Тяжение проводов что это

Инновационный метод монтажа провода «под тяжением»

Метод «монтажа под тяжением» рекомендован «Положением о единой технической политике в электросетевом комплексе» ОАО «Россети» и широко применяется энергостроителями в России.

По состоянию на 22.01.2015 г. при ОАО «Россети» нет аттестованных производителей / поставщиков машин и принадлежностей для протяжки проводов, ОКГТ и грозозащитного троса описанным методом, т.к. данный вид оборудования не требуют обязательной аттестации (см. Оборудование, материалы и системы, допущенные к применению на объектах ОАО «Россети»).

Метод монтажа провода «под тяжением» был разработан в начале 50-х годов. У истоков метода монтажа «под тяжением» стояла группа специалистов, которые в последствии стали занимать ключевые позиции в компаниях заводов-изготовителей натяжного оборудования. Специалисты Carabelli Srl принимали непосредственное участие в разработке, тестировании и производстве машин и принадлежностей для монтажа проводов и грозозащитного троса на воздушных линиях электропередач.

Оборудование, производимое Carabelli Srl соответствуют международным стандартам: IEC TR 61328-2003 «Работа под напряжением — Руководство по монтажу проводов и грозозащитных тросов на линиях электропередач – Натяжное оборудование и принадлежности», IEEE STD 524-2003 «Руководство по монтажу проводов воздушных линий электропередач» и аттестовано международным концерном по электрификации ENEL SpA.

Метод «монтажа под тяжением» рекомендован «Положением о единой технической политике в электросетевом комплексе» ОАО «Россети» широко применяется энергостроителями в России. Машины и принадлежности, используемые для работы описанным методом, не требуют обязательной аттестации при ОАО «Россети».

Описание метода

Метод монтажа «под тяжением» заключается в том, что провод протягивается в подвешенном состоянии. Тяговая (натяжная) машина или лебедка устанавливается с одной стороны анкерного участка, а тормозная машина с другой стороны.

Барабаны с кабелем ставятся за тормозной машиной. Барабаны со стальным или синтетическим тросом, называемым тросом-лидером протягиваются от натяжной машиной через раскаточные ролики (блоки раскаточных роликов) к тормозной машине. Конец троса-лидера соединяется с концом провода и после этого проходит через кабестаны тормозной машины. В процессе натяжения, провод протягивается через шкивы раскаточных роликов до натяжной машины. Тяжение, существующее между тормозной и тяговой (натяжной) машинами, позволяет поддерживать провод в повешенном состоянии и предотвращает его повреждение в процессе монтажа.

Применение метода

Применяя данный метод возможно протягивать сталеалюминевый провод, ОКГТ, ОКСН, и грозозащитный трос.

Преимущества метода

Натяжное оборудование, применимое для работы методом «под тяжением»

Основными частями комплекса для монтажа «под тяжением» линий электропередач являются: гидравлические тяговые (натяжные) машины, гидравлические тормозные машины, подставки под барабаны, стальной или нейлоновый трос-лидер, вертлюги/соединители, зажимы типа «чулок», зажимы типа «лягушка», раскаточные ролики (блоки роликов) и др. Оборудование подбирается индивидуально под каждый проект на основании технического задания заказчика.

Источник

Тяжение

Тяже́ние — усилие, с которым натягивают провод (трос) воздушной линии электропередачи. [1]

Описание

Тяжение направлено вдоль оси провода (троса). Имеет размерность силы, измеряется в ньютонах (система СИ) или килограмм-силах, тонна-силах и т. д. [1]

Тяжение проводов изменяется в зависимости от силы ветра, температуры окружающего воздуха и толщины слоя гололёда. Тяжение в общем случае может изменяться вдоль провода. Так, для свободно висящего однородного провода, закреплённого в двух точках на равной высоте (см. Цепная линия), тяжение максимально в точках подвеса и минимально в низшей точке провисания. [1]

Тяжение провода в данной точке, делённое на площадь поперечного сечения провода (обычно в квадратных миллиметрах), составляет механическое напряжение провода. [1]

См. также

Примечания

Полезное

Смотреть что такое «Тяжение» в других словарях:

Тяжение — 12. Тяжение Сила, являющаяся составляющей веса провода и направления вдоль его оси Источник: ГОСТ 17613 80: Арматура линейная. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Тяжение — Сила, являющаяся составляющей веса провода и направленная вдоль его оси Смотреть все термины ГОСТ 17613 80. АРМАТУРА ЛИНЕЙНАЯ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Источник: ГОСТ 17613 80. АРМАТУРА ЛИНЕЙНАЯ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ … Словарь ГОСТированной лексики

