Чешев В.Ф. Основы расчета и проектирования механической части воздушных линий электропередачи
Подождите немного. Документ загружается.
33
для построения монтажных графиков), а при гололеде без ветра -
)(88,3
85,148
2401001,8
8
23
2
3
max
мf
г
=
⋅
⋅⋅
=
⋅
=
−
σ
γ
l
8. Определение высоты опоры ВЛ
Высота
промежуточной
опоры
определяется
высотой
точки
подвеса
ниж
-
ней
гирлянды
изоляторов
-
расстоянием
до
нижней
траверсы
,
которая
в
свою
очередь
зависит
от
многих
факторов
,
таких
как
:
напряжение
ВЛ
,
вид
местности
,
по
которой
проходит
ВЛ
(
трассировка
),
максимальная
стрела
провеса
провода
,
длина
гирлянды
,
увеличение
стрелы
провеса
за
счет
обрыва
провода
в
соседнем
пролете
и
расстояния
между
траверсами
и
грозозащитным
тросом
.
Тогда
полная
высота
промежуточной
опоры
определится
из
следующего
выражения
:
H = h
нт
+
Σ
h
1
+ h
тр
(51)
где
h
нт
-
расстояние
до
нижней
траверсы
,
м
;
Σ
h
1
-
суммарное
расстояние
между
траверсами
по
вертикали
,
м
; h
тр
-
расстояние
от
траверсы
до
грозоза
-
щитного
троса
,
или
высота
тросостойки
,
м
.
В
свою
очередь
высота
до
нижней
траверсы
определяется
как
h
нт
= h
н
+ h
о
+ f
max
+
ℓг
+ h
з
(52)
где
h
н
габаритный
размер
,
то
есть
минимально
допустимое
расстояние
от
по
-
верхности
земли
до
провода
в
точке
наибольшего
его
провисания
,
м
; h
о
-
вели
-
чина
по
вертикали
,
на
которую
опустится
провод
в
случае
обрыва
провода
в
со
-
седнем
пролете
,
м
; f
max
-
максимальная
стрела
провеса
провода
,
м
;
ℓг
-
длина
гирлянды
,
м
; h
з
-
запас
по
высоте
,
учитывающий
ошибки
в
топографической
съемке
профиля
и
отступления
от
пикета
при
выносе
центров
опор
в
натуре
,
м
.
Рассмотрим
определение
каждой
из
величин
,
входящих
в
выражение
Габаритный размер. Габаритный
размер
,
или
минимально
допустимое
расстояние
от
поверхности
земли
до
провода
в
точке
наибольшего
его
провеса
,
зависит
от
трассировки
и
напряжения
ВЛ
.
При
определении
трассировки
разли
-
чают
следующие
местности
.
Населенная
местность
.
Населенной
местностью
называются
земли
горо
-
дов
в
пределах
городской
черты
в
границах
их
перспективного
развития
на
10
лет
,
пригородные
и
зеленые
зоны
,
курорты
,
земли
поселков
городского
типа
в
пределах
поселковой
черты
и
сельских
населенных
пунктов
в
пределах
черты
этих
пунктов
.
Не населенная
местность
.
Не
населенной
местностью
называются
земли
единого
государственного
земельного
фонда
,
за
исключением
населенной
и
труднодоступной
местности
.
К
ненаселенной
местности
Правила
устройства
электроустановок
(
ПУЭ
)
относят
незастроенные
местности
,
хотя
бы
и
часто
по
-
сещаемые
людьми
,
доступные
для
транспорта
и
сельскохозяйственных
машин
,
34
сельскохозяйственные
угодья
,
огороды
,
сады
,
местности
с
отдельными
редко
стоящими
строениями
и
временными
сооружениями
.
Трудно доступная
местность
.
Труднодоступной
местностью
называется
местность
,
недоступная
для
транспорта
и
сельскохозяйственных
машин
.
Застроенная
местность
. 3
астроенной
местностью
в
ПУЭ
называются
территории
городов
,
поселков
и
сельских
населенных
пунктов
в
границах
фак
-
тической
застройки
,
защищающие
ВЛ
с
обеих
сторон
от
поперечных
ветров
.
Значения
габаритного
размера
можно
принимать
по
данным
таблицы
9
Таблица
9
Наименьшее
расстояние
м
.,
при
напряжении
ВЛ
,
кВ
.
