффициент условий работы, равный 0.5.

Удельная нагрузка от собственного веса провода и веса гололеда – λ 3 :

Л 3 = A i + ^ 2 ,                                     (3)

Удельная нагрузка от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу при отсутствии гололеда – λ 4 :

л

q max • K ■ a . • C x • d • K h • K p ■ K f

F 0

где q max – максимальное ветровое давление, Н/мм²;

α ω – коэффициент, учитывающий неравномерность ветрового давления;

C x – коэффициент лобового столкновения;

d – диаметр провода, мм;

Kн – коэффициент надежности по ответственности; Kр – региональный коэффициент, принимаемый равным 1 для ВЛ до 1 кВ; Kf – коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1.1; Kl – коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку;

F 0 – фактическое сечение несущей жилы провода, мм². [2, 3]

Удельная нагрузка от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу, при наличии гололеда λ 5 :

q0 • K • a. . Cx . (d + 2Ьэ) • Kh • Kp • Kf л5 =------------------------------------------ ,                      (5)

F ₀

где q'=0.25·q max ;

q max – максимальное ветровое давление, Н/м²;

α ω – коэффициент, учитывающий неравномерность ветрового давления;

C x – коэффициент лобового столкновения;

• d – диаметр провода, мм;

• b э – толщина стенки гололеда, мм;

K н – коэффициент надежности по ответственности; K р – региональный коэффициент, принимаемый равным 1 для ВЛ до 1 кВ; K f – коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1.1; K l – коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку;

• F 0 – фактическое сечение несущей жилы провода, мм².

Удельная нагрузка от давления ветра и веса провода без гололеда – λ 6 :

A, = 42+^4^,                            (6)

Удельная нагрузка от давления ветра и веса провода, покрытого гололедом – λ 7 :

4 7 = 7 4 3 + Л 5 ,

Таблица 2 – Расчет удельных нагрузок проводов, Н/(м·мм2)

Число и номинальное сечение жил, шт·мм2	λ 1	λ 2	λ 3	λ 4	λ 5	λ 6	λ 7
6×6,2+1×6,2	0,239	1,02	1,259	0,612	0,642	0,657	1,41

Таким образом исходя из представленных расчетов в Амурской области на провода линии электропередач выполненные проводом А 35 действует удельная нагрузка 1,41 Н/(м·мм2) при нормативном усилии 5,913 Н/(м·мм2) таким образом расчетное значение не превышает заводское, что говорит о том, что вероятность разрыва лини электропередач при принятых условиях мала.