тяжение в высшей точке на опоре — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN tangential tension at highest support point … Справочник технического переводчика

горизонтальное тяжение — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN horizontal tension … Справочник технического переводчика

начальное тяжение провода — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN initial conductor tension … Справочник технического переводчика

Допустимое тяжение провода — 138. Допустимое тяжение провода Наибольшая допустимая сила, создаваемая натяжением проводов, присоединенных к выводам аппарата при отсутствии тока, которая может быть приложена в определенном направлении Источник: ГОСТ 17703 72: Аппараты… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

допустимое — 3.4 допустимое воздействие: Воздействие, в результате которого экосистема может вернуться в исходное состояние. Источник: Р 52.24.701 2008: Рекомендации. Мет … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 17703-72: Аппараты электрические коммутационные. Основные понятия. Термины и определения — Терминология ГОСТ 17703 72: Аппараты электрические коммутационные. Основные понятия. Термины и определения оригинал документа: 16. Автоматический выключатель Выключатель, предназначенный для автоматической коммутации электрической цепи.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 17613-80: Арматура линейная. Термины и определения — Терминология ГОСТ 17613 80: Арматура линейная. Термины и определения оригинал документа: 6. Анкерная опора Опора, устанавливаемая на пересеченной местности в местах изменения числа, марок и сечений проводов и воспринимающая разность тяжения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Линейный изолятор — Стеклянные изоляторы на ОРУ Линейный изолятор устройство для подвешивания и изоляции … Википедия

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Тяжение провода в любой его точке направлено по касательной к проводу. В его низшей точке оно горизонтально и имеет наименьшее значение, а в точках подвеса наибольшее. Тяжение зависит: а) от нагрузки провода: чем нагрузка больше, тем больше тяжение; б) от стрелы провеса: при разных нагрузках тяжение тем больше, чем меньше стрела провеса. [1]

Тяжением провода называется усилие, направленное по оси провода. [2]

Величина тяжения провода и троса определяется расчетом и зависит от марки провода или троса, длины пролета, района гололедности и коэффициента запаса прочности, с которым провод должен работать на линии. [4]

Величину тяжения провода обычно определяют по стреле провеса провода или динамометром. Динамометр устанавливают между трактором и проводом. [8]

Величина тяжения провода зависит от его марки, длины пролета и других факторов. Провода, натянутые между опорами, имеют провес, величина которого характеризуется стрелой провеса. Стрела провесу задается в проекте или определяется по таблицам, составленным для разных марок проводов в зависимости от длины пролета и температуры воздуха во время монтажа. [10]

Зададимся тяжением Гв провода в пролете № 5 и отложим его на оси ординат как ОА Ть. [12]

Вследствие уменьшения нагрузки тяжение провода в пролетах № 2 и № 2 должно уменьшиться. При этом появится разность тяжений, направленная в сторону каждого смежного пролета № 2 и № 2, поэтому произойдет некоторое перемещение концов провода пролета № 1 в пролеты № 2 и № 2 и отклонение от вертикали поддерживающих гирлянд. Таким образом длина пролета № 1 увеличится, а пролеты № 2 и № 2 сократятся. [15]

Источник

Напряжение в материале провода и управление провода

Силы тяжения и напряжения от них.

Провод в пролете, подвешенный в двух точках А и В, можно рассматривать как идеальную гибкую нить или цепную линию.

Представление провода в виде гибкой нити соответствует трем допущениям:

провод обладает идеальной гибкостью, т.е. не растягивается;

вес провода равномерно распределен по его длине;

на провод в любой точке с координатами (х, у) действует сила тяжения , направленная по касательной к кривой провисания провода.

Сила тяжения может быть уравновешена весом вертикального отрезка гибкой нити, свисающей до оси абсцисс через идеальный блок

,

где — удельная нагрузка на гибкую нить (провод).

Отметим, что ось абсцисс не совпадает с землей.

Сила тяжения провода в нижней точки 0: , а в точке подвески провода, т.е. в верхней точке А: , где — стрела провеса провода.

Напряжение в материале провода равно силе тяжения на единицу сечения. На основании ( ) напряжение в точках 0 и А соответственно равны:

,

.

Из этих уравнений видно, что в точках подвески напряжение в проводе больше, чем в его низшей точке. В линиях, проходящих по умеренно пересеченной местности с пролетами нормальной длины, разница между и очень мала (не более 0,3%) и ею обычно пренебрегают, расчитывая напряжение в низшей точке провеса провода. При очень больших пролетах (700 м и более) необходимо применять формулу (**).

