5. Определение изоляционного промежутка: провод − стойка опоры, провод − транспорт, провод – земля
Минимальное изоляционное расстояние
необходимо определить по ПУЭ и
статистическим методом по разрядным
характеристикам. На рис.1. указаны
необходимые для расчета расстояния.
5.1 Определение минимального изоляционного расстояния по пуэ
По рассчитанной длине гирлянды (длине
полимерного изолятора) изоляционное
расстояние от оси провода до стойки
опоры
(рис. 1) при отсутствии ветра определяется
по формуле:
,
где
(м)
– строительная длина гирлянды изоляторов;
(см)
– длина сцепной арматуры;
(напряжение
подставляется в кВ, получаем радиус в
см) - радиус расщепления;
- угол наклона стойки опоры;
- наименьшие допустимые изоляционные
расстояния по воздуху от провода до
стойки опоры, принятые по ПУЭ (см. табл.
20 [1]);
- угол отклонения проводов на опоре при
расчетной нормативной скорости ветра.
Угол отклонения проводов на опоре при расчетной нормативной скорости ветра определяем по формуле:
,
где
- коэффициент, учитывающий неравномерность
скоростного напора ветра по пролету ВЛ
и динамику отклонения прохода (см. табл.
21 [1]);
- коэффициент лобового сопротивления,
принимается равным 1.1 при отсутствии
на проводах гололеда;
(м²)
- площадь диаметрального сечения провода
(АС240/39) при гололеде с учетом нормативной
толщины стенки гололеда;
- угол между направлением ветра и осью
ВЛ;
(Н)
- нагрузка на гирлянду от веса проводов;
(Н)
- вес гирлянды;
(Н/м²)
– нормативный скоростной напор ветра.
Расчет:
;
.
Рассчитаем расстояние от провода до стойки опоры:
(см);
(м).
При внутренних перенапряжениях.
Определяем угол
отклонения проводов на опоре при
расчетной нормативной скорости ветра:
(Н/м2);
;
;
(м2);
;
(Н);
(Н).
Расчет:
;
.
Рассчитаем расстояние от провода до
стойки опоры (
м):
(см);
(м).
При условиям безопасности подъема на
опору для ВЛ 500кВ и ниже температура
t = −15 °С, ветра и гололеда быть не
должно, т. е. в этом случае определенное
минимальное изоляционное расстояние
по воздуху провод−стойка опоры при
условии безопасности подъема на опору
равно наименьшему допустимому
изоляционному расстоянию
(см),
т.е.
(м).
По результатам расчета для вышеуказанных
сочетаний климатических условий
изоляционного воздушного промежутка
выбирается наибольшее из значений: при
рабочем напряжении, при внутренних
перенапряжениях и по условию безопасности
подъема на опору. Наибольшее значение:
(м).
Воздушный промежуток провод-земля на
ВЛ 110−500 кВ выбирается исходя из условия
безопасного пересечения трассы ВЛ
негабаритным транспортом высотой Н =
5,75 м при рабочем напряжении. Поэтому
габарит провод − земля может быть
определен как сумма Н = 5,75 м и наименьшего
изоляционного расстояния по воздуху
от токоведущих до заземленных частей
ВЛ (см. табл. 20 [1])
(м).
Расчет:
(м).
5.2 Определение минимального изоляционного расстояния статистическим методом по разрядным характеристикам
Минимальное изоляционное расстояние провод−стойка опоры может быть определено также статистическим методом по разрядным характеристикам. При этом длина промежутка провод−стойка опоры должна быть такой, чтобы число перекрытий в год на ВЛ составляло Nпср < 0.1. Определяется при воздействии наибольшего рабочего напряжения и при коммутационных перенапряжениях. Пятидесятипроцентное разрядное напряжение единичного промежутка провод−стойка опоры с учетом возможного уменьшения среднегодового давления воздуха для ВЛ, трассы которых проходят на высоте более 1000 м, определяется по формуле:
,
где
- коэффициент вариации для разрядных
напряжений воздушного промежутка
провод−стойка опоры;
t(n) - коэффициент, зависящий от числа промежутковn, одновременно уменьшающихся на ВЛ под действием ветра (см. табл. 22 [1]);
,
приn=5 по таблице 22 [1]
принимаем, чтоt(n)=1.083;
- поправочный коэффициент, учитывающий
изменение давления на высоте более 1000
м, рассчитывается по формуле:
,
коэффициентm, зависящий
от длины промежутка принят равным 0.4
(см. [1]).
В итоге:
(кВ).
По значению
(МВ)
с помощью кривых рис. 2 определяем
,
а далее по формуле (
)
рассчитывается
.
По кривой 3 рис. 2 определяем
при напряжении промышленной частоты
(при воздействии наибольшего рабочего
напряжения).
В итоге
(м).
Расчет
:
(см).
Определяем длину промежутка провод−стойка опоры при коммутационных перенапряжениях. Пятидесятипроцентное разрядное напряжение единичного промежутка провод−стойка опоры с учетом возможного уменьшения среднегодового давления воздуха для ВЛ, трассы которых проходят на высоте более 1000 м, определяется по формуле:
,
где
- расчетная кратность коммутационных
перенапряжений (см. табл. 3 [1]); остальные
значения величин в формуле аналогичны
расчету при воздействии наибольшего
рабочего напряжения.
В итоге:
(кВ).
По кривой 4 рис. 2 определяем
при коммутационных перенапряжениях.
В итоге
(м).
Расчет
:
(см).
Воздушный промежуток провод-земля на
ВЛ 110−500 кВ выбирается исходя из условия
безопасного пересечения трассы ВЛ
негабаритным транспортом высотой Н =
5,75 м при рабочем напряжении. Поэтому
габарит провод − земля может быть
определен как сумма Н = 5,75 м и наименьшего
изоляционного расстояния по воздуху
от токоведущих до заземленных частей
ВЛ (см. табл. 20 [1])
(м).
Расчет:
(м).