Характеристика
местности
до
110 150 220 330 500
Населенная
местность
7 7 7,5 8 8
Не
населенная
местность
6 6,5 7 7,5 8
Труднодоступная
местность
5 5,5 6 6,5 7
Не
доступные
склоны
гор
,
ска
-
лы
,
утесы
и
т
.
п
.
3 3,5 4 4,5 5
Районы
тундры
,
степей
с
поч
-
вами
не
пригодными
для
зем
-
леделия
,
пустыни
6 6 6,5 6,5 7
Увеличение стрелы провеса
(h
о)
провода
за
счет
обрыва
в
соседних
пролетах
.
Увеличение
стрелы
провеса
провода
за
счет
обрыва
в
соседних
пролетах
во
многом
зависит
от
числа
уцелевших
пролетов
.
Эту
поправку
учитывают
,
как
правило
,
только
в
пролетах
пересечения
с
инженерными
сооружениями
.
Подробный
расчет
увеличения
стрелы
провеса
провода
за
счет
обрыва
в
соседних
пролетах
в
данной
работе
не
рассматривается
,
но
при
необходимости
при
обрыве
провода
в
соседнем
пролете
увеличение
стрелы
провеса
провода
можно
принять
приближенно
равной
h
о
= (0,02•••0,025)•
ℓ
(53)
Определение максимальной стрелы провеса
провода
было
подробно
рассмотрено
выше
.
Запас по высоте
,
учитывающий
ошибки
в
топографической
съемке
про
-
филя
и
отступления
от
пикета
при
выносе
центров
опор
в
натуре
можно
прини
-
мать
в
пределах
h
з
= (0,2 ··0,5)
м
.
в
зависимости
от
напряжения
ВЛ
.
При
разработке
конструкций
опор
прежде
всего
должны
быть
определе
-
ны
размеры
ствола
.
Вообще
говоря
высота
опоры
определяется
путем
технико
-
экономических
сравнений
общей
стоимости
участка
линии
с
опорами
различ
-
ной
высоты
.
Чем
ниже
опора
,
тем
меньше
ее
масса
,
но
тем
больше
число
опор
,
а
следовательно
,
и
фундаментов
,
изоляции
и
так
далее
.
35
Во
избежании
многообразия
конструкций
в
Российской
Федерации
при
-
няты
оптимальные
высоты
стальных
промежуточных
опор
до
нижней
траверсы
(
типовые
опоры
).
Таким
образом
,
определив
высоту
до
нижней
траверсы
,
мы
можем
вы
-
брать
типовую
опору
с
дальнейшем
уточнением
ее
параметров
.
Ширину
верхней
части
ствола
опор
следует
подбирать
так
,
чтобы
при
сварной
конструкции
было
возможно
крепление
раскосов
к
поясам
без
фасо
-
нок
,
а
при
болтовой
—
с
помощью
одного
болта
.
База
опоры
(
ширина
ее
ствола
)
у
основания
определяется
главным
образом
условиями
закрепления
опор
в
грунте
,
тщ
есть
допустимыми
нагрузками
на
фундаменты
.
При
увеличении
ба
-
зы
уменьшаются
усилия
в
поясах
и
,
следовательно
,
их
масса
,
но
возрастает
масса
решетки
.
Оптимальные
размеры
ствола
стальных
башенных
опор
определяются
в
результате
сравнения
вариантов
.
Практика
проектирования
показывает
,
что
для
башенных
промежуточных
опор
110 — 150
КВ
ширину
ствола
вверху
целесо
-
образно
принимать
в
пределах
600 — 1200
мм
,
у
анкерных
опор
1000 — 1500
мм
.
Для
опор
линий
220 — 330
КВ
при
проводах
большего
сечения
и
длинных
пролетах
,
характерных
для
линий
этого
класса
,
ширина
ствола
вверху
на
про
-
межуточных
опорах
принимается
1000 — 1400
мм
,
а
у
анкерных
1500 — 2000
мм
;
для
свободностоящих
портальных
опор
линий
500
КВ
ширину
ствола
на
отметке
траверсы
можно
рекомендовать
в
пределах
800 — 1000
мм
.
База
у
основания
унифицированных
опор
принята
2,0 — 3,0
м
для
про
-
межуточных
и
4,6 — 6,0
м
для
анкерных
опор
линий
110—150
КВ
, 4,5 — 5,5
м
для
промежуточных
и
8,0 — 10,0
м
для
анкерных
опор
линий
220
и
330
КВ
.