Расчеты проводов производятся по методу допускаемых напряжений, значения которых приведены в табл. Расчеты линий с обычной длиной пролетов (примерно до 700 м) осуществляются по напряжению провода в его низшей точке, которое не должно превосходить допускаемое. Вместе с тем напряжение в точках крепления проводов не должно превосходить 105% допускаемого напряжения для алюминиевых и стальных проводов, 110% для сталеалюминевых проводов.

Уравнение кривой провисания провода в процессе (уравнения гибкой нити или цепной линии) имеет следующий вид

,

где — координаты точки провода;

— расстояние от нижней точки провода до оси х.

Стрела провеса .

Подставляя в последнее выражение и из уравнения цепной линии и учитывая что получим

Длина провода от низшей точки 0 до точки (х, у) равна

.

Длина провода в пролете L на основании последнего выражения при равна: .

При практических расчетах вместо уравнения цепной линии и вытекающих из него выражений ( ) используют более простые уравнения параболы.

Разложим гиперболический косинус в ряд выразим и подставим

.

При пролетах до 500-700 м стрелу провеса упрощенно определяют по уравнению параболы полученному отбрасыванием всех слагаемых, кроме первого в разложении

,

где — удельная нагрузка на провод при данных климатических условиях;

— напряжение в низшей точке провода при удельной нагрузке и тех же климатических условиях;

— длина пролета.

При практических расчетах ВЛ с очень большими пролетами, например при переходе через широкие водные пространства, стрелу провеса можно определить по выражению, учитывающему два первых слагаемых.

Аналогично приведенному выше можно упростить, если использовать разложение гиперболического синуса в ряд:

В результате получим упрощенное выражение для длины провода в пролете:

Длина провода в пролете при l до 500-700 м определяется упрощенным выражением, учитывающим два первых слагаемых

.

Отметим, что выражение это представляет известное уравнение длины дуги параболы. При более длинных, чем 500-700 м пролетах, для определения L следует учитывать три первых слагаемых.

Использование уравнения параболы соответствует допущению, физический смысл которого в том, что удельная нагрузка равномерно распределена по длине пролета, а не по длине провода. Если говорить о нагрузке , то это допущение означат равномерное распределение веса провода по длине пролета. При таком допущении уравнение параболы легко получить из условия равновесия провода в пролете. Длина провода в пролете отличается от длины пролета менее чем на 0,1 %, что говорит о правомерности допущения при определении стрел провеса и длин проводов.

Источник

Расчет проводов и тросов в аварийных режимах

Под аварийным режимом воздушной ЛЭП понимают работу при полностью или частично оборванных проводах и тросах. Обрывы проводов и тросов возможны даже при правильно спроектированной и правильно эксплуатируемой линии. Обрывы могут произойти по следующим причинам:

1) воздействие внешних нагрузок, значительно превышающих расчетные;

2) повреждения проводов в зажимах при монтаже с последующим воздействием вибраций;

3) пережег проводов электрической дугой вследствие короткого замыкания;

4) по другим причинам.

Обрыв провода или троса в одном из пролетов анкерного участка резко меняет условия работы проводов и опор. В нормальном режиме на промежуточные опоры действуют вертикальные силы тяжести проводов, тросов, гололеда, гирлянд и поперечная сила от давления ветра. После обрыва провода или троса на опоры дополнительно действует сила, направленная вдоль линии. Под действием этих сил опоры прогибаются, а гирлянды изоляторов отклоняются в сторону уцелевших пролетов. Отклонения гирлянд и опор приводят к ослаблению тяжения и увеличению стрел провеса в уцелевших пролетах анкерного участка.

Изменения тяжения провода в результате смещения его точки подвеса называется редукцией, установившееся новое тяжение – редуцированным, а отношение редуцированного к начальному тяжению – коэффициентом редукции.

Основной задачей расчета аварийного режима воздушной ЛЭП является определение редуцированного тяжения и стрел провеса в пролетах, смежных с аварийным пролетом. При использовании унифицированных опор это тяжение сравнивают с нормативным, на которое рассчитана унифицированная опора. По редуцированной стреле провеса производят проверку установленных ПУЭ допустимых расстояний от провода до земли или до пересекаемых инженерных сооружений в аварийном режиме работы ВЛ.

4.2 Расчетные условия и нормативные тяжения

Промежуточные опоры воздушных линий с поддерживающими гирляндами изоляторов и глухими зажимами рассчитываются на горизонтальные нагрузки в следующих аварийных режимах:

1) оборван провод одной фазы (при любом числе проводов на опоре), тросы не оборваны;

2) оборван один трос, провода не оборваны.

