Выбор изолирующей подвески проводов на ЛЭП и натяжных гирлянд ошиновок ОРУ

Выбор типов изоляторов производится на основании требований ПУЭ, определяющих необходимую механическую и электрическую прочность изоляторов. Необходимыми исходными данными являются: напряжение линии, район прохождения линии (высота над уровнем моря, наличие или отсутствие участков с загрязненной атмосферой), нормативные механические нагрузки на изоляторы. Нормативные значения скоростного напора ветра и толщины стенки гололеда приведены в таблицах 8 и 9 [1].

По варианту ветровой район по ветру 2. По табл. 8 [1] скоростной напор ветра (Н/м²), скорость ветра (м/с). По табл. 9 [1] нормативная толщина стенки галоледа для третьего района по гололедности (мм).

Коэффициенты запаса механической прочности изоляторов в нормальном режиме при наибольшей нагрузке должны не ниже 2.7, а при среднегодовой температуре, отсутствии ветра и гололеда — не ниже 5.

Поддерживающие гирлянды воспринимают нагрузку от веса провода и от собственного веса. Поэтому выбор типа изоляторов для поддерживающих гирлянд в нормальном режиме производится по коэффициентам запаса 2.7 при наибольшей нагрузке и 5 при отсутствии ветра и гололеда соответственно:

• (1);
• (2),

где — минимальная электромеханическая разрушающая нагрузка изолятора, даН (10Н);

 — единичные нагрузки соответственно от веса провода, с гололедом при ветре и от собственного веса провода, даН (10Н);

— весовой пролет (расстояние между низшими точками кривых провисания провода в пролетах, примыкающих к рассматриваемой опоре) м (350 м, см. задание);

— вес гирлянды, даН (280 даН, см. табл. 13 [1]).

Полимерная изоляция выбирается по механической нагрузке так же, как и изоляторы тарельчатой формы и рассчитывается аналогично.

Так как точный вес гирлянды до выбора типа изоляторов неизвестен, принимаем среднее значение известное из практики (см. табл. 13 [1]). Если точный вес окажется значительно больше принятого, то производим повторную проверку.

Результирующие единичные нагрузки от веса провода с гололедом, действующие вертикально, и горизонтально действующее ветровое давление складываются геометрически и определяются по формуле:

.

где — единичная нагрузка от веса провода, даН/м;

? единичная нагрузка от гололеда, даН/;

? единичная нагрузка от ветра на провод, покрытый гололедом, даН/м.

.

где (кг/м) — масса провода на единицу длины;

(м/с²) — ускорение свободного падения.

Расчет: (Н/м), т. е. 2.799 (даН/м).

.

где (кг/м3) — плотность гололеда;

• (м) — нормативная толщина стенки гололеда;
• (м) — диаметр провода.

Расчет:

(Н/м), т. е. 6.916 (даН/м).

.

где (Н/м²) — максимальный скоростной напор ветра;

— коэффициент, учитывающий неравномерность скорости ветра при скоростном напоре ветра по пролету (см. табл. 15 [1]);

— коэффициент лобового сопротивления, принимается равным 1.1 при отсутствии на проводах гололеда.

Расчет:

(Н/м), т. е. 1.906 (даН/м) В итоге:

(даН/м).

Производим расчет по условиям (1) и (2):

(даН); (даН).

Изолятор ПС160Д имеет минимальную электромеханическую разрушающую нагрузку 16 000 (даН), что больше полученных значений. Условия (1) и (2) выполняются.

Выбор типа изоляторов для натяжных гирлянд, воспринимающих нагрузку и тяжения провода и собственного веса гирлянды, производится по формулам:

;

.

где (ммІ) — сечение провода (см. табл. 14 [1]);

• (даН/ ммІ) — напряжение в проводе при наибольшей нагрузке и низшей температуре (см. табл. 16 [1]);
• (даН/ ммІ) — напряжение в проводе при среднегодовой температуре (см. табл. 16 [1]).

Производим расчет:

(даН);

(даН).

Принимаем изолятор подвесной стеклянный тарельчатый для ВЛ 500 кВ типа ПС160Д. Характеристики изолятора приведены в таблице 10 [1].

Количество подвесных тарельчатых изоляторов в поддерживающих гирляндах высоковольтных линий электропередачи на металлических, железобетонных и деревянных опорах с заземленными креплениями гирлянд определяется по формуле:

.

где (см/кВ) — удельная эффективная длина утечки поддерживающих гирлянд изоляторов и штыревых изоляторов ВЛ на металлических и железобетонных опорах в зависимости от СЗА и номинального напряжения на высоте до 1000 (м) над уровнем моря (см. табл. 18 [1]);

• (кВ) — наибольшее рабочее линейное напряжение (см. 1 пункт работы);
• 1.05 — коэффициент, учитывающий, что ВЛ проходит на высоте 1000 (м) (см. задание) над уровнем моря;
• (мм) — длина пути утечки одного изолятора (см. табл. 10 [1]);

— коэффициент эффективности изолятора, значение которого для изоляторов тарельчатого типа берется из табл. 17 [1] или рассчитывается по формуле:

.

где (мм) — диаметр изоляционной детали (см. табл. 10 [1]).

Определим коэффициент эффективности изолятора расчетом:

.

Определяем количество подвесных тарельчатых изоляторов в поддерживающих гирляндах:

.

Принимаем, что в гирлянде 32 изолятора ПС160Д.

В натяжных и поддерживающих гирляндах ОРУ и подстанций количество подвесных тарельчатых изоляторов увеличивают с добавлением в каждую цепь по 3 изолятора для 500 кВ (т.е. будет 32+3=35 изоляторов).

Определяем точный вес гирлянды изоляторов:

(Н), т. е. 188.2 (даН),.

где (кг) — масса одного изолятора ПС160Д (см. табл. 10 [1]).

Определяем строительную высоту гирлянды изоляторов:

(мм), т. е. 4.672 (м),.

где (мм) — строительная высота одного изолятора ПС160Д (см. табл. 10 [1]).