Проектирование механической части воздушной линии электропередачи напряжением 220 кВ

  • Вид работы:
    Дипломная (ВКР)
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    275,96 Кб
  • Опубликовано:
    2014-09-27
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Проектирование механической части воздушной линии электропередачи напряжением 220 кВ

ВВЕДЕНИЕ

Воздушные линии электропередач 220 кВ <#"806486.files/image001.gif"> и стрелы провеса от длины пролёта . Эти зависимости находят для определённых расчётных сочетаний климатических условий, приведенных в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Расчётные сочетания климатических условий

Расчётные режимы

Расчетная удельная нагрузка

Сочетания климатических условий



температура

наличие гололеда

ветровая нагрузка

1

tmax00




2

t-00




3

tэ00




4

t= -5°C0qmax




5

t= -5°Cbmax0




6

t= -5°Cbmax0,25qmax




7

t= 15°C0q=6,25 даН/м2





Напряжение в материале провода определяем по основному уравнению состояния провода в пролёте [1, стр.67]:

, (1.1)

где  - длина пролёта, соответствующая данной расчётной точке, м;

 - напряжение в материале провода в соответствующем расчётном режиме при выбранной длине пролёта, даН/мм2;

 - удельная нагрузка в расчётном режиме, для которого производится определение стрелы провеса.

 - допустимое напряжение в материале провода для соответствующего расчётного режима, даН/мм2;

 - удельная механическая нагрузка на провод соответствующего расчётного режима, даН/м∙мм2;

 - температура воздуха окружающей среды в различных климатических условиях, °C;

где  - коэффициент упругого удлинения провода, ;- модуль упругости сталеалюминевого провода,

 - коэффициент температурного расширения провода,.

Стрела провеса для каждого расчётного климатического условия определяется следующим образом [1, стр.67]:

, (1.2)

Для дальнейшего расчёта необходимо задаться некоторыми данными.

Исходя из задания по дипломному проектированию:

материал опор - металл;

площадь поперечного сечения проводов - АС 400/51;

район по ветру II;

район по гололеду II.

Согласно [2]:

толщина стенки гололёда: b=15 мм, принимаемая в зависимости от климатического района по гололёду и номинального напряжения линии. Исходя из этого принимаем расположение проводов на опоре - треугольником, так как b<20мм, [2, таблица 2.5.3, стр.355];

скоростной напор ветра: q=50  , принимаемый в зависимости от климатического района по ветру [2, таблица 2.5.1, стр.352].

Согласно [1, таблица П4.1, стр.550]:

площадь поперечного сечения соответственно алюминиевой и стальной части провода АС 400/51: Fа=394 мм2 и Fс=51,5 мм2;

диаметр провода АС 400/51: d=27,5 мм;

вес 1 м провода АС 400/51: G0=1,49даН/м.

Согласно [1, стр.362], рекомендуемая высота унифицированных опор линий электропередач до нижней траверсы составляет 25 метров для одноцепных опор линий напряжением 220 кВ. По [1, стр.66] допустимое расстояние от провода до земли для линий напряжением 220 кВ hдоп=7 м и длина гирлянды изоляторов λ = 2 м.

Определим значения габаритного, весового и ветрового пролётов, используемых для вычисления вертикальных и горизонтальных нагрузок, воздействующих на конструкцию опоры. Для этого необходимо рассчитать удельные механические нагрузки на провода.

Удельная нагрузка от собственного веса провода:

 (1.3)

.

Удельная нагрузка от веса гололёда на проводе:

 (1.4)

.

Суммарная удельная нагрузка от веса провода с гололёдом:

, (1.5)

.

Найдём допустимую стрелу провеса провода (габаритная стрела провеса провода). [1, стр.66]:

габ = hн - λ - hдоп = 25 - 2 - 7 =16 м, (1.6)габ =25 - 2 - 7 =16 м.

Расчётное значение fгаб может быть достигнуто, как в режиме максимальной температуры, так и в режиме наибольшей гололёдной нагрузки. Для определения режима необходимо определить значение критической температуры в данном климатическом районе, [1, стр.67]:

 (1.7)

где  - допустимое напряжение в материале провода в режиме наибольших нагрузок,  для провода АС 400/51 с отношением А:С = 7,71 [2, таблица 2.5.8, стр.375].


Так как максимальная температура воздуха в данном районе меньше критической, то наибольшая стрела провеса провода имеет место при максимальной нагрузке. Из этого следует, что:


Далее из основного уравнения состояния провода в пролёте определим значение габаритной длины пролёта [1, стр.69]:

 (1.8)

где = - удельная механическая нагрузка на провод в режиме максимальной нагрузки, Г = -5°С - температура образования гололёда.

 (1.9)

 (1.10)

 (1.11)

Для линии электропередачи напряжением 220 кВ с проводами площадью поперечного сечения 400 мм2 при имеем:


Длина габаритного пролёта, определённая в соответствии с выражением (1.8) будет равна 470,3 м.

Весовой пролёт [1, стр.70] равен:

 (1.12)

По полученным длинам габаритного и весового пролёта выберем тип опоры, данные которой будем использовать в дальнейших расчётах. Учитывая, что материал опоры: металл - возьмём опору П 220-3, высота которой H=36,4м, а расстояние между траверсами примем равной 6,4 м по [3, таблица 8.23, стр.414].

Удельная ветровая нагрузка, действующая на провод, не покрытый гололёдом:

 (1.13)

где выбор коэффициентов, входящих в данную формулу берётся по [1, стр. 92];= 50 - максимальный нормативный скоростной напор ветра для II района по ветру;

α = 0,783 - коэффициент, учитывающий неравномерность скоростного напора ветра по длине пролёта при qmax = 50;= 1,1 - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления провода или троса диаметром 20 мм и более, не покрытых гололёдом;= 1 - коэффициент, учитывающий влияние длины пролёта на ветровую нагрузку при ;

φ - угол между направлением ветра и осью линии, в расчётах принимается равным 90˚;в = 1 - коэффициент, учитывающий возрастание скоростного напора ветра по высоте [1, таблица П4.4, стр.552], при:

 (1.14)

где hп1 - высота от нижней траверсы опоры до земли, при расположении проводов на опоре треугольником;п2 - высота от верхней траверсы опоры до земли;

 - расстояние между траверсами.

п2 = hп1 + А, (1.15)п2 = 25+6,4=31,4 м,

.

Удельная ветровая нагрузка, действующая на провод, покрытый гололёдом:

 (1.16)

где =1,2 - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления провода или троса, покрытого гололёдом [1, стр.95].

.

Результирующая нагрузка от действия собственного веса и ветра на провод, не покрытый гололёдом:

 (1.17)

.

Результирующая нагрузка от действия собственного веса и ветра на провод, покрытый гололёдом:

 (1.18)

.

Результаты расчета удельных механических нагрузок для провода марки АС 400/51 сведём в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 - Удельные механические нагрузки на провод


Удельная нагрузка,


Провод

3,35

4,05

7,4

2,661

0,425

1,938

4,276

3,374

7,65


Для дальнейших расчётов необходимо определить длины критических пролётов. Длина первого критического пролёта - это такая длина, при которой напряжение в материале провода равно допустимому при двух смежных режимах (режима минимальных температур и режима среднегодовых условий).

, (1.19)

где  - среднегодовая температура;

 - минимальная температура;

 и  - допустимое напряжение в материале провода соответственно в режиме среднегодовых условий и минимальных температур, =8,4 даН/мм2, =12,6 даН/мм2 [2, таблица 2.5.7, стр. 374].

Тогда длина первого критического пролёта [3, стр.92]:


Длина второго критического пролёта - это пролёт такой длины, при котором напряжение в материале провода равны между собой, как в режиме минимальных температур, так и в режиме наибольших нагрузок. Она определяется по формуле [4, стр.92]:

, (1.20)

где  - наибольшая из удельных механических нагрузок, для нашего расчёта .

Тогда длина второго критического пролёта:


Длина третьего критического пролёта - это пролёт такой длины, при котором напряжение в материале провода равны между собой и равны допустимому в режимах наибольших нагрузок и среднегодовых условий. Она определяется по формуле [4, стр.92]:

, (1.21)

,,;

Для наглядности отобразим полученные расчётные интервалы на рисунке 1.1:

Рисунок 1.1 - Расчётные интервалы для провода в режимах минимальной температуры и максимальной нагрузки

Дальнейший расчёт будем вести по следующим длинам пролёта:

= 100 м, L2 = 200 м, L3 = 239,57 м, L4 = 250 м, L5 = 300 м, L6 = 350 м,= 400 м, L8 = Lгаб=470,3 м.

Для всех последующих режимов и длин пролетов уравнения будут идентичными. Решая уравнения основного состояния провода в пролете (1.1) относительно , получаем результаты систематического расчета, которые сведем в таблицу 1.3. По полученным результатам систематического расчета провода построим зависимости напряжения в материале провода от длины пролета  и стрелы провеса от длины пролета, [4, стр.92].

Таблица 1.3 - Результаты систематического расчёта провода

Режимы

L1=100 м

L2=200 м

L3=239,57 м

L4=250 м


, даН/мм2, м, даН/мм2, м, даН/мм2, м, даН/мм2, м








1

3,585

1,167

5,275

3,173

5,815

4,130

5,797

4,512

2

12,600

0,332

12,600

1,328

12,600

1,906

12,205

2,143

3

6,274

0,667

7,346

2,278

7,736

3,105

7,587

3,447

4

7,840

0,682

9,063

2,359

9,524

3,221

9,377

3,563

5

9,037

1,024

11,511

3,215

12,386

4,287

12,377

4.671

6

9,135

1,047

11,696

3,270

12,600

4,356

12,600

4,744

7

5,191

0,813

6,556

2,573

7,019

3,449

6,923

3,808

1

5,726

6,577

5,677

9,029

5,643

11,865

5,610

16,498

2

10,422

3,613

9,017

5,685

8,047

8,320

7,213

12,832

3

7,012

5,371

6,624

7,738

6,362

10,523

6,123

15,115

4

8,790

5,473

8,370

7,823

8,074

10,592

7,795

15,167

5

12,340

6,747

12,312

9,204

12,290

12,044

12,267

16,680

6

12,600

6,831

12,600

9,297

12,600

12,143

12,600

16,787

7

6,556

5,791

6,308

8,191

6,139

10,994

5,981

15,599


Построенные зависимости представлены на первом листе А1 графической части дипломного проекта.

1.2 Систематический расчет грозозащитного троса

Расчет удельных механических нагрузок для троса ТК 11 производится аналогично расчёту удельных механических нагрузок по проводу по формулам из подраздела 1.1 с учетом подстановки соответствующих коэффициентов для троса. Необходимые исходные данные для троса ТК 11 сведем в таблицу 1.4.

Таблица 1.4 - Исходные данные для троса

Марка троса

Сечение , мм2Диаметр , ммМасса , кг/м



ТК 11

72,95

11

0,6274


Для начала расчета, согласно [1, стр.109], необходимо определить высоту приведенного центра тяжести грозозащитного троса, предварительно вычислив удельную нагрузку от собственного веса троса (аналогично (1.3).

 (1.22)

где  - высота подвеса троса (полная высота опоры).

 (1.23)


где - высота верхней траверсы, принимаемая по [5] равной 1,2 м;

 - высота тросостойки, принимаемая по [5] раной 3,8 м.

При высоте расположения приведенного центра тяжести проводов (тросов) выше 25 м, поправки на толщину стенки гололеда на проводах и тросах в зависимости от высоты и диаметра проводов и тросов вводится коэффициент kμ1т, его значение следует принимать по [1, таблица П.4.3, стр.551]. В соответствии с [1,таблица П.4.3, стр.551]: kμ1т = 1,462.

Дальнейший расчет удельных механических нагрузок, действующих на грозозащитный трос, ведем согласно выражениям (1.3 - 1.5; 1,13 - 1,18), подставляя известные данные для грозозащитного троса, (таблица 1.4):

При расчете (1.13) для троса учтем, что:

Кувт=1,494, так как высота подвеса троса равна . Получен на основе метода линейной интерполяции [1, стр.94];

Сх=1,2, при диаметре провода менее 20 мм [1, стр.92].

Результаты расчета удельных механических нагрузок для троса ТК 11 сведем в таблицу 1.5.

Таблица 1.5 - Удельные механические нагрузки на трос

,даН∙10-3/(м·мм²)g1Тg2Тg3Тg4Тg4Т’g5Тg6Тg6Т’g7Т










Трос

8,6

28

36,6

10,6

1,7

16,85

13,6

8,76

40,3


Для дальнейшего продолжения систематического расчёта троса необходимо вычислить длины критических пролетов, используя данные, приведённые в таблице 1.6 [2, таблица 2.5.7 - 2.5.8, стр.375 - 376].

Таблица 1.6 - Параметры грозозащитного троса ТК 11




12

18,5

60,0

42,0


Где  - допустимое напряжение в материале троса в режиме среднегодовых условий;

 - допустимое напряжение в материале троса в режиме минимальных температур;

 - коэффициент температурного расширения троса, ;

 - модуль упругости сталеалюминевого троса,

Коэффициент упругого удлинения троса равен:

 мм2/даН.

Определим длины критических пролетов. Они определяется по формулам из [4, стр.92].

Длина первого критического пролёта:

, (1.24)


Длина второго критического пролёта:

, (1.25)

где  - наибольшая из удельных механических нагрузок, для нашего расчёта .


Длина третьего критического пролёта:

 (1.26)


Так как первый критический пролет оказался мнимым [4, таблица 3.3, стр.91], то для длин пролетов  в качестве исходного режима следует брать режим среднегодовой температуры: ,,;

при  - режим максимальных нагрузок: , ,.

