无线电电子与电气工程百科全书
第 2 节 电力下水道 电压高于 1 kV 的架空电力线。 气候条件和负荷 无线电电子与电气工程百科全书 / 电气装置安装规则 (PUE) 2.5.38. 在计算架空线路及其要素时,应考虑气候条件——风压、冰壁厚度、气温、恶劣环境影响的程度、雷暴活动的强度、电线电缆的舞动、振动。 风和冰的设计条件的确定应根据俄罗斯联邦领土气候区划的相关地图(图2.5.1、2.5.2)进行,必要时可进行细化:根据区域图和水文气象站、气象站长期观测资料,确定冰冻沉积物的风速、质量、大小和类型,确定其增减方向的参数。 在研究较少的领域*,可以为此目的组织专门调查和观察。 在没有区域地图的情况下,根据架空线路气候负荷计算方法指南(MU)对长期观测的相关数据进行处理,细化气候参数值,并构建频率为1的区域地图25年后的时间。 风压区划的依据是10年10次、1m高度的平均风速以25分钟为间隔的最大风速值。 冰区划是根据密度为0,9 g/cm3的圆柱形冰沉积物在直径为10 mm的导线上的最大壁厚,位于距地面10 m的高度处,频率为1次25年后。 气温根据气象站数据确定,并考虑建筑规范和法规的规定以及本规则的说明。 雷暴活动的强度应根据每年雷暴小时数的俄罗斯联邦领土分区图(图 2.5.3)、区域地图(如有必要)使用气象站的数据来确定。雷暴的年平均持续时间。 恶劣环境影响的程度是根据 SNiP 的规定和包含架空线路使用要求的国家标准(第 1.9 章)来确定的。 XNUMX 及本章说明。 按电线电缆舞动的重复频率和强度划分的区域应根据俄罗斯联邦领土分区图(图2.5.4)进行,并根据运行数据进行澄清。 根据电线电缆舞蹈的重复频率和强度,俄罗斯联邦领土分为中等电线电缆舞蹈区域(电线电缆舞蹈重复频率为1年或更短5次)和频繁电线电缆舞蹈区域。密集钢丝舞(1年内重复次数超过5次)。 * 研究较少的地区包括山区和每 100 公里架空线只有一个代表性气象站来表征气候条件的地区。 2.5.39. 在确定气候条件时,应考虑地形微地形特征(小丘陵、洼地、高堤、沟壑、梁等)对结冰强度和风速的影响,在山区——地形的微地形和中地形特征(山脊、斜坡、高原地区、谷底、山间山谷等)。 2.5.40。 架空线路的最大风压和冰壁厚度的数值是在距地面10m高度处以1年25次的频率确定的(标准值)。
2.5.41. 距地表0m高度处的标准风压W10,对应于0分钟风速平均间隔(ν10),取自表。 2.5.1 根据俄罗斯领土风压分区图(图2.5.1)或根据区域分区图。 气象数据处理过程中获得的标准风压应四舍五入至表中给出的最接近的较高值。 2.5.1. 风压 W 由公式 Pa 确定 超过 1500 Pa 的风压应四舍五入到 250 Pa 的下一个更高倍数。 对于110~750kV架空线路,标准风压应至少取500Pa。 对于在难以到达的地区建设的架空线路,建议根据区域区划图或根据长期观测的处理,将相应区域的风压取高于本地区接受的风压XNUMX级。 表 2.5.1。 距地面0m高度处标准风压W10
2.5.42. 对于在有利于风速急剧增加的条件下修建的架空线路(大河的高岸、高出周围地区的山丘、山脊的山脊地带、易受强风影响的山间山谷、沿海地带) (3-5公里范围内的海洋、大型湖泊、水库),在没有观测资料的情况下,标准风压应比本地区采用的标准风压增加40%。 获得的值应四舍五入到表中所示的最接近的值。 2.5.1. 2.5.43. 根据冰况风速νg,按1 式确定25 年出现2.5.41 次的冰况规范风压Wg。 风速νg 根据结冰情况下的风荷载区域分区得出,或者根据气候荷载计算指南根据观测数据确定。 在缺乏区域地图和观测数据的情况下,Wg = 0,25 W0。 对于20 kV及以下架空线路,冰期标准风压应至少取200 Pa,对于330-750 kV架空线路-至少取160 Pa。 