LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN
CƠ HỌC ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN TRÊN KHÔNG
I. Khái niệm chung về đường dây trên không
II.Phương trình treo dây giữa hai điểm có độ cao bằng nhau đối với những khoảng cột bình thường
III.Thành lập phương trình trạng thái của dây dẫn
IV. Phương pháp ứng dụng của khoảng cột tới hạn vào lập đồ thị quan hệ ứng suất, độ võng cho phép và khoảng cột.
V. Tính khoảng cột tính toán ltt và vẽ đường cong treo dây mẫu SABLON
VI.Tính toán khoảng vượt lớn
I. Khái niệm chung về đường dây trên không
1. Đường dây trên không
1.1. Khái niệm
- Đường dây trên không bao gồm các dãy cột điện, trên đó có các xà và dây dẫn được treo vào các xà qua sứ cách điện. Cột điện được chon xuống đất bằng các móng vững chắc, làm nhiệm vụ đỡ dây ở trên cao so với mặt đất. Trên cột có thể treo dây chống sét để sét không đánh trực tiếp vào dây dẫn.
- Khoảng cột: là khoảng cách giữa 2 điểm treo dây.
- Khoảng néo: là khoảng cách giữa 2 cột néo
- Khoảng vượt: khi đường dây vượt qua chướng ngại như đường dây điện, đường dây thông tin hay song rộng thì ta có khoảng vượt.
- Các thông số đường dây dùng trong tính toán thiết kế:
+ Mô dun đàn hồi E, kg/mm2; daN/mm2
+ Hệ số dãn nở dài , 1/0C
+ Đường kính chịu gió d,mm
+ Tiết diện dây dẫn S, mm2
+ Trọng lượng riêng P, kg/m,daN/m
+ Ứng suất đứt
+ Ứng suất bão
+ Ứng suất lạnh
+ Ứng suất TB
1.2. Cột
- Cột néo và néo góc: cột néo để giữ chắc đầu dây nối vào cột thông qua chuỗi sứ néo; cột néo góc dùng, khi đường dây đổi hướng.
- Cột đỡ và đỡ góc: làm nhiệm vụ đỡ dây dẫn bằng chuỗi sứ đỡ. Cột đỡ có 2 loại là cột đỡ thẳng và cột đỡ góc. Khi đường dây đổi hướng góc từ 10 đến 200
Thì dùng cột đỡ góc , nếu góc lớn hơn thì dùng cột néo góc . Nếu dùng cột đỡ góc thì thường treo them tạ cân bằng để chuỗi sứ không bị lệch quá.
- Cột cuối dùng ở đầu đường dây và cuối đường dây.
- Cột vượt: là cột cao hoặc rất cao sử dụng khi đường dây qua chướng ngại cao hoặc rộng.
- Còn có các cột dùng để chuyển vị các dây pha (cột đảo pha) và cột để nối với các nhánh rẽ ( cột rẽ). Cũng có các cột đặc biệt trên đó đặt dao cách ly, tụ bù
28 trang |
Chia sẻ: hoang10 | Lượt xem: 4711 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Lý thuyết tính toán cơ học đường dây tải điện trên không, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN
CƠ HỌC ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN TRÊN KHÔNG
Khái niệm chung về đường dây trên không
II.Phương trình treo dây giữa hai điểm có độ cao bằng nhau đối với những khoảng cột bình thường
III.Thành lập phương trình trạng thái của dây dẫn
IV. Phương pháp ứng dụng của khoảng cột tới hạn vào lập đồ thị quan hệ ứng suất, độ võng cho phép và khoảng cột.
V. Tính khoảng cột tính toán ltt và vẽ đường cong treo dây mẫu SABLON
VI.Tính toán khoảng vượt lớn
I. Khái niệm chung về đường dây trên không
1. Đường dây trên không
1.1. Khái niệm
Đường dây trên không bao gồm các dãy cột điện, trên đó có các xà và dây dẫn được treo vào các xà qua sứ cách điện. Cột điện được chon xuống đất bằng các móng vững chắc, làm nhiệm vụ đỡ dây ở trên cao so với mặt đất. Trên cột có thể treo dây chống sét để sét không đánh trực tiếp vào dây dẫn.
