Особенности КС переменного тока 25 кВ.
Особенности КС постоянного тока 3 кВ.
Большие токи (например, электровоз мощностью 6000 кВт на постоянном токе потребляет из тяговой сети 2000 А).
Большие сечения проводов контактной подвески. Как правило, применяются два контактных провода, усиливающие провода. Контактная подвеска тяжелая, применяются мощные поддерживающие и опорные конструкции. Контактная сеть в целом существенно более дорогая, чем на переменном токе.
Реализация скорости более чем 200–250 км/ч крайне проблематична.
Расстояние между тяговыми подстанциями 7–30 км.
Существенна проблема электрокоррозии, вызываемой блуждающими токами.
Особенности КС переменного тока 25 кВ.
Существенно меньшие токи (например, электровоз при мощности 6000 кВт на переменном токе потребляет около 300 А), легкая контактная подвеска.
Контактная сеть существенно более дешевая, чем на постоянном токе.
Возможность реализации высоких скоростей движения (рекорд скорости TGV 574,8 км/ч на участке Париж—Страсбург, апрель 2007 г.).
Расстояние между тяговыми подстанциями: 40–60 км при системе электроснабжения однофазного переменного тока 25 кВ; до 100 км при системе 2х25 кВ (+ автотрансформаторы через 8-15 км).
Наведенные напряжения.
Ухудшение качества электроэнергии.
Дополнительные устройства: нейтральные вставки.
Необходимо добавить, что перспективными являются системы постоянного тока повышенного напряжения.
Рисунок 2 – Принципиальные схемы питания электрифицированной линии постоянного и переменного тока
Рисунок 3 – Принципиальная схема электрифицированной линии по системе 2х25 кВ
1.4. Линии электропередачи
ЛЭП предназначены для передачи электроэнергии от стационарного источника к стационарному потребителю. Различают кабельные и воздушные линии электропередачи.
Воздушная линия электропередачи – устройство для передачи и распределения электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным при помощи изоляторов и арматуры к опорам или кронштейнам и стойкам на инженерных сооружениях. Воздушные линии электропередачи подвержены влиянию тех же метеорологических факторов, которые мы рассмотрели применительно к контактной сети.
1.5. Классификация контактных подвесок
Простые контактные подвески изображены на рисунках 4 и 5.
Рисунок 4 – Простая контактная подвеска с однократным подвешиванием
Рисунок 5 – Простая контактная подвеска с двухкратным подвешиванием (петлевая)
Цепные контактные подвески классифицируются:
1. По расположению проводов в плане относительно оси пути:
– вертикальные;
– полукосые;
– косые.
Они имеют различную ветроустойчивость, которая зависит от наклона струн по отношении к вертикали. Чем больше этот угол, тем большая часть ветровой нагрузки может перераспределяться между контактным проводом и несущим тросом.
2. По способу компенсации температурных удлинений:
– полукомпенсированные;
– компенсированные.
В компенсированных подвесках стрелы провеса проводов при изменении температуры не меняются, обеспечивая лучшие условия для токосъема. Однако эти подвески более сложны и требуют больших затрат на регулировку. Кроме того, они сильно подвержены влиянию дополнительных нагрузок.
3. По типу опорного узла:
– с простой опорной струной;
– со смещенными опорными струнами;
– с рессорным опорным узлом.
От типа опорного узла зависит его эластичность – отношение подъема КП к силе, вызвавшей этот подъем. В зависимости от расстояния опорной струны до опоры меняется составляющая подъема контактного провода, определяемая эластичностью НТ. Кроме того, в полукомпенсированных подвесках от типа опорного узла зависит стрела провеса контактного провода
(1) |
где φ – конструктивный коэффициент, зависящий от типа опорного узла;
– стрела провеса НТ при температуре tx;
– стрела провеса НТ при беспровесном положении КП.
4. По способу крепления КП к НТ:
– одинарные;
– двойные.
