2.2 Удельные нагрузки на провод

При выполнении механического расчета проводов различных сечений F при различной длине пролета l удобно пользоваться удельными механическими нагрузками на провод, т.е. нагрузками, приведенными к 1 м длины пролета и 1 мм² сечения провода. Размерность удельной нагрузки - даН/м^.мм².

Удельная нагрузка от собственного веса провода определяется через вес Р одного км провода и его сечение, как

р₁ = Р ^.10^-3 / F. (2.2)

Удельная нагрузка от веса гололеда на проводе исходя из цилиндрической формы гололедных отложений составляет

р₂ = π g₀ C_max (d + C_max) / F, (2.3)

где g₀ = 0,9^.10³ даН/м³ = 0,9^.10^-3 даН/м^.мм² - плотность льда;

С_max - максимальная толщина стенки гололеда в соответствии с районом страны по гололеду, мм;

d - диаметр провода, мм.

Суммарная удельная нагрузка от веса провода и гололеда определяется суммированием нагрузок р₁ и р₂, поскольку обе эти нагрузки имеют одинаковое вертикальное направление. Таким образом,

р₃ = р₁ + р₂ (2.4)

Ветровая нагрузка действует на провод в горизонтальном направлении. При расчете удельной нагрузки от воздействия ветра учитывают максимальный скоростной напор ветра Q_max, даН/м², в соответствии с районом страны по ветру. Этот скоростной напор и скорость ветра V_max связаны соотношением

Q_max ≅ V_max/16 (2.5)

Удельная нагрузка от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу при отсутствии гололеда, составляет

р₄ = Q_max d ^.10^-3 / F (2.6)

Удельная нагрузка от давления ветра при наличии на проводе гололеда составляет

р₅ =0,25Q_max (d + 2C_max) ^.10^-3 / F (2.7)

При определении удельной нагрузки р₅ считается невозможным одновременное воздействие на провод и максимального напора ветра и максимального гололеда. Поэтому при расчете этой удельной нагрузки принимается, что напор ветра составляет 0,25Q_max.

Удельная нагрузка от веса провода без гололеда и ветра составляет

р₆ =√р₁² + р₄². (2.8)

Удельная нагрузка от веса провода, покрытого гололедом, и ветра составляет

р₇ = √р₃² + р₅². (2.9)

Удельные нагрузки р₆ и р₇ определяются геометрическим сложением составляющих, поскольку эти составляющие направлены вертикально (р₁ и р₃) и горизонтально (р₄ и р₅).

Для расчета проводов на механическую прочность ПУЭ регламентируют следующие сочетания климатических условий (режимы):

1. Режим низшей температуры при отсутствии ветра и гололеда, характеризуемый удельной нагрузкой р₁ и температурой t_min;

2. Режим среднегодовой температуры при отсутствии ветра и гололеда, характеризуемый удельной нагрузкой р₁ и температурой t_ср;

3. Режим наибольшей внешней нагрузки, характеризуемый удельной нагрузкой р_max и температурой t_г = -5^оС;

Температура t_г = - 5^оС, при которой имеют место интенсивное гололедообразование и максимальная ветровая нагрузка установлена по данным метеорологических наблюдений и принимается одинаковой для всех районов страны.

В режиме 3 в качестве наибольшей удельной нагрузки р_max принимается нагрузка р₆ или р₇. При соотношении р₇ > р₆ принимается р_max = р₇. При соотношении р₆ > р₇ принимается p_max = р₆.