4.4 Расчет грозозащитного троса

Стрела провеса троса в грозовом режиме определяется по выражению:

, (4.8)

, (4,9)

где - стрела провеса провода в грозовом режиме;

- длина гирлянды изоляторов;

- расстояние от точки подвеса гирлянды верхнего провода до точки

подвеса троса.

Далее определяется напряжение в тросе при грозовом режиме по выражению:

, (4.10)

,

,

Н/мм²,

Для дальнейших расчетов в качестве исходного принимается грозовой режим (иt=15⁰С), по уравнению состояния определяется напряжение в тросе в режиме низшей температуры, среднегодовой температуры и в режиме наибольшей нагрузки:

Найдём напряжение в тросе в режиме низшей температуры:

,

Напряжение в тросе в режиме низшей температуры: Н/мм²,

Найдём напряжение в тросе в режиме средней температуры:

,

Напряжение в тросе в режиме средней температуры: Н/мм²,

Найдём напряжение в тросе в режиме наибольшей нагрузки:

,

Напряжение в тросе в режиме наибольшей нагрузки: Н/мм²

Таблица 5 Результаты расчетов для троса.

Режим	Удельная нагрузка,Н/м∙мм2	Температура,0С	Напряжение в тросе, Н/мм2
Низшая t0	80∙10-3	-25	195,723
Среднегодовая t0	80∙10-3	0	166,799
Наибольшая нагрузка	196,868∙10-3	-5	283,846

По результатам расчетов производится проверка :

, (4.11)

Условие (4.11) выполняется.

5 Выбор изоляторов и линейной арматуры

5.1 Выбор изоляторов

Основным назначением гирлянд изоляторов является поддержка провода и изоляция его от элементов опоры. Расчет изоляторов производится по методу разрушающих нагрузок.

В нормальных режимах поддерживающая гирлянда изоляторов воспринимает осевую нагрузку ,состоящую из веса провода , гололеда и веса самой гирлянды. Вес гирлянды предварительно принимается для линии в 220 кВ равным 800 Н.

- нагрузка на изолятор от веса провода;

- нагрузка на изолятор от веса провода, покрытого гололедом;

- нагрузка на изолятор от веса гирлянды

-разрушающая электромеханическая нагрузка на изоляторы, приводимая в его технических характеристиках.

Нормативная нагрузка на изолятор от веса провода без гололеда:

, (5.1)

где F- фактическое сечение провода, мм²;

- весовой пролет, м, приведенный в технической характеристике

опоры(см. табл.3);

Н,

Нормативная нагрузка на изолятор от веса провода, покрытого гололедом при ветре:

, (5.2)

Н,

Выбор изоляторов производится с учетом коэффициента запаса прочности:

5,0- при работе ВЛ при среднегодовой температуре;

2,5- при работе в режиме наибольшей нагрузки.

Расчетные условия для выбора изоляторов подвесной гирлянды имеют вид:

, (5.3)

, (5.4)

2,5(7410,35+800)=20525,88;

5,0(3678,63+800)=22393,15.

Выбор изолятора производится по следующему принципу: разрушающая электромеханическая нагрузка на изолятор должна быть больше или равна наибольшему из значений полученному по выражению (5.3) или (5.4).

Исходя из этого принципа, выбирается подвесной изолятор ПСВ – 70А, технические характеристики которого приведены в таблице 6.

Таблица 6 – Технические характеристики изолятора ПСВ – 70А

Механическая разрушающая сила при растяжении, Н∙103	Выдерживающее напряжение частотой 50 Гц под дождем, кВ	Длина пути утечки, мм	Высота, H, мм	Масса, кг	Диаметр изоляционной детали, Dмм	Сферическое соединение, d, мм
70	50	442	146	5,6	280	16

Рисунок 5.1-Изолятор подвесной ПСВ – 70А

Согласно ПУЭ выбор количества изоляторов производится по удельной эффективной длине пути утечки в зависимости от степени загрязненности в районе прохождения ВЛ. В характеристиках каждого изолятора указывается длина пути утечки . Это расстояние по поверхности изолятора между двумя электродами имеющими разные потенциалы. Длина пути утечки характеризует электрическую прочность изолятора при равномерном увлажнении и загрязнении. В реальных условиях электрическая прочность характеризуется эффективной длиной пути утечки

, (5.5)

где k– коэффициент использования длины пути утечки.

Удельная эффективная длина пути утечки – отношение эффективной длины пути утечки к наибольшему рабочему междуфазному напряжению ВЛ.

(5.6)

Для надежной эксплуатации при рабочем напряжении длина пути утечки всей гирлянды должна быть не ниже нормированного значения, то есть должно выполняться условие:

, (5.7)

, (5.8)

То есть количество изоляторов в гирлянде должно составлять:

, (5.9)

Коэффициент использования пути утечки можно найти по следующей формуле:

, (5.10)

,

,

,

По стандарту принимаем λэф примем равным 25 см/кВ.

,

В связи с возможностью выхода из строя отдельных изоляторов во время эксплуатации и относительно большой трудоемкостью их замены количество изоляторов, определенное по формуле (5.9) увеличивается на один для ЛЭП напряжением 110-220кВ.

.

При выборе изоляторов натяжных гирлянд в условие (5.3) добавляется величина тяжения провода:

, (5.11)

Выбор изолятора производится по принципу: разрушающая электромеханическая нагрузка на изолятор должна быть больше или равна значения, полученного по выражению (5.11).

Исходя из этого принципа, выбирается подвесной изолятор ПСВ – 210А, технические характеристики которого приведены в таблице 7.

Таблица 7 – Технические характеристики изолятора ПСВ – 210А

Механическая разрушающая сила при растяжении, Н∙103	Выдерживающее напряжение частотой 50 Гц под дождем, кВ	Длина пути утечки, мм	Высота, H, мм	Масса, кг	Диаметр изоляционной детали, Dмм	Сферическое соединение, d, мм
210	55	552	170	9,4	330	20

Рисунок для данного изолятора аналогичен.

Число изоляторов в гирлянде определяется аналогично выбору числа изоляторов для подвесной гирлянды:

,

,

,

,