Рисунок 6 – Цепная одинарная полукомпенсированная подвеска
Рисунок 7 – Цепная одинарная компенсированная подвеска
Рисунок 8 – Одинарная рессорная компенсированная подвеска
Рисунок 9 – Двойная рессорная компенсированная подвеска
Рисунок 10 – Двойная вантовая компенсированная подвеска
1.6. Конструкции и основные физикомеханические характеристики проводов и тросов
Напомним некоторые базовые сведения из курса элементарной физики применительно к проводам.
Напряжение – это мера внутренних сил, возникающих в проводе под влиянием внешних воздействий (в данном случае натяжения провода). Механическое напряжение в проводе находится по формуле
(2) |
где H – натяжение провода, Н;
S – площадь поперечного сечения, м2.
В СИ σ имеет размерность Н/м2=Па, также используют Н/мм2. По традиции, натяжение различных проводов воздушных линий (далее ВЛ) принято обозначать буквой H, контактных проводов – буквой K, несущих тросов – T .
Закон линейного температурного расширения
(3) |
где l1 – начальная длина провода при температуре t1, м;
l2 –длина провода при температуре t2, м;
α – коэффициент температурного линейного расширения, 1/°С.
Закон Гука.
Натяжение провода силой H вызывает изменение его длины ∆l, которое пропорционально приложенной силе, обратно пропорционально площади сечения, а также зависит от материла из которого он изготовлен:
(4) |
где a – коэффициент упругости, м2/Н.
Переписав выражение (4) в другой форме, с учетом (2) получим, что напряжение пропорционально относительному удлинению:
(5) |
где – модуль упругости или модуль Юнга, Н/м2=Па.
Закон Гука справедлив только в области упругих деформаций.
Рисунок 11 – Зависимость напряжения от относительного удлинения; σп – предел пропорциональности, σт – предел текучести, σвр – временное сопротивление разрыву, I – область упругих деформаций, II – область текучести, III – область разрушения
1.6.1. Контактные провода
Требования, предъявляемые к контактным проводам (далее — КП):
Высокая механическая прочность. Высокая механическая прочность КП позволяет давать им большие натяжения. Это улучшает ветроустойчивость контактной подвески, качество токосъема (особенно при высоких скоростях движения), а также обеспечивает более устойчивую работу подвески при изменениях климатических условий.
Предел прочности характеризуется временным сопротивлением разрыву провода при растяжении σвр.
Износостойкость (твердость). Чем тверже материал КП, тем более он устойчив к износу при прохождении токоприемников.
Твердость КП чаще всего определяется по методу Бринелля вдавливанием шарика (диаметром 2,5 мм) в поверхность испытуемого образца с регламентированным усилием P . Число твердости по Бринеллю
где F – площадь шаровой поверхности отпечатка шарика, Н/мм2.
Пластичность материала, из которого изготовлены провода, характеризуют относительным удлинением δ (в %) отрезков провода, доведенных при растяжении до разрыва,
где lразр – суммарная длина двух частей разорванного образца, м;
l1 – первоначальная длина образца, м.
Чем больше δ, тем пластичней материал, т.е. он меньше подвержен хрупким разрушениям.
Высокая электропроводность. Чем меньше электрическое сопротивление КП, тем меньше потери электрической энергии в системе электроснабжения.
Термоустойчивость. Нагрев проводов тяговыми токами может приводить к разупрочнению снижению временного сопротивления разрыву и снижению твердости. Для каждого типа проводов определены допустимые температуры нагрева, при которых еще не будет заметного ухудшения характеристик.
КП различаются:
– по материалу (медные, бронзовые, из низколегированной меди);
– по профилю (фасонные, фасонные овальные);
– по площади сечения (85, 100, 120, 150 мм2).
Рисунок 12 – Фасонный КП
Рисунок 13 – Фасонный овальный КП
Обозначение КП:
МФ-100
площадь сечения (85, 100, 120, 150 мм2);
профиль (Ф – фасонный, ФО – фасонный овальный);
материал (М – медный, Нл – низколегированный, Бр – бронзовый.)
Для бронзовых и низколегированных проводов может указываться процент легирующей добавки. Например, БрКд1,0 – бронзовый, легированный кадмием 1,0%. Пример: НлОл0,04ФО-100 — низколегированный (олово 0,04%) фасонный овальный сечением 100 мм2.
1.6.2. Несущие тросы, усиливающие провода, другие провода различного назначения
При изготовлении тросов и проводов контактной подвески применяют монометаллическую (медная, бронзовая, стальная, алюминиевая) и биметаллическую (сталемедная (БСМ) и сталеалюминевая (БСА)) проволоку.
Обозначение биметаллических проволок:
4БСМ1
тип (у БСМ определяет соотношение металлов в сечении: «1» – медная оболочка составляет 10% радиуса, «2» – около 7%);
материал и конструкция (например, БСМ – биметаллическая сталемедная);
диаметр в мм.
Рисунок 14 – Неизолированные многопроволочные провода; 1 – монометаллические (медные (М), бронзовые (Бр), стальные (С), алюминиевые (А)), 2 – биметаллические (сталемедные (ПБСМ), сталеалюминиевые (ПБСА)), 2 – комбинированные (сталеалюминивые (АС, АПБСА))
Обозначения многопроволочных проводов:
М–95
площадь сечения в мм2 (для сталеалюминиевых проводов – площади сечения алюминия/стали);
материал и конструкция.
Примеры:
БрГ-35 – бронзовый гибкий сечением 35 мм2;
ПБСМ1-95 – провод биметаллический сталемедный из проволок БСМ1 сечением 95 мм2;
АС-35/6,2 – комбинированный сталеалюминиевый, сечение алюминия 35 мм2, стали 6,2 мм2.
В таблице приведены основные параметры некоторых многопроволочных проводов
Таблица 2 – Параметры многопроволочных проводов
Параметры | М–120 | ПБСМ1–95 | А–185 | АС–50/80 | |
Площадь сечения, мм2 | Фактическая | 117,00 | 93,30 | 182,80 | 48,2/8,04 |
В медном эквиваленте | 117,00 | 35,90 | 113,44 | 30,31 | |
Расчетный диаметр, мм | 14,00 | 12,50 | 17,50 | 9,60 | |
Погонный вес g, даН/м | 1,037 | 0,759 | 0,492 | 0,191 | |
Коэффициент температурного линейного расширения α, 1/◦С | 1,7·10−5 | 1,33·10−5 | 2,3·10−5 | 1,92·10−5 | |
Модуль упругости E, МПа | 127 500 | 171 600 | 61 800 | 81 000 | |
Разрывное усилие Hразр, даН | |||||
Максимальное натяжение Hmax, даН | |||||
Электрическое сопротивление 1 км провода при +20 ◦С, Ом | 0,154 | 0,509 | 0,157 | 0,592 | |
Допустимая температура, ◦С | |||||
Допустимый длительный ток, А |
1.6.3. Основные типы проводов, наиболее часто применяемых в настоящее время в КС и ВЛ РЖД
Контактные провода: MФ-100, МФ-120, МФ-150, МФ-85 (на станционных путях), НлОл0,04Ф-100, БрФ-120 (на скоростных участках) и др.
Несущие тросы контактной подвески: М–120, ПБСМ1–95 (на участках переменного тока), Бр–120 (на скоростных участках), М–95 (на участках переменного тока. Тех. указанием ЦЭ №К-06/07 от 31.08.2007 дальнейшее применение на главных путях запрещено) и др.
Струны контактной подвески: звеньевые из 4БСМ1, токопроводящие из МГ–16 (КС–200 разработки 1997 года – опыт эксплуатации струн из МГ–16 отрицательный), БрГ–16 (Bz–II–16) и др.
Рессорные тросы контактной подвески: 6БСМ1, М–35, Бр–35 (Bz–II–35).
Электрические соединители: МГ–95, М–95, М–70 и др.
Тросы средней анкеровки: ПБСМ1–70 (средняя анке ровка КП), ПБСМ1–95 (средняя анкеровка НТ) и др.
Усиливающие провода, питающие и отсасывающие линии: А–185, А–150 и др.
ВЛ продольного электроснабжения и автоблокировки, ДПР: АС–35/6,2, АС–50/8,0, СИП и др.
Волновод (поездная радиосвязь): 4БСМ–1, 6БСМ–1.
Тросы грузокомпенсаторов: Diepa, C–70 (существующие) и др.
Волоконно-оптические линии связи: специальные волоконно-оптические кабели.
Тросы группового заземления: ПБСМ1–70, АС–70, ПБСА–50/70, С–95 и др.
1.7. Изоляторы
Изоляторы являются одним из ответственных элементов контактной сети. Повреждение их может привести к снятию напряжения, а следовательно, к нарушению графика движения поездов на участке.
1.7.1. Классификация изоляторов
Изоляторы делятся по назначению на:
– подвесные;
– натяжные;
– фиксаторные;
– консольные.
По материалу изоляционной детали:
– керамические (фарфоровые);
– стеклянные;
– полимерные.
По типу конструкции:
– тарельчатые;
– стержневые.
По геометрии изоляционной детали:
– гладкостержневые;
– ребристые.
Рисунок 15 – Изоляторы; 1 – тарельчатые, 2 – стержневые
Рисунок 16 – Изоляторы; 1 – гладкостержневые, 2 – ребристые
1.7.2. Основные характеристики изоляторов
Электрические.
Сухоразрядное напряжение – напряжение промышленной частоты (50 Гц), приложенное к электродам изолятора, при котором по его сухой и чистой поверхности происходит искровой разряд.
Мокроразрядное напряжение – то же при воздействии равномерных водяных струй, падающих под углом 45o на поверхность изолятора.
Пробивное напряжение – наименьшее напряжение промышленной частоты, при котором происходит электрический пробой через материал изолятора.
Длина пути утечки тока – наикратчайшее расстояние (огибающая) контурам наружных изолирующих поверхностей между частями изолятора, находящимися под разными потенциалами.
Номинальное рабочее напряжение.
Наибольшее рабочее напряжение и др.
Механические.
Механическая разрушающая сила при растяжении.
Разрушающий изгибающий момент и др.
1.7.3. Уровень изоляции контактной сети постоянного и переменного тока
Электрическая изоляция контактной сети подвергается воздействию различного рода напряжений. Во-первых, это длительно действующее рабочее напряжение, достигающее на линиях постоянного тока почти 4 кВ, на линиях переменного тока – 29 кВ (см. таблицу 1).
Во-вторых, кратковременные внутренние перенапряжения, возникающие при включениях и отключениях различных элементов контактной сети, а также при аварийных режимах. Опасными внутренними перенапряжениями являются перенапряжения при отключении коротких замыканий недогруженных участков контактной сети и трансформаторов. На участках постоянного тока наиболее опасны также перенапряжения при отключении фидерными выключателями коротких замыканий вблизи тяговой подстанции или поста секционирования. Их максимальное значение 10–11 кВ, а длительность 10–15 мс. На участках переменного тока перенапряжения при отключении ненагруженных трансформаторов могут достигать более чем трехкратного значения максимального рабочего напряжения в контактной сети Umax. При отключении контактной сети без нагрузки напряжение не превышает 2.5Umax. Перенапряжения (1.5 ÷ 2)Umax имеют длительность 0.4-0.6 с, а более 2Umax – 50-70 мс.
Третьим видом напряжений являются грозовые, или атмосферные, перенапряжения. Максимальные атмосферные перенапряжения повреждают изоляцию при прямых ударах молнии в опору или контактную подвеску. Время их воздействия очень мало (10-100 мкс), однако значения их при отсутствии специальных мер защиты могут достигать миллионов вольт. Таких высоких напряжений не выдерживает изоляция на любое номинальное напряжение. Поэтому атмосферные перенапряжения ограничивают до приемлемых значений с помощью специальных устройств – ограничителей перенапряжений (ОПН) и разрядников.