Для наглядности отобразим полученные расчётные интервалы на рисунке 1.2:

Рисунок 1.2 - Расчётные интервалы для троса в режимах среднегодовых условий и максимальной нагрузки

Дальнейший расчёт будем вести по следующим длинам пролёта:

= 100 м, L2 = 155,16 м, L3 = 200 м, L4 = 223,64 м, L5 = 300 м, L6 = 350 м, L7= 400 м, L8 = lгаб = 470,3 м.

Напряжения в материале троса определяются аналогично проводу, поэтому результаты систематического расчета троса сведем в таблицу 1.7. По полученным результатам систематического расчета троса построим зависимости напряжения в материале троса от длины пролета  и стрелы провеса от длины пролета .

Таблица 1.7 - Результаты систематического расчёта троса

Режимы

L2 = 155,16м

L3 = 200м

L4 = 223,64м


, даН/мм2, м, даН/мм2, м, даН/мм2, м, даН/мм2, м








1

35,470

0,303

35,642

0,726

35,824

1,200

35,931

1,495

2

52,100

0,206

51,943

0,498

51,771

0,830

51,664

1,040

3

42,000

0,256

42,000

0,616

42,000

1,023

42,000

1,279

4

44,617

0,382

45,136

0,909

45,676

1,492

45,993

1,853

5

48,322

0,947

52,475

2,099

56,073

3,265

57,977

3,948

6

49,092

1,026

53,841

2,253

57,879

3,482

60,000

4,199

7

39,830

0,275

39,897

0,661

39,970

1,096

40,013

1,369

1

26,900

3,594

22,408

5,873

19,481

8,824

17,128

13,874

2

39,908

2,423

32,140

4,095

25,919

6,634

20,637

11,515

3

31,608

3,059

25,720

5,117

21,622

7,950

18,332

12,963

4

37,748

4,063

33,261

6,277

29,935

9,109

26,893

14,016

5

57,159

7,206

56,726

9,882

56,371

12,989

55,984

18,080

6

60,000

7,557

60,000

10,286

60,000

13,434

60,000

18,571

7

30,124

3,271

24,767

5,416

21,122

8,294

18,186

13,317


Построенные зависимости представлены на первом листе А1 графической части дипломного проекта.

Определяем допустимое напряжение в материале троса, при котором ещё соблюдается допустимое расстояние между тросом и проводом в середине пролёта [1, стр.66]:

 (1.27)

где  - расстояние по вертикали между тросом и проводом на опоре;

 - наименьшее допустимое расстояние по вертикали между тросом и проводом в середине пролета,= 8 м., согласно [1, стр.95].

 - напряжение в проводе в грозовом режиме, при габаритном пролете.


Теперь определяем напряжение в материале троса в грозовом режиме, если в качестве m-ых условий последовательно принимаются режимы минимальных температур, среднегодовых условий и наибольших нагрузок:

для режима минимальных температур [1, стр.95]:

, (1.28)

.

Методом подбора вычисляем значение  даН/мм2.

Аналогичным образом для режима среднегодовых условий даН/мм2, а для режима наибольших нагрузок даН/мм2

Полученные напряжения должны удовлетворять условиям:

  (1.29)

Условия выполняются.

При проверке на термическую стойкость сечения троса должно выполнять следующее неравенство[1, стр.96-97]:

, (1.30)

где  - продолжительность прохождения тока КЗ, при  = 0,15с, при однократном АПВ.


Если ток короткого замыкания будет меньше Iдоп, то грозозащитный трос будет полностью выдерживать нагрузку.

1.3 Построение максимального шаблона и расстановка опор по профилю трассы

Максимальный шаблон необходим для эффективной расстановки опор по трассе, который строится в том же масштабе, что и продольный профиль трассы. Шаблон представляет собой три кривые: кривая провисания провода, габаритная кривая и земляная кривая.

Кривая провисания провода строится на основе формулы стрелы провеса [4, стр.104]:

 (1.31)

 (1.32)

Удельная нагрузка  и напряжение провода  принимаются для режима, соответствующего максимальной стреле провеса:

, (1.33)

м.

Из формулы (1.33) видно, что:


Габаритную кривую строим параллельно кривой провисания, отложив от неё по вертикали расстояние, равное допустимому габариту от провода до земли[1, стр.66]. Аналогично строим земляную кривую. Расстояние по вертикали от габаритной кривой до земляной принимаем равным максимальной стреле провеса.

Если опоры ставятся в горной местности, то они (опоры), должны проверяться на вырывание, для чего и строиться минимальный шаблон. Для него:

 (1.34)


где  - напряжение в материале провода, соответствующее габаритному пролету в режиме минимальных температур.

Результаты расчёта сводим в таблицу 1.8.

Таблица 1.8 - Расчетные точки для построения максимального и минимального шаблона

х, м

0

40

80

120

160

200

235,15

ymax, м

0

0,486

1,943

4,372

7,772

12,143

16,786

ymin, м

0

0,372

1,486

3,344

5,945

9,289

12,841


Вся трасса разбиваются на участки, ограниченные анкерными опорами. Расстановку промежуточных опор производят в каждом анкерном пролете независимо от других анкерных пролетов. При помощи максимального шаблона намечаются места установки промежуточных опор. Максимальный и минимальный шаблоны представлены на третьем листе А1 графической части дипломного проекта. Шаблон прикладывается к профилю трассы таким образом, чтобы ось y была вертикальной, габаритная кривая касалась профиля или была чуть выше, левая ветвь земляной кривой проходит через основание опоры, место установки которой заранее известно. Тогда место установки следующей опоры будет место выхода правой ветви земляной кривой из профиля.

Расстановка опор по профилю трассы представлена на втором и третьем листе А1 графической части дипломного проекта.

После расстановки опор по профилю трасы промежуточные пролеты оказываются различной длины, поэтому в пределах анкерного пролета определяем приведенный пролет  [4, стр.105]:

 (1.35)

Рассчитанное значение длины приведенного пролета сравнивается с длиной габаритного пролета , отличие не должно составлять более 10%.

 (1.36)

 (1.37)


Анкерный пролет (опора 1 - опора 2):


Анкерный пролет (опора 2 - опора 8):


Анкерный пролет (опора 8 - опора 17):


Анкерный пролет (опора 17 - опора 19):


В связи, с прохождением, проектируемой линией 220 кВ, по труднопроходимой местности и через инженерные сооружения, возникла необходимость в расставлении некоторых опор в непосредственной близости друг от друга, для соблюдения допустимых габаритов в месте пересечения проектируемой линии с инженерными сооружениями. Поэтому рассчётные значения приведенных пролетов не удовлетворяют условию (1.37), таким образом возникнут дополнительные затраты на установку и транспортировку этих опор.

1.4 Построение монтажных кривых

Монтажные кривые представляют собой зависимости тяжения по проводам от температуры  и стрелы провеса провода от температуры . По этим зависимостям производится монтаж проводов. Монтажные кривые строятся для визируемых пролетов, которые определяются в зависимости от длины анкерного пролета.

Длины визируемых пролетов, для которых строим монтажные кривые:


Монтажные кривые строятся по основному уравнению состояния провода в пролете:

 (1.38)

Решив уравнение (1.38), задаваясь диапазоном температур от минус 41°С до плюс 35°С, найдём напряжение провода в визируемых пролётах, m-ые условия определим в зависимости от того, в каком из интервалов находится :

Рисунок 1.3 - Расчётные интервалы для провода в режимах минимальных температур и максимальной нагрузки

После чего определяем тяжение по проводу  и стрелу провеса провода  по формулам [4, стр.113]:

 (1.39)

 (1.40)

Результаты расчета визируемых пролётов для проводов сводим в таблицу 1.9. Монтажные кривые для провода приведены на четвёртом листе А1 графического материала.

Таблица 1.9 - Построение монтажных кривых

Визируемый пролет

Параметры

Температура, °С



-41

-20

0

20

35

, даН/мм212,6009,8427,5755,8384,902








, м1,0171,3021,6922,1952,614







, даН56084380337125982182






, даН/мм27,3806,7636,2805,8785,617








, м11,61412,67513,64814,58315,261







, даН32853010279526162500






, даН/мм27,8737,0616,4485,9515,636








, м9,00910,04411,00011,91912,584







, даН35043143287026492509






, даН/мм28,0477,1666,5065,9755,643








, м8,3209,34310,29111,20511,865







, даН35823189289626602512






, даН/мм210,9138,9277,4626,3705,744








, м3,1233,8184,5675,3505,934







, даН48583974332228362557






, даН/мм27,6306,9146,3665,9155,627








, м10,15011,20012,16513,09213,763







, даН33963078283426332505






, даН/мм212,6009,8397,5685,82811,891








, м1,0091,2921,6802,1812,599







, даН56084379336925942177






, даН/мм212,6009,9537,8206,1935,300








, м1,3511,7102,1772,7493,212







, даН56084430348127562359







1.5 Расчёт переходов через инженерные сооружения

Переход через инженерное сооружение - это пересечение проектируемой линии с различными сооружениями, в нашем случае, это - автодороги, дамбы, каналы, линии связи и воздушные линии (ВЛ) электропередачи другого напряжения. Цель расчета заключается в определении расстояний от проводов линии до пересекаемого сооружения и сравнении их с допустимыми [4, стр.110].

Таблица 1.10 - Исходные данные по инженерным сооружениям

Переход

Длина пролёта L, м

Инженерное сооружение

Высота сооружения hc, м

Ближайшее расстояние от опоры до сооружения x, м

Минимально допустимое расстояние от проводов ВЛ до верхней части сооружения, м,






нормальный режим

аварийный режим

1

316,6

ось автодороги

0,23

86,1

8

5,5

2

285,4

ось автодороги

1,3

85,94

8

5,5

3

378,4

ВЛ 10 кВ

6,9

69,7

4,5

-

4

409,8

1. Кабель связи

0,74

42,4

4

2



2. Ось автодороги

1,6

54,4

8

5,5



3. ВЛ 10 кВ

12,1

67,7

4,7

-



4. 1-ый Тёплый Канал

-1

133,3

7

-



5. Пруд “Селец”

2

201,9

7

-



6. ВЛ 10 кВ

9,4

36

4

-

5

406,2

дамба

0,5

81,9

7

-

6

290

1. Кабель связи

0

108,1

4

2



2. Ось автодороги

0,79

119,8

8

5,5



3. 1-ый Холодный Канал

-0,37

135,7

7

-



4. Ось автодороги

-0,96

97,5

8

5,5

241,8

1. 2-ой Тёплый Канал

0,38

101

7

-



2. Ось автодороги

1,9

111

8

5,5



3. ВЛ 10 кВ

9,1

120,45

5,4

-

8

174,3

1. ВЛ 10 кВ

14,3

70,2

4

-



2. Ось автодороги

0,64

75,5

8

5,5

9

201,7

ВЛ 10 кВ

8,3

31

4

-

* Минус перед числом показывает нам, что инженерное сооружение располагается ниже уровня основания опоры [4, стр.108].

. Переход рассчитывается по условиям нормального режима и аварийного режима (обрыв провода в соседнем пролете).

Для выполнения успешного перехода через инженерное сооружение должно выполняться условие [4, стр.110]:

 (1.41)

где Н=22,55 м - высота от основания опоры до точки подвеса нижнего провода;  - высота сооружения;  - минимально-допустимое расстояние от проводов ВЛ до верхней точки инженерного сооружения, все значения берутся из [2, глава 2.5];  - расстояние по вертикали от уровня точки подвеса провода, до провода в пролете:

 (1.42)

Нормальный режим.

Максимальная стрела провеса провода данной линии имеет место в режиме наибольших нагрузок: ,  (по результатам систематического расчета проводов для режима наибольших нагрузок)

,

.

Условие выполнено.

Аварийный режим.

Максимальная стрела провеса провода на данной линии имеет место в режиме среднегодовых условий, при обрыве провода в соседнем пролете:

 (1.43)

где к1 - коэффициент, учитывающий долю тяжения по проводу, приложенного к изолятору, при обрыве провода (при площади поперечного сечения проводов 240 мм2 и больше к1 = 0,4 [1,таблица 1.1, стр.28]);

,

,

.

Условие выполнено.

Расчёт перехода проектируемой воздушной линии электропередачи 220 кВ с другими инженерными сооружениями аналогичен. Изменяется только минимально-допустимое расстояние от нижней части подвеса провода до верхней части инженерного сооружения.

. Нормальный режим.

.

Условие выполнено.

Аварийный режим.

,

.

Условие выполнено.

. Нормальный режим.

,

.

Условие выполнено.

Аварийный режим.

,


Условие выполнено.

. В данном пролёте, длинной L11=409,8 м проектируемая линия осуществляет переход сразу через несколько инженерных сооружений (нумерация сооружений идёт слева направо, по направлению проектируемой линии). Из-за тяжёлых условий прохождения трассы для выполнения условий при переходе проектируемой ВЛ 220 кВ через инженерные сооружения возникла необходимость в увеличении высоты подвеса провода, путём увеличения основания опоры на 8 метров с обеих сторон пересекаемых сооружений , в связи с этим изменением, высота от основания опоры до точки подвеса нижнего провода, Н=30,55 м.

Нормальный режим.



Условие выполнено.

Аварийный режим.



Условие выполнено.

. Нормальный режим.

.

Условие выполнено.

Аварийный режим.


Условие выполнено.

. Нормальный режим.



Условие выполнено.

Аварийный режим.


Условие выполнено.

. Нормальный режим.



Условие выполнено.

Аварийный режим.


Условие выполнено.