Khoảng cột: là khoảng cách giữa 2 điểm treo dây.
Khoảng néo: là khoảng cách giữa 2 cột néo
Khoảng vượt: khi đường dây vượt qua chướng ngại như đường dây điện, đường dây thông tin hay song rộng thì ta có khoảng vượt.
Các thông số đường dây dùng trong tính toán thiết kế:
+ Mô dun đàn hồi E, kg/mm2; daN/mm2
+ Hệ số dãn nở dài , 1/0C
+ Đường kính chịu gió d,mm
+ Tiết diện dây dẫn S, mm2
+ Trọng lượng riêng P, kg/m,daN/m
+ Ứng suất đứt
+ Ứng suất bão
+ Ứng suất lạnh
+ Ứng suất TB
1.2. Cột
Cột néo và néo góc: cột néo để giữ chắc đầu dây nối vào cột thông qua chuỗi sứ néo; cột néo góc dùng, khi đường dây đổi hướng.
Cột đỡ và đỡ góc: làm nhiệm vụ đỡ dây dẫn bằng chuỗi sứ đỡ. Cột đỡ có 2 loại là cột đỡ thẳng và cột đỡ góc. Khi đường dây đổi hướng góc từ 10 đến 200
Thì dùng cột đỡ góc , nếu góc lớn hơn thì dùng cột néo góc . Nếu dùng cột đỡ góc thì thường treo them tạ cân bằng để chuỗi sứ không bị lệch quá.
Cột cuối dùng ở đầu đường dây và cuối đường dây.
Cột vượt: là cột cao hoặc rất cao sử dụng khi đường dây qua chướng ngại cao hoặc rộng.
Còn có các cột dùng để chuyển vị các dây pha (cột đảo pha) và cột để nối với các nhánh rẽ ( cột rẽ). Cũng có các cột đặc biệt trên đó đặt dao cách ly, tụ bù
1.3. Khoảng cột
Khoảng cột tính toán ltt : là khoảng cách dài nhất giữa hai cột kề nhau khi đường dây đi trên mặt phẳng, thỏa mãn các điều kiện:
+ Khoảng cách an toàn tới đất của dây thấp nhất trong trạng thái nóng nhất vừa bằng khoảng cách yêu cầu bởi quy phạm.
+ Ứng suất xảy ra trong các trạng thái làm việc lạnh nhất, bão và nhiệt độ trung bình năm phải nhỏ hơn ứng suất cho phép trong các trạng thái đó.
Khoảng cột trọng lượng: là chiều dài đoạn dây hai bên khoảng cột mà trọng lượng của nó tác động lên cột. Mỗi loại cột đều được tính toán cho khoảng cột trọng lượng tiêu chuẩn lTLTC =1,25. ltt
Khoảng cột gió: là chiều dài đoạn dây hai bên cột mà áp lực gió lên đoạn dây này tác động lên cột .
1.4. Thiết bị chống quá điện áp
Để chống quá điện áp trên đường dây người ta sử dụng các biện pháp sau:
Dùng dây chống sét
Nối đất các cột điện
Đặt chống sét ống
Tạo khe hở phóng điện
2. Các trạng thái làm việc của đường dây trên không
2.1. Trạng thái bình thường: Dây dẫn bình thường + nhiệt độ không khí + tốc độ gió
a- Trạng thái nhiệt độ thấp nhất: Dây dẫn bị co lại, gây ứng suất trong dây lớn nhất. Dây bị co lại có thể gây lực kéo ngược sứ và nhổ cột. Khoảng cách giữa các pha và dây chống sét bị thu hẹp.
b- Trạng thái bão: Trạng thái dây dẫn chịu tải trọng lớn nhất, ứng suất trong dây lớn nhất và dây bị lệch khỏi phương thẳng đứng.