Принятый уровень изоляции должен, в соответствии с воздействующими на изоляцию напряжениями, защитными мерами и целесообразными запасами обеспечивать необходимую надежность. Такое согласование называется координацией изоляции. Уровень изоляции выбирают исходя из расчетных кратностей внутренних перенапряжений. Основной характеристикой изоляции является мокроразрядное напряжение (выдерживаемое напряжение под дождем), значение которого для контактной сети переменного и постоянного тока
(6) |
где kвн – расчетная кратность внутренних перенапряжений;
Umax – максимальное рабочее напряжение в контактной сети, кВ;
β – поправочный коэффициент, учитывающий условия эксплуатации изолятора; его принимают равным 0.94;
0.9 – коэффициент, учитывающий разницу между напряжением в эксплуатации и разрядным напряжением, полученным при испытаниях.
Расчетная кратность внутренних перенапряжений в контактной сети переменного и постоянного тока может быть принята равной 3.
Тогда, например, для контактной сети переменного тока мокроразрядное напряжение изоляции должно быть не менее
(7) |
Аналогично определяется мокроразрядное напряжение изоляции для контактной сети постоянного тока: оно должно быть должно быть не менее 15 кВ.
Уровень изоляции в анкеровках проводов контактной сети должен быть на 25–30 % выше уровня изоляции для других узлов.
1.8. Основные габариты проводов и устройств контактной сети и ЛЭП
Все элементы контактной сети и ЛЭП должны соответствовать требованиям габаритов приближения строений и подвижного состава. В верхнем зазоре между этими габаритами должны помещаться контактные провода и токоприемники.
Габарит приближения строений – предельное поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, внутрь которого не должны заходить никакие части сооружений и устройств, расположенных вдоль железнодорожного пути, а также лежащие около пути материалы, запасные части и оборудование, за исключением частей устройств, предназначаемых для непосредственного взаимодействия с подвижным составом (контактных проводов с деталями крепления и др.)
Для магистральных железных дорог общей сети ГОСТом 9238-83 «Габариты приближения строений и подвижного состава железных дорог колеи 1520 (1524) мм» [6] регламентируется габарит приближения строений С, который показан на рисунке 17 (разными линиями на схеме показаны допустимые габариты для разных устройств).
Рисунок 17 – Схема габарита приближения строений С
Габарит С согласован с габаритом подвижного состава Т, который приведен на рисунке 18.
Рисунок 18 – Схема габарита подвижного состава Т
Расстояние между искусственными сооружениями, устройствами контактной сети, токоприемниками и подвижным составом нормируются ГОСТом [6] и ПУТЭКС [5], в которых приведена схема взаимного расположения этих устройств и таблица, в которой даны нормальные и минимально допускаемые зазоры A1, A2, a, δ. (см. рисунок 19).
Рисунок 19 – Расстояние между искусственными сооружениями, устройствами контактной сети, токоприемниками и подвижным составом
Несколько основных габаритов необходимо запомнить:
Минимальное расстояние от оси пути до переднего края фундамента или опоры (габариты опор): не менее 3,1 м. В особо стесненных условиях допускается 2,45 м на станциях и 2,7 м на перегонах.
Минимальная высота подвешивания КП от УГР: не менее 5750 мм. На переездах – не менее 6000 мм. В исключительных случаях в пределах искусственных сооружений, с разрешения ОАО «РЖД» допускается 5675 мм на переменном токе и 5550 мм на постоянном токе.
Максимальная высота подвешивания КП от УГР: не более 6800 мм.
Расстояния от проводов, находящихся под напряжением, до поверхности земли и сооружений, платформ, заземленных частей и других проводов нормируются ГОСТ, ПУЭ, ПУТЭКС [5].