Горизонтальные нагрузки прикладываются в месте крепления того провода или троса, при обрыве которого усилия, воздействующие на опору, получаются наибольшими. Расчет выполняют для сочетания климатических условий, соответствующих среднеэксплуатационным, т. е. для режима среднегодовой температуры при отсутствии ветра и гололеда.

Редуцированное тяжение провода в пролете, смежном с аварийным, не должно превышать нормативного значения установленного для каждого типа унифицированных опор:

(4.1)

Нормативное тяжение ( ) устанавливается ПУЭ в долях от максимального тяжения провода ( ). Значение максимального тяжения можно определить следующим образом:

, (4.2)

где – наибольшее суммарное сечение провода из всего диапазона сечений, для которого может быть применена данная унифицированная опора;

— наибольшее допустимое напряжение для данной марки провода.

Значения нормативных тяжений приведены в табл. 4.1.

Вид опоры	Сечение провода, мм 2	Нормативное тяжение
Металлические и опоры на оттяжках (негибкие опоры)	не более 185
более 185
Железобетонные свободностоящие опоры	не более 185
более 185
Деревянные свободностоящие опоры	не более 185
более 185

Нормативное тяжение при обрыве троса принимается равным:

, (4.3)

где – площадь поперечного сечения троса;

— допустимое напряжение троса в режиме среднегодовой температуры.

4.3 Расчет отклонений опор и гирлянд в аварийных режимах воздушных ЛЭП

При обрыве провода или троса происходит отклонение точки подвеса провода в сторону уцелевших пролетов. Отклонение точки подвеса провода ( ) определяется прогибом опоры ( ) и отклонением гирлянды изоляторов ( ) (рис. 4.1): .

Прогиб промежуточной опоры, вызываемый разностью тяжений в двух прилегающих к ней пролетах, равен, м:

, (4.4)

где — коэффициент гибкости опоры, м/даН;

m – коэффициент распределения усилий между стойками опоры;

— разность тяжений.

Коэффициент m для П-образных опор принимается равным при обрыве крайнего провода для опор без ветровых связей – 1,0; опор с ветровыми связями – 0,75; при обрыве среднего провода – 0,5; для одностоечных опор – 1,0.

Отклонение гирлянды изоляторов из-за разности тяжений проводов в двух смежных пролетах равно (рис. 4.2), м:

, (4.5)

где — длина гирлянды изоляторов;

– вес проводов двух смежных полупролетов;

– вес гирлянды изоляторов;

— разность тяжений проводов в прилегающих пролетах.

4.4 Упрощенный расчет тяжения проводов и тросов

в аварийных режимах в аварийных режимах

Существуют несколько методов определения тяжения проводов в аварийном режиме. Аналитическое решение этой задачи громоздко и трудоемко. Поэтому практические расчеты выполняют графоаналитическими или упрощенными методами. Графоаналитические методы изложены в специальной литературе [4]. В настоящем параграфе рассмотрим упрощенный расчет, в котором приняты следующие допущения:

1. В результате исследований установлено: если число уцелевших пролетов между анкерными опорами больше пяти, то редуцированное тяжение можно определять, полагая, что между анкерными опорами имеется шесть пролетов. При этом остальные пролеты оказывают незначительное влияние на редуцированное тяжение в пролетах, смежных с аварийным, из-за малого смещения точек подвеса. Поэтому для расчета проводов в аварийном режиме принимают расчетную схему из шести одинаковых пролетов.

2. Длина каждого из шести пролетов принимается равной расчетной длине пролета .

3. Полагают также, что точки подвеса всех проводов расположены на одной высоте.

4. Считают, что коэффициент гибкости опор равен нулю.

Погрешность упрощенного метода расчета не превышает 5 %.

В приближенном методе расчета тяжение провода в пролете, смежном с аварийным пролетом, определяется с помощью коэффициента редукции:

, (4.6)

где — коэффициент редукции;

— тяжение в проводе в режиме среднегодовой температуры.

Коэффициенты редукции определяются в зависимости от числа пролетов между аварийным пролетом и анкерной опорой. Если между анкерной опорой и аварийным пролетом уцелел всего один пролет, то коэффициент редукции можно определить по формуле:

, (4.7)

где — стрела провеса провода (троса) в режиме среднегодовой температуры.

При шести и более уцелевших пролетов коэффициент редукции определяется так:

. (4.8)

При другом числе уцелевших пролетов используются следующие формулы:

. (4.9)

После определения тяжения определяются напряжение и стрела провеса в аварийном режиме по известным формулам.

