Проектирование воздушной линии

Основным назначением гирлянды изоляторов является поддержка провода и изоляция его от элементов опоры. 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, коэффициент запаса прочности для изоляторов поддерживающих гирлянд в режиме наибольшей нагрузки должен быть не менее 2,5, а в режиме среднегодовой температуры – не менее 5. Для изоляторов натяжных гирлянд коэффициент запаса прочности в режиме среднегодовой температуры должен быть не менее 6.

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 имеют в подвесной гирлянде имеют вид:

(5.1)

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

Gи – нагрузка на изолятор от веса гирлянды, Н, при номинальном напряжении 110 кВ нагрузка составит 500 Н;

Gэм – разрушающая электромеханическая нагрузка, Н.

Нагрузки Gг и Gи можно рассчитать по формулам, Н:

(5.2)

где F – общее фактическое сечение провода;

lвес – длина весового пролета.

 

 

Расчетные условия по формуле (5.1):

 

 

Исходя из расчетных условий (5.1) выбираем полимерный изолятор типа ЛК 70/110-А-4 с разрушающей электромеханической нагрузкой 70000 Н:

 

 

То есть условия выполняются.

Число изоляторов для проводов в поддерживающей гирлянде – 1.

Конструкция изолятора типа ЛК 70/110 приведена на рисунке 4, а технические данные – в таблице 7.

Рисунок 4 - Конструкция изолятора типа ЛК 70/110

Таблица 7 – Технические данные изолятора типа ЛК 70/110-А-4

Тип изолятора	ЛК 70/110-А-4
Номинальное напряжение. кВ	110
Механическая разрушающая сила растяжении, не менее, кН	70
Строительная высота Н, м	1390
Длина изоляционной части L, м	1152
Длина пути утечки, см	360
Диаметры экранов d, мм	120
Диаметры экранов D, мм	160
d1	114
d2	84
Таблица 7 Продолжение – Технические данные изолятора типа ЛК 70/110-А-4
d3	-
Масса, не более, кг	4,7
Степень загрязнения (СЗ) по ГОСТ 9920 (ПУЭ, 7-е издание гл. 1.9)	4

Выбор изоляторов натяжных гирлянд производится по условиям:

(5.3)

 

 

Исходя из расчетных условий (5.3) выбираем полимерный изолятор типа ЛК 120/110-А-4 с разрушающей электромеханической нагрузкой 120000 Н:

 

 

То есть условия выполняются.

Число изоляторов в натяжной гирлянде – 1.

Технические данные приведены в таблице 8.

Таблица 8 – Технические данные изолятора типа ЛК 120/110-А-4

Тип изолятора	ЛК 120/110-А-4
Номинальное напряжение. кВ	110
Механическая разрушающая сила растяжении, не менее, кН	120
Строительная высота Н, м	1490
Длина изоляционной части L, м	1152
Длина пути утечки, см	360
Диаметры экранов d, мм	120
Диаметры экранов D, мм	120
d1	114
d2	84
Таблица 8 Продолжение– Технические данные изолятора типа ЛК 120/110-А-4
Масса, не более, кг	4,9
Степень загрязнения (СЗ) по ГОСТ 9920 (ПУЭ, 7-е издание гл. 1.9)	4

 

2. Выбор изоляторов для троса

На промежуточных опорах ЛЭП напряжением до 110 кВ включительно крепление троса к опоре осуществляется без изолятора.

Выбор изоляторов натяжных гирлянд производится по условиям (5.3):

 

 

Исходя из расчетных условий (5.3) выбираем полимерный изолятор типа ЛК 70/110-А-4 с разрушающей электромеханической нагрузкой 120000 Н:

 

 

То есть условия выполняются.

Число изоляторов в натяжной гирлянде – 1.

3. Выбор линейной арматуры для проводов

Линейная арматура предназначена для крепления гирлянды изоляторов к траверсе  опоры и для крепления проводов к гирлянде.

Для крепления провода к гирлянде применяются поддерживающие глухие зажимы типа ПГ и ПГН и ушки типа У1. Для крепления гирлянды к траверсам используются узлы типа КГП и серьги типа СР.

Выбор арматуры производится по минимальной разрушающей нагрузке Gp, 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:

(5.4)

 

Выбираем узел крепления гирлянды к траверсе  опоры КГП-7-1, серьга СР-7-16, ушко У1-7-16 с минимальной разрушающей нагрузкой 70 кН. Выбираем глухой поддерживающий зажим ПГН-3-5 с минимальной разрушающей нагрузкой 29,4 кН.