Та
-
кие
размеры
базы
обеспечивают
возможность
применения
сборных
фундамен
-
тов
.
Унифицированные
свободностоящие
опоры
выполняются
либо
с
соеди
-
нениями
всех
элементов
на
болтах
,
либо
со
сварными
верхними
и
болтовыми
нижними
секциями
.
При
проектировании
сварных
опор
необходимо
учитывать
транспортные
условия
:
сварные
секции
должны
иметь
размеры
,
не
выходящие
за
пределы
га
-
баритов
железнодорожных
вагонов
,
и
по
возможности
обеспечивать
наиболее
полное
использование
грузоподъемности
вагонов
и
других
транспортных
средств
.
Исходя
из
этого
,
ствол
опоры
выполняется
из
секций
размерами
от
6
м
.
до
9
м
.
с
рядом
кратным
0,5
м
.
9. Нагрузки, действующие на опору и их определения.
Различают
следующие
виды
нагрузок
,
действующих
на
опору
ВЛ
.
Постоянные нагрузки -
нагрузки
от
собственного
веса
опоры
,
проводов
и
тросов
без
гололеда
,
изоляторов
,
а
также
нагрузки
от
тяжения
проводов
и
тросов
при
средне
годовой
температуре
и
отсутствии
ветра
и
гололеда
.
Кратковременные нагрузки -
возникают
от
давления
ветра
на
опору
,
провода
,
тросы
;
вес
гололеда
;
монтажные
нагрузки
.
К
кратковременным
на
-
36
грузкам
относятся
также
нагрузки
от
тяжения
проводов
и
тросов
сверх
их
зна
-
чения
при
средне
годовой
температуре
.
Особые временные нагрузки -
возникают
при
обрыве
проводов
и
тросов
,
сейсмические
нагрузки
.
Различные
состояния
ВЛ
или
ее
отдельных
участков
в
процессе
эксплуа
-
тации
и
монтажа
называются
режимами
работы
линии
.
Нормы
предусматрива
-
ют
три
режима
работы
линии
:
нормальный
,
аварийный
и
монтажный
.
Нормальным режимом
работы
конструкции
ВЛ
называется
работа
при
необорванных
проводах
и
тросах
.
Работа
ВЛ
в
этом
режиме
происходит
в
больший
период
времени
ее
эксплуатации
,
поэтому
нормальному
режиму
соот
-
ветствует
основное
сочетание
нагрузок
:
постоянные
плюс
кратковременные
на
-
грузки
.
Аварийным режимом
называется
работа
конструкции
ВЛ
при
полностью
или
частично
оборванных
проводах
и
тросах
.
Время
действия
нагрузок
этого
режима
,
как
правило
,
весьма
непродолжительное
.
На
некоторых
линиях
обры
-
вы
проводов
и
тросов
не
наблюдаются
за
все
время
их
эксплуатации
.
Поэтому
в
расчетах
по
аварийному
режиму
расчетные
нагрузки
умножаются
на
пони
-
жающие
коэффициенты
сочетаний
.
Сочетание
нагрузок
этого
режима
относит
-
ся
к
особым
сочетаниям
.
Монтажный режим -
это
работа
конструкции
в
условиях
монтажа
опо
-
ры
,
подвески
проводов
и
тросов
.
Сочетание
нагрузок
этого
режима
называется
дополнительным
.
В
данной
работе
рассматривается
только
нормальный
режим
работы
ВЛ
.
В
нормальном
режиме
на
промежуточную
опору
действуют
вертикальные
и
горизонтальные
нагрузки
.
9.1 Вертикальные нормативные нагрузки.
Собственный вес опоры
.
Собственный
вес
опоры
на
первоначальной
стадии
проектирования
можно
определить
по
зависимости
HgG
н
о
⋅
⋅⋅
⋅=
==
=
(54)
где
н
о
G
-
нормативная
величина
собственного
веса
опоры
,
приложенная
в
цен
-
тре
ее
тяжести
;
считая
,
что
центр
тяжести
опоры
расположен
на
расстоянии
0,5
Н
над
землей
;
Н
-
высота
опоры
до
грозозащитного
троса
,
м
; g -
вес
одного
погонного
метра
высоты
опоры
.
Величиной
g
в
предварительных
расчетах
за
-
даются
,
используя
данные
существующих
проектов
опор
.