4.5 Пример расчета проводов в аварийных режимах

Будем считать, что число пролетов анкерного участка равно 10, а обрыв одного из проводов произошел в шестом пролете, считая от левой анкерной опоры (рис. 4.3).

1. Определим величины, необходимые для дальнейших расчетов.

1.1. Тяжение проводов в режиме среднегодовой температуры определим по формуле:

даН.

1.2. Стрелу провеса провода в режиме среднегодовой температуры определим по формуле (3.19):

м.

1.3. Максимальное тяжение провода определим по формуле (4.2):

даН.

1.4. Нормативное тяжение провода в аварийном режиме определим по таблице 4.1:

даН.

2. Определим редуцированное тяжение в пятом пролете от левой анкерной опоры. Для этого воспользуемся упрощенным методом расчета.

2.1. Найдем коэффициент редукции по формуле (4.7):

.

2.2. Найдем коэффициент редукции по формуле (4.8):

.

2.3. Найдем коэффициент редукции по формуле (4.9):

.

2.4. Редуцированное тяжение в пятом пролете от левой анкерной опоры определим по формуле (4.6):

даН.

2.5. Выполним проверку условия прочности опор в аварийном режиме по соотношению (4.1):

3. Определим аварийную стрелу провеса в пятом пролете от левой анкерной опоры.

3.1. Найдем редуцированное напряжение в проводе в указанном пролете:

.

3.2. Найдем стрелу провеса в аварийном режиме в указанном пролете:

м.

3.3. Выполним проверку соблюдения требуемого расстояния от низшей точки провисания провода до земли в аварийном режиме по соотношению (3.20):

4. Определим редуцированное тяжение в четвертом пролете от правой анкерной опоры.

4.1. Найдем коэффициент редукции по формуле (4.9):

4.2. Редуцированное тяжение в четвертом пролете от правой анкерной опоры (смежном с аварийным пролетом) определим по формуле (4.6):

даН.

4.3. Выполним проверку условия прочности опор в аварийном режиме по соотношению (4.1):

5. Определим аварийную стрелу провеса в четвертом пролете от левой анкерной опоры.

5.1. Найдем редуцированное напряжение в проводе в указанном пролете:

.

5.2. Найдем стрелу провеса в аварийном режиме в указанном пролете:

м.

5.3. Выполним проверку соблюдения требуемого расстояния от низшей точки провисания провода до земли в аварийном режиме по соотношению (3.20):

6. Определим прогиб промежуточной опоры № 5, ограничивающей аварийный пролет, по формуле (4.4):

м.

7. Определим отклонение гирлянды изоляторов на промежуточной опоре № 5 по формуле (4.5):

м.

8. Определим прогиб промежуточной опоры № 6, ограничивающей аварийный пролет по формуле (4.4):

м.

9. Определим отклонение гирлянды изоляторов на промежуточной опоре № 6 по формуле (4.5):

м.

5 Изоляторы и линейная арматура

5.1 Типы изоляторов и их характеристики

Изоляторы, используемые на воздушных ЛЭП, называются линейными. Линейные изоляторы предназначены для изоляции и крепления проводов на линиях и в распределительных устройствах подстанций. Изготовляются изоляторы из фарфора, закаленного стекла и полимерных материалов.

Полимерные изоляторы имеют ряд преимуществ перед стеклянными и фарфоровыми. Масса полимерных изоляторов в 10-20 раз меньше массы гирлянд изоляторов для ВЛ соответствующего класса напряжения. Это позволяет получить существенные преимущества при транспортировке, монтаже и эксплуатации ЛЭП. Полимерные изоляторы обладают большой механической прочностью и не разрушаются при обстреле их дробью и даже пулями. Линейные изоляторы из полимерных материалов практически не пробиваемы при воздействии грозовых и коммутационных перенапряжений. Их применение в качестве изолирующих межфазовых распорок позволяет ограничить пляску проводов.

В настоящее время выпускаются два типа полимерных изоляторов (рис. 5.1а,б) по действующему ОСТ 34-27-688-84.

В качестве несущего компонента изолятора применяется однонаправленный стеклопластиковый стержень 3, состоящий из десятков тысяч тончайших стеклянных волокон, обладающих высокой механической прочностью. Стеклопластиковый стержень защищен от внешних воздействий защитной оболочкой 2, стойкой к ультрафиолетовому излучению и химическим воздействиям. Это необходимо в связи с тем, что связующее вещество стеклопластикового стержня не обладает достаточной стойкостью к атмосферным воздействиям. На концах несущего стержня крепятся металлические оконцеватели 1, которые должны обеспечи вать высокую прочность и надежность изолятора. Для этого применяются два способа оконцевания – клиновая и прессуемая заделки. За счет применения оконцевателей с клиновой заделкой длина изолятора может быть несколько сокращена.