c- Trạng thái nhiệt độ trung bình: Đây là trạng thái làm việc lâu dài của dây dẫn. Dây dẫn chịu sự rung động thường xuyên của gió gây mỏi dây và gây nguy cơ đứt các sợi dây ở các chỗ kẹp dây.
d- Trạng thái nhiệt độ không khí cao nhất: Dây dẫn bị giãn ra nhiều nhất làm cho khoảng cách từ dây dẫn thấp nhất đến đất lớn nhất. Độ võng trong trạng thái này là độ võng lớn nhất của dây dẫn trong thời gian vận hành. Trạng thái nóng nhất cũng có thể gọi là trạng thái độ võng lớn nhất.
e- Trạng thái quá điện áp khí quyển: Còn gọi là trạng thái going sét, xảy ra trong những giờ giông sét. Trong trạng thái này nếu dây dẫn bị gió làm dao động đến gần nhau và gần cột thì khả năng gây phóng điện rất cao, do đó cũng phải kiểm tra khoảng cách an toàn.
* Nhận xét: - Trạng thái nhiệt độ không khí cao nhất dùng để tính toán treo dây.
- Trạng thái quá điện áp khí quyển dùng để tính dây chống sét và kiểm tra độ lệch chuỗi sứ.
Điều kiện tính toán các trạng thái trên phụ thuộc các vùng khí hậu được phân chia như sau:
Trạng thái
Điều kiện tính toán
Nhiệt độ (0C)
Áp lực gió (daN)
Tốc độ gió (m/s)
1. Nhiệt độ không khí thấp nhất
Theo thực tế
0
0
2. Trạng thái bão
25
qvmax
V max
3. Nhiệt độ không khí trung bình
25
0
0
4. Nhiệt độ không khí cao nhất
Theo thực tế
0
0
5. Trạng thái quá điện áp khí quyển
20
0,1 qvmax nhưng 6,25 danN/mm2
V0,3 V max
2.2. Trạng thái sự cố: Một dây hoặc hai dây bị đứt + nhiệt độ+tốc độ gió
Trong trạng thái sự cố, ngoài tác động như trong chế độ bình thường, dây dẫn bị lôi về một phía làm tăng độ võng của dây đứt trong khoảng cột bên cạnh, làm lệch chuỗi sứ. Cột, xà bị kéo và bị uốn.
3. Một số tiêu chuẩn thiết kế cơ bản cho đường dây trên không trên 1kV
3.1. Khoảng cách an toàn giữa ĐDK với đất và các công trình lân cận:
3.1.1. Khoảng cách dọc an toàn nhỏ nhất của dây dẫn với mặt đất:
U- kV
Khoảng cách, m
Khu vực đông dân cư
Khu vực ít dân cư
Khu vực khó qua lại
Khu vực người khó đến
110
7
6
5
3
220
8
7
6
4
500
14
10
8
6
3.1.2.Khoảng cách ngang an toàn nhỏ nhất từ dây dẫn ngoài với phần nhô ra của công trình, nhà cửa:
U-kV
Khoảng cách, m
Khu vực ít dân cư
Khu vực đông dân cư
Dây bọc
Dây trần
22
2
1
2
35
3
1,5
3,5
66 ÷ 110
4
4
220
6
6
500
7
7
3.1.3. Khoảng cách dọc an toàn nhỏ nhất của dây dẫn với mặt nước:
U, kV
Cấp kỹ thuật đường thủy
I
II
III
IV
V
VI
35
9,5
9,5
9,5
10,5
12,5
13,5
66 ÷ 110
10
10
10
11
13
14
220
11
11
11
12
14
15
500
12
12
12
13
15
16
3.1.4. Khoảng cách giữa hai ĐDK giao chéo hoặc đi gần:
Có thể dùng cột néo hoặc trung gian (cột đỡ) ở chỗ giao chéo.