Ориентировочно
можно
принять
: g = 150
даН
/
м
-
для
одно
-
и
двух
цепных
промежуточных
опор
при
напряжении
ВЛ
220
кВ
; g = 170
даН
/
м
–
для
одно
цепной
промежуточной
опоры
при
напряжении
ВЛ
330
кВ
; g = 250
даН
/
м
-
для
двух
цепной
промежу
-
точной
опоры
при
напряжении
ВЛ
330
кВ
; g=350
даН
/
м
-
для
промежуточной
опоры
при
напряжении
ВЛ
500
кВ
.
Собственный
вес
гирлянды
изоляторов
.
Собственный
вес
гирлянды
изоляторов
,
даН
37
изиз
н
из
gnG ⋅
⋅⋅
⋅=
==
=
(55)
где
n
ИЗ
-
число
изоляторов
в
гирлянде
; g
ИЗ
-
вес
одного
изолятора
,
даН
.
Нагрузка
от
веса
провода
без
гололеда
.
Нагрузка
от
веса
провода
без
гололеда
,
даН
,
определяется
как
вес1
н
п
kFG l⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅γ
γγ
γ=
==
=
(56)
где
z -
число
проводов
в
расщепленной
фазе
;
ℓ
вес
= 1,25
ℓ
-
весовой
пролет
,
м
.
Нагрузка
от
веса
гололеда
.
Нагрузка
от
веса
гололеда
на
проводе
,
даН
,
будет
равна
вес2
н
г
kFG l⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅γ
γγ
γ=
==
=
(57)
Монтажная
нагрузка
.
Монтажная
нагрузка
,
состоящая
из
веса
монтаж
-
ника
,
веса
монтажных
приспособлений
и
инструмента
,
считается
приложенной
в
месте
крепления
изолятора
и
принимается
равной
:
при
напряжении
ВЛ
до
220
кВ
включительно
- даН150G
н
м
=
==
=
,
при
напряжении
свыше
330
кВ
и
выше
.даН250G
н
м
=
==
=
9.2 Горизонтальные нормативные нагрузки.
Горизонтальные нормативные нагрузки на промежуточную опору.
Горизонтальные
нормативные
нагрузки
на
промежуточную
опору
в
нормаль
-
ном
режиме
эксплуатации
ВЛ
возникают
только
от
ветрового
воздействия
на
опору
,
провода
и
тросы
.
Наибольшей
величины
ветровая
нагрузка
на
опору
достигает
при
направлении
ветра
,
перпендикулярном
трассе
.
Распределение
давления
ветра
на
опору
по
высоте
не
постоянно
и
по
-
следняя
обычно
разбивается
на
зоны
по
высоте
,
в
пределах
которых
коэффици
-
енты
увеличения
скоростного
напора
принимаются
постоянными
.
Для
каждой
из
этих
зон
вычисляется
давление
ветра
на
конструкцию
.
β
ββ
β⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅=
==
= SkqCP
п
н
вx
н
(58)
где
С
Х
–
аэродинамический
коэффициент
обтекания
пространственной
фермы
части
опоры
;
н
в
q
-
нормативный
,
скоростной
напор
; k
П
-
коэффициент
увеличе
-
ния
скоростного
напора
,
соответствующий
высоте
положения
центра
тяжести
той
части
опоры
,
для
которой
определяется
ветровой
напор
; S -
площадь
проек
-
ции
этой
части
опоры
по
наружному
контуру
,
перпендикулярному
направле
-
нию
ветрового
потока
;
β
–
динамический
коэффициент
,
учитывающий
динами
-
ческое
воздействие
отдельных
порывов
ветра
.
Для
опор
высотой
до
40
метров
можно
принять
без
расчета
:
β
= 1,35
для
одностоечных
,
свободно
стоящих
опор
;
β
= 1,40 -
для
портальных
свободно
стоящих
опор
.
Аэродинамический
коэффициент
обтекания
пространственной
фермы
части
опоры
,
которой
является
ствол
опоры
,
можно
определить
из
следующей
зависимости
:
C
X
= c
·φ
(1+
η
) (59)
38
где
с
-
в
свою
очередь
аэродинамический
коэффициент
для
прокатных
профи
-
лей
фермы
.
Для
равнобоких
уголков
,
которые
применяются
в
подавляющем
большинстве
случаев
при
изготовлении
опор
,
с
= 1,4.
φ
-
коэффициент
запол
-
нения
решетки
фермы
,
представляющий
собой
отношение
площади
проекции
всех
элементов
фермы
к
площади
,
вычисленной
по
ее
наружному
габариту
.
Обычно
величина
φ
находится
в
пределах
0,12 — 0,30.
С
достаточной
точно
-
стью
для
свободно
стоящих
опор
(
без
растяжек
)
можно
принимать
φ
= 0,20.
η
-
коэффициент
,
определяемый
по
табл
. 10
в
зависимости
от
φ
и
b/h.
Ориентация
фермы
к
направлению
ветрового
потока
показана
на
рис
.15.
Таблица
10
Рис
. 15
Сечение
ствола
опоры
обычно
квадратное
,
то
есть
,
как
правило
, b/h = 1,0.
Площадь
проекции
опоры
по
наружному
контуру
,
перпендикулярному
направ
-
лению
ветрового
потока
S = H
·
B (60)
где
Н
–
полная
высота
опоры
,
м
;
В
–
ширина
ствола
опоры
на
уровне
центра
тяжести
эпюры
S,
расположенного
на
высоте
0,5
Н
.
Величину
В
находят
изме
-
рением
ширины
ствола
опоры
на
эскизе
опоры
,
выполненном
на
миллиметро
-
вой
бумаге
в
определенном
масштабе
,
но
не
менее
чем
1:75.
Горизонтальная
нормативная
нагрузка
от
ветра
на
провод
,
свободный
от
гололеда
,
даН
.,
определяется
из
выражения
:
вет4
н
п
kFP l⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅γ
γγ
γ=
==
=
(61)
где
ℓ
ВЕТ
=
ℓ
-
ветровой
пролет
.
Горизонтальная
нормативная
нагрузка
от
ветра
на
провод
,
покрытый
го
-
лоледом
,
даН
,
определится
из
выражения
:
вет5
н
гп
kFP l⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅⋅
⋅γ
γγ
γ=
==
=
+
++
+
(62)
Усилия
от
ветрового
напора
на
провод
без
гололеда
и
на
провод
,
покры
-
тый
гололедом
,
считают
приложенными
в
точках
подвеса
гирлянд
изоляторов
к
траверсам
.
9.3. Расчетные нагрузки.
При
расчетах
изоляторов
,
опор
и
их
оснований
принимают
так
называе
-
мые
расчетные
нагрузки
.
b/h
1 2 4
φ
η
0,1 1,0 1,0 1,60
0,2 0,85 0,90 0,93
0,3 0,50 0,60 0,67
39
Под
расчетной нагрузкой
понимается
такая
нагрузка
,
которая
допуска
-
ется
при
длительной
эксплуатации
сооружения
с
учетом
отклонения
нагрузки
в
сторону
ее
увеличения
.
Расчетная
нагрузка
определяется
как
P
Р
= P
н
n (63)
где
n –
коэффициент
перегрузок
,
учитывающий
возможное
отклонение
интен
-
сивности
нагрузки
от
ее
нормативного
значения
.
Эти
коэффициенты
определе
-
ны
в
зависимости
от
вероятности
превышения
нагрузок
различных
видов
и
от
состояния
линии
.
Так
,
коэффициент
перегрузки
,
учитывающий
отклонение
зна
-
чения
нагрузки
от
ее
нормативного
значения
для
собственного
веса
конструк
-
ции
принимается
равным
n = 1,1;
для
ветровых
нагрузок
n = 1,2;
для
вертикаль
-
ных
гололедных
нагрузок
n = 2,0;
для
горизонтальных
ветровых
нагрузок
при
гололедных
отложениях
n = 1,4;
для
монтажных
нагрузок
n = 1,3.
С
учетом
этого
вертикальные
расчетные
нагрузки
будут
равны
:
расчетная
нагрузка
от
веса
опоры
,
даН
,
н
o
н
о
p
o
G1,1nGG =
==
==
==
=
(64)
расчетная
нагрузка
от
веса
изоляторов
,
даН
,
н
из
н
из
p
из
G1,1nGG =
==
==
==
=
(65)
расчетная
нагрузка
от
веса
проводов
без
гололеда
,
даН
,
н
п
н
п
p
п
G1,1nGG =
==
==
==
=
(66)
расчетная
нагрузка
от
веса
гололеда
на
проводах
фазы
,
даН
,
н
г
н
г
p
г
G0,2nGG ⋅
⋅⋅
⋅=
==
==
==
=
(67)
расчетная
монтажная
нагрузка
,
даН
,
н
м
н
м
p
м
G3,1nGG ⋅
⋅⋅
⋅=
==
==
==
=
(68)
Горизонтальные
расчетные
нагрузки
:
расчетная
нагрузка
от
ветрового
напора
на
опору
,
при
гололеде
на
проводах
н
o
н
o
p
o
P0,1PnP ⋅
⋅⋅
⋅=
==
=⋅
⋅⋅
⋅=
==
=
(69)
расчетная
нагрузка
от
ветрового
напора
на
опору
,
без
гололеда
на
проводах
н
o
н
o
p
o
P2,1PnP ⋅
⋅⋅
⋅=
==
=⋅
⋅⋅
⋅=
==
=
(70)
расчетная
нагрузка
от
ветрового
напора
на
провод
без
гололеда
н
п
н
п
p
п
P2,1PnP ⋅
⋅⋅
⋅=
==
=⋅
⋅⋅
⋅=
==
=
(71)
расчетная
нагрузка
от
ветрового
напора
на
провод
,
покрытый
гололедом
н
п
н
п
p
п
P4,1PnP ⋅
⋅⋅
⋅=
==
=⋅
⋅⋅
⋅=
==
=
(72)
10. Определение длины гирлянды
Изоляция
ВЛ
осуществляется
гирляндами
,
состоящими
из
подвесных
изоляторов
и
сцепной
арматуры
.
Тип
изоляторов
зависит
от
степени
загрязне
-
ния
атмосферы
в
районе
прохождения
трассы
и
максимальных
усилий
,
воспри
-
нимаемых
изоляторами
в
различных
режимах
.
40
Количество
изоляторов
зависит
от
напряжения
ВЛ
,
в
также
от
степени
за
-
грязнения
атмосферы
.
Суммарная
строительная
высота
изоляторов
и
сцепной
арматуры
составляет
длину
гирлянды
.
Изоляторы
имеют
маркировку
,
где
пер
-
вая
буквы
обозначает
тип
изолятора
:
П
-
подвесной
,
Ш
-
штыревой
.
Вторая
бук
-
ва
-
вид
материала
изолятора
:
С
-
стеклянный
,
Ф
-
фарфоровый
.
Цифры
обозна
-
чают
величину
гарантированной
электромеханической
прочности
в
килонью
-
тонах
.
Последующие
буквы
в
конце
маркировки
обозначают
особенности
кон
-
структивного
исполнения
.
Например
,
ПС
70-
Д
-
подвесной
,
стеклянный
,
макси
-
мальная
электромеханическая
разрушающая
нагрузка
- 70
КН
,
модификация
Д
.
Исходя
из
условий
работы
,
изоляторы
рассчитывают
по
пути
утечки
тока
и
по
максимальной
разрушающей
нагрузке
.
В
настоящей
работе
рассматриваются
вопросы
расчета
изоляторов
только
по
максимальной
разрушающей
нагрузке
,
так
как
расчет
изоляторов
по
пути
утечки
тока
будет
рассмотрен
в
другом
курсе
.
Поддерживающая
гирлянда
воспринимает
только
осевую
нагрузку
,
по
-
этому
выбор
типа
изоляторов
для
поддерживающей
гирлянды
в
нормальном
режиме
производится
по
коэффициентам
запаса
прочности
: n
1
= 2,7 -
при
наи
-
большей
нагрузке
; n
2
= 5,0 -
при
отсутствии
ветра
и
гололеда
,
то
есть
:
)74(0.5
G
P
n)73(7,2
G
P
n
2O
2
1O
1
≥
≥≥
≥=
==
=≥
≥≥
≥=
==
=
где
Р
-
электромеханическая
разрушающая
нагрузка
изолятора
,
даН
; G
O1,
-
осе
-
вая
нагрузка
,
действующая
на
последний
изолятор
при
гололедных
отложениях
даН
; G
02
-
осевая
нагрузка
,
действующая
на
последний
изолятор
при
отсутствии
ветра
и
гололеда
,
даН
.
