ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА ПРОВОДА

Воздушная линия должна быть достаточно прочной, чтобы выдержать механические нагрузки. Для надежной работы проводов, опор и других конструктивных элементов их рассчитывают на механическую прочность.

Механический расчет ВЛ основан на применении некоторых положений дисциплины «Сопротивление материалов», обязательных указаниях Правил устройства электротехнических установок и Строительных норм и правил (СНиП). Он необходим для правильного проектирования электрических сетей.

Для различных напряжений и климатических районов страны разработаны типовые конструкции опор. Поэтому проектирование конструкций опор и механический расчет целесообразны только тогда, когда в типовых проектах отсутствуют опоры для данных условий или когда нет сортамента материалов, предусмотренного этим проектом.

На провода воздушных электрических линий действуют вертикальные (собственный вес провода, вес гололеда, образовавшегося на проводе) и горизонтальные (давление ветра) нагрузки. При их учете принимают некоторые допущения: предполагают равномерное распределение нагрузок по длине провода, нагрузки считают статическими, т. е. неизменными по значению.

Под действием механических нагрузок в материале провода появляются механические напряжения на растяжение. На их значение влияют также напряжения, которые возникают в проводе при уменьшении его длины, с понижением температуры.

Таким образом, для определения нагрузок на провода и механических напряжений в материале необходимо знать климатические условия в районе сооружения линии (толщину слоя льда, скорость ветра, максимальную, минимальную и среднюю температуры).

Наибольшие нормативные значения толщины слоя льда и скоростного напора ветра для всех линий напряжением свыше 1000 В определяют, исходя из повторяемости один раз в 10 лет, а для линий напряжением 3 кВ и ниже — один раз в 5 лет.

Расчетные температуры воздуха принимают по данным фактических наблюдений независимо от напряжения ВЛ и округляют до значений, кратных пяти.

Территория бывшего СССР разделена на пять районов, которые отличаются толщиной стенки гололеда (табл. 6.1). Чтобы определить, к какому району относится данная местность, следует пользоваться специальными картами (рис. 6.1).

По скоростным напорам ветра территория бывшего СССР разделена на семь районов (табл. 6.2). На рисунке 6.2 приведена карта районирования части территории бывшего СССР по скоростным напорам ветра. В таблице 6.2 в скобках даны скорости ветра, соответствующие приведенным в ней скоростным напорам.

Механические нагрузки на провода принято определять в единицах силы на единицу сечения и единицу длины провода. Их называют удельными механическими нагрузками.

Для многопроволочных проводов, учитывая конструкцию провода, рекомендуют считать их длину на 2...3 % больше, т. е. вводить в уравнения (6.1) и (6.2) коэффициент, равный 1,02...1,03. При температуре окружающего воздуха, близкой к 0 °С, с последующим небольшим понижением температуры до —5 °С на проводах образуется гололед в виде слоя льда. При температуре ниже -5 °С он обычно не удерживается.

Интенсивность образования гололеда зависит от высоты расположения данного места над уровнем моря, наличия незамерзших водоемов, способствующих созданию высокой влажности воздуха, и т. д. В некоторых районах гололед образуется очень интенсивно и его толщина достигает 50 мм. Это приводит к большим разрушениям воздушных линий. Их рассчитывают по фактическим условиям, а не по данным таблицы 6.1.

Пусть провод диаметром d (рис. 6.3) покрыт слоем гололеда толщиной b. Тогда вес гололеда, Н, на проводе длиной 1 м

И. А. Будзко, Т. Б. Лещинская, В. И. Сукманов, Электроснабжение сельского хозяйства, М., Колос, 2000