Đường dây đến 220 kV khi giao chéo với nhau, chỗ giao chéo phải gần cột của đường dây phía trên, khoảng cách ngang từ cột đường dây đến dây dẫn của đường dây dưới không nhỏ hơn 6m khi dây lệch nhiều nhất. Từ cột của đường dây dưới đến dây dẫn đường dây trên không không nhỏ hơn 5m. Khoảng cách từ điểm giao chéo đến dây dẫn đường dây trên không nhỏ hơn 5m . Khoảng cách từ điểm giao chéo đến cột néo 500kV không nhỏ hơn 10m.
Khoảng cách thẳng đứng giữa dây dẫn hoặc dây chống sét của những đường dây giao chéo nhau cho trong bảng dưới:
Chiều dài khoảng cột,m
Khoảng cách nhỏ nhất từ chỗ giao chéo đến cột gần nhất của đường dây trên không (ĐDK),m
30
50
70
100
150
200
ĐDK 500kV giao chéo nhau và giao chéo với đường dây điện áp thấp hơn
200
5
5
5
5,5
-
-
300
5
5
5,5
6
6,5
7
450
5
5,5
6
7
7,5
8
ĐDK 220kV giao chéo nhau và giao chéo với đường dây điện áp thấp hơn
220
4
4
4
4
-
-
300
4
4
5
4,5
5
5,5
450
4
4
4
4
5,5
7
ĐDK 110 ÷ 22kV giao chéo nhau và giao chéo với đường dây điện áp thấp hơn
200
3
3
3
4
-
-
300
3
3
4
4,5
5
-
ĐDK 6 ÷ 10kV giao chéo nhau và giao chéo với đường dây điện áp thấp hơn
100
2
2
-
-
-
-
150
2
2,5
2,5
-
-
-
3.1.5. Khoảng cách giữa 2 ĐDK song song và đi gần:
Khoảng cách nằm ngang giữa các dây dẫn ngoài cùng khi dây không bị lệch không được nhỏ hơn khoảng cách an toàn của hành lang tuyến của ĐDK điện áp cao hơn.
3.1.6. Khoảng cách giữa ĐDK giao chéo với đường dây thông tin và tín hiệu( TT & TH):
Đường dây điện phải đi trên ĐDTT & TH. Chỗ giao chéo phải gần cột ĐDK.
Khoảng cách ngang từ cột ĐDK đến 220kV đến dây dẫn của ĐDTT & TH không được nhỏ hơn 6m; từ cột ĐDTT & TH đến dây dẫn ĐDK đến 220kV không nhỏ hơn 7m.
Khoảng nhỏ nhất theo chiều thẳng đứng từ dây dẫn của ĐDK đến ĐDTT & TH cho trong bảng:
Chế độ tính toán
Khoảng cách(m) theo điện áp của ĐDK(kV)
10
22
35
66
110
220
500
Chế độ bình thường
2
3
3
3
3
4
5
Khi đứt dây ở khoảng cột kề của Đ DK dùng cách điện treo
1
1
1
1
1
2
3,5
Khi ĐDK và ĐDTT & TH đi song song, khoảng cách ngang giữa các dây dẫn ngoài cùng gần nhất căn cứ vào tính toán ảnh hưởng nhưng không nhỏ hơn chiều cao cột gần nhất của ĐDK. Ở những chỗ hẹp khoảng cách này không được nhỏ hơn :
U≤ 22kV: 2m U=35÷110kV: 4m
U=22kV : 6m U=500kV :10m
3.1.7. ĐDK giao chéo với đường sắt
Khoảng cách từ chân cột ĐDK đến biên hành lang của đường sắt không nhỏ hơn chiều cao cột cộng them 3m.
