Основные положения по определению расчетных пролетов опор ВЛ с учетом требований ПУЭ 7 издания.

1.1. Приказом Минэнерго России от 20 мая 2003 г. №187 утверждены и введены в действие с 1 октября 2003 г. новые «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ 7 издания).
В ПУЭ 7 издания заложена повторяемость климатических нагрузок 1 раз в 25 лет в отличие от ПУЭ 6 издания, которые предусматривали повторяемость климатических нагрузок 1 раз в 5 лет для ВЛ напряжением до 1 кВ и 1 раз в 10 лет для ВЛ 6-330 кВ.
В ПУЭ 7 издания сушественно изменились методы механического расчета элементов ВЛ, введены новые коэффициенты, повысились требования к надежности ВЛ. Все это вызывает необходимость пересчета расчетных пролетов и монтажных стрел провеса проводов для действующих проектов и учета новых методов механического расчета элементов ВЛ при разработке новых проектов опор ВЛ.
1.2. Определение расчетных условий по ветру и гололеду должно производиться на основании соответствующих карт климатического районирования территории РФ с уточнением при необходимости их параметров в сторону увеличения или уменьшения по региональным картам и материалам многолетних наблюдений гидрометеорологических станций и метеопостов за скоростью ветра, массой, размерами и видом гололедно-изморозевых отложений. В малоизученных районах для этой цели могут организовываться специальные обследования и наблюдения.
При отсутствии региональных карт значения климатических параметров уточняются путем обработки соответствующих данных многолетних наблюдений согласно методическим указаниям (МУ) по расчету климатических нагрузок на ВЛ и построению региональных карт с повторяемостью 1 раз в 25 лет.
Основой для районирования по ветровому давлению служат значения максимальных скоростей ветра с 10-минутным интервалом осреднения скоростей на высоте 10 м с повторяемостью 1 раз в 25 лет. Районирование по гололеду производится по максимальной толщине стенки отложения гололеда цилиндрической формы при плотности 0,9 г/см3 на проводе диаметром 10 мм. расположенном на высоте 10 м над поверхностью земли, повторяемостью 1 раз в 25 лет.
1.3. Нормативное ветровое давление W0 соответствующее 10-минутному интервалу осреднения скорости ветра (V0). на высоте 10 м над поверхностью земли принимается по по таблице 2.5.1 ПУЭ 7 издания.

Таблица 2.5.1 ПУЭ 7 издания

1.4. Нормативное ветровое давление при гололеде Wг с повторяемостью 1 раз в 25 лет определяется по скорости ветра при гололеде Vг:

Скорость ветра Vг принимается по региональному районированию ветровых нагрузок при гололеде или определяется по данным наблюдений согласно методическим указаниям по расчету климатических нагрузок. При отсутствии региональных карт и данных наблюдений Wг = 0,25 • Wo. Для ВЛ до 20 кВ нормативное ветровое давление при гололеде должно приниматься не менее 200 Па.
1.5. Коэффициент Kw принят для незастроенной местности А — 1,0, для застроенной местности В — 0.65 (ПУЭ. таблица 2.5.2).
1.6. Нормативную толщину стенки гололеда bэ плотностью 0,9 г/см3 следует принимать по таблице 2.5.3 ПУЭ 7 издания в соответствии с картой районирования территории России по толщине стенки гололеда или по региональным картам районирования.

Таблица 2.5.3 ПУЭ 7 издания

1.7. Нормативная ветровая нагрузка на провода и тросы действующая перпендикулярно проводу (тросу), для каждого рассчитываемого условия определяется по формуле:

где aw — коэффициент, учитывающий неравномерность ветрового давления по пролету ВЛ. принимаемый равным:

Промежуточные значения аw определяются линейной интерполяцией:
KI — коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку, для ВЛИ 0.38 кВ равен 1,0 (п.2.4.11 ПУЭ),
Kw — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности, определяемый по таблице 2.5.2 ПУЭ 7 издания (в данном разделе по п.1.5);
Сх— коэффициент лобового сопротивления, принимаемый для СИП равным 1,1;
W— нормативное давление, Па. в рассматриваемом режиме;
W= W0 — определяется по таблице 2.5.1 в зависимости от ветрового района;
W= Wr — определяется по п. 1.4;
F — плошадь продольного диаметрального сечения провода, м2 (при гололеде с учетом условной толщины стенки гололеда by = bэ)
φ — угол между направлением ветра и осью ВЛ.

1.8. Нормативная линейная гололедная нагрузка на 1 м провода и трос определяется по формуле, Н/м

где Ki, Kd — коэффициенты, учитывающие изменение толщины стенки гололеда по высоте и в зависимости от диаметра провода (в данном случае приняты равными 1.0);
bэ — толщина стенки гололеда, мм;
d — диаметр провода, мм;
ρ — плотность льда, принимаемая равной 0,9 г/см3;
g —ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,8 м/с;

1.9. Расчетная ветровая нагрузка на провода при механическом расчете проводов по методу допускаемых напряжений определяется по формуле, Н:

где — нормативная ветровая нагрузка:
— коэффициент надежности по ответственности, принимаемый для ВЛИ равным:
0,9 — для одноцепных ВЛИ 0,38 кВ:
1,0 — для двухцепных ВЛИ 0.38 кВ;
— региональный коэффициент, принимаемый для ВЛИ 0,38 кВ равным 1,0;
— коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1.1.