Выбор арматуры для натяжных гирлянд осуществляется по выражению:

Выбираем аналогичную арматуру, что и для поддерживающих гирлянд. В качестве зажима предлагается использовать болтовой зажим.

(5.5)

Конструкция узла крепления КГП-7-1, серьги СР-7-16, ушка У1-7-16, зажима ПГН-3-5 приведена соответственно на рисунках 5-8, а технические характеристики - в таблицах 9-12.

Рисунок 5 – Конструкция узла крепления КГП-7-1	Рисунок 6 – Конструкция серьги СР-7-16

 

Рисунок 7 – Конструкция ушка У1-7-16

 

Рисунок 8 – Конструкция глухого зажима ПГН-3-5

Таблица 9 – Технические данные узла крепления КГП-7-1

Тип	Размеры, мм									Масса, кг	Разрушающая нагрузка Р, кН, (т.с), не менее
	D	D1	d	H	H1	L	L1	S
КГП-7-1	16	17	16	82	135	80	112	6	8	0,8	70 (7)

Таблица 10 – Технические данные узла серьги СР-7-16

Тип	Размеры, мм						Масса, кг	Разрушающая нагрузка Р, кН,(т.с), не менее
	b	D	D1	d	H	H1
СР-7-16	16	42	17	17	99,4	65	0,3	70 (7)

Таблица 11 – Технические данные  ушка У1-7-16

Тип	Размеры, мм							Масса, кг	Разрушающая нагрузка Р, кН, (т.с), не менее
	B1	B2	b	D	D1	H	H1
У1-7-16	52	58	16	17	19,2	102,5	123	0,67	70 (7)

Таблица 12 – Технические данные  глухого зажима ПГН-3-5

Тип	Размеры, мм					Диаметр алюминиевых, сталеалюминевых и медных проводов, мм	Масса, кг	Разрушающая нагрузка Р, кН, (т.с), не менее
	L	H	H1	A	d
ПГН-3-5	220	67	111	20	16	13,5-19,6	1,10	29,4 (3)

Фактический вес гирлянды определяется по формуле, Н:

(5.6)

где Gиз, Gарм – вес одного изолятора и суммарный вес элементов арматуры, Н;

n – количество изоляторов в гирлянде.

 

Фактическая длина гирлянды определяется по формуле, мм:

(5.7)

где Hиз, Hарм – длина одного изолятора и суммарная длина элементов арматуры, мм.

 

λгир ≥ λ, т.е. 1,7 ≥ 1,3. Поэтому пересчитываем допустимую стрелу провеса провода [f] по формуле (3.4), подставляя λгир, м:

 

Сравниваем полученные стрелы провеса с полученным значением допустимой стрелы провеса по формуле (4.11):

 

Условие выполняется – значит, расстояние от провода до земли будет не менее допустимого.

5. Выбор линейной арматуры для троса

Выбор арматуры для промежуточных опор по формуле (5.4), где пренебрегают:

 

Выбираем узел крепления КГП-7-1, серьга СР-7-16, ушко У1-7-16 с минимальной разрушающей нагрузкой 70 кН. Выбираем глухой поддерживающий зажим ПГН-3-5 с минимальной разрушающей нагрузкой 29,4 кН.

Выбор арматуры для промежуточных опор по формуле (5.5), где пренебрегают:

 

Выбирается аналогичная арматура, что и для промежуточных опор.

Фактический вес гирлянды определяется по формуле (5.6), Н:

 

Фактическая длина гирлянды определяется по формуле (5.7), мм:

 

 

6. 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.

Выбор гасителя вибрации осуществляется по сечению провода или троса Установлено, что для проектируемой ЛЭП требуется защита от вибраций. Выбираем гаситель вибрации типа ГПГ-1,6-11-400/16,который может быть установлен на провод; и ГПГ-1,6-11-350/10 – на трос. Конструкция гасителя вибрации типа ГПГ изображена на рисунке 9, а технические данные отображены в таблице 13.

Рисунок 9 - Конструкция гасителя вибрации типа ГПГ

 

Таблица 13 – Технические данные гасителей вибрации типа ГПГ

Тип	Диаметр провода, мм	Размеры, мм				Масса, кг
		d	2R	L	H
ГПГ-1,6-11-400/16	14,1-17,0	11	16	400	84	4,3
ГПГ-1,6-11-350/10	9,0-11,0	11	10	350	80	4,23