Trên những đoạn hẹp cho phép lấy khoảng cách không nhỏ hơn:
U≤22kV : 3m U= 35÷110kV: 6m
U=220kV : 8m U= 500kV :12m
Khi giao chéo khoảng cách từ dây dẫn đến mặt ray:
U≤22kV : 7,5m U= 35÷110kV: 7,5m
U≤220kV : 8,5m U= 500kV :12m
3.1.8. ĐDK giao chéo với đường oto
Các trường hợp giao chéo hay đi gần
Khoảng cách nhỏ nhất theo điện áp (kV)
≤22
35÷110
220
1- Khoảng cách thẳng đứng đến mặt đường
a- Trong trạng thái bình thường
b- Khi đứt một dây dẫn ở khoảng cột kề ( đối với dây nhỏ hơn 185mm2)
7
5
7
5
8
5,5
2- Khoảng cách ngang
a- Từ chân cột đến lề đường
b- Như trên nhưng ở tuyến hẹp từ bộ phận bất kỳ đến lề đường:
+ Khi giao chéo đường oto cấp I, II
+ Khi giao chéo đường oto cấp khác
+Khi đi song song với đường oto khoảng cách lấy từ dây ngoài cùng đến lề đường lúc dây bị gió làm lệch nhiều nhất.
Bằng chiều cao cột
5
1,5
2
5
2,5
4
5
2,5
6
U=500kV: Khoảng cách theo chiều thẳng đứng từ dây đến mặt đường: 10m, đến phương tiện vận tải 4,5m. Khoảng cách ngang từ chân cột đến mép đường bằng chiều cao cột +5m, ở đoạn tuyến hẹp khi giao chéo và song song 10m.
3.2. Khoảng cách an toàn nhỏ nhất giữa các dây pha với nhau và với dây chống sét
a- U=35kV trở lên dung sứ treo, khoảng cách nhỏ nhất giữa các dây dẫn:
+ Khi bố trí trên mặt phẳng nằm ngang(m) :
+ Khi bố trí trên mặt phẳng đứng(m):
+ Khi bố trí không cùng mặt phẳng:
khi chênh lệch độ cao treo dây h<U/110
khi chênh lệch độ cao treo dây h≥U/110
b- ĐDK điện áp 35kV dùng cách điện đứng và điện áp đến 22kV dùng loại cách điện bất kỳ, khoảng cách giữa các dây dẫn theo điều kiện làm việc của dây trong khoảng cột không được nhỏ hơn trị số xác định theo công thức :
c- Khoảng cách thẳng đứng giữa dây dẫn và dây chống sét ở giữa khoảng cột, không tính đến độ lệch dây do gió, trong trạng thái quá điện áp khí quyển không nhỏ hơn số liệu trong bảng sau:
Khoảng cột,m
100
150
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1200
1500
Khoảng cách, m
2
3,2
4
5,5
7
8,5
10
11,5
13
14,5
16
18
21
Độ võng của dây chống sét không được lớn hơn độ võng của dây dẫn.
3.3. Khoảng cách nhỏ nhất trong không khí từ dây dẫn đến các bộ phận của cột (cm)
Điều kiện tính toán khi chọn cách điện
Khoảng cách nhỏ nhất tại cột theo điên áp, kV
≤10
22
35
110
220
500
a- Quá điện áp khí quyển
+ Cách điện đứng
+ Cách điện treo
15
25
34
20
35
40
100
180
320
b- Quá điện áp nội bộ
10
15
30
80
160
300
c- Khi có U làm việc lớn nhất
7
10
25
55
115
3.4. Khoảng cách nhỏ nhất giữa các pha tại cột (cm)
Điều kiện tính toán
Khoảng cách nhỏ nhất tại cột theo điện áp ,kV
≤10
22
35
110
220
500
a- Quá điện áp khí quyển
20
45
50
135
250
400
b- Quá điện áp nội bộ
22
33
44
100
200
420
c- Khi có U làm việc lớn nhất
-
15
20
145
155
200
3.5. Ứng suất cho phép
Ứng suất cho phép là ứng suất lớn nhất được phép xuất hiện trên đường dây trong vận hành, được cho bằng hệ số an toàn
cho trong bảng số liệu dây dẫn
3.6. Tải trọng cơ học đối với đường dây trên không
Có hai tải trọng tác động lên dây dẫn là:
Tải trọng do trọng lượng dây gây ra
Tải trọng do áp lực gió tác động lên dây dẫn gây ra
3.6.1. Tải trọng cơ học do trọng lượng dây gây ra
Trọng lượng 1m dây là P[kG/m] hoặc P[daN/m]
P[daN/m]= P[kG/m]/0,981.
