При расстановке опор на ровной местности наибольшая возможная длина пролёта может быть определена в зависимости от максимальной стрелы провисания f, которую можно допустить при заданной высоте подвеса провода на опоре h и минимальном габарите от низшей точки кривой провисания провода до земли Г, требуемом [13] для линий заданного напряжения. Такой пролёт называется габаритным пролётом и обозначается 1габ (рис. 2.19) [3, 11].
Значение габаритного пролёта определяется путем решения уравнения состояния провода (2.40), в котором исходными являются расчетные условия по прочности (в общем случае возможны три варианта: σ-, σэ), а искомыми - габаритные условия. Уравнение является биквадратным относительно длины пролёта:
(2.51)
где γΕf] - удельная механическая нагрузка, при которой имеет место наибольшее провисание провода, даН/м мм ; f - стрела провисания провода, м;
Рис. 2.19. Габаритный пролёт на линии электропередачи с одинаковой
высотой точек подвеса провода
γ[σ ] - удельная механическая нагрузка, принятая как исходная для расчета провода на прочность, даН/м мм2;
σ - напряжение в проводе, принятое как исходное для расчета провода на прочность, даН/мм2;
E - модуль продольной упругости, Н/мм ;
α - температурный коэффициент линейного расширения, град-1; θ[σ] - температура, принятая как исходная для расчета провода на
прочность, °С;
θ[ f ] - температура, при которой стрела провисания провода достигнет максимального значения, °С.
Пример 2.5
Пользуясь исходными данными и результатами предыдущих примеров, для строящейся воздушной линии 220 кВ на местности, характеризуемой наивысшей температурой воздуха Θ+ =20 °С, рассчитать значение критической температуры воздуха и выявить климатические условия, соответствующие наибольшему провисанию провода.
Вычислить длину габаритного пролёта воздушной линии. Суммарную вертикальную нагрузку от собственной массы провода и массы гололеда γ3 принять по результатам расчета примера 2.1.
Решение
Используя формулу (2.50), вычислим значение критической температуры для провода АС 240/32 нормальной конструкции:
Сравним полученное значение критической температуры с заданным значением наивысшей температуры Θ k = 55>Θ+=20 или Θ+<Θk, следовательно, наибольшее провисание провода имеет место при нагрузке провода собственной массой и массой гололеда, то есть при удельной механической нагрузке γ 3, а не при наивысшей температуре воздуха. Итак, габаритными климатическими условиями являются гололедные (при отсутствии ветра).
Пользуясь уравнением (2.51) найдем длину габаритного пролёта при гололедных исходных условиях. Для упрощения расчетов введем следующие коэффициенты и вычислим их:
Таким образом, получим биквадратное уравнение вида:
Для того чтобы найти длину габаритного пролёта, необходимо вычислить корень полученного биквадратного уравнения:
В примере 2.4 было установлено, что при выборе определяющих условий в расчете провода на прочность следует ориентироваться на длину второго критического пролёта 12k = 130,7 м. Значение lгаб = 268 > 12k = 130,1 м, то есть расчетные условия выбраны верно.
Пересчитаем стрелу провисания провода (пример 2.2) для габаритного пролёта:
