ПУЭ Раздел 2 => Таблица 2.5.3. Нормативная толщина стенки гололеда bэ для высоты 10 м над поверхностью земли. Таблица 2.5.4....

Таблица 2.5.3

 

Нормативная толщина стенки гололеда b_э для высоты 10 м над поверхностью земли

 

Район по гололеду	Нормативная толщина стенки гололеда bэ, мм
I	10
II	15
III	20
IV	25
V	30
VI	35
VII	40
Особый	Выше 40

 

Полученные при обработке метеоданных нормативные толщины стенок гололеда рекомендуется округлять до ближайшего большего значения, приведенного в табл. 2.5.3.

В особых районах по гололеду следует принимать толщину стенки гололеда, полученную при обработке метеоданных, округленную до 1 мм.

Для ВЛ 330-750 кВ нормативная толщина стенки гололеда должна приниматься не менее 15 мм.

Для ВЛ, сооружаемых в труднодоступных местностях, толщину стенки гололеда рекомендуется принимать соответствующей району на один выше, чем принято для данного региона по региональным картам районирования или на основании обработки метеоданных.

2.5.47. При отсутствии данных наблюдений для участков ВЛ, проходящих по плотинам и дамбам гидротехнических сооружений, вблизи прудов-охладителей, башенных градирен, брызгальных бассейнов в районах с низшей температурой выше минус 45 °С, I нормативную толщину стенки гололеда b_э следует принимать на 5 мм больше, чем для прилегающих участков ВЛ, а для районов с низшей температурой минус 45° и ниже - на 10 мм.

2.5.48. Нормативная ветровая нагрузка при гололеде на провод (трос) определяется по 2.5.52 с учетом условной толщины стенки гололеда b_у, которая принимается по региональному районированию ветровых нагрузок при гололеде или рассчитывается согласно методическим указаниям по расчету климатических нагрузок. При отсутствии региональных карт и данных наблюдений b_у = b_э.

2.5.49. Толщина стенки гололеда (b_э, b_у) на проводах ВЛ определяется на высоте расположения приведенного центра тяжести всех проводов, на тросах - на высоте расположения центра тяжести тросов. Высота приведенного центра тяжести проводов и тросов определяется в соответствии с 2.5.44.

Толщина стенки гололеда на проводах (тросах) при высоте расположения приведенного их центра тяжести более 25 м определяется умножением ее значения на коэффициенты K_i и K_d, принимаемые по табл. 2.5.4. При этом исходную толщину стенки гололеда (для высоты 10 м и диаметра 10 мм) следует принимать без увеличения, предусмотренного 2.5.47. Полученные значения толщины стенки гололеда округляются до 1 мм.

При высоте расположения приведенного центра тяжести проводов или тросов до 25 м поправки на толщину стенки гололеда на проводах и тросах в зависимости от высоты и диаметра проводов и тросов не вводятся.

 

Таблица 2.5.4

 

Коэффициенты K_i и K_d учитывающие изменение толщины стенки гололеда

 

Высота расположения приведенного центра тяжести проводов, тросов и средних точек зон конструкций опор над поверхностью земли, м	Коэффициент Ki, учитывающий изменение толщины стенки гололеда по высоте над поверхностью земли	Диаметр провода (троса), мм	Коэффициент Kd, учитывающий изменение толщины стенки гололеда в зависимости от диаметра провода (троса)
25	1,0	10	1,0
30	1,4	20	0,9
50	1,6	30	0,8
70	1,8	50	0,7
100	2,0	70	0,6

 

Примечание. Для промежуточных высот и диаметров значения коэффициентов K_i и K_d определяются линейной интерполяцией.

 

2.5.50. Для участков ВЛ, сооружаемых в горных районах по орографически защищенным извилистым и узким склоновым долинам и ущельям, независимо от высот местности над уровнем моря, нормативную толщину стенки гололеда b_э рекомендуется принимать не более 15 мм. При этом не следует учитывать коэффициент K_i.

2.5.51. Температуры воздуха - среднегодовая, низшая, которая принимается за абсолютно минимальную, высшая, которая принимается за абсолютно максимальную, - определяются по строительным нормам и правилам и по данным наблюдений с округлением до значений, кратных пяти.

Температуру воздуха при нормативном ветровом давлении W₀ следует принимать равной минус 5 °С, за исключением районов со среднегодовой температурой минус 5 °С и ниже, для которых ее следует принимать равной минус 10 °С.