. Нормальный режим.



Условие выполнено.

Аварийный режим.


Условие выполнено.

. Нормальный режим.

.

Условие выполнено.

Аварийный режим.


Условие выполнено.

По результатам расчета, можно сказать, что выбранная расстановка опор позволяет обеспечить допустимые расстояния при переходах через инженерные сооружения и перестановка опор по трассе не требуется. Планы переходов через инженерные сооружения представлены на пятом листе графической части дипломного проекта.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК НА ОПОРЫ

.1 Определение нормативных и расчетных нагрузок на промежуточные и анкерные опоры в нормальных и аварийных режимах

Нормативными нагрузками называют нагрузки, которые регламентированы ПУЭ [2], а расчетными - нормативные нагрузки, умноженные на коэффициент надежности по нагрузке. При этом для условий нормального режима следует рассматривать два случая направления ветра к оси линии: под углами 900 и 450.

Различают вертикальные и горизонтальные нагрузки. При этом они могут быть постоянными и временными. К постоянным нагрузкам относятся нагрузки от собственного веса элемента опор (провода, изоляторы, опоры). Под временными понимают воздействие ветра и гололеда, а также нагрузки, которые образуются в результате обрыва проводов [1, стр.231].

Для расчета нагрузок необходимо выбрать тип и количество изоляторов. Выбор изоляторов производится по механической и электрической прочности [1, стр.25].

На линиях 220 кВ как правило применяются подвесные изоляторы. Количество изоляторов может быть подсчитано по формуле [1, стр.25]:

, (2.1)

где l - удельная длина утечки, приходящаяся на 1кВ, для напряжения 220 кВ  мм/кВ [1, стр.26];

 - рабочее напряжение линии, для линий 220 кВ ;

 - длина пути утечки изолятора, предварительно для изолятора ПС 70Е  мм [6].

.

Принимаем 16 изоляторов ПC 70Е, масса каждого составляет 3,4 кг. Теперь проверим выбранный тип изолятора по механическим характеристикам. При отсутствии ветра и гололеда расчётная механическая нагрузка определяется следующим образом [1, стр.27]:

. (2.2)

При наличии гололеда и ветра:

. (2.3)

В аварийном режиме:

 (2.4)

где 5;2,7 - коэффициенты запаса прочности изоляторов в нормальных режимах;

 - длина весового пролёта;

 - количество проводов в фазе;

 - количество изоляторов;

 - вес одного изолятора;

 - коэффициент, учитывающий вес линейной арматуры, для линий до 220 кВ принимается ;

 - коэффициент учитывающий долю тяжения по проводу, при обрыве провода, согласно [1, стр. 28, табл. 1.1];

 - нормативное тяжение по проводу, даН.

 даН,

даН.

 даН.

Наибольшее значение принимаем в качестве расчётной нагрузки, по значению которой выбираем линейную арматуру. В нашем случае получается кН. У ранее выбранного изолятора  кН, следовательно, он удовлетворяет нас по механической прочности. Далее выбираем линейную арматуру по гарантированной механической прочности изолятора [7]:

узлы крепления (для поддерживающих гирлянд) КГП-7-1 масса 0,8 кг;

узлы крепления (для натяжных гирлянд) КГН-7-5 масса 3,07 кг;

) серьги СР-7-16 масса 0,3 кг;

) ушки У1-7-16 масса 0,76 кг;

) зажимы поддерживающие глухие ПГН-3-5 масса 0,95 кг;

) гасители вибрации ГВН-5-30 масса 3,2 кг.

Для промежуточных опор расчетными являются два режима [1, стр.233]:= минус 5°С, при наличии ветра и отсутствии гололёда;= минус 5°С, при наличии ветра и гололёда.

Для начала определим нормативные вертикальные нагрузки, действующие на опору.

Нагрузка от собственного веса провода [1, стр.236]:

 (2.5)


Нагрузка от собственного веса троса [1, стр.240]:

 (2.6)


Нагрузка от веса гололёда на проводе [1, стр.236]:

 (2.7)


Нагрузка от веса гололёда на тросе [1, стр.240]:

 (2.8)


Нагрузка от веса гирлянды изоляторов [1, стр.239]:

 (2.9)

где  - число изоляторов,;

 - вес одного изолятора ПС-70Е, кг;

 - вес арматуры (узел крепления- 0,8 кг; серьга -0,3 кг; ушко-0,76кг; гасители вибрации - 2 по 3,2 кг каждый; зажим поддерживающий - 0,95 кг).

 (2.10)

 даН,

 даН.

Нагрузка от веса гирлянды изоляторов, покрытых гололёдом:

 (2.11)

 даН.

Нормативная нагрузка от веса электромонтёра и монтажных приспособлений для промежуточных опор линий напряжением 220 кВ равна [1, стр.239]

Вес унифицированной стальной опоры П220 - 3 с цинком, при высоте 36 м равен , согласно [3, таблица 8.23, стр. 414]. Учитывая тот факт, что проектируемая опора немного выше H = 36,4м и для лёгкости расчётов, вес опоры примем равным .

Вертикальную нагрузку от массы гололёда, образующегося на конструкции опоры учитывать не будем, так как высота расположения приведённого центра тяжести проводов не превышает 25 м (hпр=14,5 м).

Далее определяем нормативные горизонтальные нагрузки, когда ветер с осью линии составляет 90◦.

Нагрузка от давления ветра на провод и трос, не покрытые гололёдом [1, стр.242 - 243]:

 (2.12)

По [1, стр. 70] примем .

 (2.13)


Нагрузка от давления ветра на провод и трос, покрытые гололёдом [1, стр.243 - 244]:

 (2.14)

 (2.15)


Нагрузка от давления ветра на гирлянду изоляторов, не покрытую гололёдом:

 (2.16)

где  - высота гирлянды;

 - высота одного изолятора, =127 мм [6];

 - диаметр тарелки изолятора, для ПС-70Е, =255 мм [6].

Нагрузка от давления ветра на гирлянду изоляторов, покрытую гололёдом:

 (2.17)


Нагрузка от давления ветра на конструкцию опоры [1, стр. 244]:

, (2.18)

где  - коэффициент динамической составляющей ветровой нагрузки, для свободностоящей металлической опоры ;

 - аэродинамический коэффициент, для металлической опоры, при направлении ветра, перпендикулярном к плоскости грани опоры [1, стр.555]:

 (2.19)

где  - коэффициент заполнения решётки фермы [1, стр.555], (для ствола металлической опоры примем его равным 0,3; для траверс - 0,12);


 - площадь конструкции опоры, равная [1, стр.245]:

 (2.20)

где  и  - соответственно ширина наиболее широкой части граней ствола металлической опоры на уровне центра тяжести опоры, расположенного на высоте 0,5Hо и тросостойки, расположенного на высоте 0,5Hтрос;о и Hтрос - высота, соответственно опоры и тросостойки.

 (2.21)

где и  - соответственно ширина нижней и верхней граней ствола металлической опоры, на высоте h=0 м и h2=32,6 м соответственно.

мм,

 (2.22)

где и  - соответственно ширина нижней и верхней граней ствола тросостойки, на высоте h=32,6 м и h2=36,4 м.

 мм,

 м2,

 даН.

Нагрузка от давления ветра на конструкцию опоры, когда провода и тросы покрыты гололёдом (при высоте приведённого центра тяжести проводов до 25м) [1, стр.246].

В данном случае увеличение площади конструкции из-за её обледенения не учитывается.

, (2.23)

 даН.

Далее определяем нормативные горизонтальные нагрузки, когда ветер с осью линии составляет 45◦ [1, стр.244].

Нагрузка от давления ветра на провода и трос, не покрытые гололедом:

 (2.24)

 (2.25)


Нагрузка от давления ветра на провода и трос, покрытые гололедом:

 (2.26)

 (2.27)


Нагрузка от давления ветра на гирлянду изоляторов, не покрытую гололёдом:

 (2.28),

Нагрузка от давления ветра на гирлянду изоляторов, покрытую гололёдом:

 (2.29)


Нагрузка от давления ветра на конструкцию опоры [1, стр.247]:

, (2.30)

, (2.31)

, (2.32)

где: ,  - расчетные нагрузки соответственно на широкую и узкую грани ствола опоры;

,  - размеры широкой и узкой граней.

 - расчётная нагрузка, при ветре направленном перпендикулярно к широкой грани опоры, поэтому к площади  необходимо добавить площадь граней всех траверс .

, (2.33)

 - площадь конструкции опоры, вместе с траверсами.

 - аэродинамический коэффициент, для металлической опоры, при направлении ветра по диагонали или под углом 45° к оси линии [1, стр.555]:

 (2.34)

 (2.35)

 (2.36)

 м2,

 м2,

 даН,  даН,  даН,  даН.

Нагрузка от давления ветра на конструкцию опоры, когда провода и тросы покрыты гололёдом [1, стр.248]:

, (2.37)

 даН.

Результаты расчета нормативных нагрузок сведем в таблицу 2.1

Таблица 2.1 - Результаты расчета нормативных нагрузок

Нагрузки

t=-5◦С, qmax, b=0;

t=-5◦С, q=0,25qmax, bmax


90°

45°

90°

45°

вертикальные нагрузки, даН

Нагрузка от собственного веса провода

876,6

876,6

876,6

876,6

Нагрузка от собственного веса троса

368,8

368,8

368,8

368,8

Нагрузка от веса гололёда на проводе

-

-

1060

1060

Нагрузка от веса гололёда на тросе

-

-

1200,8

1200,8

Нагрузка от веса изоляторов

63,6

63,6

95,4

95,4

Нагрузка от веса монтажника

150

150

150

150

Нагрузка от собственного веса опоры

5000

5000

5000

горизонтальные нагрузки, даН

Нагрузка от давления ветра на провод

904,8

452,4

507,6

253,8

Нагрузка от давления ветра на трос

454,6

227,3

722,6

361,3

Нагрузка от давления ветра на гирлянду изоляторов

18,1

9,05

4,5

2,25

Нагрузка от давления ветра на конструкцию опоры

2100

2152,7

524,5

488,8


Расчётные нагрузки на промежуточные опоры определяются путём умножения нормативных нагрузок на соответствующие коэффициенты перегрузок [2, стр.360 - 364]:

 - коэффициент перегрузки:

для 1-ой группы предельных состояний =1,3;

для 2-ой группы предельных состояний =1,1;

 - коэффициент надежности по ответственности объекта, =1;

 - региональный коэффициент, =1;

 - коэффициент, учитывающий условия работы:

для 1-ой группы предельных состояний =1;

для 2-ой группы предельных состояний =0,5.

Результаты расчета расчетных нагрузок приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Результаты расчета расчётных нагрузок

Нагрузки

Коэффициент перегрузки

t=-5◦С, qmax, b=0;

t=-5◦С, q=0,25qmax, bmax


I гр. пред. сост.

II гр. пред. сост.

90°

45°

90°

45°

вертикальные нагрузки, даН

Нагрузка от собственного веса провода

1,05

920,4

920,4

920,4

920,4

Нагрузка от собственного веса троса

1,05

387,3

387,3

387,3

387,3

Нагрузка от веса гололёда на проводе

I) 1,3

-

-

1378

1378


II) 1,1



1166

1166

Нагрузка от веса гололёда на тросе

I) 1,3

-

-

1561

1561


II) 1,1



1320,9

1320,9

Нагрузка от веса изоляторов

1,05

66,8

66,8

100,2

100,2

Нагрузка от веса монтажника

1,3

195

195

195

195

Нагрузка от собственного веса опоры

1,05

5250

5250

5250

5250

горизонтальные нагрузки, даН

Нагрузка от давления ветра на провод

I) 1,3

1176,2

588,1

660

330


II) 1,1

995,3

497,6

558,4

279,2

Нагрузка от давления ветра на трос

I) 1,3

591

295,5

939,6

469,8


II) 1,1

500

250

795

397,5

Нагрузка от давления ветра на гирлянду изоляторов

1,05

19

9,5

4,8

2,4

Нагрузка от давления ветра на конструкцию опоры

I) 1,3

2730

2800

682

635,5


II) 1,1

2310

2368

577

537,7


При определении нагрузок в нормальном режиме, действующих на анкерные опоры, кроме отмеченных ранее климатических условий, рассматриваемых для промежуточных опор, здесь рассмотрим ещё и режим минимальных температур (нагрузок от давления ветра и веса гололёда не будет) [1, стр.233].

Вертикальные нагрузки, действующие на анкерные опоры в нормальном режиме, такие же, как и нагрузки на промежуточные опоры, за исключением веса гирлянд изоляторов, значение нагрузки которых вычисляется следующим образом [1, стр.242]:

, (2.38)

, (2.39)

где  - масса узла для крепления натяжных гирлянд изоляторов, =3,07;

 даН,

 даН.

Нагрузка от веса гирлянды изоляторов, покрытых гололёдом:

 (2.40)

 даН.

Расчётная вертикальная нагрузка от веса гирлянды изоляторов для 1-ой и 2-ой группы предельных состояний:

, (2.41)

 даН.

Нормативная нагрузка от веса электромонтёра и монтажных приспособлений для анкерных опор линий напряжением 220 кВ равна Расчётная вертикальная нагрузка от веса монтажника с инструментами даН [1, стр.240].

Расчёт горизонтальных нагрузок от давления ветра, действующих на элементы промежуточной опоры применимы и для расчёта нагрузок на анкерные опоры [1, стр.255].

