- •1 Физико-механические характеристики провода и троса
- •2 Выбор унифицированной опоры
- •3 Расчет удельных нагрузок на провод и трос
- •3.1 Определение толщины стенки гололеда и скоростного напора ветра
- •3.2 Определение удельных нагрузок на провод и трос
- •3.2.1 Определение удельных нагрузок на провод
- •3.2.2 Определение удельных нагрузок для троса
- •4 Механический расчет проводов и троса
- •4.1 Расчетные климатические условия
- •4.2 Определение исходного режима
- •4.3 Расчет напряжений в проводе и стрел провеса
- •4.4 Расчет грозозащитного троса
- •5 Выбор изоляторов и линейной арматуры
- •5.1 Выбор изоляторов
- •5.2 Выбор линейной арматуры
4 Механический расчет проводов и троса
4.1 Расчетные климатические условия
высшая температура tmax , ветер и гололед отсутствуют, удельная нагрузка
(режим высшей температуры);
низшая температура tmin, ветер и гололёд отсутствуют, удельная нагрузка (режим низшей температуры);
температура 00С,ветер отсутствует, удельная нагрузка ;
температура гололёда tгол,= -50С, удельная нагрузка (режим для проверки габарита);
температура -50С, максимальный напор ветра, удельная нагрузка (режим наибольшей нагрузки);
температура +150С ветер и гололед отсутствуют, удельная нагрузка (грозовой режим).
4.2 Определение исходного режима
Выбор исходного режима определяется соотношением длины расчетного пролета l и пролетов lk1, lk2 и lk3,называемых соответственно первым, вторым и третьим критическими пролетами.
lk1= , (4.1)
lk1= -мнимый пролёт.
lk2= , (4.2)
где tг-температура гололеда, равная –50С
lk2= =210,75 м.
lk3= , (4.3)
lk3= =316,78 м.
Из расчетов выберем параметры исходного режима.
Соотношению критических пролётов соответствует исходный режим исходный режим – режим среднегодовой нагрузки:
tср= 00С,
=33,33∙10-3 Н/м∙мм2,
[ ]=84 Н/мм2.
4.3 Расчет напряжений в проводе и стрел провеса
Расчет напряжений в проводе ведется по уравнению состояния провода:
, (4.4)
где , , tи - напряжение в проводе, удельная нагрузка и температура в
исходном режиме ;
, ,tр - то же в рассчитываемом режиме;
l - расчетная длина пролета;
E, - модуль упругости и температурный коэффициент линейного
удлинения материала провода.
После подстановки значений в формулу (4.4) получается кубическое уравнение, которое решается вручную или при помощи программного пакета «Mathcad».
1. Расчет напряжения в режиме высшей температуры.
tmax= 300С,
= 33,33∙10-3 Н/м∙мм2,
,
Напряжение в проводе при высшей температуре : Н/мм2;
2.Расчет напряжения в режиме низшей температуры:
tmin=-250С,
= 33,33∙10-3 Н/м∙мм2,
,
Напряжение в проводе при низшей температуре : Н/мм2;
3. Расчет напряжения в режиме средней температуры:
tср=00С,
= 33,33∙10-3 Н/м∙мм2,
,
Напряжение в проводе при средней температуре : Н/мм2;
4. Расчет режима гололеда без ветра:
tгол=-50С,
= 64,973∙10-3 Н/м∙мм2,
,
Напряжение в режиме гололеда без ветра : Н/мм2;
5.Режим наибольшей нагрузки:
tгол=-50С,
= 67,141∙10-3 Н/м∙мм2,
,
Напряжение в режиме наибольшей нагрузки Н/мм2;
6. Расчет напряжения в грозовом режиме:
t= 150С,
= 33,33∙10-3 Н/м∙мм2,
,
Напряжение в проводе в грозовом режиме: =71,5 Н/мм2.
Таблица 4 – Результаты расчетов для провода
Режим |
Удельная нагрузка,Н/м∙мм2 |
Температура,0С |
Напряжение в проводе, Н/мм2 |
Высшая температура |
33,33∙10-3 |
30 |
61,763 |
Низшая температура |
33,33∙10-3 |
-25 |
110,453 |
Среднегодовая температура |
33,33∙10-3 |
0 |
84,0 |
Гололёд без ветра |
64,973∙10-3 |
-5 |
117,594 |
Наибольшая нагрузка |
67,141∙10-3 |
-5 |
119,459 |
Грозовой |
33,33∙10-3 |
15 |
71,500 |
Требуется провести проверку условий прочности провода для режимов низшей среднегодовой температур и режима наибольшей нагрузки :
, (4.5)
Величины , , берутся из таблицы 6, а из таблицы 1.
Стрела провеса провода в пролете длиной l определяется для режимов максимальной температуры и гололеда без ветра по выражению:
fi= , (4.6)
где fi, , - стрела провеса, удельная нагрузка и напряжение в проводе,
отвечающее i- му сочетанию климатических условий.
м,
м,
Для проверки сравниваются полученные стрелы провеса (режимы и ) с максимально допустимой стрелой провеса =5,6 м, определенной ранее по формуле (3.4).
, , (4.7)
3,69 5,6 3,78 5,6
Условие выполняется, значит расстояние от нижнего провода до земли или инженерных сооружений будет не меньше допустимого.