Предварительные сведения
Понятие о редуцированном тяжении провода.
Механический расчет провода при аварийном состоянии линии электропередачи производят с целью установления величины тяжения и стрелы провисания провода в пролёте смежном с аварийным [3, 11].
Когда обрыв провода происходит в отдельном пролёте, то со стороны уцелевших проводов в смежных пролётах на опоры передается нагрузка, равная тяжению провода, которое он имел в момент, предшествующий обрыву.
Рассмотрим случай, когда пролёт ограничен с обеих сторон промежуточными опорами. На промежуточных опорах провод подвешен на поддерживающих гирляндах изоляторов, поэтому при обрыве провода гирлянда отклонится в направлении действия одностороннего тяжения до положения, при котором наступит равновесие приложенных к ней внешних сил. Тяжение провода ослабнет. Вместе с гирляндой изоляторов в сторону действия горизонтальной силы может отклониться и опора. Чем больше отклонение, тем больше измениться тяжение провода в сторону ослабления.
Изменение тяжения провода в результате смещения его точки подвеса (гирлянды изоляторов) называется редукцией, а установившееся тяжение - редуцированным. Редуцированное тяжение - это нагрузка и одновременно фактор, влияющий на величину стрелы провисания и габарит от провода воздушной линии до земли или до пересекаемого объекта.
На изменение тяжения влияют следующие составляющие:
- конструкция опоры;
- тип изоляции;
- нагрузка;
- длина пролёта до обрыва провода;
- наличие или отсутствие троса и уцелевших проводов других фаз.
Рассмотрим степень влияния каждой составляющей.
Влияние опоры.
Степень влияния опоры зависит от величины деформаций ее конструкций или элементов от приложенной горизонтальной силы. Деформации могут проявиться как следствие изменений, происходящих в материале опоры, так и в результате смещений в местах соединения отдельных элементов.
Металлические опоры являются жесткими конструкциями, то есть гибкость металлической опоры не оказывает решающего влияния на редукцию провода. Также незначительное влияние на редукцию оказывает гибкость железобетонных и деревянных опор на оттяжках.
При гибких конструкциях опор величина редукции тяжения провода существенна и с ней приходится считаться. Гибкими конструкциями считаются: промежуточные свободностоящие одностоечные железобетонные опоры; одностоечные или двухстоечные деревянные опоры; металлические опоры из гнутого профиля.
Гибкость опоры характеризуется коэффициентом гибкости к, который численно равен прогибу опоры, деленному на единицу силы:
(2.92)
где δ - прогиб опоры, см;
H - сила, даН.
Для металлических свободностоящих опор или опор с оттяжками коэффициент гибкости равен 0,01 см/даН, тогда, например, при тяже- нии, равном 1000 даН, прогиб ствола будет всего 10 см, что можно не учитывать.
Для железобетонных опор коэффициент гибкости определяется для каждого конкретного случая отдельно в зависимости от конструкции стоек (конические или цилиндрические), марки бетона и арматуры (проволочная или стержневая).
Коэффициент гибкости деревянных опор зависит от закрепления опоры в грунте (непосредственно закреплена в грунт или установлена на железобетонных пасынках).
Влияние подвесных изоляторов и зажимов.
Отклонение поддерживающей гирлянды изоляторов приводит к весьма существенному ослаблению тяжения провода. Чем длиннее гирлянда, тем больше ослабление тяжения. Вес гирлянды как фактор, противодействующий ее отклонению, имеет второстепенное значение и не оказывает особого влияния на величину редуцированного тяжения. Влияние конструкции поддерживающего зажима сказывается в ограничении тяжения провода при его обрыве. С этой целью применяют зажимы с ограниченной прочностью заделки провода.
Влияние длины пролёта.
Длина пролёта оказывает существенное влияние на величину редуцированного тяжения. Даже при одинаковых отметках точек подвеса провода его редуцированное тяжение будет тем больше, чем больше пролёт, если длина гирлянды изоляторов является неизменной.
Влияние уцелевшего троса и проводов.
Для линий с жесткими опорами, например, металлическими это влияние практически не имеет значения. Для линий с гибкими опорами это влияние может быть очень ощутимым, особенно влияние троса, так как он удерживает верхушку опоры и прогиб опоры при наличии троса получается меньшим, чем при его отсутствии. Влияние уцелевших проводов значительно меньше по сравнению с влиянием троса, особенно при малых отклонениях стойки опоры.
Необходимо заметить, что при обрыве провода рассматривается не только вычисление прогиба опоры, но и определение редуцированного тяжения провода.
В пособии излагается вопрос об определении редуцированного тяжения провода на линии с жесткими металлическими опорами и поддерживающими гирляндами изоляторов.
При расчетах примем условия:
- температура среднегодовая;
- учитывается вес провода без гололеда и ветра;
- при отклонении гирлянды изоляторов или опоры учитывается только горизонтальное смещение точек подвеса провода на всех
опорах до и после обрыва.
