Температура при гололеде без ветра
Произвести механический расчёт провода АС-120 с пролётом ,подвешенного на воздушной ЛЭП 110 кВ в III районе по гололёду и в III ветровом районе с температурами:
Сечение алюминия, ; сечение стали, ; общее сечение провода, ; диаметр провода, ; вес 1 км равен 492 кг ().
Удельные нагрузки (1…7):
1. Нагрузка от собственного веса провода
2. Нагрузка от веса гололёда (гололёд на проводе имеет цилиндрическую форму).
– удельный вес гололёда.
– толщина гололёда (берётся по таблице 1-5 Крюков К.П., Новгородцев Б.П. Конструкции и механический расчёт линий электропередачи, стр.27 (далее см. «Крюков»).
3. Нагрузка от веса провода с гололёдом.
4. Нагрузка от давления ветра на провод без гололёда. Значение (скоростной напор ветра)берём из таблицы (Крюков, стр.25).
Значение (коэффициент неравномерности) получаем интерполяцией. (Крюков, стр. 21).
Значение (аэродинамический коэффициент) также берём в таблице (Крюков, стр.20).
Интерполяция : Для для указаны значения коэффициента . По ним находим истинное значение .
– через скоростной напор.
– через скорость ветра
5. Нагрузка от давления ветра на провод с гололёдом.
При этом при гололёде, (Крюков, стр.31). не меняется.
6. Нагрузка от давления ветра и веса провода без гололёда.
7. Нагрузка от ветра и веса провода с гололёдом.
Теперь можно определить критические пролёты.
Исходные данные берём из таблиц.
(Крюков, стр.52).
Допускаемые напряжения:
(Крюков, стр.51).
(Три допускаемых напряжения (при наибольшей нагрузке, при низшей температуре и среднегодовой температуре) принимались до 1975 года для сталеалюминиевых проводов (высокое – при гололеде, ниже – при низшей температуре), для монометаллических проводов одинаковые. В 1975 году установлены допускаемые напряжения при низшей температуре такие же, как и при наибольшей нагрузке.)
Данные «n»-ных и «m»-ных условий выбираем по таблице, данной в теории. Выбираем также, какие нагрузки мы должны учесть из условий задачи.
В результате нами получен случай, когда .
Расчётным будет являться второй критический пролёт () (см. теорию).
В нашем случае , то есть .
Отсюда следует, что расчётными условиями будут являться условия наибольших нагрузок (гололёд).
Для определения наибольшей стрелы провеса провода нужно определить напряжения в проводе при различных атмосферных условиях.
Расчёт производим по уравнению состояния провода (см. теорию).
где:
– напряжение в материале провода при изменяющихся атмосферных условиях (см. теорию).
– действительная (заданная) длина пролёта.
– нагрузка на каждом из сочетаний атмосферных условий (см. теорию).
– модуль упругости.
– сравниваемое напряжение в материале провода. В данном случае получились гололёдные условия; в соответствии с этим напряжением:
– нагрузка при сравниваемых атмосферных условиях – – в нашем примере.
– соответственно, в нашем примере – температура гололёдообразования (-5ºС).
температура соответствующего сочетания атмосферных (климатических) условий.
Мы будем брать поочередно каждое сочетание климатических условий и определять напряжение в проводе, сравнивая с гололёдными «m»-ными условиями.
I сочетание (провода покрыты гололёдом; (скоростной напор)).
Из нашего предыдущего решения расчётные условия – гололёдные, то есть
II сочетание (провода покрыты гололёдом, ветра нет; )
Сравниваем все сочетания с гололёдными условиями («m»-ные условия)
Решаем это кубическое уравнение на логарифмической линейке (Крюков, стр.49).
III сочетание (скоростной напор – гололёда нет)
(то же).
(то же);
.
IV сочетание (гололёда и ветра нет; среднегодовая температура – ).
В нашем примере
(то же).
V сочетание ( ветра и гололёда нет).
(то же).
VI сочетание ( – режим низшей температуры; ветра и гололёда нет).
(то же).
VII сочетание ( – режим высшей температуры; ветра и гололёда нет).
(то же).
Теперь можно определить стрелы провеса. Нас интересует (для правильного выбора высоты опоры) наибольшая стрела провеса.
Наибольшая стрела провеса может быть в двух вероятных случаях: при гололёде (наибольшая нагрузка) без ветра; при меньшем напряжении в проводе при первой удельной нагрузке , то есть при высших температурах.
1. Определим стрелу провеса при гололёде без ветра (нет горизонтального отклонения проводов) – вероятное условие наибольшей стрелы провеса. В нашем примере (по таблице, см. теорию) определяем удельную нагрузку (II сочетание климатических условий).
Напряжение, по которому проводим расчёт берём также из II сочетания климатических условий по предыдущему расчёту.
2. Определим стрелу провеса при наименьшем напряжении в проводе, режиме наивысших температур – также вероятное условие наибольшей стрелы провеса.
Это VII сочетание климатических условий.
