Расчет ЛЭП с учетом климатических условий

Воздушной линией электропередачи выше 1 кВ называется устройство для передачи электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным при помощи изоляторов и арматуры к опорам или кронштейнам и стойкам на инженерных сооружениях (мостах, путепроводах и т. п.).

Воздушные линии сооружаются в открытой местности и поэтому подвергаются различным атмосферным воздействиям, которые в зависимости от географического положения проявляются в той или иной степени и оказывают основное влияние на надежность работы линии. Поэтому для обеспечения надежной работы ВЛ необходимо обеспечивать ее защиту различными устройствами в зависимости от вида климатических воздействий.

На работу линий  влияют сочетания низких температур с наибольшими скоростями ветра, а так же температура, сопутствующая процессу гололедно-изморозевых образований. 

Отложения  на проводах воздушных линий, вызванные атмосферными процессами, наблюдаются на большей части территории России. Однако виды и интенсивность их неодинаковы в разных районах, в большинстве  случаев наблюдается  только изморозь (часто легкая, кристаллическая), а гололед или смесь бывают незначительной толщины. Особенно сильные гололеды часто наблюдаются местами на Северном Кавказе, в Башкирии, в горной части Кольского полуострова, в Кузбассе, на севере и крайнем севере Урала и Дальнем Востоке. В горных районах вследствие разнообразия рельефа,  высотных отметок, наличия горных хребтов, открытых и закрытых от действия ветра склонов, долин и ущелий можно наблюдать различные виды отложений, разной интенсивности и размеров. Наиболее неблагоприятные условия создаются при расположении трассы воздушной линии на открытых вершинах горных хребтов, доступных ветру любого направления, а так же при расположении на наветренных склонах. Наиболее перспективными являются плавка гололеда и увеличение жесткости провода на кручение, которое осуществляется за счет подвески грузов ограничителей закручивания провода.

Плавка становится затруднительной на любых линиях, как показали расчеты ВНИИЭ, из-за большого перепада температур провода и наружного воздуха. Порывы ветра до 12-15 м/с могут сделать плавку невозможной. Плавка гололеда предварительным нагревом провода, с целью удаления его при малой толщине, хотя и дает положительный эффект, но затруднена в применении в практических условиях из отсутствия средств по оповещению о начале гололедообразования.

Идея снижения токовой нагрузки  удачно осуществляется за счет получения тонкой пленки льда на границе провод- гололед при одностороннем отложении гололеда, который при плавке под действием собственного веса должен падать. Расчеты ВНИИЭ и анализ полученных данных показали, что нагрев и плавление одностороннего гололеда являются самым эффективным способом удаления  гололеда. Практически всегда  в пределах нескольких секунд провод освобождается от гололеда около поддерживающих зажимов, где он имеет одностороннюю форму за счет повышенной жесткости на кручение, и лишь через несколько минут в средней части пролета, где гололед имеет цилиндрическую форму. Для удаления одностороннего гололеда с проводов ВЛ можно использовать сочетание  токов  к.з. с АПВ, что является нормальным режимом работы ВЛ. Удаление одностороннего гололеда, образованного грузами ограничителями закручивания провода, существенно повышает оперативность и эффективность борьбы с гололедными отложениями на проводах ВЛ и полностью предотвращает возможность возникновения аварий от атмосферных воздействий от возможных перегрузок. 

Вторым опасным для воздушных линий явлением, возникающим при ветре и гололеде, связанным с колебательным процессом, является пляска проводов, которая обычно возникает при сочетании порывистого ветра с гололедом при скоростях ветра 5-20 м/с и направлении  под углом 30-90о к оси линии. В отличии от вибрации пляска характеризуется малой частотой, большой амплитудой колебания и большой длиной волны. На проводах  образуются стоячие волны, когда длина полуволны становится кратной длине пролета.

Пляска проводов приводит к их   схлестыванию и иногда пережиганию электрической дугой, а так же к схлестыванию проводов с тросом. При пляске возникают значительные динамические усилия в линейной арматуре и в траверсах опор, наблюдаются  повреждения проводов, линейной арматуры, изоляторов и самих опор. Последствия пляски проводов могут привести к выходу линии из работы на длительное время. Меры борьбы с пляской проводов могут быть направлены на ее ослабление или на уменьшение вероятности  схлестывания проводов.

 На основании мирового опыта  можно сделать следующие выводы:

Создать способ, который гарантировал бы полное гашение и предотвращение пляски проводов при любых природных условиях воздействия ветра и гололеда невозможно.