Из-за неравенства значений приведённых пролётов по обе стороны анкерной опоры возникает нагрузка от разности тяжений проводов и тросов:

, (2.42)

, (2.43)

где  и - напряжение соответственно в материале провода и троса в 3-ёх рассматриваемых режимах (минимальных температур; при t = минус 5°С, при наличии ветра и отсутствии гололёда и при t = минус 5°С, при наличии ветра и гололёда);

,15 - коэффициент, который показывает насколько тяжение одного провода (троса) больше второго.

Нагрузка от разности тяжений проводов и тросов в режиме минимальных температур:

 даН,

 даН.

Нагрузка от разности тяжений проводов и тросов в режиме среднегодовых условий с ветром и без гололёда:

 даН,

 даН.

Нагрузка от разности тяжений проводов и тросов в режиме среднегодовых условий с ветром и с гололёдом:

 даН,

 даН.

Умножив нормативные нагрузки на соответствующие коэффициенты перегрузки, рассмотренные ранее, получим расчётные нагрузки. Для удобства занесём расчётные нагрузки в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 - Расчетные нагрузки на анкерную опору в нормальном

Предельное состояние нагрузки

Наименование нагрузки

Значение расчетных нагрузок для режима, даН



-41°С; qmax; b=0

-5°С; qmax; b=0

-5°С; 0,25qmax; bmax

1-ое

От разности тяжения проводов

626,1

676,6

1093,6

2-ое

От разности тяжения проводов

529,8

572,5

925,4

1-ое

От разности тяжения троса

293,5

382,6

853,6

2-ое

От разности тяжения троса

248,4

323,7

722,3


Определение нормативных и расчётных нагрузок, при расчёте промежуточных опор в аварийном режиме, производится для климатических условий, когда отсутствует ветер и гололёд, следовательно, горизонтальные ветровые нагрузки здесь не принимаются во внимание.

Условная нормативная горизонтальная статическая нагрузка, действующая на промежуточную опору при обрыве проводов [1, стр.255]:

, (2.44)

где  - коэффициент, учитывающий долю тяжения по проводу, при обрыве провода, согласно [1, стр. 28, табл. 1.1];

 - наибольшее напряжение в материале провода, принимается по результатам систематического расчёта, ;

 - полная площадь поперечного сечения сталеалюминевого провода марки AC 400/51;- количество проводов в фазе, n = 1.

 даН.

Горизонтальная расчётная нагрузка от тяжения по оборванному проводу или тросу определяется путём умножения нормативных значений на ряд коэффициентов, взятых из [2]:

 - коэффициент перегрузки, =1,3;

 - коэффициент сочетаний, =0,8;

 - коэффициент надежности по ответственности объекта, =1;

 - региональный коэффициент, =1.

Расчетная горизонтальная нагрузка от редуцированного тяжения по проводу (обрыв провода или троса) передающаяся на промежуточную опору:

, (2.45)

 даН.

Условная нормативная горизонтальная статическая нагрузка, действующая на промежуточную опору при обрыве троса [1, стр.255]:

, (2.46)

где =0,5 - коэффициент, учитывающий долю тяжения по тросу, при обрыве троса, согласно [1, стр.28, табл. 1.1];

 - наибольшее напряжение в материале троса или принимается по результатам систематического расчёта, ;

 - площадь поперечного сечения троса марки ТК 11;

 даН.

Расчётная горизонтальная нагрузка, действующая на промежуточную опору при обрыве троса:

, (2.47)

 даН.

При обрыве провода или троса их вес, прикладываемый в месте крепления к траверсе, уменьшается в 2 раза по сравнению с весом в нормальном режиме.

, (2.48)

, (2.49)

 даН,

 даН.

Сведем нагрузки, действующие на промежуточную опору в аварийном режиме, в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - Нагрузки, действующие на промежуточную опору в аварийном режиме


Нормативные нагрузки, даН

Расчетные нагрузки, даН (I пред. сост/II пред. сост)


обрыв провода

обрыв троса

обрыв провода

обрыв троса

Нагрузка от собственного веса провода

438,3

876,6

368,2

736,3

Нагрузка от собственного веса троса

372,4

184,4

312,8

154,9

Нагрузка от собственного веса изоляторов

63,6

63,6

66,8

66,8

Нагрузка от собственного веса опоры

5000

5000

5250

5250

Нагрузка от веса монтажника

150

150

195

195

Горизонтальная нагрузка от редуцированного тяжения по проводу (тросу)

1377,3

1532

1432,4/ 1212

1593,2/ 1348,2


Определение нормативных и расчётных нагрузок, при расчёте анкерных опор в аварийном режиме, производится для климатических условий, когда провода и тросы покрыты гололёдом, ветра нет.

Значения нагрузок на анкерные опоры в аварийном режиме определяются так же, как и на промежуточные, отличие в том, что нормативные нагрузки умножаются на коэффициент сочетаний  [1, стр.257].

Вертикальная нагрузка от веса гололеда на провод [1, стр.257]:

, (2.50)

 даН.

Расчетная вертикальная нагрузка от веса гололеда на провод для 1-ой группы предельных состояний:

, (2.51)

 даН.

Вертикальная нагрузка от веса гололеда на трос [1, стр.258]:

, (2.52)

даН.

Расчетная вертикальная нагрузка от веса гололеда на трос для 1-ой группы предельных состояний:

, (2.53)

 даН,

Расчетная вертикальная нагрузка от веса гололеда на провод для 1-ой группы предельных состояний при его обрыве [1, стр.256]:

, (2.54)

 даН.

Расчетная вертикальная нагрузка от веса гололеда на трос для 1-ой группы предельных состояний при его обрыве [1, стр.257]:

, (2.55)

 даН.

Нормативная горизонтальная нагрузка от одностороннего тяжения по оборванному проводу, передающаяся на анкерную опору:

 даН.

Нормативная горизонтальная нагрузка от одностороннего тяжения по оборванному тросу, передающаяся на анкерную опору:

 даН.

Расчётная горизонтальная нагрузка от одностороннего тяжения по оборванному проводу, передающаяся на анкерную опору для 1-ой группы предельных состояний:

 даН.

Расчётная горизонтальная нагрузка от одностороннего тяжения по оборванному тросу, передающаяся на анкерную опору для 1-ой группы предельных состояний:

 даН.

Вертикальные расчетные нагрузки от собственного веса опоры, проводов, тросов, изоляторов, электромонтера были определены выше.

На анкерную опору на прямых участках будет действовать нагрузка от разности тяжений проводов и тросов для рассчитываемого режима [1, стр.268].

 даН,  даН.

Сведем нагрузки, действующие на анкерную опору в аварийном режиме, в таблицу 2.5.

Таблица 2.5 - Нагрузки, действующие на анкерную опору в аварийном режиме


Нормативные нагрузки, даН

Расчетные нагрузки, даН (I пред. сост/ II пред. сост)


обрыв провода

обрыв троса

обрыв провода

обрыв троса

Нагрузка от собственного веса провода

438,3

876,6

414,2

828,4

Нагрузка от собственного веса троса

372,4

184,4

351,9

174,3

Нагрузка от веса гололеда на проводах

936,95

1873,9

1096,25/ 927,6

2192,5/ 1855,2

Нагрузка от веса гололеда на тросе

1797

898,5

2102,5/ 1779

1051,25/ 889,5

Нагрузка от собственного веса гирлянды изоляторов, покрытых гололёдом

207,8

207,8

218,2

218,2

Нагрузка от собственного веса опоры

5000

5000

5250

5250

Нагрузка от веса монтажника

200

200

260

260

Горизонтальная нагрузка от тяжения по проводу (тросу)

2184

2042

2555,3/ 2162,2

2389,1/ 2021,6

Горизонтальная нагрузка от разности тяжений по проводу

-

819

-

958,2/ 810,8

Горизонтальная нагрузка от разности тяжений по тросу

612,6

-

716,7/ 606,5

-

Нагрузка от собственного веса опоры, даН

5000

5000

5250

5250

200

200

260

260

Горизонтальная нагрузка от тяжения по проводу (тросу), даН

2184

2042

2555,3/ 2162,2

2389,1/ 2021,6

Горизонтальная нагрузка от разности тяжений по проводу, даН

-

819

-

958,2/ 810,8

Горизонтальная нагрузка от разности тяжений по тросу, даН

612,6

-

716,7/ 606,5

-


Определив расчетные нагрузки, определим изгибающие моменты для рассматриваемых климатических условий.

Для промежуточной опоры в нормальном режиме изгибающий момент будет определяться по следующей формуле [1, стр.303]:

 (2.56)

где  - длины траверс;

 - высоты от поверхности земли, соответственно, до 1-ой, 2-ой и 3-ей траверс.

Изгибающий момент для промежуточной опоры в нормальном режиме при нормативных нагрузках для t = минус 5◦С, q = qmax, b = 0 и при угле φ = 90°:


Аналогичным образом рассчитываются моменты для промежуточной опоры в нормальном режиме при нормативных и расчетных нагрузках при различном угле φ.

При расчете изгибающих моментов для анкерной опоры будем учитывать результирующее тяжение по проводам и тросу. В результате формула примет вид [1, стр.303]:

 

. (2.57)

Изгибающий момент для анкерной опоры в нормальном режиме при нормативных нагрузках для t = минус 5◦С, q = qmax, b = 0 и при угле φ = 90°:


Аналогичным образом рассчитываются моменты для анкерной опоры в нормальном режиме при нормативных и расчетных нагрузках при различном угле φ.

Изгибающий момент для промежуточной опоры в аварийном режиме при обрыве провода [1, стр.303]:

 (2.58)

Изгибающий момент для промежуточной опоры в аварийном режиме при обрыве провода на высоте h1=31,4 м, при нормативных нагрузках:


Изгибающий момент для промежуточной опоры в аварийном режиме при обрыве троса [1, стр.303]:

 (2.59)

Изгибающий момент для промежуточной опоры в аварийном режиме при обрыве троса при нормативных нагрузках.


Изгибающий момент для анкерной опоры в аварийном режиме при обрыве провода, учитывая климатические условия [1, стр.303].

 (2.60)

Изгибающий момент для промежуточной опоры в аварийном режиме при обрыве провода на высоте h1=31,4 м, при нормативных нагрузках:


Изгибающий момент для анкерной опоры в аварийном режиме при обрыве троса, учитывая климатические условия:

 (2.61)

Изгибающий момент для промежуточной опоры в аварийном режиме при обрыве троса при нормативных нагрузках:


Результаты расчетов изгибающих моментов представим в таблице 2.6.

Таблица 2.6 - Результаты расчетов изгибающих моментов

Нагрузки

Значение изгибающего момента,

 


φ = 90°

φ = 45°

 

промежуточная опора нормальный режим (t=-5◦С, q=qmax, b=0)

 

Нормативные нагрузки

136105,6

91229

 

Расчетные нагрузки, I предельное состояние

175226,2

117099,4

 

Расчетные нагрузки, II предельное состояние

149544,6

100214,1

 

промежуточная опора нормальный режим (t=-5◦С, q=0,25qmax, b=bmax)

 

Нормативные нагрузки

89965,8

55322,2

 

Расчетные нагрузки, I предельное состояние

115512,1

70507,7

 

Расчетные нагрузки, II предельное состояние

99923,7

60752,5

 

анкерная опора нормальный режим (t = -41◦С, q = 0, b = 0)

 

Нормативные нагрузки

54348

54348

 

Расчетные нагрузки, I предельное состояние

69205,6

69205,6

 

Расчетные нагрузки, II предельное состояние

66754,9

66754,9

 

анкерная опора нормальный режим (t=-5◦С, q=qmax, b=0)

 

Нормативные нагрузки

151103,0

116257,0

 

Расчетные нагрузки, I предельное состояние

194667,1

149596,3

 

Расчетные нагрузки, II предельное состояние

166088,6

127796,9

 

анкерная опора нормальный режим (t=-5◦С, q=0,25qmax, b=bmax)

 

Нормативные нагрузки

138612,5

121114,4

 

Расчетные нагрузки, I предельное состояние

179476,0

156040,0

 

Расчетные нагрузки, II предельное состояние

152368,3

133121,7

 

промежуточная опора аварийный режим (оборван провод) (t = -5◦С, q = 0, b = 0)

 

Нормативные нагрузки

47927,3

37973,0

42356,0

Расчетные нагрузки, I предельное состояние

49378,2

39253,8

42934,8

Расчетные нагрузки, II предельное состояние

424574,6

33743,8

37424,8

промежуточная опора аварийный режим (оборван трос) (t = -5◦С, q = 0, b = 0)

 

Нормативные нагрузки

61979,0

Расчетные нагрузки, I предельное состояние

63681,7

Расчетные нагрузки, II предельное состояние

54763,7

анкерная опора аварийный режим (оборван провод) (t=-5◦С, q=0, b=bmax)

 

Нормативные нагрузки

138765,4

128712,0

134325,5

Расчетные нагрузки, I предельное состояние

171323,7

158041,7

173146,2

Расчетные нагрузки, II предельное состояние

145892,9

134488,7

147906,7

анкерная опора аварийный режим (оборван трос) (t=-5◦С, q=0, b=bmax)

 

Нормативные нагрузки

160839,0

Расчетные нагрузки, I предельное состояние

195927,2

Расчетные нагрузки, II предельное состояние

166936,1


Схемы приложения расчетных нагрузок к промежуточным и анкерным опорам в нормальных и аварийных режимах, где наблюдается наибольший изгибающий момент, представлены на шестом листе А1 графической части дипломного проекта.

Анализируя результаты таблицы 2.6 можно отметить, что наибольший изгибающий момент для промежуточной и анкерной опоры в нормальном режиме наблюдается при t = минус 5◦С, qmax, b=0, по I предельному состоянию.

В аварийном режиме наиболее тяжелым и для промежуточной, и для анкерной опоры является случай, при обрыве троса.