Из этих двух вероятных наибольших стрел провеса наибольшей получилась стрела провеса при II сочетании климатических условий.
Итак,
При других сочетаниях стрела провеса меньше.
Зная стрелу провеса можно выбрать стандартизованную опору по высоте.
УСПЕХОВ!
Источник
  | Фрагмент из руководства по краткосрочным прогнозам погоды под редакцией редакцией д-ра физ.мат. наук Н. Ф. Вельтищева Основными видами наземного обледенения являются следующие. Гололед бывает внутримассовый и фронтальный.
Графический метод прогноза гололеда (рисунок 1) разработан для юго-востока Западной Сибири, но применяется и в других районах страны; заблаговременность 12—36 ч. График для прогноза голлоледицы. Обледенение дорог, которое возникает вследствие выпадения твердых осадков (снежный накат и оледенелый снег), не всегда приводит к сильному скольжению на дорогах, поэтому оно менее опасно по сравнению с другими видами обледенения. |   |
Источник
Адрес страницы: Ссылка для сайта: Ссылка для форума: |
2.5.38
При расчете ВЛ и их элементов должны учитываться
климатические условия – ветровое давление, толщина стенки гололеда, температура
воздуха, степень агрессивного воздействия окружающей среды, интенсивность
грозовой деятельности, пляска проводов и тросов, вибрация.
Определение расчетных условий по ветру и гололеду должно
производиться на основании соответствующих карт климатического районирования
территории РФ (рис.2.5.1, 2.5.2 – см. цветную вклейку) с уточнением при
необходимости их параметров в сторону увеличения или уменьшения по региональным
картам и материалам многолетних наблюдений гидрометеорологических станций и
метеопостов за скоростью ветра, массой, размерами и видом гололедно-изморозевых
отложений. В малоизученных районах* для этой цели могут организовываться
специальные обследования и наблюдения.
_______________
* К малоизученным районам относятся горная местность и
районы, где на 100 км трассы ВЛ для характеристики климатических условий
имеется только одна репрезентативная метеорологическая станция.
Рис.2.5.1. Карта районирования территории РФ по ветровому
давлению
Рис.2.5.2. Карта районирования территории РФ по тощине
стенки гололеда
При отсутствии региональных карт значения климатических
параметров уточняются путем обработки соответствующих данных многолетних
наблюдений согласно методическим указаниям (МУ) по расчету климатических
нагрузок на ВЛ и построению региональных карт с повторяемостью 1 раз в 25 лет.
Основой для районирования по ветровому давлению служат
значения максимальных скоростей ветра с 10-минутным интервалом осреднения
скоростей на высоте 10 м с повторяемостью 1 раз в 25 лет. Районирование по
гололеду производится по максимальной толщине стенки отложения гололеда
цилиндрической формы при плотности 0,9 г/см на проводе диаметром 10 мм, расположенном
на высоте 10 м над поверхностью земли, повторяемостью 1 раз в 25 лет.
Температура воздуха определяется на основании данных
метеорологических станций с учетом положений строительных норм и правил и
указаний настоящих Правил.
Интенсивность грозовой деятельности должна определяться по
картам районирования территории РФ по числу грозовых часов в году (рис.2.5.3 –
см. цветную вклейку), региональным картам с уточнением при необходимости по
данным метеостанций о среднегодовой продолжительности гроз.
Рис.2.5.3. Карта районирования территории РФ по
среднегодовой продолжительности гроз в часах
Степень агрессивного воздействия окружающей среды
определяется с учетом положений СНиПов и государственных стандартов, содержащих
требования к применению элементов ВЛ, гл.1.9 и указаний настоящей главы.
Определение районов по частоте повторяемости и
интенсивности пляски проводов и тросов должно производиться по карте
районирования территории РФ (рис.2.5.4 – см. цветную вклейку) с уточнением по
данным эксплуатации.
Рис.2.5.4. Карта районирования территории РФ по пляске
проводов
По частоте повторяемости и интенсивности пляски проводов и
тросов территория РФ делится на районы с умеренной пляской проводов (частота
повторяемости пляски 1 раз в 5 лет и менее) и с частой и интенсивной пляской
проводов (частота повторяемости более 1 раза в 5 лет).
2.5.39
При определении климатических условий должно быть
учтено влияние на интенсивность гололедообразования и на скорость ветра
особенностей микрорельефа местности (небольшие холмы и котловины, высокие
насыпи, овраги, балки и т.п.), а в горных районах – особенностей микро- и
мезорельефа местности (гребни, склоны, платообразные участки, днища долин,
межгорные долины и т.п.).
2.5.40
Значения максимальных ветровых давлений и толщин
стенок гололеда для ВЛ определяются на высоте 10 м над поверхностью земли с
повторяемостью 1 раз в 25 лет (нормативные значения).
2.5.41
Нормативное ветровое давление , соответствующее 10-минутному
интервалу осреднения скорости ветра (), на высоте 10 м над поверхностью земли
принимается по табл.2.5.1 в соответствии с картой районирования территории
России по ветровому давлению (рис.2.5.1) или по региональным картам
районирования.
Таблица 2.5.1Нормативное ветровое давление на высоте 10 м над поверхностью земли
Район по | Нормативное ветровое давление , Па (скорость ветра , м/с) |
I | 400 (25) |
II | 500 (29) |
III | 650 (32) |
IV | 800 (36) |
V | 1000 (40) |
VI | 1250 (45) |
VII | 1500 (49) |
Особый | Выше 1500 (выше 49) |
Полученное при обработке метеоданных нормативное ветровое
давление следует округлять до ближайшего большего значения, приведенного в
табл.2.5.1.
Ветровое давление определяется по формуле, Па
.
Ветровое давление более 1500 Па должно округляться до
ближайшего большего значения, кратного 250 Па.
Для ВЛ 110-750 кВ нормативное ветровое давление должно
приниматься не менее 500 Па.
Для ВЛ, сооружаемых в труднодоступных местностях, ветровое
давление рекомендуется принимать соответствующим району на один выше, чем
принято для данного региона по региональным картам районирования или на
основании обработки материалов многолетних наблюдений.
2.5.42
Для участков ВЛ, сооружаемых в условиях,
способствующих резкому увеличению скоростей ветра (высокий берег большой реки,
резко выделяющаяся над окружающей местностью возвышенность, гребневые зоны
хребтов, межгорные долины, открытые для сильных ветров, прибрежная полоса морей
и океанов, больших озер и водохранилищ в пределах 3-5 км), при отсутствии
данных наблюдений нормативное ветровое давление следует увеличивать на 40% по
сравнению с принятым для данного района. Полученные значения следует округлять
до ближайшего значения, указанного в табл.2.5.1.
2.5.43
Нормативное ветровое давление при гололеде с повторяемостью 1 раз в
25 лет определяется по формуле 2.5.41, по скорости ветра при гололеде .
Скорость ветра принимается по региональному районированию
ветровых нагрузок при гололеде или определяется по данным наблюдений согласно
методическим указаниям по расчету климатических нагрузок. При отсутствии
региональных карт и данных наблюдений . Для ВЛ до 20 кВ нормативное ветровое
давление при гололеде должно приниматься не менее 200 Па, для ВЛ 330-750 кВ –
не менее 160 Па.
Нормативные ветровые давления (скорости ветра) при гололеде
округляются до ближайших следующих значений, Па (м/с): 80 (11), 120 (14), 160
(16), 200 (18), 240 (20), 280 (21), 320 (23), 360 (24).
Значения более 360 Па должны округляться до ближайшего
значения, кратного 40 Па.
2.5.44
Ветровое давление на провода ВЛ определяется по
высоте расположения приведенного центра тяжести всех проводов, на тросы – по
высоте расположения центра тяжести тросов, на конструкции опор ВЛ – по высоте
расположения средних точек зон, отсчитываемых от отметки поверхности земли в
месте установки опоры. Высота каждой зоны должна быть не более 10 м.
Для различных высот расположения центра тяжести проводов,
тросов, а также средних точек зон конструкции опор ВЛ ветровое давление
определяется умножением его значения на коэффициент , принимаемый по табл.2.5.2.
Таблица 2.5.2 Изменение коэффициента по высоте в зависимости от типа местности
Высота | Коэффициент для типов местности | ||
А | В | С | |
До 15 | 1,00 | 0,65 | 0,40 |
20 | 1,25 | 0,85 | 0,55 |
40 | 1,50 | 1,10 | 0,80 |
60 | 1,70 | 1,30 | 1,00 |
80 | 1,85 | 1,45 | 1,15 |
100 | 2,00 | 1,60 | 1,25 |
150 | 2,25 | 1,90 | 1,55 |
200 | 2,45 | 2,10 | 1,80 |
250 | 2,65 | 2,30 | 2,00 |
300 | 2,75 | 2,50 | 2,20 |
350 и выше | 2,75 | 2,75 | 2,35 |
Примечание. Типы местности соответствуют определениям,
приведенным в 2.5.6.
Полученные значения ветрового давления должны быть
округлены до целого числа.
Для промежуточных высот значения коэффициентов определяются линейной
интерполяцией.
Высота расположения приведенного центра тяжести проводов
или тросов для
габаритного пролета определяется по формуле, м
,
где – среднеарифметическое значение высоты
крепления проводов к изоляторам или среднеарифметическое значение высоты
крепления тросов к опоре, отсчитываемое от отметок земли в местах установки
опор, м;
– стрела провеса провода или троса в середине пролета при
высшей температуре, м.
2.5.45
При расчете проводов и тросов ветер следует принимать
направленным под углом 90° к оси ВЛ.
При расчете опор ветер следует принимать направленным под
углом 0°, 45° и 90° к оси ВЛ, при этом для угловых опор за ось ВЛ принимается
направление биссектрисы внешнего угла поворота, образованного смежными участками
линии.
Источник