Определение удельных нагрузок

Провода воздушных линий испытывают действие нагрузок -г вертикальных (провода и гололеда) и горизонтальных (давление ветра), в результате чего в металле возникают напряжения на растяжение.
При расчетах удобно пользоваться удельными (приведенными) нагрузками, которые относят к 1пог. м длины линии и 1 мм2 сечения провода.
Удельные нагрузки определяют, исходя из условия, что нагрузка по длине провода в пролете распределяется равномерно и порывы ветра отсутствуют.
Нагрузка от собственной массы провода вычисляется в зависимости от материала провода и его конструкции: где Go — масса провода; s — суммарная площадь поперечного сечения всех проволок провода или троса; I — длина провода.
Нагрузка от массы гололеда определяется, исходя из условия, что гололедные отложения имеют цилиндрическую форму с плотностью go=0,9 г/см3: где d — диаметр провода; b — толщина стенки гололеда, выбираемая в зависимости от климатического района по гололеду и номинального напряжения линии.
Чем выше напряжение линии, тем она более ответственна, и поэтому при ее расчете принимаются более жесткие условия. Для линий 35 кВ и ниже принимается толщина стенки гололеда, наблюдаемая с повторяемостью 1 раз в 5 лет; для линий 110— 330 кВ — 1 раз в 10 лет; для линий 500 кВ и выше— 1 раз в 15 лет.
Нагрузка от собственной массы провода и гололеда направлена вертикально и определяется как
Нагрузка от давления ветра при отсутствии гололеда, где q скоростной напор ветра; Сх — аэродинамический коэффициент, принимаемый 1,1—для проводов и тросов диаметром 20 мм и более, не покрытых гололедом, 1,2 — для проводов и тросов диаметром менее 20 мм и для всех проводов и тросов, покрытых гололедом; а — коэффициент, учитывающий неравномерность скорости ветра по длине пролета.
Повторяемость наибольшей величины скоростного напора ветра (скорости ветра) принимается такой же, как и при определении толщины стенки гололеда в зависимости от напряжения линии.
Расчетный скоростной напор находится для известного климатического района по ветру. Для участков линий, проходящих по застроенной местности, величина нормативного скоростного ветра может быть уменьшена на 30%, если средняя высота зданий не менее 2/3 высоты опор. Аналогичное снижение расчетного напора ветра может быть допущено при прохождении линии по лесным массивам, долинам гор и т. п.
Нагрузка от давления ветра при наличии гололеда определяется аналогично, но с учетом увеличения площади боковой поверхности провода из-за гололеда: где ср — угол между направлением ветра и проводами линий, в расчетах принимается равным 90°.
Суммарная нагрузка от собственной массы проводов и ветра (при отсутствии гололеда)
Суммарная нагрузка от собственной массы провода, гололеда и ветра
При проектировании линии следует учитывать, что если линия имеет большую длину, то ее отдельные участки могут оказаться в неодинаковых климатических условиях. Это положение наиболее часто возникает при прохождении трассы линии по горам, мимо широких рек и больших водоемов. Для разных частей такой линии расчетные климатические условия могут приниматься различными.
Обратим внимание, что удельные нагрузки определяются и вводятся в расчеты не в произвольном их сочетании, а для определенных технически обоснованных расчетных сочетаний климатических условий. Например, нагрузку вычисляют не при максимальной скорости ветра и гололеде, а при гололеде и скорости ветра 0,5 иШах либо при максимальной скорости ветра без гололеда. Данные для расчета удельных нагрузок приведены в ПУЭ.