Tỉ tải g do trọng lượng tác động lên dây dẫn:
trong đó F là tiết diện dây dẫn.
3.6.2.Tải trọng do gió
* Áp lực gió PV
Giả thiết gió thổi ngang vuông góc với dây dẫn:
* là hệ số khí động học của dây dẫn, phụ thuộc vào đường kính dây:
Khi d<20mm : =1,2
Khi d>20mm: =1,1
*α là hệ số không đồng đều của áp lực gió, phụ thuộc vào áp lực gió
q[daN/m2]
α
≤27
1
40
0,85
50
0,77
60
0,73
70
0,71
75
0,75
≥76
0,70
*k1 hệ số tính đến chiều dài khoảng cột
l
k1
≤50
1,2
100
1,1
150
1,05
250
1
*Khi tính cho lưới 110kV trở lên k1 =1
*áp suất gió
Trong đó áp suất gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995
Vùng áp lực gió
I
II
III
IV
V
[daN/m2]
65
95
125
155
185
là hệ số hiệu chỉnh theo thời gian sử dụng giả định của công trình
Số năm
5
10
20
30
40
50
0,61
0,72
0,83
0,91
0,96
1
k trị số hiệu chỉnh theo độ cao của công trình .
*Tỷ tải do gió
3.6.3. Tỷ tải tổng hợp và góc giữa tải trọng tổng hợp và mặt thẳng đứng
Bảng tổng hợp các chế độ tính toán và tỷ tải, ứng suất của các chế độ:
Trạng thái
Nhiệt độ
Tỷ tải do trọng lượng
daN/m.mm2
Tỷ tải do gió daN/m.mm2
Tỷ tải tổng hợp
daN/m.mm2
Ứng suất
daN/mm2
Ứng suất cho phép daN
1- Nhiệt độ thấp nhất
g
-
2- Bão
g
3- Nhiệt độ trung bình năm
g
-
4- Nóng nhất
g
-
-
5- Quá điện áp khí quyển
g
-
II.Phương trình treo dây giữa hai điểm có độ cao bằng nhau đối với những khoảng cột bình thường
1.Thành lập phương trình treo dây giữa hai điểm có độ cao bằng nhau
1.1. Trường hợp hệ trục tọa độ có dạng như hình vẽ:
Phương trình dây xích của đường dây
Tính độ dài, độ võng, độ cao, ứng suất và lực căng của dây dẫn. .
Với các khoảng cột không lớn:
Ứng suất và lực kéo tại điểm bất kỳ:
Trong đó T0 là ứng suất tại điểm thấp nhất của dây dẫn:
Tại A:
1.2.Trường hợp hệ trục tọa độ có dạng như hình bên dưới:
*Chiều dài dây L:
*Độ võng f:
*Tính độ võng và ứng suất của dây tại điểm bất kỳ E:
2.Thành lập phương trình treo dây giữa hai điểm có độ cao không bằng nhau:
*Độ võng thấp nhất của dây dẫn:
*Độ võng ở chính giữa khoảng cột là:
*Khoảng cột tương đương
Khoảng cột tương đương là:
( giữa B’B – khoảng cột tương đương lớn)
(giữa A’A- khoảng cột tương đương bé)
Các thông số của khoảng cột tương đương cũng tuân theo mọi quy luật của khoảng cột thật. Khoảng cột tương đương dùng để tính toán dây dẫn trong các trạng thái khác nhau.