Температуру воздуха при гололеде для территории с высотными отметками местности до 1000 м над уровнем моря следует принимать равной минус 5 °С, при этом для районов со среднегодовой температурой минус 5 °С и ниже температуру воздуха при гололеде следует принимать равной минус 10 °С. Для горных районов с высотными отметками выше 1000 м и до 2000 м температуру следует принимать равной минус 10 °С, более 2000 м - минус 15 °С. В районах, где при гололеде наблюдается температура ниже минус 15 °С, ее следует принимать по фактическим данным.

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

= a_wK_lK_wC_xWFsin²j,

где a_w - коэффициент, учитывающий неравномерность ветрового давления по пролету ВЛ, принимаемый равным:

 

Ветровое давление, Па	До 200	240	280	300	320	360	400	500	580 и более
Коэффициент aw	1	0,94	0,88	0,85	0,83	0,80	0,76	0,71	0,70

Промежуточные значения a_w определяются линейной интерполяцией;

K_l - коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку, равный 1,2 при длине пролета до 50 м, 1,1 - при 100 м, 1,05 - при 150 м, 1,0 - при 250 м и более (промежуточные значения K_l определяются интерполяцией);

K_w - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности, определяемый по табл. 2.5.2;

C_x - коэффициент лобового сопротивления, принимаемый равным: 1,1 - для проводов и тросов, свободных от гололеда, диаметром 20 мм и более; 1,2 - для всех проводов и тросов, покрытых гололедом, и для всех проводов и тросов, свободных от гололеда, диаметром менее 20 мм;

W - нормативное ветровое давление, Па, в рассматриваемом режиме:

W = W₀ - определяется по табл. 2.5.1 в зависимости от ветрового района;

W = W_г - определяется по 2.5.43;

F - площадь продольного диаметрального сечения провода, м² (при гололеде с учетом условной толщины стенки гололеда b_у);

j - угол между направлением ветра и осью ВЛ.

Площадь продольного диаметрального сечения провода (троса) F определяется по формуле, м²

F = (d + 2K_iK_db_у)l·10^-3,

где d - диаметр провода, мм;

K_i и K_d - коэффициенты, учитывающие изменение толщины стенки гололеда по высоте и в зависимости от диаметра провода и определяемые по табл. 2.5.4;

b_у - условная толщина стенки гололеда, мм, принимается согласно 2.5.48;

l - длина ветрового пролета, м.

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

= pK_iK_d b_э(d + K_iK_db_э)rg·10^-3,

где K_i, K_d - коэффициенты, учитывающие изменение толщины стенки гололеда по высоте и в зависимости от диаметра провода и принимаемые по табл. 2.5.4;

b_э - толщина стенки гололеда, мм, по 2.5.46;

d - диаметр провода, мм;

r - плотность льда, принимаемая равной 0,9 г/см³;

g - ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,8 м/с².

2.5.54. Расчетная ветровая нагрузка на провода (тросы) при механическом расчете проводов и тросов по методу допускаемых напряжений определяется по формуле, Н

где - нормативная ветровая нагрузка по 2.5.52;

g_nw - коэффициент надежности по ответственности, принимаемый равным: 1,0 - для ВЛ до 220 кВ; 1,1 - для ВЛ 330-750 кВ и ВЛ, сооружаемых на двухцепных и многоцепных опорах независимо от напряжения, а также для отдельных особо ответственных одноцепных ВЛ до 220 кВ при наличии обоснования;

g_p - региональный коэффициент, принимаемый от 1 до 1,3. Значение коэффициента принимается на основании опыта эксплуатации и указывается в задании на проектирование ВЛ;

g_f - коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1,1.

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

P_г.п = g_nwg_pg_f g_d,

где - нормативная линейная гололедная нагрузка, принимаемая по 2.5.53;

g_nw - коэффициент надежности по ответственности, принимаемый равным: 1,0 - для ВЛ до 220 кВ; 1,3 - для ВЛ 330-750 кВ и ВЛ, сооружаемых на двухцепных и многоцепных опорах независимо от напряжения, а также для отдельных особо ответственных одноцепных ВЛ до 220 кВ при наличии обоснования;

g_p - региональный коэффициент, принимаемый равным от 1 до 1,5. Значение коэффициента принимается на основании опыта эксплуатации и указывается в задании на проектирование ВЛ;

g_f - коэффициент надежности по гололедной нагрузке, равный 1,3 для районов по гололеду I и II; 1,6 - для районов по гололеду III и выше;

g_d - коэффициент условий работы, равный 0,5.

2.5.56. При расчете приближений токоведущих частей к сооружениям, насаждениям и элементам опор расчетная ветровая нагрузка на провода (тросы) определяется по 2.5.54.

2.5.57. При определении расстояний от проводов до поверхности земли и до пересекаемых объектов и насаждений расчетная линейная гололедная нагрузка на провода принимается по 2.5.55.

2.5.58. Нормативная ветровая нагрузка на конструкцию опоры определяется как сумма средней и пульсационной составляющих.

2.5.59. Нормативная средняя составляющая ветровой нагрузки на опору определяется по формуле, Н

= K_wWС_xА,

где K_w - принимается по 2.5.44; W - принимается по 2.5.52; С_x -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.

Для конструкций опор из стального проката, покрытых гололедом, при определении А учитывается обледенение конструкции с толщиной стенки гололеда b_у при высоте опор более 50 м, а также для районов по гололеду V и выше независимо от высоты опор.

Для железобетонных и деревянных опор, а также стальных опор с элементами из труб обледенение конструкций при определении нагрузки не учитывается.

2.5.60. Нормативная пульсационная составляющая ветровой нагрузки для опор высотой до 50 м принимается:

для свободностоящих одностоечных стальных опор:

= 0,5;

для свободностоящих портальных стальных опор:

= 0,6 ;

для свободностоящих железобетонных опор (портальных и одностоечных) на центрифугированных стойках:

= 0,5;

для свободностоящих одностоечных железобетонных опор ВЛ до35кВ:

= 0,8;

для стальных и железобетонных опор с оттяжками при шарнирном креплении к фундаментам:

= 0,6.

Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки для свободностоящих опор высотой более 50 м, а также для других типов опор, не перечисленных выше, независимо от их высоты определяется в соответствии со строительными нормами и правилами на нагрузки и воздействия.

В расчетах деревянных опор пульсационная составляющая ветровой нагрузки не учитывается.

2.5.61. Нормативная гололедная нагрузка на конструкции металлических опор J^н определяется по формуле, Н

J^н = K_ib_эm_гrgA₀,

где K_i, b_э, r, g - принимаются согласно 2.5.53;

m_г - коэффициент, учитывающий отношение площади поверхности элемента, подверженной обледенению, к полной поверхности элемента и принимаемый равным:

0,6 - для районов по гололеду до IV при высоте опор более 50 м и для районов по гололеду V и выше, независимо от высоты опор;

А₀ - площадь общей поверхности элемента, м².

Для районов по гололеду до IV при высоте опор менее 50 м гололедные отложения на опорах не учитываются.

Для железобетонных и деревянных опор, а также стальных опор с элементами из труб гололедные отложения не учитываются.

Гололедные отложения на траверсах рекомендуется определять по вышеприведенной формуле с заменой площади общей поверхности элемента на площадь горизонтальной проекции консоли траверсы.

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

,

где - нормативная ветровая нагрузка по 2.5.52;

g_nw, g_p - принимается согласно 2.5.54;

g_f - 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.

2.5.63. Расчетная ветровая нагрузка на конструкцию опоры Q, Н, определяется по формуле

Q = ( + ) g_nwg_pg_f,

где - нормативная средняя составляющая ветровой нагрузки, принимаемая по 2.5.59;

- нормативная пульсационная составляющая ветровой нагрузки, принимаемая по 2.5.60;

g_nw, g_p - принимаются согласно 2.5.54;

g_f - коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный:

1,3 - при расчете по первой группе предельных состояний;

1,1 - при расчете по второй группе предельных состояний.

2.5.64. Расчетная ветровая нагрузка на гирлянду изоляторов P_и, Н, определяется по формуле

P_и = g_nwg_pK_wC_x F_иW₀g_f,

где g_nw, g_p - принимаются согласно 2.5.54;

K_w - принимается согласно 2.5.44;

С_x - коэффициент лобового сопротивления цепи изоляторов, принимаемый равным 1,2;

g_f - коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1,3;

W₀ - нормативное ветровое давление (см. 2.5.41);

F_и - площадь диаметрального сечения цепи гирлянды изоляторов, м², определяется по формуле

F_и = 0,7D_иH_иnN·10^-6,

где D_и - диаметр тарелки изоляторов, мм;

H_и - строительная высота изолятора, мм;

n - число изоляторов в цепи;

N - число цепей изоляторов в гирлянде.

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

Р_г.о = g_пгg_pg_fg_d,

где - нормативная линейная гололедная нагрузка, принимается по 2.5.53;

g_пг, g_p - принимаются согласно 2.5.55;

g_f - 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;

g_d - коэффициент условий работы, равный:

1,0 - при расчете по первой группе предельных состояний;

0,5 - при расчете по второй группе предельных состояний.

2.5.66. Гололедная нагрузка от проводов и тросов, приложенная к точкам их крепления на опорах, определяется умножением соответствующей линейной гололедной нагрузки (2.5.53, 2.5.55, 2.5.65) на длину весового пролета.

2.5.67. Расчетная гололедная нагрузка на конструкции опор J, Н, определяется по формуле

J = J^нg_пгg_pg_fg_d,

где J^н - нормативная гололедная нагрузка, принимаемая по 2.5.61;

g_пг, g_p - принимаются согласно 2.5.55;

g_f, g_d - принимаются согласно 2.5.65.

2.5.68. В районах по гололеду III и выше обледенение гирлянд изоляторов учитывается увеличением их веса на 50 %. В районах по гололеду II и менее обледенение не учитывается.

Воздействие ветрового давления на гирлянды изоляторов при гололеде не учитывается.

2.5.69. 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 g_f, принимаемый равным для проводов, тросов и гирлянд изоляторов 1,05, для конструкций опор - с указаниями строительных норм и правил на нагрузки и воздействия.

2.5.70. Нормативные нагрузки на опоры ВЛ от тяжения проводов и тросов определяются при расчетных ветровых и гололедных нагрузках по 2.5.54 и 2.5.55.

Расчетная горизонтальная нагрузка от тяжения проводов и тросов, Т_max, 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 g_f , равный:

1,3 - при расчете по первой группе предельных состояний;

1,0 - при расчете по второй группе предельных состояний.

2.5.71. Расчет ВЛ 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 t_сг, ветер и гололед отсутствуют.

4. Провода и тросы покрыты гололедом по 2.5.55, температура при гололеде по 2.5.51, ветер отсутствует.

5. Ветер по 2.5.54, температура при W₀ по 2.5.51, гололед отсутствует.

6. Провода и тросы покрыты гололедом по 2.5.55, ветер при гололеде на провода и тросы по 2.5.54, температура при гололеде по 2.5.51.

7. Расчетная нагрузка от тяжения проводов по 2.5.70.

2.5.72. Расчет ВЛ по аварийному режиму работы необходимо производить для сочетания следующих условий:

1. Среднегодовая температура t_cг, ветер и гололед отсутствуют.

2. Низшая температура t_-, ветер и гололед отсутствуют.

3. Провода и тросы покрыты гололедом по 2.5.55, температура при гололеде по 2.5.51, ветер отсутствует.

4. Расчетная нагрузка от тяжения проводов по 2.5.70.

2.5.73. При расчете приближения токоведущих частей к кронам деревьев, элементам опор ВЛ и сооружениям необходимо принимать следующие сочетания климатических условий:

1) при рабочем напряжении: расчетная ветровая нагрузка по 2.5.54, температура при W₀ по 2.5.51, гололед отсутствует;

2) при грозовых и внутренних перенапряжениях: температура +15 °С, ветровое давление, равное 0,06 W₀, но не менее 50 Па;

3) для обеспечения безопасного подъема на опору при наличии напряжения на линии: для ВЛ 500 кВ и ниже - температура минус 15 °С, гололед и ветер отсутствуют; для ВЛ 750 кВ - температура минус 15 °С, ветровое давление 50 Па, гололед отсутствует.

При расчете приближений угол отклонения у поддерживающей гирлянды изоляторов от вертикали определяется по формуле

tg g = (K_gР + Р_и ± Р_о)/(G_пр + 0,5G_г),

где P - расчетная ветровая нагрузка на провода фазы, направленная поперек оси ВЛ (или по биссектрисе угла поворота ВЛ), Н;

K_g - коэффициент инерционности системы «гирлянда - провод в пролете», при отклонениях под давлением ветра принимается равным:

 

Ветровое давление, Па	До 310	350	425	500	От 615
Коэффициент Kg	1	0,95	0,9	0,85	0,8

 

Промежуточные значения определяются линейной интерполяцией;

Р_o - горизонтальная составляющая от тяжения проводов на поддерживающую гирлянду промежуточно-угловой опоры (принимаемая со знаком плюс, если ее направление совпадает с направлением ветра, и со знаком минус, если она направлена в наветренную сторону), Н;

G_пp - расчетная нагрузка от веса провода, воспринимаемая гирляндой изоляторов, Н;

G_г - расчетная нагрузка от веса гирлянды изоляторов, Н;

P_и - расчетная ветровая нагрузка на гирлянды изоляторов, Н, принимаемая по 2.5.64.

2.5.74. Проверку опор ВЛ по условиям монтажа необходимо производить по первой группе предельных состояний на расчетные нагрузки при следующих климатических условиях: температура минус 15 °С, ветровое давление на высоте 15 м над поверхностью земли 50 Па, гололед отсутствует.