Расчёт кривых провисания провода

Расчёт проводов ЛЭП на прочность

 

Постановка задачи и исходные данные

 

Цель курсового проекта: Спроектировать линию электропередачи (ЛЭП) и рассчитать для неё опоры при заданном ветровом районе по гололёду.

Для заданной линии ЛЭП необходимо определить нагрузки, действующие на провод для трёх расчётных режимов, напряжения в проводе, стрелу провеса, величину наибольшего провисания и её координаты, первоначальную длину провеса.

Построить кривые провисания проводов.

При расчёте принято:

длина пролёта l = 300 м;

разность уровней точек подвеса h = 35 м;

марка провода по ГОСТ 839-59 - АС-400;

район по гололёду - IV;

район по ветру - VI;

температура, при которой подвешен провод Т₀ = 0°С;

среднегодовая температура T_III = 0°С;

минимальная температура T_I = - 40°С;

коэффициент скоростного напора k = 1.

 

Определение характеристик провода

 

Площадь сечения провода F = 493,3 мм².

Расчётный диаметр провода d = 29 мм.

Расчётный вес провода q_п = 1,840 даН/м.

Модуль упругости материала Е = 8900 даН/мм².

Коэффициент температурного линейного расширения  град ^-1.

 

Определение расчётной нагрузки для каждого режима

 

1.3.1 I режим - минимальной температуры (T_I = - 40°С; гололёд и ветер отсутствуют). Интенсивность нагрузки от собственного веса для провода марки АС-300 по ГОСТ 839-59

 

 даН/м

 

Удельная нагрузка

 

 

1.3.2 II режим - максимальной нагрузки (T_II = - 5°С; гололёд и ветер)

Толщина стенки гололёда b = 20 мм (IV район).

Скоростной напор ветра  даН/м² (I район; при наличии гололёда скоростной напор принимается равным 25% от нормативного q_н).

Удельный вес льда провода

 

.

 

Интенсивность нагрузки от гололёда:

 

 даН/м.

 

Интенсивность нагрузки от давления ветра:

 даН/м

 

(Здесь с = 1,2 - аэродинамический коэффициент).

Суммарная интенсивность нагрузки:

 

 даН/м.

 

Удельная нагрузка

 

 

1.3.3 III режим - среднегодовой температуры (T_I = 0°С; гололёд и ветер отсутствуют).

Как и для I режима:

 

 даН/м; .

 

Вычисленные нагрузки и допускаемые напряжения для трёх режимов сведены в таблицу.

 

Расчётный режим	Допускаемые напряжения, даН/мм2	Температура Т, °С	Интенсивность нагрузки, даН/м	Удельная нагрузка,
I II III	11,5 13,0 7,75	40 5 0	1,840 4,82 1,840	0,00372 0,00977 0,00372

Вычисление длины критических пролётов

 

Длину критических пролётов вычисляем по формуле:

 

 

По этой формуле находим, принимая

 

0,9933

Полученное соотношение критических величин пролётов ( ) соответствует случаю № 2, пролеты  и  в этом случае фиктивные, физического смысла не имеют и находятся на пересечении прямой III - III с продолжением кривых I - III и II - III (см. рис.1) Для пролетов L расчет. < L 2 кр. исходным является режим I, а при L расчет. > L 2 крит. режим II, где L расчет. - длина пролета, по которому ведется расчет (задана по условию).

 

Рисунок 1

Расчёт кривых провисания провода

 

1.5.1 Режим II. Горизонтальное натяжение нити:

 

даН.

 

Величина наибольшего провисания:

 

 

Абсцисса, определяющая положение низшей точки:

 

Из решения видно, что низшая точка кривой провисания лежит за пределами пролёта.

Стрела провисания

 

м

 

Конечная длина провода

 

 

Первоначальная длина провода

 

 

По выполненным расчётам строим кривую провисания провода

(рис.2).

 

Рис.2

 

1.5.2 Режим I

Для режима I используем уравнение состояния провода

 

 

где индекс m означает исходный режим, индекс n - исследуемый режим.

В нашем случае имеем:

 

или

 

После упрощения получим:

 

 

откуда  даН/мм².

Дальнейший расчёт проводим аналогично расчёту режима II:

 

даН;

;

;

;

 

По полученным данным строим кривую провисания провода аналогично режиму I (см. рисунок 3).

 

Рис.3

 

1.5.2 Режим III

Для режима III имеем:

 

или

 

После упрощения получим:

откуда  даН/мм².

даН;

;

;

;

 

По полученным данным строим кривую провисания провода аналогично режиму III (см. рисунок 4).

 

Расчёт опоры ЛЭП