4.1.2. Расчетные нагрузки

1. Расчетная гололедная нагрузка на 1 м провода:

- коэффициент надежности по ответственности [1, п. 2.5.55];

- региональный коэффициент, принят равным 1 [1, п. 2.5.55];

- коэффициент надежности по гололедной нагрузке, равный 1,6 для районов по гололеду II [1, п. 2.5.55];;

- коэффициент условий работы, равный 0,5 [1, п. 2.5.55]; ;

Удельная нагрузка:

2. Расчетная ветровая нагрузка на 1 м провода без гололеда:

- коэффициент надежности по ответственности [1, п. 2.5.54];

- региональный коэффициент, принят равным 1 [1, п. 2.5.54]; ;

- коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1,1 [1, п. 2.5.54].

Удельная нагрузка:

3. Расчетная ветровая нагрузка на 1 м провода с гололедом:

Удельная нагрузка:

4.1.3. Результирующие нагрузки

1. Результирующая нагрузка от веса провода и веса гололеда:

Удельная нагрузка:

2. Результирующая нагрузка на провод без гололеда от давления ветра:

Удельная нагрузка:

3. Результирующая нагрузка на провод с гололедом от давления ветра:

Удельная нагрузка:

Наибольшей нагрузкой является результирующая нагрузка на провод с гололедом от давления ветра.

Таблица 4.2 Нагрузки действующие на провод

Название	Нормативная	Удельная	Расчетная
Постоянно действующая нагрузка от собственной массы провода		0,033	11,094
Гололедная нагрузка действующая на 1м провода	12,772	0,03	10,217
Ветровая нагрузка действующая на 1м провода без гололеда перпендикулярно проводу	15,736	0,051	17,309
Ветровая нагрузка действующая на 1м провода с гололедом перпендикулярно проводу	8,798	0,028	9,677

Таблица 4.3 Результирующие нагрузки на провод

Название	Расчетная нагрузка	Удельная нагрузка
Результирующая нагрузка 1	21,311	0,063
Результирующая нагрузка 2	20,559	0,061
Результирующая нагрузка 3	29,611	0,087

Из таблицы 4.3 следует, что наибольшей нагрузкой является суммарная нагрузка 3

4.2. Определение физико-механических характеристик провода

Согласно [1, табл.2.5.8] для провода АС 300/39 с отношением температурный коэффициент линейного расширения , модуль продольной упругости .

Согласно [1, табл.2.5.7]:

- механическое напряжение при воздействии на провод наибольшей удельной механической нагрузки ,

- механическое напряжение при воздействии на провод низшей температуры t_,

- механическое напряжение при воздействии на провод среднегодовой температуры tсг.

Составим и решим основное уравнение состояния провода для двух вариантов. В каждом из вариантов искомыми будут среднеэксплуатационные значения среднеэксплуатационного механического напряжения.

Вариант 1: Исходные условия – возникновение наибольшей удельной нагрузки, искомые условия – среднеэксплуатационные, тогда уравнение состояния примет следующий вид:

Полученное уравнение можно представить как неполное кубическое:

Решим неполное кубическое уравнение методом Ньютона:

- производная функции.

Определим, как изменится напряжение в проводе в зависимости от изменения длины пролета при возникновении наибольшей удельной нагрузки.

При :

При :

Таким образом, среднеэксплуатационное механическое напряжение при условии возникновения наибольшей удельной нагрузки будет изменяться в пределе от до .

Получим зависимости А и В от li.

Вычислим значения А и В, а также значения механического напряжения при длинах пролетов от 100 м до 470 м. Результаты расчетов представлены в таблице 4.4.

Таблица 4.4-Результаты расчета уравнения состояния провода для первого варианта

L	A	B	sigma0	sigma1	sigma2	sigma3	sigma4
0	116,395	0	116,395	116,395	116,395	116,395	116,395
100	101,099	34940	107,642	104,49685	104,3108	104,3102	104,3102
150	81,979	78610	94,761	91,588971	91,39155	91,3908	91,3908
200	55,211	139800	87,552	79,441106	78,15048	78,11924	78,11922
250	20,795	218400	82,292	70,568126	68,11381	68,01141	68,01123
300	-21,269	314400	78,542	64,75013	61,7341	61,59661	61,59633
350	-70,981	428000	75,854	60,981884	57,81524	57,67735	57,67709
400	-128,34	559000	73,895	58,468772	55,31704	55,18932	55,18911
470	-221,493	771800	71,962	56,188824	53,13629	53,02363	53,02347

Вариант 2: Исходные условия наинизшая температура окружающей среды; искомые условия – среднеэксплуатационные, тогда уравнение состояния примет вид:

Исследуем, как изменится напряжение в проводе в зависимости от изменения длины пролета при возникновении наибольшей удельной нагрузки.

При :

При

Таким образом, среднеэксплуатационное механическое напряжение при условии возникновения наибольшей удельной нагрузки будет изменяться в пределе от до .

Зависимости А и В от длины пролета :

Вычислим значения А и В, а также значения механического напряжения при длинах пролетов от 100 м до 470 м. Результаты расчетов представлены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 -Результаты расчета уравнения состояния провода для второго варианта

L	A	B	sigma0	sigma1	sigma2	sigma3
0	49,618	0	49,618	49,618	49,618	49,618
100	47,417	34940	92,012	71,463	61,179	58,125
150	44,666	78610	92,66	73,584	65,521	63,967
200	40,815	139800	93,527	76,258	70,344	69,645
250	35,863	218400	94,577	79,275	75,139	74,846
300	29,811	314400	95,771	82,447	79,646	79,528
350	22,659	428000	97,071	85,627	83,768	83,721
400	14,406	559000	98,438	88,708	87,489	87,47
470	1,003	771800	100,403	92,739	92,068	92,064

Зависимости напряжений в проводе от длины пролета представлены на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Зависимости напряжений в проводе от длины пролета