2. Методы расчета проводов и конструкций контактной сети. Нагрузки и воздействия
2.1. Методы расчета проводов и конструкций контактной сети
В настоящее время в России существует два метода расчета проводов и конструкций контактной сети:
– метод допускаемых напряжений;
– метод предельных состояний.
2.1.1. Метод допускаемых напряжений
По этому методу осуществляют расчет проводов, подвесок, длин пролетов. При этом используют нормативные нагрузки, т.е. такие наибольшие нагрузки повторяемостью не реже 1 раза в 10 лет, которые не нарушают нормальной эксплуатации проводов, подвесок и конструкций. При воздействии нормативных нагрузок на провода, подвески или конструкции напряжение в рассчитываемых элементах контактной сети не должно превосходить максимально допускаемых значений, которые определяются с учетом коэффициента запаса.
Напряжение σ в любом элементе контактной сети определяется как
(8) |
где P – сила, действующая на элемент, Н;
S – площадь поперечного сечения элемента, м2.
Максимально допускаемое напряжение определяется как частное от деления предельного напряжения (например, временного сопротивления разрыву провода при растяжении σвр) на коэффициент запаса (один – для провода или конструкции)
s w:ascii="Cambria Math" w:h-ansi="Cambria Math"/><wx:font wx:val="Cambria Math"/><w:i/></w:rPr><m:t>Р·</m:t></m:r></m:sub></m:sSub></m:den></m:f><m:r><w:rPr><w:rFonts w:ascii="Cambria Math" w:h-ansi="Cambria Math"/><wx:font wx:val="Cambria Math"/><w:i/></w:rPr><m:t>,</m:t></m:r></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> | (9) |
где k – поправочный коэффициент, учитывающий возможность снижения значения σвр;
kз – коэффициент запаса прочности.
При расчете по методу допускаемых напряжений должно выполняться условие
(10) |
Для проводов и тросов по методу допускаемых напряжений можно определить максимально допускаемое натяжение Hдоп:
(11) |
Для контактных проводов в соответствии с ПУТЭКС [5] принимают kз=2.5, k=1.
Для многопроволочных медных, бронзовых и сталемедных несущих тросов kз=2, k=0.9. Коэффициент 0.9 учитывает разброс характеристик отдельных жил многопроволочных проводов.
Для других проводов и тросов коэффициенты запаса приведены в п. 2.5.3. ПУТЭКС [5].
Запишем выражение для определения максимально допускаемого натяжения контактных проводов с учетом их максимального износа 25% (если при износе не планируется снижение натяжения проводов):
(12) |
Максимально допускаемое натяжение несущих тросов:
(13) |
2.1.2. Метод предельных состояний
Суть расчета по методу предельных состояний заключается в том, что расчет ведется не по эксплуатационному, а по одному или нескольким предельным состояниям, при достижении которых уже невозможна нормальная эксплуатация конструкции. Расчеты осуществляют по одному, двум или трем предельными состояниям:
– первое предельное состояние характеризует несущую способность конструкции, т.е. ее прочность, устойчивость и выносливость;
– второе – возможные деформации, перемещения и колебания конструкции;
– третье – подверженность конструкции образованию трещин (для железобетонных конструкций).
При расчетах по первому предельному состоянию должно выполняться условие
(14) |
где Nmax – суммарные внешние максимальные воздействия;
Фmin – минимальная несущая способность конструкции.
При расчетах по второму предельному состоянию проверяют условие
(15) |
где ∆max – максимальная деформация или перемещение;
∆min – допускаемая деформация или перемещение.
Расчеты металлических конструкций контактной сети и ЛЭП всегда выполняются по первому, а иногда и второму предельному состоянию. Железобетонные конструкции рассчитывают еще и по третьему предельному состоянию (трещиностойкости).
Особенностью этого метода является введение вместо одного, общего для всей конструкции коэффициента запаса нескольких коэффициентов, установленных нормами:
1. Коэффициент надежности по материалу k, характеризующий возможное уменьшение сопротивления данного материала. k≥1.