Изоляторы делят на две основные группы: штырьевые и подвесные. Штырьевые изоляторы (рис. 5.2) крепятся на опорах с помощью штырей или крючьев и применяются на ЛЭП напряжением до 35 кВ.

На номинальное напряжение 6, 10 кВ и ниже изоляторы изготавливают одноэлементными, а на 20, 35 кВ – двухэлементными. Подвесные изоляторы тарельчатого типа (рис. Д1 приложения Д) крепятся к опоре с помощью линейной арматуры. Эти изоляторы могут соединяться между собой, образуя гирлянды, которые бывают поддерживающими и натяжными. Первые монтируются на промежуточных опорах, вторые – на анкерных. Подвесные изоляторы применяются на ЛЭП номинальным напряжением 35 кВ и выше.

Основными характеристиками изоляторов являются сухоразрядное, мокроразрядное и импульсное разрядное напряжения. Сухоразрядным называется напряжение промышленной частоты, при котором происходит перекрытие изолятора с сухой и чистой поверхностью. Мокроразрядным называется напряжение промышленной частоты, при котором изолятор перекрывается в условиях дождя. Импульсное разрядное напряжение определяется при воздействии на изолятор стандартной волны перенапряжения.

При эксплуатации линейные изоляторы подвергаются одновременному воздействию электрического напряжения и механической нагрузки. Поэтому испытания подвесных изоляторов производятся при воздействии напряжения (75 % сухоразрядного) и при постепенном повышении механической нагрузки. Механическая нагрузка, при которой находящийся под напряжением изолятор разрушается, называется разрушающей электромеханической нагрузкой. Эта нагрузка указывается в технических характеристиках изоляторов, которые приведены в таблице приложения Д.

5.2 Выбор изоляторов

Тип изолятора выбирается по механической нагрузке с учетом коэффициента запаса прочности. Коэффициент запаса прочности представляет собой отношение разрушающей электромеханической нагрузки к нормативной нагрузке на изолятор. Согласно ПУЭ, коэффициенты запаса прочности в режиме наибольшей нагрузки должны быть не менее 2,7, а в режиме среднегодовой температуры – не менее 5,0.

В нормальных режимах поддерживающая гирлянда изоляторов воспринимает осевую нагрузку, состоящую из веса провода, гололеда и веса самой гирлянды. С учетом этого расчетные условия для выбора типа изоляторов в подвесной гирлянде имеют вид:

(5.1)

где – нагрузка на изолятор от веса провода, покрытого гололедом;

– нагрузка на изолятор от веса гирлянды;

– нагрузка на изолятор от веса провода;

– разрушающая электромеханическая нагрузка.

Нагрузки и можно рассчитать следующим образом:

, (5.2)

где — длина весового пролета (указывается в технических характеристиках опор);

F – общее фактическое сечение провода;

— удельная нагрузка от ветра и веса провода, покрытого гололедом (см. п. 3.2);

— удельная нагрузка от собственного веса провода (см. п. 3.2).

Поскольку до выбора типа изолятора вес гирлянды неизвестен, то в выражение (5.1) подставляются усредненные значения , известные из практики (табл. 5.1).

При выборе изоляторов натяжных гирлянд в условия (5.1) добавляется величина тяжения провода. Поэтому выбор типа изоляторов таких гирлянд производится по следующим формулам:

. (5.3)

После выбора типа изоляторов определяется их количество в гирлянде. Оно должно быть таким, чтобы обеспечить надежную работу ЛЭП в условиях тумана, росы или моросящего дождя в сочетании с загрязнением поверхности изоляторов. При одинаковых загрязнениях значение грязеразрядного напряжения гирлянды пропорционально длине пути утечки изолятора , представляющей собой наименьшее расстояние по поверхности изолирующей части между двумя электродами изолятора (таблица приложения Д).

Поверхности изоляторов загрязняются и увлажняются неравномерно. В результате этого грязеразрядные напряжения оказываются пропорциональными не , а эффективной длине пути утечки:

, (5.4)

где — поправочный коэффициент (коэффициент эффективности изолятора). Значение для изоляторов тарельчатого типа можно приближенно определить по эмпирической формуле:

, (5.5)

где D – диаметр тарелки изолятора.