2.2 Выбор площади поперечного сечения элементов металлической опоры

Цель расчета состоит в определении усилий в поясах, раскосах и распорках фермы опоры и в нахождении сечений уголков исходя из условий их прочности и устойчивости в нормальных и аварийных режимах.

Для выбора площади поперечного сечения металлических элементов опор будем использовать рассчитанные ранее расчетные нагрузки для наиболее тяжелого состояния: I предельное состояние, t= минус 5◦С, q=qmax, b=0, (таблица 2.7). Расчетная схема для выбора площади поперечного сечения элементов опоры представлена на шестом листе А1 графического материала.

Таблица 2.7 - Расчетные нагрузки для режима, t = минус 5◦С, qmax, b=0, даН

Нагрузка от веса провода

920,4

Нагрузка от веса троса

387,3

Нагрузка от веса изоляторов

66,8

Нагрузка от веса монтажника

195

Горизонтальные нагрузки от давления ветра на провод

1176,2

Горизонтальные нагрузки от давления ветра на трос

591

Горизонтальные нагрузки от давления ветра на гирлянду изоляторов

19

Горизонтальные нагрузки от давления ветра на конструкцию опоры

3169,5


Усилия в поясах в сечении  при ветре, направленном перпендикулярно оси линии [1, стр.367]:

, (2.62)

где  - суммарный изгибающий момент в сечении  от нагрузок, действующих перпендикулярно оси линии;

 - ширина расчетной базы фермы в сечении ;

 - угол наклона поясов фермы (в нашем случае 2,985º);

 - суммарный вес всех элементов, расположенных выше рассматриваемого сечения.

Значение суммарного изгибающего момента в сечении  от горизонтальных, действующих перпендикулярно оси линии, и вертикальных нагрузок для одноцепной линии [1, стр.369]:

 (2.63)

где ,  - давление ветра на трос и провод, определенные для соответствующего расчетного режима;

 - расстояние от места расположения троса до сечения ;

, , - расстояние от места расположения верхнего и нижнего проводов до рассматриваемого сечения ;

 - давление ветра на  - ую секцию;

 - расстояние от центра тяжести  - ой секции, расположенной выше рассматриваемого сечения , до сечения ;

 - расчетный вес проводов фазы для соответствующего режима;

, , - размеры консолей траверс;

 - расчетный вес грозозащитного троса для соответствующего режима;

 - расстояние от места подвеса грозозащитного троса до оси стойки опоры.

Суммарный вес всех элементов выше сечения  для одноцепной линии [1, стр.370]:

, (2.64)

где  - вес -ой секции, находящейся выше рассматриваемого сечения .

Рассчитав усилия в поясах можем рассчитать площадь поперечного сечения (нетто):

 (2.65)

где  - растягивающая или сжимающая нормальная сила;

 - коэффициент условий работы (- для поясов нижней секции,  - для поясов средней и верхней секции, (- для раскосов и распорок);

 - коэффициент безопасности по материалу, ;

 - предел текучести проката на растяжение, сжатие и изгиб (для стали Ст3 ).

Учитывая то, что для болтовых соединений Fнетто=0,8Fбр [1, стр.383], выберем площадь сечения уголков для рассчитываемых секций опоры. Для удобства расчёта и анализа итерационного процесса, результаты расчёта усилий в поясах и площадь поперечного сечения уголков представим в таблице 2.8.

Таблица 2.8 - Результаты расчета усилий в поясах и площадь поперечного сечения


1 - 1

2 - 2

3 - 3

4 - 4

5 - 5

6 - 6

, даН·м157510,7105728,359638,824436,713918,413055,7







, даН11270,310067,18865,37663,66740,36567,1







, даН18597,815338,311377,17034,75729,15731,7







Fнетто, мм2

1044,88

813,84

677,2

391,52

299,44

319,04

Fбр, мм2

1306,1

1017,3

846,5

489,4

374,3

398,8

Fстанд, мм2

1390

1140

873

582

379

430


Выбранные площади перечного сечения уголков необходимо проверить на прочность [1, стр.381]:

 (2.66)

где  - коэффициент продольного изгиба, определяемый в функции от гибкости  стержня.

Гибкость стержня [1, стр.375]:

 (2.67)

где  - расчетная длина элемента;

 - радиус инерции сечения, мм, [1, табл. 5.2, стр.376].

Нахождение  и  осуществляется в ходе выполнения итерационной процедуры. Для выбранного из таблицы стандартных размеров уголков уголка фиксируется минимальный радиус инерции и радиус инерции относительно оси х-х. Далее по (2.67) определяем , значение которого используется для на­хождения по [1, табл. 5.3, стр.381] значения .

В ходе второй итерации снова определяется значение . Итерационный процесс продолжается до тех пор [1, стр.383], пока

 (2.68)

где  - площади поперечного сечения уголка (брутто) соответственно при n-й и (n-1)-й итерациях;

 - наперед заданная погрешность, при определенной площади поперечного сечения уголка [1, стр.383]. Так как в нашем случае длины поясов для нижних секций опоры достаточно большие, то для них зададимся погрешностью равной 600 мм2, а для средних и верхних секций - 400 мм2.

Процесс нахождения площади поперечного сечения  представлен в таблице 2.9.

Таблица 2.9 - Процесс нахождения площади поперечного сечения


1 - 1

2 - 2

3 - 3

4 - 4

5 - 5

6 - 6

Fстанд1, мм2

1390

1140

873

582

379

430

, мм17,614,614,711,77,738,71







, мм2124,416971327,3966,4577,3755,1







120,7116,2390,2982,674,6886,69







0,48370,497540,658260,70440,74660,67986







F1, мм2

2873,7

2291,3

1326,2

826,2

507,6

632,5

Fстанд2, мм2

2930

2420

1390

873

569

691

ΔF1, мм2

1540

1280

517

291

190

261,0

, мм46,238,427,422,91518,2







45,9844,1948,4442,238,4941,49







0,882060,887430,874680,89340,906040,89553







F2, мм2

3321

2727

1710

972,2

628

771,6

Fстанд3, мм2

3480

2750

1710

1140

691

813

ΔF2, мм2

550,0

330,0

320,0

267,0

122,0

122,0

Размеры, мм

150×150×12

120×120×12

90×90×10

75×75×8

60×60×6

70×70×6


Выбор сечения раскосов производится по усилиям, действующим в аварийном режиме [1, стр.373]:

для раскосов, расположенных выше верхней траверсы - при обрыве троса;

для раскосов, расположенных между верхней и нижней траверсами - при обрыве верхнего провода;

для раскосов, расположенных ниже нижней траверсы - при обрыве нижнего провода.

Усилия в раскосах фермы с перекрестной решеткой [1, стр.372]:

, (2.69)

где  - угол между плоскостью сечения  и раскосом;

 - редуцированное тяжение по проводу или по тросу;

 - плечо -ой траверсы;

 - ширина грани опоры на уровне приложения редуцированного тяжения:

, (2.70)

где  - расстояние от места приложения редуцированного тяжение до сечения .

Редуцированное тяжение по проводу или по тросу равно:

 (2.71)

 (2.72)


где  - коэффициент, учитывающий долю тяжения по проводу (тросу),  при - F ≥240 мм2 для провода и  при - F ≤185 мм2 для троса [1, таблица 1.1, стр.28].

Определив усилия в раскосах фермы по формуле (2.69), дальнейший расчет и выбор площади поперечного сечения раскосов аналогичен расчету и выбору площади поперечного сечения поясов, используя формулы (2.66 - 2.68). Процесс расчета и выбора площади поперечного сечения раскосов представим в табл. 2.10.

Таблица 2.10 - Данные для расчета площади поперечного сечения раскосов


1 - 1

2 - 2

3 - 3

4 - 4

5 - 5

6 - 6

Dm, даН

693,9

842,6

1070,7

904,7

432,5

432,5

Fнетто, мм2

46,5

56,4

71,7

29,0

29,9


Исходя из конструктивных соображений минимальные размеры раскосов принимаем 40×40×4 с Fстанд = 308,0 мм2. Принимаем уголок данного размера на всех расчетных сечениях.

Усилие в поясе траверсы от вертикальных и горизонтальных сил [1, стр.385]:

, (2.73)

где  - усилие в поясе траверсы от редуцированного тяжения;

 - усилие в поясе траверсы от вертикальных нагрузок  [1, стр.384]:

 (2.74)


Расчетную схему траверсы представим на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Расчетная схема траверсы

Из рисунка 2.1 видно, что:

 

где b - ширина ствола опоры;

а - длина консоли траверсы;

с - высота торца траверсы (с = 0,2 м) принимается по [1, стр.384].

Определив усилие в поясе траверсы по формуле (2.72), дальнейший расчет и выбор площади поперечного сечения поясов аналогичен расчету и выбору площади поперечного сечения поясов, используя формулы (2.66 - 2.68).

Процесс расчета и выбора площади поперечного сечения поясов траверс представим в таблица 2.11.

Таблица 2.11 - Процесс расчета и выбора площади поперечного сечения поясов траверс


Нижняя траверса

Средняя траверса

Верхняя траверса

Nверт, даН

361

361

361

b, м

2,392

2,392

2,637

а, м

2,704

4,904

2,637

с, м

0,25

0,3

0,25

tgα

0,885

0,488

0,626

sinα

0,663

0,438

0,531

ΔT, даН

1495,5

1495,5

1495,5

tgγ

0,396

0,213

0,266

cosγ

0,930

0,978

0,967

Nпояс, даН

2362,79

3957,77

3151,32

Fбр, мм2

126,58

212,02

168,82


Исходя из конструктивных соображений, минимальные размеры уголка для поясов траверс принимаем 40×40×4 с Fстанд = 308,0 мм2 [1, таблица 5.2, стр.376]. Принимаем уголок данного размера для всех поясов траверс.

Для нахождения усилий Nрас1 и Nрас2 в раскосах траверсы (рисунок 2.1) применяют метод сечений. Для этого строят моментную точку О на пересечении поясов и определяют расстояния d1, d2 их.

Из рисунка 2.1 видно, что:

х = с /(2tgγ).

Расстояния d1 и d2 находят из чертежа в масштабе относительно полученного значения х.

Зная значения d1, d2 их, тогда усилия в раскосах траверсы будут равны:

 (2.75)

В связи с тем, что d1>d2, получается, что . Выбор площади сечения раскосов траверс производится по наибольшему усилию, т.е. по.

Определив наибольшее усилие в раскосе траверсы по формуле (2.75), дальнейший расчет и выбор площади поперечного сечения раскосов аналогичен расчету и выбору площади поперечного сечения поясов, используя формулы (2.66 - 2.68).

Процесс расчета и выбора площади поперечного сечения раскосов траверс представим в таблица 2.12.

Таблица 2.12 - Процесс расчета и выбора площади поперечного сечения раскосов траверс


Нижняя траверса

Средняя траверса

Верхняя траверса

ΔT, даН

1495,5

1495,5

1495,5

b, м

2,392

2,392

2,637

а, м

4,904

2,704

2,637

с, м

0,3

0,25

0,25

tgγ

0,213

0,396

0,266

х, м

0,50

1,03

0,5

d1, м

1,987

3,864

1,636

d2, м

0,982

3,189

0,935

d3, м

0,332

2,312

0,372

d4, м

-

1,543

-

d5, м

-

1,109

-

Nрас1, даН

303,47

350,15

430,04

 

Nрас2, даН

613,79

424,18

752,31

 

Nрас3, даН

1815,13

585,11

1892,5

 

Nрас4, даН

-

877,04

-

 

Nрас5, даН

-

1219,45

-

 

Fнетто, мм2

65,33

97,24

101,38

 


Исходя из конструктивных соображений минимальные размеры уголка для раскосов траверс принимаем 40×40×4 с Fстанд = 308,0 мм2. Принимаем уголок данного размера для раскосов всех траверс. В таблицах 2.13 - 2.14 представим выбранные уголки металлических элементов опор.

Таблица 2.13 - Выбранные уголки поясов и раскосов стойки опоры

Расчетные сечения

Пояса

Раскосы


размеры

площадь поперечного сечения, мм2

размеры

площадь поперечного сечения, мм2

Сечение 1 - 1

150×150×12

3480

40×40×4

308

Сечение 2 - 2

120×1200×12

2750

40×40×4

308

Сечение 3 - 3

90×90×10

1710

40×40×4

308

Сечение 4 - 4

75×75×8

1140

40×40×4

308

Сечение 5 - 5

60×60×6

691

40×40×4

308

Сечение 6 - 6

70×70×6

813

40×40×4

308


Таблица 2.14- Выбранные уголки поясов и раскосов траверс

Траверса

Пояса

Раскосы


Размеры

Площадь поперечного сечения, мм2

Размеры

Площадь поперечного сечения, мм2

Нижняя

40×40×4

308

40×40×4

308

Средняя

40×40×4

308

40×40×4

308

Верхняя

40×40×4

308

40×40×4

308


2.3 Расчет фундамента для металлической опоры

Конструкция фундамента выбирается в соответствии с типом опоры, действующей на фундамент нагрузкой, а также характеристикой грунта, в который будет заложен фундамент.

Согласно второму и третьему листам графической части, большая часть всех проектируемых опор устанавливается в грунте: «песок мелкий», исходя из этого, расчёт и выбор фундамента для металлической опоры будем производить для этого грунта.

Характеристики грунта [1, таблица 4.7, стр.348]:

объемный вес:даН/м³;

угол, определяющий объем обелиска вырывания грунта:

расчетное удельное сцепление грунта засыпки даН/м².

Фундамент выбирается путем расчета его по несущей способности, по деформации, а также на вдавливание (сжатие) итерационным методом, начиная с наименьшего фундамента - ФК1-2 [1, таблица 5.5, стр.401-402]. В ходе расчетов оказалось, что начиная с фундамента Ф2-2, расчетные условия будут выполняться, поэтому выбираем тип фундамента Ф2-2. Расчёт будем производить по формулам, взятым из [1, стр.402-410].

Расчет по несущей способности под действием вырывающей нагрузки:

, (2.76)

где  - вырывающая расчетная нагрузка;

- коэффициент надежности,  для прямых промежуточных опор;

 - предельное сопротивление вырыванию слоя грунта над плитой фундамента;

 - вес фундамента, для Ф2-2 [1, таблица 5.5, стр.401].

, (2.77)

, (2.78)

где  - объем грунтовой призмы [1, таблица 5.5, стр.401];

 - объем фундамента( м3);

 - ширина плиты основания фундамента ( м);

 - ширина верхней стороны обелиска выпирания:

, (2.79)

 - параметр сцепления грунта засыпки:

, (2.80)

где  - коэффициент [1, таблица 5.6, стр.404];

 - расчётное значение коэффициента сцепления грунта засыпки даН/м², [1, таблица 4.7, стр.348].

,

 глубина заложения фундамента:

 (2.81)

высота подножника, ( м).


Объем грунтовой призмы :

 (2.82)

В результате расчетов по формулам (2.79) - (2.82) получаем:

,


Условие (2.76) успешно выполняется.

Расчет по деформации ведется при действии нормативных нагрузок [1]:

, (2.83)

где  - нормативная вырывающая нагрузка;

 - коэффициент условий работы, равный произведению трёх коэффициентов ;

 - коэффициент, учитывающий вид грунта, для песков ;

 - коэффициент, зависящий от расстояния между подножниками опоры, при расстоянии 5м ;

 - коэффициент, зависящий от режима работы, при нормальном режиме работы ;

 - расчетное удельное давление на грунт засыпки, создаваемое вырываемой плитой грибовидного фундамента [1, табл. 5.7, стр.406], при относительном заглублении равном 1,8 - ;

 - площадь фундаментной плиты, .


Условие (2.83) успешно выполняется.

 (2.84)

где  - нормативная вырывающая горизонтальная нагрузка;

 допустимое значение действующей на фундамент горизонтальной силы.

 (2.85)

 (2.86)

где  - расчетная ширина стойки фундамента,  м;

 - момент сопротивления;

 - глубина зоны пластических деформаций грунта основания;

 - расчетное давление грунта по боковой поверхности стойки, ;- коэффициент, который учитывает характеристики пассивного сопротивления грунта:

 (2.87)

где  и  - соответственно характеристики пассивного сопротивления грунта, определяемое его сцеплением и внутренним трением:

 (2.88)

 (2.89)

Для определения  будем использовать рассчитанные ранее нормативные нагрузки для наиболее тяжелого состояния: t = минус 5◦С, q=qmax, b=0, (таблица 2.15).

Таблица 2.15 - Нормативные нагрузки, даН

Нагрузка от веса провода

876,6

Нагрузка от веса троса

368,8

Нагрузка от веса изоляторов

63,6

Нагрузка от веса монтажника

150

Горизонтальные нагрузки от давления ветра на провод

904,8

Горизонтальные нагрузки от давления ветра на трос

454,6

Горизонтальные нагрузки от давления ветра на гирлянду изоляторов

18,1

Горизонтальные нагрузки от давления ветра на конструкцию опоры

2438,1


По формулам (2.85) - (2.89) получаем:

,

,

,

м,

,

,


Условие (2.84) успешно выполняется.

Расчет на вдавливание (сжатие) [1], определяется среднее давление под подошвой фундамента  и максимальное давление на грунт :

 (2.90)

, (2.91)

где  - сумма нормативных горизонтальных нагрузок;

 - расчетное давление на грунт:

 (2.92)

где  - безразмерные коэффициенты, которые зависят от расчетного значения угла внутреннего трения,  [1, табл. 5.8, стр.410];

 - средний удельный объемный вес грунта засыпки под подошвой.

По формуле (2.92) получаем:

.

Используя данные таблицы 2.7 определим

.

В результате по формулам (2.90) - (2.92) получаем:


Условия (2.90) и (2.91) успешно выполняются.

Все условия успешно выполняются, поэтому окончательно выбираем тип фундамента Ф2-2.

Выбор фундамента для анкерно-угловых опор аналогичен расчёту для промежуточных опор. При расчёте грибовидного фундамента Ф1-А установлено, что данный фундамент удовлетворяет всем необходимым условиям. Следовательно, для анкерной опоры выбираем грибовидного фундамента Ф1-А [1, таблица 5.5, стр.402].

Схема разбивки котлованов для установки промежуточных и анкерных опор представлены на пятом листе А1 графической части дипломного проекта.

2.4 Реконструкция лабораторной установки «Измерение тяжения в тросовых оттяжках опор воздушной линии электропередачи»

Цель лабораторной установки состоит в ознакомлении со способом измерения тяжения в тросовых оттяжках опор воздушной линии электропередачи.

Опоры с оттяжками в последнее время нашли широкое применение в качестве типовых промежуточных, промежуточно-анкерных, анкерных и специальных опор на линиях напряжением 35 кВ и выше [7, стр. 87 - 93].

Схемы конструкции металлических и железобетонных опор с оттяжками представлены на седьмом листе А1 графической части дипломного проекта. Применение оттяжек для опор целесообразно в местах с плохими грунтами, где закрепление основания опоры предоставляет особые трудности.

Тросовые оттяжки применяются также для усиления опор действующих линий электропередачи, а также в качестве внутренних связей для опор портального типа.

Опора с оттяжками представляет собой пространственную конструкцию, элементы которой в нормальном и аварийном режимах испытывают в основном осевые усилия, а не изгиб. Поэтому поперечное сечение, а следовательно и вес этих опор, получается меньшими, чем у опор без оттяжек. Ствол опоры либо заглубляется в пробуренный котлован, либо шарнирно опирается на подножник.

Для оттяжек используется высокопрочные стальные тросы или круглая сталь. Одним концом оттяжки крепятся к телу опоры, а вторым - к заглубленным анкерам (сваям, бетонным плитам и т.п.).

Жёсткость опоры после установки достигается предварительной натяжкой оттяжек. Если оттяжки не натянуты, опора может потерять своё пространственное расположение, а шарнирно закреплённые стойки могут сместиться с подножников.

В процессе эксплуатации надёжность работы опор с оттяжками зависит от состояния оттяжек и других элементов опоры, а также от величины предварительного тяжения в оттяжках.

Причиной ослабления оттяжек может послужить осадка бетонных подножников или смещение анкерных бетонных плит после весеннего таяния снегов и осенних дождей. В случае отклонения величины начального тяжения от проектной производится регулировка тяжения с помощью гаек U-образных болтов, сочленяющих оттяжку с заглубленной анкерной плитой.

Проверка тяжения в тросовых оттяжках производится на примере троса, подвешенного в аудитории 221 через натяжные зажимы, прикреплённые к двум болтам, вставленных в стену. Данная проверка осуществляется при помощи прибора ИТ-5 или ИТ-5М (измеритель тяжения).

В измерителе тяжения использована зависимость между усилием P, отклоняющим натянутый трос на величину f, и величиной тяжения по тросу T, при заданном расстоянии А между точками опоры. Процесс измерения прибором типа ИТ заключается в следующем: трос испытываемой оттяжки захватывается опорным роликом и захватом. Далее силовой рычаг упирается в трос и тем самым сообщает ему прогиб между системой опорных точек. Растягивающее усилие P передаётся на упругую систему динамометра и замеряется по шкале.

В своей работе я использовал:

натяжной зажим “Крокодил” - 2 шт;

трос длинной 4 метра, и диаметром 18 мм;

болт длинной 60 см - 2 шт;

измеритель тяжения ИТ-5М;

металлическая пластина 10*15 см - 2шт.

После натяжения троса мною было измерено его тяжение, которое составило 200 кг. Схема данной модели представлена на седьмом листе А1 графической части дипломного проекта.

2.5 Оценка массы металлических опор

Вес опоры  определяется суммарным весом всех ее элементов: весом поясов , раскосов , распорок  (если применяется раскосная решетка), траверс , диафрагм  и метизов . Формульно это можно описать следующим образом [1, стр.386]:

 (2.93)

Так как в перекрестной решетке отсутствуют распорки, то.

Вес поясов призматических опор находится по выражению: [1, стр.386]

 (2.94)

где 4 - количество поясов металлической опоры;

 - длина пояса i-ой секции (i = 1,2,….k) стойки опоры с одинаковым сечением уголковой стали, м;

 - вес единицы длины уголковой стали, используемой для поясов ой секции, принимаемый по [1, таблица 5.2, стр. 376-377], кг/м.

Длина пояса i-ой секции для трапецеидальной грани решетчатой металлической опоры равна [1, стр.387]:

 (2.95)

 - угол наклона поясов i-ой секции (для всей опоры составляет 2,985°).

Для поясов первой (нижней) секции получаем:


Для остальных поясов расчеты сведем в таблицу 2.16.

Таблица 2.16 - Результаты расчета массы поясов для секций промежуточной металлической опоры

Номер секции

Размеры уголка, мм

, кг/м, м, °, м, кг





1 (нижняя)

150×150×12

27,3

8,33

2,985

8,345

911,174

2 (нижняя)

120×120×12

21,6

8,34

2,985

8,345

721,008

3 (средняя)

90×90×10

15

8,33

2,985

8,345

500,700

4 (верхняя)

75×75×8

8,9

6,4

2,985

6,409

230,468

5 (верхняя)

60×60×6

5,42

1,2

2,985

1,202

26,059

6 (тросостойка)

70×70×6

6,38

3,8

2,985

3,605

92,000

, кг2481,409



Суммарный вес раскосов, необходимый для конструирования металлической опоры, в общем виде может быть определен по формуле [1, стр.387]:

 (2.96)

где 0,6 - коэффициент, учитывающий длину раскосов узкой грани опоры по сравнению с широкой гранью;

 - длина j-ого уголка i-ой секции ствола опоры, м;

 - удельный вес j-ого уголка i-ой секции ствола опоры, кг/м.

Суммарная длина раскосов секции грани ствола с трапецеидальной формы с перекрестной решеткой определим по формуле [1, стр.391]:

 (2.97)

 (2.98)

где  - длина i-ого раскоса секции ствола опоры, м;

 - угол наклона восходящих и нисходящих раскосов, °;

Для раскосов первой (нижней) секции получаем:


Для остальных поясов расчеты сведем в таблицу 2.17.

Таблица 2.17 - Результаты расчета массы раскосов для секций промежуточной металлической опоры

Номер секции

Размеры уголка, мм

, кг/м, м, м, кг




1 (нижняя)

40×40×4

2,42

8,33

39,420

305,268

2 (нижняя)

40×40×4

2,42

8,33

39,420

305,268

3 (средняя)

40×40×4

2,42

8,33

39,420

305,268

4 (верхняя)

40×40×4

2,42

6,4

30,287

234,543

5 (верхняя)

40×40×4

2,42

1,2

5,679

43,978

6 (тросостойка)

40×40×4

2,42

3,8

8,99

69,631

, кг1263,956



Вес диафрагм, устанавливаемых вдоль ствола опоры, определим по формуле [1, стр.391]:

 (2.99)

где  - длина элементов, входящих в состав i-ой диафрагмы, м;

 - удельный вес 1 метра i-ой диафрагмы, устанавливаемой вдоль ствола опоры, кг/м;

Площадь поперечного сечения уголков диафрагмы, устанавливаемой в основании опоры, примем равной такой же, как и у поясов опоры. Площадь поперечного сечения диафрагмы, устанавливаемой в других местах, примем равной площади поперечного сечения раскосов в этих местах. В нашем случае, на проектируемую опору мы устанавливаем 7 диафрагм:

Рисунок 2.2 - Конструкции диафрагм опор:

а - диафрагмы устанавливаемые в основании опоры и в месте крепления траверс к стволу опоры (1-ая - в основании опоры, 2-ая - на высоте 25 м и 3-яя - на высоте 31,4 м;

б - промежуточные диафрагмы, устанавливаемые равномерно по высоте ствола опоры (1-ая - на высоте 8,33 м, 2-ая - на высоте 16,67 м, 3-яя - на высоте 26,2 м и 4-ая -на высоте 32,6 м).

Длина элементов, входящих в состав диафрагмы, равна: [1, стр.392]

для схемы, приведенной на рисунке 2.2 а:

 (2.100)

где b и c - ширина широкой и узкой граней ствола опоры на высоте установки диафрагмы, м;

 (2.101)

 (2.102)

где  - расстояние от земли до места установки диафрагмы, м.

для схемы, приведенной на рисунке 2.2 б:

 (2.103)

Для диафрагмы 1 в основании опоры получаем:


Для остальных диафрагм расчеты сведем в таблицу 2.18

Таблица 2.18 - Результаты расчета массы диафрагм промежуточной металлической опоры

Номер диафрагмы

Размеры уголка, мм

, кг/м, м, м, м, м, кг






1

150×150×12

27,3

0,0

5,0

3,0

27,662

755,170

2

40×40×4

2,42

8,33

4,131

2,642

23,353

56,515

3

40×40×4

2,42

16,67

3,262

2,284

19,056

46,116

4

40×40×4

2,42

25

2,393

1,926

14,782

35,771

5

40×40×4

2,42

26,2

2,257

1,875

14,132

34,201

6

40×40×4

2,42

31,4

1,725

1,652

11,531

33,828

7

40×40×4

2,42

32,6

1,6

1,6

10,925

26,440

, кг990,297



Вес всех траверс [1, стр.394]:

 (2.104)

где  - вес пояса, входящего в состав i-ой траверсы;

 - вес раскоса, входящего в состав i-ой траверсы.

