Розрахунок гнучких елементів повітряних ліній електропередач

 

Міністерство освіти і науки України

Чернігівський національний технологічний університет

Кафедра теоретичної і прикладної механіки

Розрахунок гнучких елементів повітряних ліній електропередач

Розрахунково-графічна робота

з тeхнічної механіки

Варіант №45

Перевірив доц. Кайдаш М.Д.

Виконав

студент групи ЗЕМ - 121 Яковенко М.Г.

Чернігів 2014

Вихідні дані для розрахунку

Варіант№45

Таблиця 1

Фізичні параметриМатеріал несучого проводуAlАлюмінійЗовнішній діаметр проводуd15 ммМодуль Юнга матеріалу проводуЕ0,7*105 ПаТемпературний коефіцієнт лінійного розширення?23*10-6 1/град.Допустиме напруження для алюмінію[?]50 МПаПлоща перерізу несучого проводуАп150 мм2Вага одного метру проводуqп4,1 Н/мПитома вага ожеледі?л9000 Н/м3Геометричні параметриВідстань між опорамиl160 мРізниця рівнів точок підвішуванняh4мМінімальна відстань від нижньої точки проводу до земліh38мУмови експлуатаціїПитома вага ожеледі?л9000 Н/м3Максимальна температураТмах350СМінімальна температураТміп-35 0СШвидкість вітруv13 м/сТовщина шару ожеледі?10 ммТемпература монтажу (підвішування)Т0220СТемпература ожеледіТл-5 0СТемператураТ1-10ТемператураТ20ТемператураТ310

Рисунок 1 - Геометричні параметри монтажу провода

монтаж провід натяжіння

ОСНОВНІ РОЗРАХУНКОВІ ФОРМУЛИ:

1.Кут провисання проводу ? ( рисунок.1):

.

2.Зовнішній діаметр проводу з ожеледдю ( рисунок 2):

(мм),

де d - зовнішній діаметр проводу, мм; ? - товщина налипанняожеледі, мм ( рисунок 2).

Рисунок 2 - Переріз проводу з ожеледдю: 1 - несучий провод; 2 - навивка з алюмінієвих дротів; 3 - шар ожеледі

3.Площа перерізу шару ожеледі:

(мм2),

де d - зовнішній діаметр проводу, мм; D - зовнішній діаметр проводу з ожеледдю, мм.

4.Розподілене навантаження від вітру:

(Н/м),

де v - швидкість вітру (м/с), D - зовнішній діаметр проводу з ожеледдю, мм.

5.Максимальне розподілене навантаження:

(Н/м),

де qп- вага одного метру проводу, Н/м;л- розподілене навантаження від ожеледі,Н/м; ; ?л= 9000 Н/м3;в- розподілене навантаження від вітру,Н/м.

6.Максимальне питоме навантаження:

(Н/м3),

де qмах - максимальне розподілене навантаження, Н/м;

Ап - площа перерізу несучого проводу, мм2.

7.Питоме навантаження від ваги проводу:

(Н/м3),

де qп- вага одного метру проводу,Н/м.

8.Довжина критичного прогону:

(м),

де Тл- температура ожеледі, Тmіn- мінімальна температура експлуатації, ? - температурний коефіцієнт лінійного розширення матеріалу несучого проводу.

9.Максимальне натяжіння проводу при [?]:

(Н).

.Координати нижньої точки провисання проводу при максимальному на-тяжінні( при абоТл):

(м); (м),

де Нмах- максимальне натяжіння проводу при [?]; l -довжина прогону; h - різниця рівнів точок підвішування.

* = qмах для l ? lкр; q* = qп для l <lкр..

11.Напруження ?0, що вникають в проводі при Т0 - температурі підвішування:

де Е - модуль Юнга, ?- питоме навантаження, ? - температурний коефіцієнт лінійного розширення, Т0 - температура підвішування;

?m = ?мах, Tm = Tл при l? lкр,

?m = ?п , Tm = Tmin при l<lкр.

.Натяжіння в проводі при температурі підвішування T0 :

(Н).

.Координати нижньої точки проводу при T=T0:

(м) ; (м).