Ta có thể dùng khoảng cột tương đương để tính độ võng của đường căng dây tương đương lớn f’, đó chính là hB
Tương tự ta có độ võng cho đường căng dây tương đương bé, đó chính là hA
*Phương trình treo dây giữa hai điểm treo dây có độ cao không bằng nhau(Chiều dài dây dẫn)
*Tính khoảng cách tới đất tại điểm E bất kỳ (cách cột B khoảng cách x, khoảng cách tới trục Ox là
*Tính lực căng dây tại A và B
Thành phần ngang trục
Thành phần dọc trục:
III.Thành lập phương trình trạng thái của dây dẫn
1.Phương trình trạng thái của dây dẫn đối với khoảng cột có chiều cao bằng nhau:
2.Phương trình trạng thái của dây dẫn đối với khoảng cột có chiều cao không bằng nhau:
Trong đó
Ý nghĩa của phương trình trạng thái:
Từ phương trình trạng thái ta có thể tính được ứng suất dây dẫn của trạng thái chưa biết đầy đủ(trạng thái cần tính toán) theo một trạng thái ban đầu đã biết( trạng thái cơ sở)
IV. Phương pháp ứng dụng của khoảng cột tới hạn vào lập đồ thị quan hệ ứng suất, độ võng cho phép và khoảng cột.
B1: Tính các khoảng cột tới hạn
: Khoảng cột tới hạn giữa trạng thái lạnh nhất và trạng thái nhiệt độ trung bình
: Khoảng cột tới hạn giữa trạng thái lạnh nhất và trạng thái bão
: Khoảng cột tới hạn giữa trạng thái bão và trạng thái nhiệt độ trung bình
B2: So sánh các khoảng cột thực tế với chúng:
Khi trạng thái xuất phát là trạng thái lạnh nhất
Khi trạng thái xuất phát là trạng thái bão
Khi trạng thái xuất phát là trạng thái trung bình
Khi trạng thái xuất phát là trạng thái lạnh nhất
Khi trạng thái xuất phát là trạng thái bão
Không có giá trị
Khi trạng thái xuất phát là trạng thái bão
Khi trạng thái xuất phát là trạng thái trung bình.
Không có giá trị
- Khi trạng thái xuất phát là trạng thái lạnh nhất
- Khi trạng thái xuất phát là trạng thái trung bình
Không có giá trị , chỉ có giá trị
- Với mọi khoảng cột l, trạng thái xuất phát là trạng thái nhiệt độ trung bình.
B3: Tính toán lại các giá trị ứng suất nếu cần thiết
B4: Cho giá trị của khoảng cột l thay đổi ta được ứng suất tại trạng thái cần tính toán
B5: Từ các giá trị của l và ta sẽ vẽ được đồ thị ứng suất theo khoảng cột
* Ý nghĩa của khoảng cột tới hạn
Giúp tìm được ngay trạng thái nào trong 3 trạng thái lạnh nhất, trung bình, bão ứng suất sẽ xảy ra ứng suất vượt khung. Sau đó lấy trạng thái này làm trạng thái xuất phát, gán cho nó ứng suất cho phép rồi tính ra ứng suất và độ võng thi công. Làm như vậy sẽ đảm bảo ứng suất trong mọi trạng thái vận hành đường dây luôn thấp hơn hoặc bằng ứng suất cho phép .
V. Tính khoảng cột tính toán ltt và vẽ đường cong treo dây mẫu SABLON
5.1. Tính khoảng cột tính toán ltt
Khoảng cột tính toán : là khoảng cột dài nhất giữa hai cột kề nhau đảm bảo các điều kiện:
- Khoảng cách từ điểm thấp nhất của dây dẫn trong nhiệt độ không khí cao nhất đảm bảo khoảng cách an toàn trong quy phạm
- Đảm bảo khoảng cách an toàn giữa các pha và từ dây dẫn đến các bộ phận của cột
- Ứng suất trong 3 trạng thái : Lạnh nhất, bão, nhiệt độ trung bình phải đảm bảo nhỏ hơn ứng suất cho phép của các trạng thái đó.Ứng suất của trạng thái lạnh nhất và trạng thái bão không được lớn hơn ứng suất lớn nhất của dây dẫn , ứng suất của trạng thái trung bình không được lớn hơn ứng suất cho phép trung bình nhất.
