Основные сведения о механическом расчёте проводов

Исходные условия для механического расчёта проводов

Правила устанавливают три допускаемых напряжения (при среднегодовых условиях, при наибольших нагрузках и при низших температурах).

Наибольшее напряжение может возникнуть или при низких температурах или при наибольших нагрузках. Во времени они не совпадают. Существенны также среднегодовые нагрузки (вибрация). По времени они также не совпадают.

Решить вопрос: какое из этих напряжений является расчётным – мы можем по понятию критического пролёта.

Понятие критического пролёта рассмотрим на примере низших температур и наибольшей нагрузки (сочетание этих условий, когда возникают наибольшие напряжения).

На основании уравнения состояния провода высшим изменением напряжения в материале провода является длина пролёта.

(стремится к нулю, малый пролёт).

Подставим значение пролёта в уравнение состояния провода

Таким образом, напряжение определяется температурой и наибольшее напряжение будет в проводе при низших температурах.

(стремится к бесконечности, большой пролёт).

Разделим все члены уравнения состояния провода на .

Итак, получим:

Таким образом, наибольшее напряжение в материале провода возникает при наибольших нагрузках.

Очевидно, что между малыми пролётами и большими будет какой-то граничный пролёт, при котором определяющими являются и наибольшие нагрузки и низшая температура одновременно.

Такой пролёт – критический пролёт (второй критический пролёт)

Критический пролёт сопоставляется с действительным пролётом.

Если , то расчётным напряжением будет являться допускаемое напряжение по условию наибольшей нагрузки (гололёда). .

Если , то расчётными будут напряжения при низших температурах.

Расчётное допускаемое напряжение можно определять из таблиц ПУЭ, ТУ на провода, в справочниках.

Правая часть уравнения состояния провода станет известной и определятся расчётные условия.

Правила устанавливают расчётные допускаемые напряжения при среднегодовых температурах.

Пролёт, при котором наибольшее напряжение материала провода будет возникать при низких температурах и среднегодовых температурах, называется первым критическим пролётом .

Пролёт, при котором наибольшие напряжения будут возникать при среднегодовых условиях

и наибольших нагрузках, называется третьим критическим пролётом .

Таким образом, мы должны определить три критических пролёта. Можно составить табличку:

 

n

m

н – низшая температура, г – наибольшая нагрузка (гололёд), с – среднегодовые условия.

 

Выражение для определения критического пролёта мы получим из уравнения состояния провода: . Справедливо для проводов монометаллических и комбинированных (это означает, что расчёт применим и для самонесущих изолированных проводов и самонесущих оптоволоконных кабелей связи)

По этому выражению определяются все три критических пролёта.

Рассмотрим физический смысл критических пролётов и их взаимное соотношение на основании построения зависимостей среднегодовых условий от длины пролёта, при низших температурах и гололёде. Строим на основании уравнения состояния провода.

- известна правая часть при низших температурах;

- известна правая часть при гололёде;

при этом изменяем длину пролёта. Наглядно видны критические пролёты.

Заштрихована – рабочая зона.

При изменении пролёта от 0 до расчётные условия – низшие температуры; от до - среднегодовые условия; от до - гололед.

При таких условиях пролёт физического смысла не имеет (можно обойтись без него). В зависимости от сочетания климатических условий расположение кривых может быть другим.

- соотношение пролётов. Расчётным будет являться второй критический пролёт . ( и физического смысла в этом случае не имеют).

- расчётные – низшие температуры;

- расчётными являются гололёдные условия (наибольшие нагрузки).

Критические пролёты могут быть не имеющими смысла, как мнимые величины.

- мнимый критический пролёт;

- не имеет физического смысла;

- расчётный критический пролёт.

- расчётные – среднегодовые условия;

- гололёдные расчётные условия.

- мнимый критический пролёт;

- не имеет физического смысла;

- расчётный критический пролёт.

- расчётные – низшие температуры;

- расчётные – среднегодовые условия.

и - мнимые критические пролёты;

- не имеет физического смысла.

В данном случае расчётными являются среднегодовые условия при всех длинах пролётов.

- Это все возможные соотношения критических пролётов.

Часто нет необходимости считать сразу все три критических пролёта. Расчёт обычно начинают со второго критического пролёта ().

1.      Если , то надо посчитать .

Если , то расчётными являются условия низших температур.

Если , то расчётными являются гололёдные условия.

2.      Если , то нужно считать и делать выводы.

 

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Последнее сочетание критических пролётов совсем не бесполезно, как иногда считают и даже исключают из методик. Конечно, «вручную» долго и сложно, но на компьютере-то позорно не посчитать, тем более, как оказалось, это весьма необходимое соотношение.

 

ВСЁ! Смотрите пример ручного расчёта!