IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Воздушные линии электропередачи сооружаются на открытой местности и подвергаются различным атмосферным воздействиям, которые в зависимости от географического расположения местности проявляются в разных степенях. Условия работы воздушных линий электропередачи во многом зависят от климатических условий, поэтому именно климатические условия положены в основу их проектирования.

Также климатические условия влияют на габариты опор, сечения элементов, фундаменты и сечения проводов и пр.

При расчете ВЛ и их элементов должны учитываться следующие климатические условия: ветровое давление, толщина стенки гололеда, температура воздуха, степень агрессивного воздействия окружающей среды, интенсивность грозовой деятельности, пляска проводов и тросов, вибрация.

Рассмотрим влияние климатических факторов на воздушные линии электропередач.

Влияние температуры воздуха.

Температура воздуха влияет на степень натяжения либо провисания провода воздушной линии.

Температуры воздуха - определяются по строительным нормам и правилам и на основании данных метеорологических станций.

В расчетах опор ЛЭП учитываются следующие температуры: максимальная, минимальная, среднегодовая температуры, а также температура, при которой образуются гололедные отложения на проводах воздушных линий и температура при наибольшей скорости ветра.

Влияние гололедно-изморозевых образований.

Гололедно-изморозевые отложения имеют различную форму и виды. Наблюдаются отложения чистого гололеда, инея и зернистой изморози, мокрого снега, а также сочетания отложений различных видов.

Иней для проводов воздушных линий не представляет существенной нагрузки и не влияет на механическую прочность.

Зернистая изморозь способствует закручиванию провода, прочно сцепляется с ним и своими размерами увеличивает парусность провода, что при поперечном ветре приводит к дополнительным нагрузкам на опоры и провода воздушных линий.

Гололед − это плотно намерзший лед. Ледяная корка плотно сцепляется с проводом воздушной линии. В случае несимметричного образования гололед вызывает закручивание провода, а при большой толщине стенки гололеда его вес может во много раз превысить вес самого провода.

Мокрый снег выпадает при плюсовой температуре и оседает на проводах, покрывая их большим слоем. Если температура воздуха понизится и перейдет к отрицательным значениям, то налипший на проводе влажный снег начнет замерзать, его структура станет кристаллической и образуется прочное сцепление с проводом. А это дополнительная нагрузка на провода.

Влияние ветра.

Воздушные линии электропередачи являются наземными сооружениями, поэтому для них главную помеху представляет горизонтальная слагающая ветра. Именно направление и скорость горизонтальной слагающей регистрируются и в дальнейшем принимаются в качестве исходных данных при определении расчетных горизонтальных нагрузок. Непосредственным влиянием ветра на работу воздушной линии является его давление на провода, тросы и опоры. Кроме того, создавая поперечную нагрузку на провода и тросы, ветер увеличивает их натяжение. Появляются также дополнительные изгибающие усилия на опоры. Давление ветра может вызвать поломку и падение опор с вырыванием недостаточно прочно укрепленных в грунте фундаментов.

Влияние вибрации проводов.

Вибрацией провода называют периодические колебания провода в вертикальной плоскости с большой частотой и малой амплитудой (Рис.1). Опыт эксплуатации показывает, что вибрации наиболее подвержены провода, расположенные высоко над землей и в открытой ровной местности, когда равномерное движение воздушного потока не нарушается рельефом или наземными препятствиями. Кроме того, вероятность возникновения вибрации увеличивается с увеличением длины пролёта (для пролётов более 120 м). Особенно опасна вибрация проводов при переходах через реки и водные пространства с пролётами более 500 м. Опасность вибрации заключается в обрывах отдельных проволок на участках их выходов из зажимов, однако разрушение наступает лишь в том случае, когда результирующие механические напряжения в проводе (статические и динамические) оказываются больше предела усталости металла.

Рис. 1. Волны вибрации на проводе в пролете

Влияние пляски проводов.

Пляска проводов, так же как и вибрация, возбуждается ветром, но отличается от вибрации большой амплитудой, достигающей 12 - 14 м, и большой длиной волны (Рис.2).Опасность пляски заключается в том, что колебания проводов отдельных фаз, а также проводов и тросов происходят несинхронно; часто наблюдаются случаи, когда провода перемещаются в противоположных направлениях и сближаются или даже схлестываются. Пляска проводов, вызывает значительные динамические усилия в линейной арматуре и в траверсах опор, иногда наблюдается повреждение линейной арматуры, изоляторов, перекос или сброс распорок, а также заброс подвесных гирлянд на траверсы. Последствия пляски проводов могут вывести воздушную линию из работы на длительное время.

Рис. 2. Волны пляски на проводе в пролете

Список литературы:

1. Крюков К.П. Конструкции и механический расчет линий электропередачи/ К.П. Крюков, Б.Н. Новгородцев – Ленинград: Энергия, 1979. – 312 с.

2. Правила устройства электроустановок. Издание 7. – Утвержден приказом Минэнерго России от 08.07.2002 № 204.

Код для цитирования: Скопировать