带冰的标准风压(风速)向上舍入到最接近的以下值 Pa (m/s):80 (11)、120 (14)、160 (16)、200 (18)、240 (20)、 280 (21)、320 (23)、360 (24)。 大于 360 Pa 的值应四舍五入到最接近的 40 Pa 的倍数。 2.5.44. 架空线路导线上的风压由所有导线的重心降低高度决定,电缆上的风压由电缆的重心高度决定,架空线路的结构上的风压由各区域中点的高度,从支撑安装地点的地球表面标记开始计算。 每个区域的高度不应超过10m。 对于不同电线、电缆重心高度以及架空线路支架设计区中点的情况,风压的值乘以系数Kw确定,见表。 2.5.2. 产生的风压值应四舍五入为整数。 对于中间高度,系数Kw的值通过线性插值确定。 总跨度的电线或电缆折合重心高度 hpr 由公式确定,m hpr \u2d hav - 3/XNUMX f 式中,hav为从支架安装处的接地标志处测量的电线与绝缘子紧固高度的算术平均值或电缆与支架紧固高度的算术平均值,m; f——最高温度下跨中中间电线或电缆的垂度,m 表 2.5.2。 高度 Kw 系数的变化取决于地形类型*
* 地形类型在 2.5.6 中定义。 2.5.45。 计算电线电缆时,应以与架空线轴线成90°角取风。 计算支撑时,风向应取与架空线轴线成0°、45°、90°角的方向,角支撑则取相邻截面形成的外转角平分线方向取线路的轴线作为架空线的轴线。 2.5.46。 密度为 0,9 g/cm3 的冰的标准壁厚应从表中获取。 2.5.3 根据冰墙厚度的俄罗斯领土分区图(见图2.5.2)或根据区域分区图。 建议将气象数据处理过程中获得的冰墙标准厚度四舍五入到表中给出的最接近的较高值。 2.5.3. 在冰上的特殊区域,应取经处理气象资料得到的冰壁厚度,四舍五入至1毫米。 对于330-750 kV架空线路,冰墙的标准厚度应至少为15毫米。 对于难以到达地区建设的架空线路,建议根据区域区划图或根据气象资料的处理,取该地区对应的冰墙厚度比本地区接受的冰墙厚度大一倍。 表 2.5.3。 标准冰壁厚度为距地面10m高度
2.5.47。 架空线路穿越水坝、水工建筑物坝段,在-45℃以上低温地区的冷却池、冷却塔、喷淋池附近,无观测资料时,应取I标准冰壁厚度比架空线路的相邻部分多 5 毫米,对于最低温度为 -45° 及以下的区域多 10 毫米。 2.5.48。 电线(电缆)的规范冰冻风荷载按2.5.52确定,并考虑冰墙条件厚度,根据冰冻风荷载区域分区采用根据气候负荷计算指南进行计算。 在缺乏区域地图和观测数据的情况下,bu = be。 2.5.49。 架空线路电线上的冰墙厚度 (be, bу) 取决于所有电线的重心降低高度,电缆上的冰墙厚度取决于电缆的重心高度。 电线电缆的降低重心高度按2.5.44确定。 电线(电缆)重心高度大于25m处的冰壁厚度,按其值乘以系数Ki和Kd确定,按表取。 2.5.4. 在这种情况下,初始冰壁厚度(高度为 10 m,直径为 10 mm)应按 2.5.47 规定不增加。 获得的冰壁厚度值四舍五入为1毫米。 当电线电缆重心降低高度达到25m时,根据电线电缆的高度和直径,不对电线电缆上的冰壁厚度进行修正。 表 2.5.4。 考虑冰壁厚度变化的系数 Ki 和 Kd*
* 对于中间高度和直径,系数Ki和Kd的值通过线性插值确定。 2.5.50。 对于山区沿山地保护蜿蜒狭窄的坡谷、峡谷修建的架空线路,无论海拔高度如何,建议冰墙规范厚度不大于15毫米。 在这种情况下,不应考虑 Ki 系数。 2.5.51. 气温(年平均气温、最低气温(绝对最低气温)、最高气温(绝对最高气温)由建筑规范和法规以及观测数据确定,四舍五入到五的倍数。 标准风压W0下的气温应取-5℃,年平均气温在-5℃及以下的地区除外,应取-10℃。 海拔1000米以下地区结冰时气温应取-5℃,年平均气温-5℃及以下地区,结冰时气温应取-10℃。等于负1000°С。 对于海拔2000米以上至10米的山区,气温应取负2000℃,高于15米时应取负15℃。 结冰期间气温低于-XNUMX℃的地区,应按实际数据取。 2.5.52. 电线和电缆上的标准风荷载 PHW、N,垂直于电线(电缆)作用,对于每个计算条件由以下公式确定 PHW =αwKlKwCxWFsin2φ 式中,αw为考虑架空线路跨度风压不均匀性的系数,取等于:
αw的中间值由线性插值确定; Kl——考虑跨长对风荷载影响的系数,跨长至1,2 m时等于50,1,1 m时为100,1,05 m时为150,1,0 m及以上时为250(中间Kl值通过插值确定); Kw - 系数,考虑了风压沿高度的变化,具体取决于地形类型,由表确定。 2.5.2; Cx——阻力系数,取等于: 1,1——对于无冰的电线电缆,直径为20毫米及以上; 1,2——所有被冰覆盖的电线和电缆,以及所有无冰的电线和电缆,直径小于20毫米; W - 标准风压,Pa,在所考虑的模式下: W = W0——根据表格确定。 2.5.1 视风区而定; W = Wg——根据 2.5.43 确定; F为钢丝纵向直径截面的面积,m2(有冰,考虑冰壁条件厚度bу); φ 是风向与架空线轴线的夹角。 电线(缆)纵向直径截面面积F由公式确定,m2 F = (d + 2KiKdbу) l 10-3 式中 d——线径,mm; Ki 和 Kd - 考虑了冰壁厚度沿高度的变化以及取决于金属丝直径的系数,由表确定。 2.5.4; bu——条件冰壁厚度,mm,按 2.5.48 取; l 为风跨长度,m。 2.5.53。 每1m电线电缆PHG的标准线冰荷载由公式N/m确定 PHГ =πKiKd bэ(d+KiKdbэ)ρg 10-3 其中 Ki、Kd 是考虑冰壁厚度沿高度变化并取决于钢丝直径的系数,并根据表计算。 2.5.4; be——冰壁厚度,mm,根据 2.5.46; d——线径,mm; ρ——冰的密度,取等于 0,9 g/cm3; g 是自由落体加速度,假定为 9,8 m/s2。 2.5.54。 按许用应力法进行电线电缆力学计算时,电线(电缆)上的设计风载荷PWp按下式确定: PWп = P.HWγnwγpγf 式中 PHW 为根据 2.5.52 的标准风荷载; γnw - 责任可靠性系数等于: 1,0 - 对于高达 220 kV 的架空线路; 1,1 - 对于 330-750 kV 架空线路和在双回路和多回路支架上构建的架空线路,无论电压如何,以及对于高达 220 kV 的个别特别关键的单回路架空线路(如果合理); γp——区域系数,取值范围为1至1,3。 系数值是根据运行经验取的,并在架空线路设计作业中注明; γf——风荷载的安全系数,等于1,1。 2.5.55。 按许用应力法进行电线电缆力学计算中每1m电线(电缆)线冰荷载Pg.p的估算,按下式确定:N/m Pg.p. = P.HГγnwγpγfγd 式中 PHГ——标准线性冰荷载,按 2.5.53 取; γnw - 责任可靠性系数等于: 1,0 - 对于高达 220 kV 的架空线路; 1,3 - 对于 330-750 kV 架空线路和在双回路和多回路支架上构建的架空线路,无论电压如何,以及对于高达 220 kV 的个别特别关键的单回路架空线路(如果合理); γp——区域系数,取1至1,5。 系数值是根据运行经验取的,并在架空线路设计作业中注明; γf——冰荷载可靠系数,冰Ⅰ、Ⅱ区取1,3; 1,6 - 适用于冰 III 及以上区域; γd——工况系数,等于0,5。 2.5.56。 计算载流部件对结构、植物和支撑元件的近似值时,计算出的电线(电缆)风荷载按2.5.54确定。 2.5.57。 当确定电线到地面以及相交物体和植物的距离时,按2.5.55计算电线上的线性冰荷载。 2.5.58。 支撑结构上的规范风荷载定义为平均分量和脉动分量之和。 2.5.59。 支架上风荷载的规范平均分量 Qns 由以下公式确定:N Qнс =Kw厕所xА 式中 Kw——按 2.5.44 取; W——根据 2.5.52 接受; Cx——空气动力系数,根据建筑规范和规定,根据结构类型确定; A——结构轮廓、其部分或元件从迎风面到垂直于风流的平面上的投影面积,根据外部尺寸 m2 计算。 对于覆冰的轧钢杆结构,确定 A 时,应考虑杆高超过 50 m 时冰壁厚度为 bу 的结构结冰,以及有冰 V 及以上的区域,无论杆的高度。 对于钢筋混凝土和木杆,以及带有管元件的钢杆,在确定荷载 Qns 时不考虑结构结冰。 2.5.60。 对于高度不超过 50 m 的支架,风荷载 Qnp 的规范脉动分量为: 对于独立式单柱钢杆: Qнп = 0,5Qнс; 对于独立式龙门钢支架: Qнп = 0,6Qнс; 对于离心机架上的独立式钢筋混凝土支架(龙门式和单柱式): Qнп = 0,5Qнс; 对于高达 35 kV 的架空线路的独立式单柱钢筋混凝土杆: Qнп = 0,8Qнс; 对于铰接至基础时带有支撑的钢和钢筋混凝土支撑: Qнп = 0,6Qнс. 对于高度超过 50 m 的自立式支架以及上面未列出的其他类型的支架,无论其高度如何,风荷载脉动分量的标准值根据建筑规范和载荷和冲击的规则。 在木支撑的计算中,不考虑风荷载的脉动分量。 2.5.61. 金属支架结构上的标准冰载荷 Jn 由以下公式确定:N Jн =KibэμгρgA0 式中 Ki、be、ρ、g——按 2.5.53 取; μg - 系数,考虑到结冰元件的表面积与元件总表面的比率,并取等于: 0,6 - 对于冰上面积达到 IV 且支撑高度超过 50 m 且适用于 V 及以上冰面区域,无论支撑物的高度如何; A0是元素的总表面积,m2。 对于 IV 级以下的冰区,支撑高度小于 50 m,不考虑支撑上的冰沉积。 对于钢筋混凝土和木杆以及带有管元件的钢杆,不考虑冰沉积。 建议根据上述公式确定导线上的结冰沉积物,并将元件的总表面积替换为导线控制台的水平投影面积。 2.5.62. 支架感知的电线(电缆)上的设计风荷载 Pw0 由公式 N 确定 Pw0 = P.нwγnwγpγf 式中 Pnw——根据 2.5.52 的标准风荷载; γnw, γp——按 2.5.54 取; γf——风载安全系数,对于有冰和无冰的电线(电缆)相等: 1,3 - 计算第一组极限状态时; 1,1 - 在计算第二组极限状态时。 2.5.63。 支撑结构上的设计风荷载 Q、N 由以下公式确定 Q =(Qнс + Qнп) γnwγpγf 式中,Qns为风荷载规范平均分量,按2.5.59采用; Qnp——风荷载标准脉动分量,按2.5.60取值; γnw、γp 根据 2.5.54 接受; γf——风荷载的安全系数,等于: 1,3 - 计算第一组极限状态时; 1,1 - 在计算第二组极限状态时。 2.5.64。 绝缘子串上的设计风荷载 Pi、N 由以下公式确定 Pи =γnwγp Kw Cx Fи W0γf 式中,γnw、γp按2.5.54取; Kw - 根据 2.5.44 接受; Cx——绝缘子电路的阻力系数,取等于1,2; γf——风荷载的安全系数,等于1,3; W0——标准风压(见 2.5.41); Fi——绝缘子串链直径截面面积,m2,由下式确定 Fи = 0,7天иHиnN 10-6 式中 Di 为绝缘板的直径,mm; Hi——绝缘子的建筑高度,mm; n 是电路中绝缘子的数量; N 是串中绝缘子电路的数量。 2.5.65。 支架感知的每 1 m 电线(电缆)的估计线性冰荷载 Pr.o, N/m,由以下公式确定 Р去 = P.нгγ皮克γpγfγd 式中 Png——标准线性冰荷载,按 2.5.53 取; γпг, γp - 根据 2.5.55 接受; γf——第一、二组极限状态计算中的冰荷载可靠性系数,对于冰Ⅰ、Ⅱ区域取1,3; 1,6 适用于Ⅲ级及以上冰区; γd——工作条件系数,等于: 1,0 - 计算第一组极限状态时; 0,5 - 在计算第二组极限状态时。 