Giải phương trình trạng thái giữa trạng thái xuất phát và trạng thái tới là trạng thái nóng nhất ta tính được:
Trong đó
.
Trong đó : h là khoảng cách từ pha cuối cùng đến đất
là khoảng cách an toàn nhỏ nhất từ dây dẫn đến mặt đất.
Sau khi tính được khoảng cột tính toán tạm thời ta so sánh giá trị tính được với các khoảng cột tới hạn để xem sét trạng thái cơ sở chính thức của đường dây, từ đó tính lại chính xác khoảng cột tính toán.
5.2. Phương pháp đồ thị tìm quan hệ giữa độ võng f, ứng suất trong dây với khoảng cột l.
Cách tính: Áp dụng phương trình trạng thái, từ trạng thái ban đầu có ứng suất bằng ứng suất cho phép, tính ra ứng suất trong trạng thái nóng nhất rồi tính độ võng f(l) cho các khoảng cột khác nhau từ 50÷100m đến 400÷500m tùy tình hình cụ thể ( gọi là đường cong ứng suất trong trạng thái nóng nhất).
Tính khoảng cột tới hạn
Tính , f(l) cho trạng thái nóng nhất : cho l=50,100,400. So sánh với l1k,l2k,l3k
Trường hợp
Khoảng cột tới hạn được sử dụng
Quan hệ giữa l và l1k, l2k, l3k
Trạng thái xuất phát
1: l<l1k<l2k<l3k
l1k và l2k
l<l1k
l1k<l<l3k
l>l3k
Lạnh nhất
Nhiệt độ trung bình
Bão
2: l1k>l2k>l3k
l2k
l<l2k
l>l2k
Lạnh nhất
Bão
3:l1k ảo, l2k<l3k
l3k
l<l3k
l>l3k
Nhiệt độ trung bình
Bão
4:l3k ảo hoặc rất lớn, l1k<l2k
l1k
l<l1k
l>l1k
Lạnh nhất
Nhiệt độ trung bình
5:l1k,l3k ảo chỉ có l2k
l2k
Nhiệt độ trung bình
Sau khi tính được ta tính độ võng theo công thức :
Lập bảng tính toán và vẽ đồ thị quan hệ , f(l).
Sau khi đã có đồ thị ltt được tính như sau: Biết độ cao treo dây h, khoảng cách đến đất yêu cầu Hyc, tính độ võng cho phép lớn nhất fmax
fmax=h-Hyc
Độ cao treo dây h bằng độ cao xà h’ trừ đi độ dài chuỗi sứ
Tra đồ thị đường cong ứng suất trong trạng thái nóng nhất sẽ tìm được ltt
Khoảng cột tính toán dung để tính toán thiết kế cột. Nếu cột đã có sẵn thì ltt cũng được cho kèm và dùng để tính chia cột. Trong thực tế người thiết kế thường không phải tính ltt. Người ta cho kèm với các cột tiêu chuẩn ltt tương ứng .
Ví dụ: Tính toán công trình 35kV Mường So
Bảng kết quả tính ứng suất
Thông số dây
Loại dây AC70/11
Các thông số dây
Mô dun đàn hồi E= 8250 kg/mm2=8093.25daN/mm2
Hệ số dãn nở dài =19,2x10-6 1/0C
Đường kính chịu gió d=11,4 mm
Tiết diện dây dẫn S=79,3 mm2
Trọng lượng riêng P=0,276 kg/m=0,270756daN/m
Ứng suất đứt
Ứng suất bão
Ứng suất lạnh
Ứng suất TB
Bảng chế độ tính toán
Chế độ tính toán
T(oC)