Выбрать тип и количество подвесных стеклянных тарельчатых изоляторов для крепления проводов к промежуточным и анкерным опорам.

В соответствии с требованиями [2], механический расчет изоляторов и арматуры производится по методу разрушающих нагрузок, при этом изоляторы и арматура выбираются по нагрузкам в нормальном и аварийном режимах работы ВЛ. Согласно методу разрушающих нагрузок, расчетные усилия не должны превышать значения разрушающих нагрузок, деленных на коэффициент надежности материала.

или ,

где наибольшая расчетная нагрузка на изолятор;

электромеханическая разрушающая нагрузка (нормируемая ГОСТ или ТУ).

коэффициент надежности по материалу;

коэффициент условий работы. Поскольку и то коэффициент условий работы .

6.1. Выбор типа и количества подвесных изоляторов для комплектации поддерживающей гирлянды.

Нормальный режим работы.

В нормальном режиме работы поддерживающая гирлянда воспринимает нагрузку от веса проводов и собственного веса гирлянды с арматурой.

Вес гирлянды изолятора с арматурой для напряжения 220 кВ ориентировочно принимается:

а) Расчетное выражение для выбора типа изоляторов поддерживающей гирлянды по условию наибольшей нагрузки:

Где количество проводов в фазе;

коэффициент запаса.

коэффициент надежности по материалу в нормальном режиме при наибольшей механической нагрузке.

б) Расчетное выражение для выбора типа изоляторов поддерживающей гирлянды по среднеэксплуатационным условиям:

, где коэффициент надежности по материалу для поддерживающих гирлянд изоляторов в нормальном режиме при среднеэксплуатационных условиях.

Аварийный режим.

При обрыве провода поддерживающая гирлянда кроме нагрузки от веса провода и собственного веса гирлянды с арматурой воспринимает так же неуравновешенное редуцированное тяжение, направленное горизонтально.

Вес проводов, воспринимаемый поддерживающей гирляндой в аварийном режиме:

Редуцированное тяжение:

Где коэффициент редукции для свободностоящей стальной опоры с проводами сечением более 205 мм²;

максимальное расчетное тяжение от воздействия ветровой и гололедной нагрузок в нормальном режиме работы до обрыва.

Так как , определяющим по прочности провода является нормативное сочетание климатических условий при , значит, .

Тогда максимально возможное тяжение от воздействия ветровой и гололедной нагрузок:

Расчетное выражение для выбора типа изоляторов поддерживающей гирлянды в аварийном режиме:

коэффициент надежности по материалу для гирлянд изоляторов воздушных линий напряжением 330 кВ и ниже в аварийном режиме.

Вывод: сравнение электромеханических разрушающих нагрузок, рассчитанных для трех условий работы провода, показывает, что в данном случае выбор изоляторов поддерживающей гирлянды осуществляется по условию наибольшей нагрузки.

Таким образом, .

Исходя из вышесказанного, для комплектации поддерживающих гирлянд изоляторов выбираются подвесные стеклянные изоляторы ПС70Е, которые рассчитаны на электромеханическую разрушающую нагрузку 70 кН.

При высоте прохождения трассы ВЛ до 1000 м над уровнем моря и I-II степени загрязнения атмосферы, что соответствует обычным полевым загрязнениям, количество таких изоляторов в гирлянде должно быть для ВЛ 220 кВ на стальных опорах.

Длина поддерживающей гирлянды изоляторов с арматурой λ = 2, 2 м.

6.2. Выбор типа и количества подвесных изоляторов для комплектации натяжной гирлянды.

Натяжная гирлянда изоляторов выбирается только по нагрузкам в нормальном режиме работы ВЛ, так как при обрыве провода действующее на эту гирлянду усилие от тяжения уменьшается. Причем в расчетных выражениях в данном случае не учитывается n_ф, поскольку, в случае расщеплённой фазы количество натяжных гирлянд равно количеству проводов в фазе.

а) Таким образом, выражение для выбора типа изоляторов натяжной гирлянды по условию наибольшей механической нагрузки будет иметь вид:

б) Расчетное выражение для выбора типа изоляторов натяжной гирлянды по среднеэксплуатационным условиям:

, где коэффициент надежности по материалу для натяжных гирлянд изоляторов в нормальном режиме при среднеэксплуатационных условиях.

Поскольку определяющее по прочности провода нормативное сочетание климатических условий для приведенного пролета соответствует условиям при наибольшей нагрузке, то значение определяется из решения уравнения состояния провода для приведенного пролета.

Исходные условия при наибольшей нагрузке:

Искомые условия:

Уравнение состояния провода:

Уравнение состояния провода, записанное через коэффициенты:

Расчет ведется по итерационной формуле метода Ньютона:

Расчет выполняется до заданной точности .

Так как , то начальное приближение рассчитывается как:

Точность достигнута. Таким образом, электромеханическая разрушающая нагрузка при среднеэксплуатационных условиях:

Вывод: сравнение нагрузок, рассчитанных для трех условий работы провода, показывает, что в данном случае выбор изоляторов натяжной гирлянды осуществляется по условию наибольшей нагрузки.

Таким образом, .

Исходя из вышесказанного, для комплектации натяжной гирлянды изоляторов выбираются подвесные стеклянные изоляторы ПС120Б, которые рассчитаны на электромеханическую разрушающую нагрузку 120 кН.

При высоте прохождения трассы ВЛ до 1000 м над уровнем моря и I-II степени загрязнения атмосферы, что соответствует обычным полевым загрязнениям, количество таких изоляторов в гирлянде должно быть для ВЛ 220 кВ на стальных опорах.

Длина натяжной гирлянды изоляторов с арматурой λ = 2, 31 м.