2.5.66。 通过将相应的线性冰载荷(2.5.53、2.5.55、2.5.65)乘以重量跨度的长度来确定施加到支架上的连接点的电线和电缆的冰载荷。 2.5.67。 支撑结构上的设计冰荷载 J、N 由以下公式确定 J=Jнγ皮克γpγfγd 式中 Jn——标准冰载荷,按 2.5.61 接受; γпг, γp - 根据 2.5.55 接受; 根据 2.5.65 接受 γf、γd。 2.5.68。 在冰Ⅲ级及以上的地区,考虑到绝缘子串的覆冰,将其重量增加50%。 在有冰 II 及以下的区域,不考虑结冰。 不考虑结冰时风压对绝缘子串的影响。 2.5.69。 根据第一组和第二组极限状态的电线、电缆、绝缘子串、支架结构的重量计算出的架空线路支架上的负载在计算中确定为标准负载与安全系数的乘积。对于支撑结构的电线、电缆和绝缘子串,重量载荷 γf 取等于 1,05 - 并注明建筑规范和载荷和冲击规则。 2.5.70。 电线电缆拉力作用在架空线路支架上的标准荷载是根据 2.5.54 和 2.5.55 计算的风荷载和冰荷载确定的。 计算支架、地基、基座结构时,电线电缆张力设计水平荷载Tmax,无冰或覆盖冰时,按电线电缆标准荷载与基础荷载的乘积确定。张力载荷的安全系数 γf 等于:
2.5.71. 正常运行架空线路的计算必须结合下列条件进行: 1、最高温度t+,无风无冰。 2. 最低温度t-,风和冰不存在。 3. 年平均气温 tsg,风和冰不存在。 4、电线电缆按2.5.55进行覆冰,覆冰时温度按2.5.51进行,无风。 5. 风按 2.5.54,W0 温度按 2.5.51,无冰。 6、电线电缆按2.5.55进行冰覆盖,电线电缆结冰时的风按2.5.54进行,结冰时的温度按2.5.51进行。 7. 根据 2.5.70 估算的钢丝张力负载。 2.5.72. 应急运行架空线路的计算必须同时满足下列条件: 1. 年平均气温 tcg,无风无冰。 2. 最低温度t-,风和冰不存在。 3、电线电缆按2.5.55进行覆冰,覆冰时温度按2.5.51进行,无风。 4. 根据 2.5.70 估算的钢丝张力负载。 2.5.73。 在计算载流部分接近树冠、架空线路支架和结构的元件时,必须考虑以下气候条件组合: 1)工作电压下:按2.5.54计算风载,按0计算W2.5.51时温度,无冰; 2)雷击和内部过电压时:温度+15℃,风压等于0,06W0,但不小于50Pa; 3)确保线路带电压时安全爬上支架:500kV及以下架空线路——温度-15℃,无冰、无风; 对于 750 kV 架空线路 - 温度为 -15 ℃,风压为 50 Pa,无冰。 在计算近似值时,支撑绝缘子串相对于垂直方向的偏离角度由以下公式确定 tan γ = (KgR + Rи±Rо)/(G等等 +0,5Gг) 其中 P 是计算出的相线上的风荷载,方向穿过架空线的轴线(或沿着架空线旋转角的平分线),N; Kg - 系统“花环 - 跨度内的金属丝”的惯性系数,风压下的偏差等于:
中间值通过线性插值确定; Ro——中间角支架支撑花环上钢丝张力的水平分量(若方向与风向一致则取正号,若迎风方向则取负号)侧),N; Gpr——由绝缘体花环感知的电线重量的设计载荷,N; Gg——来自绝缘子串重量的设计载荷,N; Pi——绝缘子串上的设计风荷载,N,按2.5.64取。 2.5.74。 根据安装条件对架空线路支架进行校核,必须按第一组设计荷载极限状态在下列气候条件下进行:温度-15℃,距地面15m高度风压50Pa,没有冰。 查看其他文章 部分 电气装置安装规则 (PUE). 读和写 有帮助 对这篇文章的评论. 科技、新电子最新动态: 用于触摸仿真的人造革
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