В расчете проводов

Критические пролеты и их использование

Для каждой марки провода существует предел прочности, превышение которого вызывает необратимые изменения его ме­ханических свойств. У проводов и тросов воздушных линий должен быть определенный запас механической прочности. При выборе его величины следует считаться с возможными погреш­ностями исходных данных (температуры и нагрузок), другими допущениями. Поэтому приходится принимать значительный запас прочности.

Действующие ПУЭ задают запас прочности в виде до­пустимых напряжений в проводах в % от предела проч­ности провода для следующих условий:

а) наибольшей внеш­ней нагрузки;

б) низшей температуры при отсутствии внешних нагрузок;

в) среднегодовой температуры при отсутствии внеш­них нагрузок.

Монометаллические провода, в которых все проволоки вы­полнены из одного металла (например, алюминия), при механи­ческом растяжении или изменении температуры испытывают по всему сечению одинаковое изменение напряжения. Поэтому до­пустимые напряжения при низшей температуре и наибольшей нагрузке могут приниматься одинаковыми.

В сталеалюминиевых проводах алюминиевые и стальные проволоки имеют раз­личные коэффициенты температурного расширения и модули упругости. Поскольку алюминиевые и стальные проволоки не могут перемещаться относительно друг друга, при изменении температуры и нагрузки в них получится различное изменение напряжения. В связи с этим нормируемые допустимые напряже­ния для сталеалюминиевых проводов следовало бы принимать различными в режимах низших температур и наибольших на­грузок. Однако на практике такими особенностями сталеалюми­ниевых проводов пренебрегают и допустимые напряжения при низшей температуре и наибольшей нагрузке принимают одина­ковыми (табл. 5.1).

Ограничения напряжений при наибольшей нагрузке и низшей температуре необходимы для проверки провода на статическое растяжение при наиболее тяжелых режимах. Эти ограничения могут оказаться недостаточными при возникающих из-за вибрации проводов динамических нагрузках, которые при­водят к уменьшению прочности провода в местах его закрепле­ния. Поэтому при расчете проводов необходимо вводить также ограничение по среднеэксплуатационному напряжению . За­метим, что в результате ограничения напряжения уменьшается, хотя полностью не исключается вредное влияние вибрации. Поэтому должны также проводиться расчеты для проверки не­обходимости установки дополнительных средств защиты от вибрации.

Меньшие значения предела прочности соответствуют большим значени­ям отношения сечения алюминиевой части к сечению стальной части провода.

При расчете в качестве исходного (начального) можно при­нимать любое состояние проводов, характеризующееся любой нагрузкой и температурой. Однако после монтажа проводов на­пряжения в них не должны превышать соответствующих допус­тимых напряжений для режимов максимальной нагрузки, низ­шей и среднегодовой температур. Чтобы выполнить это условие, целесообразно при расчете за исходное принять одно из состоя­ний, в котором напряжение может быть равным допустимому. При этом достаточно правильно выбрать один из трех ограничи­вающих режимов.

Влияние изменений нагрузки и температуры проявля-

ется в большей или меньшей степени в зависимости от длины проле­та. При малых пролетах на напряжение в проводе значительное влияние оказывает температура, при больших - нагрузка.

Поясним сказанное более подробно, для чего рассмотрим за­висимость изменения напряжения в проводе для режима средне­годовой температуры от длины пролета

и исходного расчетного режима (рисунке 5.1). Кривые и характеризуют напряжение в проводе при исходного принят режим соответственно низшей тем пературы и наибольшей нагрузки. Там же нанесены линии, со­ответствующие допустимым напряжениям в различных режимах .

В точке , соответствующей первому критическому пролету , напряжения одновременно равны допустимым в режимах среднегодовой температуры и низшей температуры, в точке О ₂при втором критическом пролете - в режимах низшей темпе­ратуры и наибольшей нагрузки, в точке при третьем критиче­ском пролете - в режимах среднегодовой температуры и наи­большей нагрузки.

Наиболее часто имеют место следующие соотношения длин критических пролетов: < < (рисунок 5.1, а)и > > (рисунок 5.1, б).

Если для первого случая расчетный пролет линии лежит в пределах < < , то за исходный следует принимать режим низшей температуры. В противном случае, если за исходный взять, например, режим наибольшей нагрузки, то при длине пролета напряжение при среднегодовой температуре превысит допустимое (точка А на рисунке 5.1, а). При < < за исходный должен быть взят режим среднегодовой температуры, так как при других исходных режимах и длине пролета напряжение в этом режиме может превысить допустимое (точка В). Соответ­ственно при > в качестве исходного принимается режим наибольших нагрузок.

При втором соотношении длин критических пролетов в слу­чае < исходным должен служить режим низшей температу­ры, а при > - режим наибольшей нагрузки.

Другие возможные соотношения длин критических пролетов отражены в таблице 5.2.

Дадим более четкие определения критических пролетов.

Первый критический пролет - это пролет такой длины, при которой напряжение в проводе в режиме среднегодовой темпе­ратуры равно допустимому при среднегодовой температуре , а в режиме низшей темпе-ратуры - допустимому напряжению при низшей температуре .

Таблица 5.2.

Второй критический пролет - это пролет, при котором на­пряжение в проводе при наибольшей нагрузке

равно допусти­мому напряжению при наибольшей нагрузке

, а в режиме низшей температуры - допустимому

напряжению при низшей температуре .

Третий критический пролет - это пролет, при котором на­пряжение в проводе при среднегодовой температуре достигает допустимого при среднегодовой температуре a_э, а в режиме максимальной нагрузки равно допустимому при максимальной нагрузке a _г.

Формулы для определения критических пролетов при имеют вид:

; (5.1)

; (5.2)

; (5.3)

где °С, °С, °С - соответственно температура в режиме максимальной нагрузки, низшей и среднегодовой температур; - удельная нагрузка в режиме максимальной нагрузки.

Необходимые данные для расчета критических пролетов приведены в ПУЭ.

Дата добавления: 2014-12-27