.Довжина підвішеного проводу S в прогоні l при Т=Т0,м:

. Довжина проводу L, що необхідна для підвішування в прогоні l, м:

(м),

де Е - модуль Юнга, ? - температурний коефіцієнт лінійного розширення, Т0 - температура підвішування, l - довжина прогону, h - різниця висот між опорами, Н(T = T0)- натяжіння проводу при T=Т0.

. Напруження, що виникають в проводі при Тmax:

де Е - модуль Юнга, ?п - питоме навантаження проводу, ? - температурний коефіцієнт лінійного розширення, Т0 - температура підвішування, Тmах- максимальна температура.

.Натяжіння, що виникає в проводі при T=Тmах:

. Координати нижньої точки проводу при T=Тmах:

(м) .

. Довжина підвішеного проводу при T=Тmах:

(м).

. Мінімальна висота опор :

лівої опори:

(м),

де ymax - максимальне провисання проводу; hз- мінімально допустима відстань від проводу до землі;

правої опори:

Розрахунок гнучких елементiв повiтряних лiнiй електропередач

Вихiднi данi:

Матерiал несучого проводу: Алюміній

Модуль Юнга матерiалу несучого проводу (МПа)*10^5, E=

.700

Коeфiцiент температурного рoзширення несучого проводу (1/С)*10^-6, a=

.30000000000000E+0001

Зовнiшнiй дiаметр проводу (мм), d=

.000

Допустиме напруження,(МПа),[б]=

.00000000000000E+0001

Площа перерiзу несучого проводу (мм^2), Aп=

.50000000000000E+0002

Вага одного метра проводу (Н/м), qп=

.09999999999854E+0000

Довжина прогону (м), l=

.60000000000000E+0002

Рiзниця рiвнiв точок пiдвiшування проводу (м), h=

.00000000000000E+0000

Мiнiмальна вiдстань вiд нижньої точки проводу до землi (м), hз=

.00000000000000E+0000

Умови експлуатацiї:

Питома вага ожеледi (Н/м^3):

.00000000000000E+0003

Максимальна температура (С), Tmax=

.50000000000000E+0001

Мiнiмальна температура (С), Tmin=

.50000000000000E+0001

Швидкiстьвiтру (м/с), v=

.30000000000000E+0001

Товщина шару ожеледi (мм):

.50000000000000E+0001

Температура пiдвiшування (С), To=

.20000000000000E+0001

Температура ожеледi (С), Tл=

.00000000000000E+0000

Температура T1 (С), T1=

.00000000000000E+0001

Температура T2 (С), T2=

.00000000000000E+0000

Температура T3 (С), T3=

.00000000000000E+0001

------- Параметри для розрахунку:

Дiаметр проводу з ожеледдю (мм), D=

.50000000000000E+0001

Площа перерiзу шару ожеледi (мм^2), Aл=

.14159265359119E+0003

Розподiлене навантаження від ожеледi (Н/м), qл=

.82743338823202E+0001

Розподiлене навантаження від вiтру (Н/м), qв=

.98646000000008E+0000

Максимальне розподiлене навантаження (Н/м), qmax=

.31196032231092E+0001

Максимальне питоме навантаження (Н/м^3):

.20797354820728E+0005

Мiнiмальне питоме навантаження (Н/м^3):

.73333333333135E+0004

---------Розрахунок для h= 4.00 м

Критична довжина прогону (м), lкр=

.93716038706771E+0001

Максимальне натяжiння проводу (H), Hmax=

.50000000000000E+0003

Довжина пiдвiшеного проводу (м) при H=Hmax, S=

.63378100481350E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Н=Нмах (м):

.62017969548469E+0001

Координата X нижньої точки проводу при H=Hmax (м):

.56612997063203E+0001

Координата Y нижньої точки проводу при Т=То (м):

.61988165862567E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=To (м):

.56624999934575E+0001

Натяжiння проводу при Т=То (Н):

.28649998932146E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при Т=То(м), S=

.63376689707628E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Т=Тмах (м):

.62971384899283E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=Tmax (м):

.56231707253028E+0001

Натяжiння проводу при Т=Тмах (H), H=

.22199998954311E+0002

Довжина проводу, необхiдна для пiдвiшування (м), L=

.63362534429180E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при T=Tmax (м), S=