Эффективная длина пути утечки, обеспечивающая надежную эксплуатацию гирлянд изоляторов, зависит от многих факторов, в том числе и от интенсивности загрязнения атмосферы. Для проектирования воздушных ЛЭП установлена классификация местностей по степени загрязнения атмосферы и нормированы минимально допустимые удельные эффективные длины пути утечки , представляющие собой отношения эффективной длины пути утечки к наибольшему рабочему напряжению линии (табл. 5.2):

,

где для ВЛ напряжением 35-220 кВ.

К районам с повышенным уровнем загрязнения атмосферы (степень III-VI) относятся районы вблизи промышленных центров, районы с засоленными почвами, прибрежные зоны морей и соленых озер.

Степень загрязненности атмосферы	, см/кВ (не менее)
Для ВЛ при номинальном напряжении, кВ
110-220	330-750
I II III IV V VI	1,7 1,9 2,25 2,6 3,5 4,0	1,3 1,6 1,9 2,25 3,0 3,5	1,3 1,5 1,8 2,25 3,0 3,5

Для надежной эксплуатации при рабочем напряжении эффективная длина пути утечки изоляторов должна быть не ниже нормированного значения, т. е. должно выполняться условие:

или количество изоляторов в гирлянде должно составлять:

. (5.6)

В связи с возможностью выхода из строя отдельных изоляторов во время эксплуатации и относительно большой трудоемкостью их замены количество изоляторов определенное по формуле (5.6) увеличивается на один для ЛЭП напряжением 110-220 кВ и на два для ЛЭП напряжением 330 кВ и выше.

На промежуточных опорах ЛЭП напряжением до 110 кВ включительно крепление троса к опоре осуществляется без изолятора. На ЛЭП напряжением 220 кВ и выше трос крепится к опоре через подвесной изолятор, который шунтируется искровым промежутком. Тип изолятора для крепления троса выбирается по выражениям (3.1), в которых весом изоляторов пренебрегают ( = 0), а удельные нагрузки и сечения принимают для троса.

5.3 Линейная арматура

Линейная арматура предназначена для крепления гирлянды изоляторов к траверсе опоры и для крепления провода к гирлянде. Арматура делится на следующие виды: 1 – зажим, 2 – сцепную арматуру, 3 – соединительную арматуру, 4 – защитную арматуру; 5 – распорки.

Зажимы служат для фиксации проводов и тросов. Они подразделяются на поддерживающие, подвешиваемые на промежуточных опорах, и натяжные, применяемые на опорах анкерного типа. Поддерживающие зажимы подразделяются на глухие и с заделкой ограниченной прочности. Глухой зажим показан на рис. К1 приложения. Он состоит из корпуса, в который укладывается провод (или трос), плашек и U-образных болтов для крепления провода в корпусе. Провод или трос в случае обрыва в одном из пролетов не вытягивается из зажима, а на промежуточную опору передается редуцированное тяжение. Глухие зажимы – это основной тип зажимов, применяемых в настоящее время на ЛЭП напряжением 35-500 кВ.

Зажимы с ограниченной прочностью заделки применяются только для проводов ЛЭП напряжением 500 кВ. Они позволяют проводу при обрыве проскальзывать в зажиме, что уменьшает аварийную нагрузку на промежуточную опору.

Рис. 5.3

Сцепная арматура включает скобы, серьги, ушки. Скоба предназначена для присоединения гирлянды к траверсе опоры или к закрепляемым на траверсе деталям. Серьга соединяет скобу с шапкой верхнего изолятора. Ушки соединяют нижний изолятор с зажимом. Серьга со скобой и ушко с зажимом сочленяются с помощью болта или пальца. Один конец фиксируется шляпкой, а другой – гайкой или шайбой с обязательным применением шплинтов. Сцепная арматура изображена на рисунках приложений И, Л.

Соединительная арматура. Промышленность выпускает провода кусками определенной длины. На ЛЭП эти куски проводов соединяют друг с другом с помощью соединителей, которые подразделяются на овальные и прессуемые. Овальные соединители (рис. 5.4) применяются для проводов сечением до 185 мм 2 включительно. В них провода укладываются внахлест, после чего производится соединение методом скручивания с помощью специальных приспособлений.

Прессуемые соединители используются для соединения проводов сечением 240 мм 2 и более и стальных тросов всех сечений (рис. 5.5). Для сталеалюминиевых проводов эти зажимы состоят из двух трубок: стальной и алюминиевой. С помощью стальной трубки опрессовываются концы стальной части провода, а с помощью алюминиевой трубки опрессовываются концы алюминиевой части провода. Прессуемые соединители для алюминиевых проводов и тросов состоят из одной трубки.