2. Коэффициент надежности по нагрузке ni, характеризующий увеличение нормативной нагрузки из-за возможных отклонений от нормальных условий работы в процессе эксплуатации. ni
3. Коэффициент условий работы m, характеризующий особенности работы данной конструкции в общем комплексе. m≤1.
4. Коэффициент сочетаний nc, характеризующий несовпадение максимальных значений нескольких одновременно действующих кратковременных нагрузок. nc≤1.
Эти коэффициенты определяются статистическими методами, а если они неизвестны, то расчет ведут по методу допускаемых напряжений.
При определении суммарных внешних максимальных воздействий (расчетных нагрузок) и минимальной несущей способности конструкции эти коэффициенты используют следующим образом:
(16) |
где – нормативные нагрузки;
, | (17) |
где – нормативная несущая способность конструкции (например, при расчетах по прочности – расчетное сопротивление);
2.2. Расчетные климатические условия
Основное влияние в условиях эксплуатации на работу контактной сети и воздушных линий оказывают:
– температура и ее изменение;
– ветер и гололед, действующие в различных сочетаниях.
Для расчета по любому из двух рассмотренных выше методов необходимо знать расчетные климатические условия. Расчетные климатические условия принимают на основании нормативных документов и многолетних наблюдений метеорологических станций, расположенных в близости от железной дороги, для которой выполняется проектирование КС и ЛЭП. Основные нормативные документы:
СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика.
СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия.
ГОСТ 16350-80. Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей.
СТН ЦЭ 141-99. Нормы проектирования контактной сети [3].
Воздействия климатических факторов носит случайный характер. Пределы этих воздействий определяются вероятностно-статистическими методами. Определяется повторяемость воздействий – не реже раза в определенное число лет. Повторяемость климатических нагрузок при расчете КС и ЛЭП принимается 1 раз в 10 лет.
Наиболее неблагоприятные условия работы конструкций могут возникать при различных сочетаниях климатических факторов – минимальной и максимальной температуры, максимального ветра, максимальной интенсивности гололедных образований, снега.
На основании многолетнего опыта эксплуатации в качестве основных расчетных приняты следующие режимы:
Рtmin – режим минимальной температуры (ветер и гололед отсутствуют);
Рtmах – режим максимальной температуры (ветер и гололед отсутствуют);
РГВ – режим максимального гололеда при наличии ветра (принимают t= –5 ◦C);
РВmax – режим ветра максимальной интенсивности (гололед отсутствует, принимают t= –5 ◦C).
2.3. Нагрузки и воздействия
2.3.1. Классификация нагрузок
Классификация нагрузок в соответствии с СТН ЦЭ 141-99 [3] приведена на рисунке 20
Рисунок 20 – Классификация нагрузок
Расчеты КС и ЛЭП производят на наиболее неблагоприятные сочетания нагрузок, действующих одновременно в процессе строительства и эксплуатации. Рассматривают основные и особые сочетания нагрузок. В основные сочетания включают постоянные и возможные кратковременные нагрузки. В особые сочетания дополнительно включают возможные особые нагрузки (см. рисунок 21).
Рисунок 21 – Нагрузки нормативные и расчетные
Классификация нагрузок по направлению приведена на рисунке 22.
Рисунок 22 – Классификация нагрузок по направлению; g – вертикальные нагрузки (вес провода, конструкции, гололеда и т.д.), Н/м, Р – горизонтальные нагрузки (ветровая, от изменения направления проводов в горизонтальной плоскости), Н/м, q – результирующие нагрузки, H/м
s w:ascii="Cambria Math" w:h-ansi="Cambria Math"/><wx:font wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:sz w:val="24"/></w:rPr><m:t>, </m:t></m:r></m:e></m:rad></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> | (18) |
2.3.2. Расчет нормативных нагрузок на провода и тросы
Нагрузки на провода и тросы обычно принимают равномерно распределенными по длине и относят к 1 м длины провода. В расчетах КС и ЛЭП обычно используют размерность Н/м.
Дата добавления: 2015-10-22; просмотров: 5232;