 (2.105)

 (2.106)

где , - удельный вес i-ых пояса и раскоса, входящих в состав траверсы, кг/м;

 - длины i-ой консоли траверсы, м.

 - длина i-ого раскоса, входящего в состав траверсы, м.

Для нижней траверсы (4,9 м) получаем:


Для остальных траверс расчеты сведем в таблицу 2.19.

линия электропередача профиль трасса

Таблица 2.19 - Результаты расчета массы траверс промежуточной металлической опоры

Траверса

Нижняя (4,9 м)

Средняя (2,7 м)

Верхняя (2,64 м)

Пояса

размеры

40×40×4

40×40×4

40×40×4


, кг/м2,422,422,42





, м4,9042,7042,637





, кг48,30827,64826,628




Раскосы

Размеры

40×40×4

40×40×4

40×40×4


, кг/м2,422,422,42





, м15,2193,211,77





, кг147,32031,07317,134




, кг298,111



Вес метизов для решетчатой металлической опоры с перекрестной решеткой может быть принят равным 0,06 веса всех других элементов опоры. Таким образом, вес опоры найдем по выражению: [1, стр.394]

 (2.107)

3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

По результатам выбора и проверки основных решений формируются технические и экономические показатели электрической сети, по которым можно судить о степени правильности принятия инженерных решений при проектировании объекта. Приведём некоторые основные обобщённые показатели.

Все коэффициенты, взятые из [8], приведены к 1985 году. Из некоторых соображений видно, что по сравнению с 2014 годом они занижены не менее чем на 100 процентов, поэтому в своём дипломном проекте они будут увеличены в 2 раза и приведены в условных единицах (у.е.).

Капитальные затраты на строительство линии электропередачи [4, стр.445]:

 (3.1)

где удельная стоимость линии электропередачи, ;

длина линии электропередачи, км.


Эксплуатационные расходы, [4, стр.357]:

 (3.2)

где  - расходы на амортизацию;

 - расходы на текущий ремонт и обслуживание.

Расходы на амортизацию [4, стр.690]:

 (3.3)

где  - отчисления на амортизацию,, [8, таблица 8.2, стр. 315].


Расходы на текущий ремонт и обслуживание [4, стр.690]:

 (3.4)

где  - отчисления на текущий ремонт и обслуживание, [8, таблица 8.2, стр. 315].


Стоимость потерь энергии:

 (3.5)

где   - стоимость 1 кВт∙ч потерь электроэнергии ( ).

 (3.6)

 (3.7)

где удельное активное сопротивление линии ();

 - время наибольших потерь;

 - удельное значение потерь мощности на корону, для АС 400/51 =2,7 кВт/км.

Ток можно определить по экономической плотности тока и по допустимому току, [4, стр.403]:

 (3.8)

 (3.9)

где экономическая плотность тока по [4, таблица 9.2, стр.404] ;


Время наибольших потерь, [4, стр.173]:

 (3.10)

где   - время использования наибольшей активной мощности, принимаем .

 ч,


Экономическим критерием, по которому определяют наивыгоднейший вариант, является минимум приведенных затрат, вычисленных по формуле:

 (3.11)

где  - нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений ( примем равным 0,23).


Удельные капитальные затраты, [4, стр.358]:

 (3.12)

 (3.13)

Примем


Себестоимость передачи электроэнергии, [4, стр.357]:

 (3.14)


Продолжительность строительства линии, [2, стр.17]:

 (3.15)

где  месяца - нормативная продолжительность строительства линии длиной  км, [9, таблица 1.1, стр.18];

 - число рабочих дней в месяце.


Продолжительность строительства линии, длинной L=6,155 км по нормативным условиям составит 34 дня.

Основные технико-экономические показатели представлены на восьмом листе А1 графической части дипломного проекта.

4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАСКАТКЕ И СОЕДИНЕНИИ ПРОВОДОВ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

.1 Организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность проведения работ

Работы на опорах воздушных линий являются особо сложными по организации безопасных условий труда по следующим причинам:

работа связана с подъемом на опоры на большую высоту;

рабочие места меняются ежедневно, а иногда и несколько раз в день;

электромонтер-линейщики рассредоточиваются по рабочим местам вдоль воздушной линии, находясь друг от друга на расстоянии пролета между опорами, что затрудняет контроль за безопасностью их труда;

работа требует постоянного контроля за состоянием заземляющих устройств, а также постоянной проверки отсутствия напряжения в отключенных цепях воздушных линий;

работа связана с погодными условиями, состоянием подъездных путей и конструкцией опор.

Все электромонтер-линейщики обязаны ежегодно проходить медицинское освидетельствование на выполнение верхолазных работ и подтверждать присвоенную группу по электробезопасности. Вновь поступающие рабочие после медицинского освидетельствования обязаны пройти курс обучения работам на воздушных линиях и проверку знаний с последующим присвоением группы по электробезопасности.

В связи с этим от каждого члена бригады требуются внимание, строгое выполнение всех требований техники безопасности и требований организационных мероприятий.

Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность проведения работ в электроустановках, являются [10]:

назначение лиц, ответственных за безопасное проведение работ;

оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

выдача разрешения на подготовку рабочего места и выдача разрешения на допуск к работе;

допуск к работе;

надзор во время работы;

оформление перевода на другое рабочее место;

оформление перерыва в работе, окончания работ.

Ответственными за безопасное проведение работ являются [10]:

лицо, выдающее наряд, отдающее распоряжение, составляющее перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

лицо, выдающее разрешения на подготовку рабочего места и на допуск к работе;

лицо, подготавливающее рабочее место;

допускающий;

руководитель работ;

производитель работ;

наблюдающий;

члены бригады.

Лицом, подготавливающим рабочее место, и допускающим может быть один работающий.

Права лиц, ответственных за безопасное проведение работ, предостав-ляются работающим после проведения проверки знаний по охране труда в объеме требований нормативно-правовых актов, технических нормативно-правовых актов и локальных нормативно-правовых актов в объеме, соответствующем выполняемым ответственными лицами обязанностям.

Лицо, выдающее наряд, отдающее распоряжение, устанавливает необходимость и объем работ, определяет возможность безопасного их выполнения и несет ответственность за [10]:

достаточность и правильность указанных требований безопасности;

качественный и количественный состав бригады;

назначение лиц, ответственных за безопасное производство работ;

соответствие групп по электробезопасности работающих выполняемой работе;

полноту и качество проведенного им целевого инструктажа по охране труда с руководителем работ (производителем работ, наблюдающим).

Лицо, составляющее перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации, определяет возможность безопасного выполнения работ и несет ответственность за [10]:

достаточность и правильность указанных требований безопасности;

качественный и количественный состав бригады;

соответствие групп по электробезопасности работающих выполняемой работе.

Право выдачи нарядов и распоряжений предоставляется [10]:

лицам из административно-технического персонала организации и ее структурных подразделений, имеющим группу по электробезопасности V в электроустановках напряжением выше 1 кВ;

при работах по предотвращению аварий или ликвидации их последствий и отсутствии лиц из административно-технического персонала, имеющих право выдачи нарядов и распоряжений, работающим с группой по электробезопасности не ниже IV из постоянного оперативного персонала данной электроустановки.

Предоставление постоянному оперативному персоналу права выдачи нарядов и распоряжений должно быть отражено в приказе работодателя, определяющем лиц, имеющих право выдачи нарядов и распоряжений.

Лицо, выдающее разрешения на подготовку рабочего места и на допуск, несет ответственность за [10]:

достаточность предусмотренных для выполнения работ мер по отключению и заземлению оборудования и возможность их безопасного осуществления;

правильную выдачу задания лицу, подготавливающему рабочее место, по отключению и заземлению электрооборудования;

достоверность сообщаемых лицу, подготавливающему рабочее место, сведений о предварительно выполненных операциях по отключению и заземлению электрооборудования;

координацию времени и места работы допускаемых бригад.

Разрешения на подготовку рабочего места и на допуск имеет право давать персонал, имеющий группу по электробезопасности не ниже IV, в чьем оперативном управлении находится электроустановка, или административно-технический персонал, которому предоставлено это право приказом работодателя.

Лицо, подготавливающее рабочее место, несет ответственность за правильное и точное выполнение технических мероприятий по подготовке рабочего места, указанных в наряде, распоряжении, а также требуемых по условиям работы (установка запирающих устройств, плакатов, ограждений и т.п.).

Допускающий несет ответственность за [10]:

соответствие технических мероприятий характеру и месту работы;

правильный допуск к работе;

полноту и качество проведенного им целевого инструктажа с руководителем работ, производителем работ (наблюдающим) и членами бригады.

Допускающие должны назначаться из оперативно-ремонтного персонала.

В электроустановках напряжением выше 1 кВ допускающий должен иметь группу по электробезопасности не ниже IV.

Руководитель работ несет ответственность за [10]:

выполнение указанных в наряде требований безопасности, их достаточность и соответствие характеру и месту работы;

полноту и качество проведенного им целевого инструктажа с производителем работ и членами бригады;

организацию безопасного ведения работ.

Руководителем работ назначаются работающие из административно-технического персонала, имеющие группу по электробезопасности V в электроустановках напряжением выше 1 кВ.

В тех случаях, когда отдельные этапы работы необходимо выполнять под надзором и управлением руководителя работ, лицо, выдающее наряд, должно сделать запись об этом в строке наряда «Отдельные указания».

Необходимость назначения руководителя работ определяет лицо, выдающее наряд, которому разрешается назначать руководителя работ и при других работах, кроме перечисленных.

Производитель работ несет ответственность за [10]:

соответствие подготовленного рабочего места указаниям наряда;

полноту и качество проведенного им целевого инструктажа с членами бригады;

наличие, исправность и правильное применение электрозащитных средств, инструмента, инвентаря и приспособлений;

сохранность на рабочем месте ограждений, знаков и плакатов безопасности, заземлений, запирающих устройств;

соблюдение технологии выполнения работ;

безопасное проведение работы и соблюдение требований ТКП 427-2012 (02230) [10];.

Производитель работ должен осуществлять постоянный контроль за членами бригады и не допускать к выполнению работ (отстранять от работы) членов бригады, находящихся на рабочем месте в состоянии алкогольного, наркотического или токсического опьянения, а также в состоянии, связанном с болезнью, препятствующем выполнению работ, и нарушающих трудовую дисциплину.

Производитель работ, выполняемых в электроустановках по наряду или распоряжению, должен иметь группу по электробезопасности не ниже IV в электроустановках напряжением выше 1 кВ.

Наблюдающий назначается для надзора за бригадами работающих из не электротехнического персонала при выполнении ими работы в электроустановках. Наблюдающий за работающими из электротехнического персонала, в том числе строительных организаций, назначается в случае проведения работ в электроустановках при особо опасных условиях, определяемых лицом, выдающим наряд.

Наблюдающий несет ответственность за [10]:

соответствие подготовленного рабочего места указаниям наряда;

наличие и сохранность установленных на рабочем месте заземлений, ограждений, плакатов и знаков безопасности, запирающих устройств приводов;

проведение целевого инструктажа о требованиях безопасности, обеспечивающих защиту от поражения электрическим током, с членами бригады работающих из не электротехнического персонала или строительных организаций при выполнении ими работы в электроустановках;

безопасность членов бригады в отношении поражения электрическим током электроустановки.

Ответственность за безопасность, связанную с технологией работы, возлагается на работающего, возглавляющего бригаду, который входит в ее состав и должен постоянно находиться на рабочем месте. Его фамилия указывается в строке наряда «Отдельные указания», выданного наблюдающему.

Наблюдающему запрещено совмещать наблюдение с выполнением работы.

Наблюдающими могут назначаться работающие, имеющие группу по электробезопасности не ниже III.

Каждый член бригады несет ответственность за [10]:

выполнение требований ТКП 427-2012 (02230) [10];

выполнение инструктивных указаний, полученных при допуске и во время работы;

правильное применение средств индивидуальной защиты, электрозащитных средств, инструмента;

выполнение требований инструкций по охране труда, требований безопасности, предусмотренных нарядом, распоряжением, перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации, технологическими картами, проектами производства работ.

Приказом работодателя должно быть утверждено предоставление работающим прав [10]:

лица, выдающего наряд, распоряжение;

руководителя работ;

производителя работ;

наблюдающего;

допускающего (из оперативно-ремонтного персонала);

лица, выдающего разрешения на подготовку рабочего места и на допуск;

оперативных переключений;

на единоличный осмотр электроустановки.

Наряд выписывается в двух экземплярах, а при передаче его по телефону, радиосвязи, факсу, с использованием сети Интернет (локальной вычислительной сети) - в трех экземплярах. Один экземпляр заполняет лицо, выдающее наряд, два других - лицо, принимающее текст в виде телефонно-радиограммы, факса, и после обратной проверки указывающее на месте подписи лица, выдающего наряд, его фамилию и инициалы, подтверждая правильность записи своей подписью. Во всех случаях один экземпляр наряда выдается производителю работ, второй экземпляр наряда остается у лица, выдающего разрешения на подготовку рабочего места и на допуск.

Число нарядов, выдаваемых на одного руководителя работ, определяет лицо, выдающее наряд.

Допускающему и производителю работ (наблюдающему) может быть выдано сразу несколько нарядов для поочередного допуска и работы по ним.