1.10. Расчетная линейная гололедная нагрузка на 1 м провода (троса) при механическом расчете проводов и тросов по методу допускаемых напряжений определяется по формуле, Н/м



где — нормативная линейная гололедная нагрузка;
— коэффициент надежности по ответственности, принимаемый для ВЛИ равным:
0.9 — для одноцепных ВЛИ 0,38 кВ;
1,2 — для двухцепных и многоцепных ВЛИ 0,38 кВ;
— региональный коэффициент, принимаемый для ВЛИ 0,38 кВ равным 1,0;
— коэффициент надежности по гололедной нагрузке, равный 1,3 для районов по гололеду I и II; 1.6 для районов по гололеду III и выше;
— коэффициент условий работы, равный 0.5.

1.11. Нормативная ветровая нагрузка на конструкцию опоры определяется как сумма средней и пульсационной составляющих.
Нормативная средняя составляющая ветровой нагрузки на опору определяется по формуле:

где Kw и W— принимается по п. 1.7;
Сх — аэродинамический коэффициент, определяемый в зависимости от вида конструкции, согласно строительным нормам и правилам;
А — площадь проекции, ограниченная контуром конструкции, ее части или элемента с наветренной стороны на плоскость перпендикулярно ветровому потоку, вычисленная по наружному габариту, м2.

1.12. Нормативная пульсационная составляющая ветровой нагрузки для опор высотой до 50 м принимается для свободностоящих одностоечных железобетонных опор ВЛ до 35 кВ:

1.13. Расчетная ветровая нагрузка на провода (тросы), воспринимаемая опорами определяется по формуле, Н

где — нормативная ветровая нагрузка по п. 1.7;
— принимаются согласно п. 1.9;
— коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный для проводов (тросов), покрытых гололедом и свободных от гололеда:
1,3 — при расчете по первой группе предельных состояний;
1,1 — при расчете по второй группе предельных состояний.
1.14. Расчетная ветровая нагрузка на конструкцию опоры определяется по формуле:

где — нормативная средняя составляющая ветровой нагрузки, принимаемая по п. 1.11
— нормативная пульсационная составляющая ветровой нагрузки, принимаемая по п.1.12;

1.15. Расчетная линейная гололедная нагрузка на 1 м провода (троса), Н/м, воспринимаемая опорами, определяется по формуле

где — нормативная линейная гололедная нагрузка, принимается по п. 1.8;
— принимаются согласно п. 1.10;
— коэффициент надежности по гололедной нагрузке при расчете по первой и второй группам предельных состояний, принимается равным:
1,3 — для районов по гололеду I и II;
1,6 — для районов по гололеду III и выше;
— коэффициент условий работы, равный:
1,0 — при расчете по первой группе предельных состояний;
0,5 — при расчете по второй группе предельных состояний.

1.16. Расчетная нагрузка на опоры ВЛ от веса проводов, тросов, гирлянд изоляторов, конструкций опор по первой и второй группам предельных состояний определяется при расчетах как произведение нормативной нагрузки на коэффициент надежности по весовой нагрузке , принимаемый равным для проводов, тросов и гирлянд изоляторов 1,05, для конструкций опор — в соответствии с указаниями строительных норм и правил на нагрузки и воздействия.

1.17. Нормативные нагрузки на опоры В Л от тяжения проводов и тросов определяются при расчетных ветровых и гололедных нагрузках по п. 1.9 и п. 1.10.
Расчетная горизонтальная нагрузка от тяжения проводов Тмах, свободных от гололеда или покрытых гололедом, при расчете конструкций опор, фундаментов и оснований определяется как произведение нормативной нагрузки от тяжения проводов и тросов на коэффициент надежности по нагрузке от тяжения , равный:
1,3 — при расчете по первой группе предельных состояний;
1,0 — при расчете по второй группе предельных состояний.
1.18. Расчет В Л по нормальному режиму работы необходимо производить для сочетания следующих условий:
1. Высшая температура t+ ветер и гололед отсутствуют.
2. Низшая температура t- ветер и гололед отсутствуют.
3. Среднегодовая температура tcг ветер и гололед отсутствуют.
4. Провода и тросы покрыты гололедом по п. 1.10. температура при гололеде минус 5 С, ветер отсутствует.
5. Ветер Wo, температура минус 5 С, гололед отсутствует.
6. Провода и тросы покрыты гололедом, ветер при гололеде Wr. температура при гололеде минус 5 С.
7. Расчетная нагрузка от тяжения проводов по п. 1.17.
1.19. Расчетные пролеты для всех типов опор определены как наименьшие из величины ветрового пролета, вычисленного из условия прочности промежуточной опоры и габаритного пролета, рассчитанного с учетом прочности СИП и прочности опор анкерного типа.

1.20. Промежуточные опоры рассчитаны на следующие сочетания нагрузок:
— одновременное воздействие поперечной ветровой нагрузки на провода, свободные или покрытые гололедом, и на конструкцию опоры, а в местности «В» также нагрузки от тяжения проводов ответвлений к вводам, свободных от гололеда или частично покрытых гололедом (по ПУЭ 7 изд.. п.2.4.12):
— на нагрузку от тяжения проводов ответвлений к вводам, покрытых гололедом, при этом учитывалось отклонение опоры под действием нагрузки:
— на условную расчетную нагрузку, равную 1,5 кН. приложенную к вершине опоры и направленную вдоль оси ВЛ.

1.21. Провода ответвлений следует натягивать со стрелой провеса 0.5 м независимо от величины пролета при любой температуре.

1.22. Расчетные пролеты для всех типов опор разработаны для самонесущих изолированных проводов типа СИП-1. СИП-2 и СИП-4 изготавливаемых российскими заводами по техническим условиям (сечением фазных жил от 25 до 120 мм2). Величины пролетов, указанные для СИП-2 относятся также к проводам СИП-1. Расчетные пролеты для проводов определенного сечения даны для наиболее тяжелых проводов (с дополнительными жилами для освещения). Эти же таблицы следует использовать для проводов без дополнительных жил.