Конструкции и расчет опор ЛЭП - Ветровая нагрузка на провода и тросы

При расстановке опор на идеально ровной местности наибольшая возможная длина пролета может быть определена в зависимости от максимальной стрелы провеса f, которую можно допустить при заданной высоте подвеса провода на опоре Н и минимальном габарите от провода до земли Г, требуемом ПУЭ для линии данного напряжения. Этот пролет, определенный из условия допустимого габарита до земли, называется габаритным пролетом и обозначается lгаб (рис. 1-9). Как правило, на конкретных линиях профиль не бывает идеально ровным, и пролеты между опорами получаются различными. Нагрузка, передаваемая на опору от давления ветра на провода и тросы, зависит от величины полусуммы пролетов по обе стороны от опоры. Пролет, при котором определяют давление ветра на провода, называется ветровым пролетом и обозначается lветр. В расчетах опор обычно принимают lветр=lгаб. При расстановке опор по профилю конкретной линии надо следить, чтобы полусумма примыкающих к опоре пролетов не превышала ветрового пролета, принятого в расчете опоры.
Ветровая нагрузка на провода и тросы определяется путем умножения ветрового пролета на ветровую нагрузку на 1 м длины провода, соответствующую принятой в расчете скорости ветра и ветровой зоне по высоте. Таким образом, нормативная

ветровая нагрузка на провода и тросы, воспринимаемая опорой, определяется по формуле:

где Сх — аэродинамический коэффициент, принимаемый равным 1,1 для проводов и тросов диаметром 20 мм и более, свободных от гололеда; 1,2 для всех проводов и тросов, покрытых гололедом, и для проводов и тросов диаметром менее 20 мм, свободных от гололеда; q — нормативный скоростной напор ветра в рассматриваемом режиме, Н/м²; d — наружный диаметр провода (с учетом толщины стенки гололеда в гололедных режимах), мм; φ — угол между направлением ветра и осью ВЛ; lветр — ветровой пролет, м.

Рис. 1-9. Линия электропередачи с одинаковой высотой точек подвеса провода

  α — коэффициент, учитывающий неравномерность скорости ветра по пролету, при соответствующих значениях скоростного напора (в Н м/м²) принимаются следующие значения α:

Промежуточные значения определяются линейной интерполяцией.     
Для облегчения и упрощения расчетов единичные ветровые нагрузки на провода и тросы обычно применяемых марок при различных условиях загружения провода даны в [8].
Как принято в технической литературе, единичные ветровые нагрузки на провода и тросы, свободные от гололеда, обозначены через р4, а на провода, покрытые гололедом, через р5. При направлении ветра, перпендикулярном линии, нагрузка на провода и тросы определяются по формуле:
(1-8)
а при направлении ветра под углом 45° по формуле:
(1-9)
Ветровая нагрузка на провода и тросы определяется для высоты, соответствующей расположению центра тяжести проводов

Таблица 1-6
Коэффициенты увеличения скоростных напоров и скоростей ветра пр высоте

Примечание. Промежуточные значения определяются путем линейной интерполяции.

На основной части линии за исключением участков больших переходов через реки, водохранилища и т. п.) высота центра тяжести проводов или тросов воздушной линии определяется для габаритного пролета по формуле:

(1-11)
где l1, l2, ..., ln — длины пролетов, входящих в переход; hc1, hc2, ..., hcn — высоты центров тяжести проводов или тросов в каждом из пролетов, отсчитываемые от меженного уровня реки или нормального горизонта водохранилища.
Ветровые нагрузки на провода или тросы определяются путем умножения скоростного напора первой зоны (на высоте до 15 м) на коэффициенты, приведенные в табл. 1-6.
Для перехода, состоящего из нескольких пролетов, ветровая нагрузка на провода или тросы принимается одинаковой для всех пролетов перехода и определяется для высоты, соответствующей средневзвешенному значению центров тяжести проводов или тросов, которая определяется по формуле:

(1-10)
где h1, h2 — высота крепления проводов или троса к изоляторам на опорах, отсчитываемая от отметки земли в местах установки опор, м; f — наибольшая стрела провеса провода или троса, м. 
При негоризонтальном расположении проводов высота их центра тяжести принимается для всех проводов одинаковой, равной среднему арифметическому значению высот центров тяжести отдельных проводов. 
На специальных переходах через реки и водохранилища высота расположения центра тяжести проводов и тросов отсчитывается от меженного уровня реки или от нормального горизонта водохранилища, причем стрелы провеса принимаются по фактическим пролетам.