Выдавать наряд разрешается на срок не более 15 календарных дней со дня начала работы. Если срок действия наряда истек, а работы не завершены, наряд может быть продлен один раз на срок не более 15 календарных дней со дня продления. Срок действия наряда может продлить лицо, выдавшее наряд, или лицо, имеющее право выдачи наряда в данной электроустановке.

Разрешение на продление наряда может быть передано по телефону, радиосвязи, факсу допускающему, руководителю или производителю работ, который в этом случае за своей подписью указывает в наряде фамилию, инициалы работающего, продлившего наряд.

Наряды, по которым полностью закончены работы, должны храниться в течение 30 суток в месте регистрации и получения порядкового номера, после чего они могут быть уничтожены.

Если при выполнении работ по нарядам происходили повреждения электроустановок или несчастные случаи с работающими, то эти наряды следует хранить в архиве организации вместе с материалами расследования.

4.2 Требования техники безопасности при выполнении работ

При выполнении работ численность бригады и ее состав должны определяться с учетом квалификации работающих, групп по электробезопасности, условий выполнения работы и возможности обеспечения надзора за членами бригады производителем работ или наблюдающим.

В бригаду на каждого работающего, имеющего группу по электробезопасности III и выше, допускается включать одного работающего с группой по электробезопасности I, но общее число членов бригады с группой по электробезопасности I не должно превышать трех.

Оперативный персонал, находящийся на дежурстве в смене, по разрешению вышестоящего оперативного персонала может быть привлечен к работе в ремонтной бригаде с записью в оперативном журнале и оформлением в наряде.

При выполнении работ по наряду изменять состав бригады разрешается лицу, выдававшему наряд, или другому работающему, имеющему право выдачи нарядов на работу в данной электроустановке. Указания об изменениях состава бригады могут быть переданы по телефону, радиосвязи или с нарочным допускающему, руководителю или производителю работ, который в наряде за своей подписью записывает фамилию и инициалы работающего, давшего указание об изменении.

Руководитель работ, производитель работ (наблюдающий) проводят целевой инструктаж с введенными в состав бригады работающими. Проведение инструктажа оформляется подписями руководителя работ, производителя работ (наблюдающего) и работающих в таблице 4 наряда с указанием даты и времени.

При замене руководителя или производителя работ, а также изменении состава бригады более чем наполовину от первоначального состава наряд должен быть выдан заново.

Раскатка и соединении проводов воздушной линии электропередач может осуществляться в следующих условиях [10]:

при выполнении работ в пролетах пересечения с действующими ВЛ;

на пересечениях и сближениях воздушных линий электропередачи с дорогами.

Раскатка и соединение проводов в пролетах пересечения с действующими ВЛ должны проводиться с отключением напряжения на всех пересекаемых линиях и их заземления. В исключительных случаях, при невозможности снять напряжение на пересекаемой линии, работы проводятся при выполнении требований 4.5 ТКП-427-2012 (02230) [10].

Раскатку проводов и тросов следует производить плавно, без рывков, тяговые канаты направлять так, чтобы избежать подхлестывания и приближения к проводам, находящимся под напряжением.

Используемые при работе лебедки и стальные канаты должны быть заземлены.

Провод (трос) каждого барабана перед раскаткой должен быть заземлен.

Перед началом монтажных работ (визировка, натяжка, перекладка из роликов в зажимы) раскатанный провод (трос) должен быть заземлен в двух местах: у начальной анкерной опоры вблизи натяжного зажима и на конечной опоре, через которую производится натяжение. Кроме того, заземления должны накладываться на провод (трос) и на каждой промежуточной опоре, где производится работа.

Для провода или троса, лежащего в металлических раскаточных роликах или зажимах, достаточным является заземление обойм этих роликов (зажимов). При естественном металлическом контакте между металлической обоймой ролика (зажима) и телом металлической или арматурной железобетонной опоры дополнительных мероприятий по заземлению металлического ролика (зажима) не требуется.

При работе на проводах, выполняемой с телескопической вышки (подъемника), рабочая площадка вышки должна быть с помощью специальной штанги соединена с проводом линии гибким медным проводником сечением не менее 10 кв. мм, а сама вышка заземлена.

Провод при этом должен быть заземлен на ближайшей опоре или в пролете.

Не разрешается входить в кабину вышки и выходить из нее, а также прикасаться к корпусу вышки, стоя на земле, после соединения рабочей площадки телескопической вышки с проводом.

Не допускается использовать металлический трос в качестве бесконечного каната.

Петли на анкерной опоре следует соединять только по окончании монтажных работ в смежных с этой опорой анкерных пролетах.

На анкерной опоре ВЛ напряжением 110 кВ и выше петли до соединения должны быть закреплены за провода или за натяжные изолирующие подвески, но не ближе чем за четвертый изолятор, считая от траверсы, а на ВЛ напряжением 35 кВ и ниже - только за провода.

При выполнении работы на проводах ВЛ в пролете пересечения с другой ВЛ, находящейся под напряжением, заземление необходимо устанавливать на опоре, где ведется работа.

Если в этом пролете подвешиваются или заменяются провода, то с обеих сторон от места пересечения должен быть заземлен как подвешиваемый, так и заменяемый провод.

При замене проводов (тросов) и относящихся к ним изоляторов и арматуры, расположенных ниже проводов, находящихся под напряжением, через заменяемые провода (тросы) в целях предупреждения подсечки расположенных выше проводов должны быть перекинуты канаты из растительных или синтетических волокон. Канаты следует перекидывать в двух местах - по обе стороны от места пересечения, закрепляя их концы за якоря или конструкции. Подъем провода (троса) должен осуществляться медленно и плавно.

Работы на проводах (тросах) и относящихся к ним изоляторах, арматуре, расположенных выше проводов, находящихся под напряжением, необходимо выполнять по проекту производства работ (ППР), утвержденному руководителем организации. В ППР должны быть предусмотрены меры для предотвращения опускания проводов (тросов) и для защиты от наведенного напряжения. Замена проводов (тросов) при этих работах должна выполняться с обязательным снятием напряжения с пересекаемых проводов.

При раскатке и соединении проводов на участках пересечения ВЛ с транспортными путями (железными дорогами, судоходными реками, каналами и тому подобным) и необходимости временной приостановки движения транспорта либо на время его движения приостановки работ на ВЛ лицо, выдающее наряд, обязано вызвать на место работ представителя организации - владельца дороги. Этот представитель обязан обеспечить остановку движения транспорта на необходимое время или предупреждать работающую на ВЛ бригаду о приближающемся транспорте. Для пропуска транспорта провода ВЛ, препятствующие движению, должны быть подняты на безопасную высоту с помощью самоходного крана, мобильной подъемной рабочей платформы, универсальной штанги с зажимами для проводов или других средств и приспособлений.

При раскатке и соединении проводов на участках пересечения или сближения ВЛ с автомобильными дорогами для предупреждения водителей транспорта и его движения производитель работ обязан выставить сигнальщиков и дорожные знаки в соответствии с требованиями ТКП 172. При необходимости должен быть вызван работник Государственной автомобильной инспекции Министерства внутренних дел Республики Беларусь.

Сигнальщики и дорожные з наки должны находиться на расстоянии

м в обе стороны от места пересечения или сближения ВЛ с дорогами. Сигнальщики должны иметь при себе днем красные флажки, в темное время суток - красные фонари и сигнальную одежду повышенной видимости.

Все рабочие, занятые на раскатке, подъеме и натяжке проводов, должны твердо знать установленные сигналы и команды.

При подъеме проводов изолирующих подвесок длиной до 5 м следует находиться на расстоянии не менее 10 м от горизонтальной проекции поднима-емого провода, а при подъеме подвески длиной более 5 м - на расстоянии двойной ее длины.

Для наблюдения за правильностью раскатки проводов следует находиться сбоку или позади раскаточного устройства на расстоянии не менее 5 м.

Запрещается находиться внутри угла зацепившегося за что-нибудь провода.

Чтобы освободить провод, зацепившийся за препятствие (пень, камень и т.п.), необходимо приостановить раскатку, ослабить натяжение провода и перебросить провод через препятствие "от себя".

Поправлять витки провода на барабане разрешается только после остановки вращения барабана. Последние 5-6 витков следует сматывать с барабана вручную в брезентовых рукавицах.

Запрещается находиться на пути перемещаемого барабана с кабелем.

При раскатке и вытяжке проводов вручную запрещается опоясываться концом провода, а также надевать заделанный петлей конец на руку или плечо.

При производстве работ по соединению проводов и тросов должны выполнятся следующие указания по технике безопасности [11].

Для перерезывания проводов и тросов следует применять только соответствующий инструмент (ножовку, тросоруб). Рубить провода и тросы зубилом запрещается.

При работах с применением гидравлических опрессовочных агрегатов и других механизмов и приспособлений необходимо строго соблюдать все требования и указания фирменных инструкций и правил пользования.

Соединять провода, находящиеся под тяжением, запрещается. Во всех случаях работы с соединительными зажимами провода должны быть освобождены от тяжения.

Для промывки проводов, тросов и соединителей запрещается пользоваться этилированным бензином.

После опрессования зажимов следует опилить напильником образовавшиеся на них заусенцы, чтобы предотвратить ранение рук. При термитной сварке проводов должны выполняться, кроме приведенных, указания по технике безопасности.

Термитная сварка проводов должна производиться в соответствии с «Инструкцией по термитной сварке проводов воздушных линий электропередачи», утвержденной Союзглавэнерго.

К работе по термитной сварке проводов могут допускаться лица, обученные приемам сварки, вполне овладевшие ими и могущие выполнять сварку самостоятельно.

Термитную сварку следует выполняв в темных очках. Лицо работающего должно быть удалено от (места сварки не менее чем на 1 м.

Запрещается поправлять рукой горящий термитный патрон. Сгоревший шлак следует сбивать в направлении от себя и только после полного охлаждения.

При выполнении работ на деревянных опорах необходимо принять меры против возгорания опоры или сухой травы от попадания неостывшего шлака или термитной массы патрона.

Несгоревшую термитную спичку следует бросать на земляную площадку или в металлический ящик, около которого не должно быть легковоспламеняющихся предметов. Во время сварки проводов находиться или проходить под местом сварки запрещается.

Термитные патроны и спички тушить водой запрещается. Допускается тушить их песком или пенным огнетушителем.

Термитные спички следует хранить в отдельной коробке в заводской упаковке.

Ящики с термитными патронами должны устанавливаться отдельно от ящиков с термитными спичками и храниться в штабелях на полу крышками вверх. Высота штабеля не должна превышать 2 м.

Хранилище для термитных патронов и спичек должно быть сухим, несгораемым и соответствовать установленным требованиям к хранилищам пожароопасной продукции. Разрешается хранить термитные патроны и спички в закрытых металлических шкафах и ящиках при температуре не ниже плюс 16 С.

ВЫВОДЫ

По результатам систематического расчета проводов и грозозащитного троса установлены зависимости напряжения в материале провода от длины пролета  и стрелы провеса от длины пролета.

Для обеспечения требуемых габаритов в местах пересечения воздушной линии электропередачи с инженерными сооружениями в некоторых случаях возникает необходимость в увеличении высоты опор и сокращении длины пролёта.

Установлено, что наибольший изгибающий момент возникает

в нормальном режиме - при наличии ветра и отсутствии гололёда;

в аварийном режиме - при обрыве троса.

Выбраны площади поперечного сечения элементов опоры.

Выбраны типы фундамента для промежуточных и анкерных опор.

Определена продолжительность строительства проектируемой линии электропередачи по нормативным условиям.

Таким образом, можно сказать, что спроектированная линия 220 кВ, состоящая из металлических опор с перекрёстной решёткой сможет обеспечивать надежное электроснабжение потребителей.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.      Короткевич М.А. Проектирование линий электропередачи: Учебное пособие / М.А. Короткевич. - Минск: Вышэйшая школа, 2010. - 574 с.

.        Правила устройства электроустановок. - 7-ое издание - Введ. 01.01.2003. - Москва, «Энергосервис», 1998.

.        Справочник по электрическим установкам высокого напряжения / под редакцией И.А. Баумштейна и С.А. Бажанова. - 3-е издание, переработанное и дополненное. - Москва: Энергоатомиздат, 1989. - 768 с.

.        Поспелов Г.Е. Электрические системы и цепи: Учебник / Поспелов, Г.Е., Федин, В.Т., Лычев, П.В. - Минск: Технопринт, 2004. - 710 с.

.        Типовой проект. Унифицированные стальные нормальные опоры 220 и 330 кВ 3.407-100, - №3080тм-т6 - Москва: Энергосетьпроект, 1973.

.        Сводный каталог изоляторов и линейной арматуры для воздушных линий электропередач / Могилевский арматурно-изоляторный завод. - Могилев, 2009. - Режим доступа: http://www. aiz.by, свободный. -Загл. с экрана.

.        Лабораторный практикум по дисциплине «Монтаж и эксплуатация электрических сетей» / БГПА, кафедра «Электрические системы» - Минск: БГПА, 1998. - 148с.

.        Справочник по проектированию электроэнергетических систем / под редакцией С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. - 3-е издание, переработанное и дополненное. - Москва: Энергоатомиздат, 1985. - 352 с.

.        Короткевич, М.А. Монтаж электрических сетей: Учебное пособие / М.А. Короткевич. - Минск: Вышэйшая школа, 2012. - 511 с.

.        ТКП 427 -2012 (02230). Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок. - Введ. 01.03.2013. - Минск: Минэнерго, 2012. -148с.

Похожие работы на - Проектирование механической части воздушной линии электропередачи напряжением 220 кВ

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!