Причем
G
O1
= γ
7P
·F·ℓ
ВЕС
z + G
ГР
(75)
где
γ
7P
–
результирующая
расчетная
удельная
нагрузка
на
провод
,
покрытый
го
-
лоледом
при
ветре
,
даН
/
мּмм
2
; F -
полная
площадь
сечения
провода
,
мм
2
;
ℓ
ВЕС
-
весовой
пролет
,
соответствующий
длине
провода
между
опорами
,
м
.
В
нор
-
мальном
режиме
для
промежуточных
опор
можно
принять
ℓ
ВЕС
= 1,25
ּ
·
ℓ
. z –
число
проводов
в
фазе
, G
ГР
–
расчетная
нагрузка
гирлянды
изоляторов
,
даН
.
G
O2
= γ
1P
·F·ℓ
ВЕС
z + G
ГР
+
p
м
G
(76)
где
γ
7P
–
результирующая
расчетная
удельная
нагрузка
от
ветрового
напора
и
веса
провода
,
покрытого
гололедом
,
даН
.; γ
1P
-
расчетная
удельная
нагрузка
.
от
собственного
веса
;
С
учетом
коэффициентов
перегрузки
расчетные
удельные
нагрузки
:
γ
1P
= 1,1·γ
1
; γ
3P
= 1,1·γ
1
+2,0·γ
2
; γ
5Р
= 1,4γ
5
;
(
((
( )
))
) (
((
( )
))
)
2
Р5
2
Р3Р7
γ
γγ
γ+
++
+γ
γγ
γ=
==
=γ
γγ
γ
Вес
гирлянды
без
гололеда
G
ГР
= 1,1· G
ИЗ
·k
и
при
гололеде
G
ГР
= 2,0· G
ИЗ
·k
где
k –
число
изоляторов
в
гирлянде
,
шт
., G
ИЗ
–
вес
одного
изолятора
,
даН
.
Количество
изоляторов
в
гирлянде
определяют
по
рабочему
напряжению
исходя
из
длины
пути
утечки
тока
,
требуемого
для
рабочего
напряжения
при
данном
загрязнении
местности
.
Требуемая
длина
пути
утечки
определяется
по
удельному
пути
утечки
то
-
ка
для
различной
степени
загрязнения
данной
трассы
или
ее
участка
:
41
Степень
загрязнения
I II III IY Y YI
Рекомендуемые
удельные
пути
утечки
,
см
/
КВ
1,3
1,5
1,8 2,25
3,0 3,5
К
I
степени
загрязнения
относятся
лесные
районы
,
тундра
,
болота
,
луга
и
сельскохозяйственные
районы
без
интенсивного
земледелия
;
ко
II
степени
—
сельскохозяйственные
районы
с
применением
химических
удобрений
,
а
также
населенная
местность
вне
защитного
интервала
;
к
Ш
— VI
степеням
загрязне
-
ния
относятся
промышленные
районы
внутри
защитного
интервала
и
районы
,
подверженные
умеренному
или
интенсивному
загрязнению
солончаковой
пы
-
лью
или
морской
солью
в
зависимости
от
приближенности
к
источнику
загряз
-
нения
.
Так
как
этот
вопрос
в
данной
работе
не
рассматривается
,
число
изолято
-
ров
в
гирляндах
некоторых
типов
в
зависимости
от
рабочего
напряжения
и
сте
-
пени
загрязнения
можно
принять
по
табл
. 11.
Большее
число
изоляторов
для
районов
с
большим
загрязнением
.
Характеристики
некоторых
изоляторов
приведены
в
таблице
11.
Таблица
10
Количество
изоляторов
,
шт
.,
при
напряжении
ВЛ
,
КВ
.
Тип
изолятора
35 110 150 220 330 500
ПС
-70
Д
3 5 - 7 7 - 9 9 - 13 14 - 19 21 - 29
ПС
-120
Б
2 5 - 7 7 - 9 9 - 13 14 - 19 21 - 29
ПС
-160
Д
- 4 - 6 6 - 8 8 - 11 12 - 16 18 – 25
ПС
-210
Б
- 4 - 5 5 - 7 7 - 10 10 - 15 16 – 22
ПС
-300
А
- 3 - 4 4 – 6 7 - 11 10 - 16 14 – 25
ПС
-300
В
- 4 - 5 5 - 7 8 - 11 11 - 16 17 – 24
ПС
-400
Б
- 3 - 4 4 – 6 6 - 9 9 - 12 14 – 19
ПСВ
-120
Б
2 - 3 5 - 9 - 9 - 18 14 - 26 20 - 40
ПСД
-160
А
- 5 - 6 7 - 9 9 - 11 14 - 17 21 – 26
Таблица
11
Некоторые
характеристики
стеклянных
линейных
подвес
-
ных
тарельчатых
изоляторов
.
