2.4 Расчет монтажных стрел провеса

Как отмечалось выше, основной задачей механического расчета провода является определение таких условий его монтажа, чтобы в процессе эксплуатации линии механические напряжения в проводе в режимах низшей температуры, среднегодовой температуры и наибольшей внешней нагрузки не превышали допустимых значений.

Введем понятие монтажного режима. Монтаж проводов осуществляется при отсутствии гололеда, сильного ветра, но при любой температуре. Следовательно, монтажный режим характеризуется удельной нагрузкой р₁, температурой монтажа t_м и механическим напряжением в проводе при его монтаже σ_м. Температура монтажа t_м может изменяться в пределах

t_min < t_м < t_max (2.20)

где t_max - высшая температура, установленная на основе метеорологических наблюдений в данном районе.

Механическое напряжение в проводе в монтажном режиме σ_м рассчитывается по уравнению состояния провода (2.10), в левую часть которого подставляются параметры исходного режима [σ_исх], p_исх и t_исх, а в правую – параметры монтажного режима р₁ и t_м. Температура монтажа изменяется в диапазоне (2.20) с шагом ∆t = 5...10^оС. По результатам расчетов строится зависимость σ_м = f(t_м), показанная на рисунке 2.1.

Пользоваться зависимостью σ_м = f(t_м) при монтаже провода весьма неудобно, поскольку непосредственный замер механического напряжения в проводе затруднителен. Поэтому от механического напряжения в проводе переходят к его стреле провеса, которая рассчитывается по выражению

f_м = р₁ l² / 8σ_м (2.21)

Стрелу провеса удобно контролировать при монтаже провода. Зависимость f_м = f(t_м), называемая также монтажным графиком, приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Монтажный график провода сечением F в пролете длиной l

Таким образом, при монтаже провода его стрелу провеса следует устанавливать в соответствии с зависимостью f_м = f(t_м). При этом механическое напряжение в проводе во всех возможных в эксплуатации сочетаниях климатических условий не превысит допустимого значения.

2.5 Проверка габарита воздушной линии

ПУЭ устанавливают наименьшее допустимое расстояние от низшей точки провисания провода до земли. Это расстояние называется габаритом ВЛ. В табл. 2.1 приведены наименьшие допустимые значения габарита h_г для ВЛ различного напряжения в зависимости от характера местности.

Таблица 2.1

Характер местности Габарит hг, м, при напряжении 35 кВ 110 кВ 220 кВ
населенная	7	7	8
ненаселенная	6	6	7
труднодоступная	5	5	6

При выбранной конструкции унифицированной опоры величина габарита воздушной линии h_г должна удовлетворять условию, вытекающему из рисунка 2.2:

h_п-з – λ – f_max > h_г (2.22)

где h_п-з - расстояние от точки подвеса нижнего провода до земли;

λ - длина гирлянды изоляторов (см. Приложение 5);

f_max - максимальная стрела провеса провода.

Из условия (2.22) видно, что величина габарита ВЛ зависит от максимальной стрелы провеса провода f_max, поскольку остальные составляющие этого условия однозначно определяются геометрическими размерами опоры и гирлянды изоляторов (см. приложение 3 и 5). Поэтому для проверки регламентируемого ПУЭ габарита ВЛ необходимо знать максимальную стрелу провеса провода f_max.

Рисунок 2.2 – Фрагмент воздушной линии электропередачи

Максимальная стрела провеса провода f_max может иметь место в одном из двух режимов:

в режиме максимальной температуры, когда провод в пролете имеет максимальную длину, вследствие температурного удлинения; этот режим характеризуется параметрами р₁ и t_max;

в режиме максимального гололеда без ветра, когда провод максимально растянут в вертикальном направлении внешней нагрузкой; этот режим характеризуется параметрами р₃ и t_г = -5^оС.

Для каждого из этих двух режимов решается уравнение состояния провода (2.10), в левую часть которого подставляются параметры исходного режима [σ_исх], p_исх и t_исх, а в правую часть -параметры режима максимальной температуры р₁ и t_max или параметры режима гололеда без ветра р₃, t_г = -5^оС.

В результате решения неполного кубического уравнения вычисляются механические напряжения в проводе в режиме максимальной температуры σ_tmax и в режиме гололеда без ветра σ_г. Через эти напряжения по выражениям

f_max= р₃ l² / 8σ_г, (2.23)

f_max = р₁ l² / 8σ_tmax (2.24)

рассчитываются максимальные значения стрел провеса провода и проверяется условие (2.22). При невыполнении этого условия следует, например, принять унифицированную опору большей строительной высоты Н.