Гололедные нагрузки

Территория России разделена на пять районов по интенсивности гололедных отложений.

Карты районирования приведены в СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия». Номера районов по дистанциям электроснабжения приведены в «Инструктивных указаниях по регулировке контактной сети» ЦЭЭ-2. Условно считают, что гололедные отложения на проводах имеют цилиндрическую форму и плотность 900 кг/м3. На рисунке приведена схема для нахождения гололедной нагрузки на провода.

Рисунок 23 – Расчетная схема для определения гололедной нагрузки на провода КС

Для каждого гололедного района определена нормативная толщина стенки гололеда b_н для проводов диаметром 10 мм на высоте 10 м от поверхности земли повторяемостью не реже 1 раза в 10 лет, ее значение приведены в таблице 3

Таблица 3 – Нормативная толщина стенки гололедных образований

Максимальная толщина стенки гололеда b_max на проводах проводов КС и ЛЭП равна

(21)

где k – коэффициент, учитывающий влияние диаметра провода на толщину стенки гололеда. При расчетах проводов КС можно принимать k = 1.

k_г – коэффициент, учитывающий местные условия гололедообразования на проводах, принимается по таблице 4.

Таблица 4 – Значения k_г

Считается, что гололед с нижней части КП удаляется персоналом и пантографами ЭПС. Распределенная линейная нагрузка на провод от веса гололеда g_г:

(22)

где ρ_г – плотность гололеда, кг/м³;

d – диаметр провода, мм.

Если упростить и подставить известные численные значения, получим

(23)

Для определения веса гололеда на контактной подвеске суммируют вес гололеда на НТ и на КП. Иногда толщину стенки гололеда на несущем тросе принимают равной 0,8·b, и дополнительно учитывают вес гололеда на струнах [3].

Ветровые нагрузки

При расчетах ветровые нагрузки определяют в двух режимах: ветра максимальной интенсивности (РВ_max) и гололеда с ветром (РГВ). Территория России разделена на восемь ветровых районов. Для каждого ветрового района определена нормативная скорость ветра V^н в РВ_max на высоте 10 м от поверхности земли повторяемостью не реже 1 раза в 10 лет (см. таблицу 5)

Таблица 5 – Нормативная скорость ветра для различных ветровых районов

в м/с

Нормативная скорость ветра V^н в РГВ на высоте 10 м от поверхности земли повторяемостью не реже 1 раза в 10 лет определяется в зависимости от гололедного района приведена в таблице 6

Таблица 6 – Нормативная скорость ветра для различных гололедных районов

в м/с

Гололедный район	I	II	III	IV	V

Для расчетов определяют максимальную скорость ветра в РВ_max V_max:

(24)

где k_v – коэффициент изменения скорости ветра, характеризующий местные условия защищенности КС (ЛЭП);

и скорость ветра при гололеде в РГВ V_г с учетом местных условий:

(25)

Значение k_v принимается одинаковым для РВ_max и РГВ (для одних и тех же условий защищенности) и определяется по формуле

(26)

где z – высота расположения проводов над подстилающей поверхностью, м;

z₀ – параметр шероховатости подстилающей поверхности, определяется в зависимости от типа местности, м.

На рисунке 24 приведены два варианта расположения проводов КС – на насыпи и в выемке.

Рисунок 24 – Варианты расположения проводов КС; z_н – высота насыпи, м, z_в – глубина выемки, м

Таблица 7 – Значения z₀ для различных подстилающих поверхностей

в метрах

Определяются статические (средние) составляющие распределенных ветровых нагрузок на провод для РВ_max:

(27)

и для РГВ:

(28)

где h – высота провода (для круглых проводов h=d, для проводов, покрытых гололедом, берется высота с гололедом h=d+2b_max), мм;

C_x – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления.

C_x принимается по экспериментальным данным:

– для одиночных проводов и тросов диаметром 20 мм и более – 1,10;

– для одиночных проводов и тросов диаметром менее 20 мм, а также для проводов и тросов, покрытых гололедом – 1,20; в) для одиночных КП и тросов цепной подвески с учетом зажимов и струн – 1,25;

– для двойных КП с расстоянием между ними 40 мм на нулевых местах и насыпях высотой до 5 м – 1,55, то же на насыпях более 5 м – 1,85.

Расчет проводов КС и ЛЭП выполняют по нормативным значениям статической составляющей распределенной ветровой нагрузки по формулам (27) и (28).

Для определения нагрузок от проводов, передаваемых на поддерживающие конструкции, используют ветровые нагрузки, определяемые как суммы и статической и динамической составляющих. В режиме РВ_max:

(29)

(30)

где η и δ – коэффициенты, учитывающие пульсацию ветра;

ξ – коэффициент динамичности [2].

Для РГВ суммарные ветровые нагрузки определяются аналогично.