ГОСТ
6490-83
Тип
изолятора
Строительная
высота
,
мм
.
Механическая
разрушаю
-
щая
способность
,
кН
Вес
изолято
-
ра
,
даН
ПС
-70
Д
127 70 3,5
ПС
-120
Б
146 120 4,2
ПС
-160
Д
146 160 6,3
ПС
-210
Б
156 210 9,0
ПС
-210
В
170 210 7,3
ПС
-300
А
135 300 10,0
ПС
-300
В
195 300 10,0
ПС
-400
А
200 400 16,4
42
ПС
-400
Б
205 400 15,0
ПСВ
-120
Б
146 120 5,7
ПСД
-160
А
146 160 7,7
Выбор
изоляторов
проводят
следующим
образом
.
Выбирают
тип
изоля
-
тора
по
условиям
загрязнения
окружающей
среды
с
наименьшей
электромеха
-
нической
разрушающей
нагрузкой
,
вычисляют
коэффициенты
запаса
прочно
-
сти
и
сравнивают
их
с
нормативными
коэффициентами
запаса
прочности
.
Если
выбранный
тип
изолятора
не
удовлетворяет
хотя
бы
одному
из
при
-
веденных
выше
условий
(73,74),
необходимо
принять
изолятор
с
большей
раз
-
рушающей
нагрузкой
и
вновь
определить
коэффициенты
запаса
прочности
и
сравнить
их
с
нормативными
.
После
окончательного
выбора
типа
изолятора
определяют
длину
гирлян
-
ды
.
ℓ
Г
= h
ИЗ
k + h
а (77)
где
h
ИЗ
-
строительная
высота
изолятора
,
м
; k –
число
изолятор
в
гирлянде
; h
а
-
длина
арматуры
,
м
.
Необходимо
отметить
,
что
для
степеней
загрязнения
III
и
выше
иногда
выгодно
использовать
изоляторы
с
большей
механической
разрушающей
спо
-
собностью
,
имеющих
и
большие
пути
утечки
тока
для
обеспечения
требуемого
изоляционного
расстояния
.
Определим длину гирлянды в рассматриваемом примере .
Принимаем изолятор с наименьшей разрушающей способностью – ПС-
70Д, для которого механическая разрушающая способностьР=70 КН, строи-
тельная высота h=127 мм,вес изолятора G
ИЗ
= 3,5 даН (таб.11). При напря-
жении 150 кВ рекомендуется 7-9 изоляторов этого типа (таб. 10). Назначим 8
изоляторов.
Проверяем выбранный изолятор по максимальной разрушающей нагруз-
ке.
Расчетный вес гирлянды без гололеда G
ГР
= 1,1· G
ИЗ
·k = 1,1·3,5·8 = 30,8(даН).
Расчетный вес гирлянды при гололеде G
ГР
= 2,0· G
ИЗ
·k = 2,0·3,5·8 = 56,0(даН).
Расчетные монтажные нагрузки.
)даН(,,nGG
н
м
p
м
019515031 =⋅==
.
Расчетные удельные нагрузки:
γ
1P
= 1,1·γ
1
= 1,1·3,72·10
-3
= 4,092·10
-3
(даН/м·мм
2
)
γ
2Р
= 2,0·γ
2
= 2,0·4,29·10
-3
= 8,58·10
-3
(даН/м·мм
2
)
γ
3P
= γ
1P +
γ
2Р
= 4,092·10
-3
+ 8,58·10
-3
= 12,672·10
-3
( даН/м·мм
2
)
γ
5Р
= 1,4·
γ
5
= 1,4·4,73·10
-3
= 6,662·10
-3
( даН/м·мм
2
)
( ) ( )
⋅
=⋅+⋅=+=
−−
2
3-2323
2
5Р
2
3Р7Р
ммм
даН
·1014,316)10(6,662)10(12,672γγγ
Тогда осевая нагрузка, действующая на последний изолятор при ветре и
гололеде
G
O1
= γ
7P
·F·ℓ
ВЕС
z + G
ГР
= 14,316·10
-3
·181,3·1,25·240·1+56,0 = 834,65 (даН)