.63423387139570E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Т=T1 (м):

.59468616812374E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=T1 (м):

.57658536516828E+0001

Натяжiння проводу при Т=Т1 (H), H=

.45599998874590E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при T=Т1 (м), S=

.63258495936869E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Т=T2 (м):

.60261393724068E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=T2 (м):

.57329268225003E+0001

Натяжiння проводу при Т=Т2 (H), H=

.40199998892844E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при T=Т2 (м), S=

.63295457505155E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Т=T3 (м):

.61040974297212E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=T3 (м):

.57009146275232E+0001

Натяжiння проводу при Т=Т3 (H), H=

.34949998910539E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при T=Т3 (м), S=

.63332008101977E+0002

Висота лiвої опори при максимальному провисаннi (м):

.42971384899283E+0001

Висота правої опори при максимальному провисаннi (м):

.02971384899283E+0001

ТАБЛИЦЯ РЕЗУЛЬТАТІВ РОЗРАХУНКУ для h= 4.00 м

Натяжіння Н, (Н)Температура Т, СКоординати, мУ maxX ext7500-35(t0min.)16,285,66945-10(доп.точка)15,985,76--5--9400(доп.точка)16,0285,793410(доп.точка)16,185,792822(t0підвіш.)16,285.6692235(t0max.)16,385,77

---------Розрахунок для h= 0.00 м

Критична довжина прогону (м), lкр=

.93670163494244E+0001

Максимальне натяжiння проводу (H), Hmax=

.50000000000000E+0003

Довжина пiдвiшеного проводу (м) при H=Hmax, S=

.63328100481536E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Н=Нмах (м):

.41310307085223E+0001

Координата X нижньої точки проводу при H=Hmax (м):

.00000000000000E+0001

Координата Y нижньої точки проводу при Т=То (м):

.41280353363254E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=To (м):

.00000000000000E+0001

Натяжiння проводу при Т=То (Н):

.28649998932146E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при Т=То(м), S=

.63326689707814E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Т=Тмах (м):

.42268488558620E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=Tmax (м):

.00000000000000E+0001

Натяжiння проводу при Т=Тмах (H), H=

.22199998954311E+0002

Довжина проводу, необхiдна для пiдвiшування (м), L=

.63312538850587E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при T=Tmax (м), S=

.63373387139523E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Т=T1 (м):

.38747885105840E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=T1 (м):

.00000000000000E+0001

Натяжiння проводу при Т=Т1 (H), H=

.45599998874590E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при T=Т1 (м), S=

.63208495936822E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Т=T2 (м):

.39544777871197E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=T2 (м):

.00000000000000E+0001

Натяжiння проводу при Т=Т2 (H), H=

.40199998892844E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при T=Т2 (м), S=

.63245457505109E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Т=T3 (м):

.40328359968844E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=T3 (м):

.00000000000000E+0001

Натяжiння проводу при Т=Т3 (H), H=

.34949998910539E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при T=Т3 (м), S=

.63282008101931E+0002

Висота лiвої опори при максимальному провисаннi (м):

.22268488558766E+0001

Висота правої опори при максимальному провисаннi (м):

.22268488558766E+0001

ТАБЛИЦЯ РЕЗУЛЬТАТІВ РОЗРАХУНКУ для h= 0.00 м

НатяжінняН, (Н)Температура Т, СКоординати, мУ maxX ext7500-35(t0min.)14.1380945-10(доп.точка)13.8780--5--9400(доп.точка)13.958093410(доп.точка)14.038092822(t0підвіш.)14.128092235(t0max.)14.2280

Графікидля h=4м:

Рисунок 1. Графік залежность натяжiння проводу від температури

Рисунок 2. Графік залежность координати Y нижньої точки проводу від температури

Рисунок 3. Графік залежность координати X нижньої точки проводу від температури

Графікидля h=0м:

Рисунок 4. Графік залежность натяжiння проводу від температури

Рисунок 5. Графік залежность координати Y нижньої точки проводу від температури

Рисунок 6. Графік залежность координати Y нижньої точки проводу від температури

Міністерство освіти і науки України Чернігівський національний технологічний університет Кафедра теоретичної і прикладної механіки

Больше работ по теме: