Стартовая >> Книги >> Оборудование >> Проектирование механической части ВЛ

Эксплуатационные характеристики изоляторов, выбор при проектировании - Проектирование механической части ВЛ

Оглавление
Проектирование механической части ВЛ
Вибрация, пляска
Нагрузки на провода и тросы
Построение кривой провисания и определение стрел провисания
Определение длины провода в пролёте
Расчет сталеалюминиевого провода на прочность
Критический пролёт
Критическая температура
Габаритный пролёт
Типы изоляторов
Эксплуатационные характеристики изоляторов, выбор при проектировании
Типы линейной арматуры
Расстановка опор по профилю трассы
Продольный профиль трассы
Особые случаи расстановки опор по профилю трассы
Установка переходных опор
Расположение проводов на опорах воздушных линий
Расчет грозозащитного троса
Выбор и расчет железобетонных опор
Выбор и расчет металлических опор
Метод расчета металлических опор
Фундаменты опор
Основные конструкции фундаментов опор
Специальные способы закрепления опор
Расчет фундаментов под опоры
Расчет анкерных плит для крепления оттяжек
Расчет железобетонных грибовидных фундаментов-подножников
Расчет фундаментов из свай
Расчет закрепления свободностоящих одностоечных одноствольных опор
Строительно-монтажные работы при сооружении ВЛ
Особенности монтажа воздушных линий на тяжелых трассах
Строительно-монтажные работы при сооружении КТП
Монтаж силовых трансформаторов
Монтаж сборных шин, коммутационных аппаратов ТП
Монтаж комплектных распределительных устройств
Расчет тяжения провода при обрыве в одном из пролётов
Зависимость тяжения провода от горизонтального перемещения одной его точки подвеса

Эксплуатационные характеристики изоляторов. Выбор изоляторов при проектировании

Эксплуатационные характеристики изоляторов зависят от аэродинамических свойств изолирующей детали (тарелки). Хорошее обтекание изолятора способствует уменьшению загрязнения, лучше происходит его самоочистка дождем и ветром и, как следствие, уровень изоляции всей гирлянды не снижается значительно [3, 6, 11, 13]. Основными характеристиками изолятора являются:

  1. механическая разрушающая сила - наименьшее значение силы, приложенной к изолятору в определенных условиях, при которой он разрушается, кН;
  2. электромеханическая разрушающая сила - наименьшее значение силы, приложенной к изолятору в определенных условиях и находящемуся под действием электрических потенциалов, при которой он разрушается, кН;
  3. длина пути утечки - кратчайшее расстояние или сумма кратчайших расстояний по контуру наружной изоляционной поверхности между частями, находящимися под разными электрическими потенциалами, мм.

При проектировании выбор изоляторов производится на основании требований [13], определяющих необходимую механическую и электрическую прочность.
Исходными данными для выбора изоляторов при проектировании являются:

  1. напряжение воздушной линии;
  2. район прохождения трассы линии (особое внимание уделяют высоте над уровнем моря, наличию или отсутствию участков с загрязненной атмосферой);
  3. материал и тип опор;
  4. нормативные механические нагрузки на изоляторы.

Нормативную механическую нагрузку на изоляторы характеризует коэффициент запаса прочности n, который является отношением разрушающей нагрузки к нормативной, действующей на изоляторы в соответствующем режиме.
Коэффициенты запаса прочности изоляторов в различных режимах работы воздушной линии приведены в [Приложении 2, табл. 2.1].
Выбор типа изоляторов для гирлянд промежуточных опор в нормальном режиме работы линии производят при наибольшей нагрузке:

(2.52)
(2.53)
где нф - число проводов в расщепленной фазе, шт;
Р - электромеханическая разрушающая нагрузка изолятора [Приложение 2, таблица 2.2], Н;
l вес - наибольший весовой пролёт линии. В проектах для типовых опор принимают l вес = 1,251 габ, м;
G г - средний вес гирлянды изоляторов, принимаемый в зависимости от номинального напряжения воздушной линии [Приложение 2 , табл. 2.3], Н;
F пр - полное поперечное сечение провода, мм .
Натяжные гирлянды изоляторов крепятся на анкерных опорах и воспринимают нагрузку от собственного веса гирлянды и от тяжения провода. Весовые пролёты для стальных анкерных опор в справочных данных обычно не указываются, поэтому необходимо ориентироваться на длину весового пролёта промежуточной опоры.
Выбор изоляторов производится при наибольшей нагрузке:
(2.54)
и при среднеэксплуатационных условиях:

(2.55)
где σΗб и аэ- напряжения в проводе при наибольшей нагрузке и при среднеэксплуатационных условиях, соответственно, Н/мм2.
Количество изоляторов в поддерживающих гирляндах является главным визуальным показателем, по которому можно определить класс напряжения воздушной линии. В [Приложении 2, табл. 2.4] приведены данные по количеству изоляторов в гирляндах в условиях обычной незагрязненной атмосферы, а в [6, стр. 65-68, табл. 1.64-1.67] - технические характеристики различных типов изоляторов.
Пример 2.6
Пользуясь исходными данными и результатами предыдущих примеров, для строящейся воздушной линии 220 кВ подобрать изоляторы для комплектования гирлянд, подвешиваемых на промежуточных и анкерных опорах.
Решение
В примере 2.5 для опоры с шифром П220-2 было получено l габ = 268 м, тогда l вес = 1,251 габ = 1,25 · 268 = 335 м. Согласно [Приложению 2, табл. 2.3] средний вес гирлянды изоляторов составляет 800 Н. Электромеханическая разрушающая нагрузка изолятора при номинальном напряжении линии составляет для поддерживающих гирлянд P = 60000 Н, для натяжных гирлянд - P = 120 000 Н [Приложение 2, табл. 2.2].
Используя формулы (2.52) и (2.53), определим тип изоляторов для поддерживающих гирлянд промежуточных опор в нормальном режиме работы линии при наибольшей нагрузке:

Сравнение полученных значений нормативных нагрузок показывает, что в данном случае выбор изоляторов для поддерживающей гирлянды должен производиться по режиму наибольшей нагрузки.
Опираясь на таблицу в [6, стр. 65, табл. 1.65], выбираем стеклянные подвесные изоляторы тарельчатые высоковольтные типа ПС-40А с разрушающей электромеханической нагрузкой 40 кН (40 000 Н). Строительная высота одного звена в гирлянде составляет 110 мм (0,11 м), а масса одного изолятора - 1,7 кг.

При стальных опорах и напряжении линии 220 кВ в условиях обычной незагрязненной атмосферы, таких изоляторов в гирлянде должно быть 14 штук, тогда длина поддерживающей гирлянды изоляторов λ п = 14 · 0,11 = 1,54 м, а вес одной гирлянды на промежуточной опоре G г пр = 14 · 1,7 = 23,8 кг.
Нормативные нагрузки, приложенные к натяжным гирляндам изоляторов анкерных опор, находим по формулам (2.54) и (2.55). В формулу (2.55) подставляется значение σэ, соответствующее весовому пролёту для заданного типа опоры. Так как определяющими климатическими условиями являются условия наибольшей нагрузки, то для определения аэ воспользуемся кривой 1 графической зависимости изменения напряжения в проводе в зависимости от длины пролёта (рис. 2.18), полученной в примере 2.4. При lвес = 335 м, σэ = 3,5 даН/мм2.
При наибольшей нагрузке:

Сравнение полученных значений нормативных нагрузок показывает, что выбор изоляторов для натяжной гирлянды должен производиться при действии наибольшей нагрузки.
Из [6, стр. 65, табл. 1.65] выбираем стеклянные подвесные изоляторы, тарельчатые высоковольтные типа ПС-40А, с разрушающей электромеханической нагрузкой 40 кН (40 000 Н). Строительная высота одного звена в гирлянде составляет 110 мм (0,11 м), а масса одного изолятора - 1,7 кг. При стальных опорах и напряжении линии 220 кВ в условиях обычной незагрязненной атмосферы таких изоляторов в натяжной гирлянде должно быть 12 штук, тогда длина натяжной гирлянды изоляторов λ ан = 12 · 0,11 = 1,32 м, а вес одной гирлянды на анкерной опоре G г ан = 12 · 1,7 = 20,4 кг.



 
« Применение электротехнических лент в электромонтажном производстве   Сборка масляных трансформаторов »
электрические сети