Защитная арматура устанавливается у конца гирлянды со стороны провода. На поддерживающих гирляндах выполняется в виде овала, направленного длинной стороной вдоль провода. На натяжных гирляндах устанавливаются кольца. При изолированной подвеске троса на ЛЭП напряжением 220 кВ и выше изоляторы шунтируются разрядными рогами.

Распорки устанавливаются для соединения друг с другом проводов расщепленной фазы. Они состоят из двух пар плашек, охватывающих и зажимающих с помощью болтов два провода одной фазы. Плашки шарнирно соединяются жесткой тягой, обеспечивающей требуемое расстояние между проводами в расщепленной фазе.

5.4 Выбор линейной арматуры

Выбор арматуры производится по минимальной разрушающей нагрузке , приводимой в технических характеристиках арматуры. Выбор арматуры аналогичен выбору изоляторов согласно ПУЭ. Коэффициент запаса прочности, т.е. отношение минимальной разрушающей нагрузки к нормативной нагрузке для условий гололеда должен быть не менее 2,5.

Выбор арматуры для поддерживающих гирлянд осуществляется по выражению:

, (5.7)

а для натяжных гирлянд по выражению:

. (5.8)

При выборе арматуры для троса в выражениях (5.7) и (5.8) пренебрегают значением .

Для крепления провода к гирлянде применяют, как правило, поддерживающие глухие зажимы типа ПГ и ПГН и ушки типа У1. Для крепления гирлянды к траверсе используются узлы типа КГП и серьги типа СР. Основные характеристики линейной арматуры приведены в таблицах приложения И.

После выбора типа изолятора, количества изоляторов в гирлянде и арматуры определяются фактические вес и длина гирлянды по формулам:

(5.9)

где n – количество изоляторов в гирлянде;

– вес одного изолятора и суммарный вес элементов арматуры;

– высота одного изолятора и суммарная высота элементов арматуры.

5.5 Защита проводов и тросов от вибрации

При воздействии ветра в проводах и тросах воздушных ЛЭП могут возникать колебательные процессы – вибрации. Длительное воздействие вибраций на провод или трос может привести к поломке отдельных проволок в местах его крепления к зажиму и, в конечном счете, вызовет его обрыв.

Вибрации могут достигать опасных значений при определенных величинах длины пролета и напряжения в проводе или тросе. Защита от вибраций согласно ПУЭ требуется в случае выполнения всех условий, указанных в табл. 5.3.

Марка провода или троса	Сечение, мм 2	Длина пролета, м	, даН/мм 2
Сталеалюминиевые провода АС, АСО, АСУ	менее 95	больше 80	больше 4,0
120-240	больше 100	больше 4,0
более 300	больше 100	больше 4,0
Грозозащитный трос всех типов	все сечения	больше 120	больше 18,0

Защита от вибраций осуществляется с помощью гасителей вибрации, представляющих собой два груза, укрепленных на стальном тросике (рис. Ж1). Виброгаситель крепится к проводу с помощью болтового плашечного зажима. При возникновении вибраций грузы колеблются в противофазе с колебаниями провода, что приводит к поглощению энергии колебаний. Выбор гасителя вибраций осуществляется по сечению провода или троса. Технические характеристики виброгасителей указаны в таблице приложения Ж.

На промежуточных опорах виброгасители устанавливаются по обе стороны от поддерживающей гирлянды изоляторов. Расстояние от места крепления провода (троса) до места крепления виброгасителя определяется по выражению:

, (5.10)

где d – диаметр провода (троса), мм;

F – фактическое сечение провода (троса), мм 2 ;

– вес одного метра провода (троса), даН.

5.6 Пример выбора изоляторов и линейной арматуры

В качестве примера рассмотрим выбор типа изоляторов и арматуры для поддерживающих и натяжных гирлянд воздушной ЛЭП напряжением 110 кВ, выполненной на железобетонных опорах ПБ110-1 с проводами АС-120/19, проходящей во II районе по гололеду и в III районе по ветру без загрязнения атмосферы. Длина весового пролета 340 м, удельные нагрузки на провод: ; ; фактическое сечение провода 136,8 мм 2 ; напряжение в проводе в режиме максимальной нагрузки ; напряжение в проводе в режиме среднегодовой температуры ; вес одного метра провода даН/км.

1. Рассчитаем нагрузку для изоляторов поддерживающих гирлянд по формулам (5.1) и (5.2):

даН,

даН.

2. По таблице приложения Д выберем изолятор с такой разрушающей электромеханической нагрузкой, чтобы выполнялись условия (5.1). Выбираем изолятор типа ПС70-Д с разрушающей электромеханической нагрузкой 7000 даН:

Источник