Создать гасители, ограничивающие пляску до безопасной величины, работающие на регулирование фазовых соотношений между крутильными и поступательными колебаниями, возможно и они оцениваются в мировой практике, как наиболее перспективные и готовые к практическому применению. Такими гасителями являются маятниковые гасители, которые нашли практическое применение в Канаде, США, Германии, Норвегии, Японии, Бельгии, Словакии, Исландии, Латвии, России и т.д. Маятниковый гаситель представляет собой груз на удлиненной консоли.

Метод борьбы с пляской проводов за счет нарушения однородности  нарастания гололеда и  аэродинамической однородности за счет вращения провода и изменения его сечения по длине в настоящее время также считается наиболее перспективным и осуществляется как за счет установки грузов ограничителей закручивания провода, так и за счет, например, спиральных гасителей.

Вибрация проводов это периодические колебания проводов с большой частотой и малой амплитудой. Такие колебания обычно наблюдаются при слабом ветре (при скорости ветра от 0,5 до 7,0 м/с) и в основном при отсутствии гололеда. Вибрация возможна при отложении цилиндрической изморози и тогда она происходит с малой частотой и большой амплитудой (равной диаметру изморози). Такая вибрация очень часто наблюдается в  северных районах России и является наиболее опасной, так как обыкновенные гасители Стокбриджа не справляются с нею. Вибрация проводов при продолжительном действии приводит к усталостному разрушению проводов, арматуры, изоляторов и некоторых элементов опор.

 Для защиты  проводов от повреждений, вызываемых вибрацией, применяются различные средства: снижение натяжения в проводах, усиление проводов спиральной арматурой, изменение длины пролетов между распорками в расщепленных проводах. Но наиболее эффективным средством борьбы с вибрацией является применение гасителя вибрации Стокбриджа, который представляет собой отрезок многопроволочного тросика с укрепленным посередине зажимом и двумя грузами прикрепляемыми к тросику, с целью создания изгибающего момента в нем от динамических нагрузок.  Изменяя конфигурацию и размеры грузов, приближая их к форме груза на рычаге, можно придать гасителю вибрации свойства гасителя пляски и ограничителя гололедообразования и получить комплексное решение этих проблем. При установке гасителей с неравными расстояниями между ними будет обеспечено гашение пляски и  низкочастотной вибрации, возникающих  при отложении изморози на проводах.

1). При расчете ВЛ и их элементов должны учитываться  климатические условия - ветровое давление, толщина стенки гололеда, температура воздуха, степень агрессивного воздействия окружающей среды, интенсивность грозовой деятельности, пляска проводов и тросов, вибрация.

Определение расчетных условий по ветру и гололеду должно производиться на основании соответствующих карт климатического районирования территории РФ (рис.1 и 2) 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.

Температура воздуха определяется на основании данных метеорологических станций с учетом положений строительных норм и правил и указаний настоящих Правил.

Интенсивность грозовой деятельности должна определяться по картам районирования территории РФ по числу грозовых часов в году (рис.3), региональным картам с уточнением при необходимости по данным метеостанций о среднегодовой продолжительности гроз.

Степень агрессивного воздействия окружающей среды определяется с учетом положений СНиПов и государственных стандартов, содержащих требования к применению элементов ВЛ,.

Определение районов по частоте повторяемости и интенсивности пляски проводов и тросов должно производиться по карте районирования территории РФ (рис.4) с уточнением по данным эксплуатации.

По частоте повторяемости и интенсивности пляски проводов и тросов территория РФ делится на районы с умеренной пляской проводов (частота повторяемости пляски 1 раз в 5 лет и менее) и с частой и интенсивной пляской проводов (частота повторяемости более 1 раза в 5 лет).



	



Рис 1. Карта районирования территории РФ по ветровому 

давлению



Рис 2. Карта районирования территории РФ по толщине стенки гололеда 



Рис 3. Карта районирования территории РФ по среднегодовой продолжительности гроз в часах 





Рис 4.  Карта районирования территории РФ по пляске проводов 





2). При определении климатических условий должно быть учтено влияние на интенсивность гололедообразования и на скорость ветра особенностей микрорельефа местности (небольшие холмы и котловины, высокие насыпи, овраги, балки и т. п.), а в горных районах - особенностей микро- и мезорельефа местности (гребни, склоны, платообразные участки, днища долин, межгорные долины и т. п.). 

3). Значения максимальных ветровых давлений и толщин стенок гололеда для ВЛ определяются на высоте 10 м над поверхностью земли с повторяемостью 1 раз в 25 лет (нормативные значения).

4). Нормативное ветровое давление W0, соответствующее 10-минутному интервалу осреднения скорости ветра (ν0), на высоте 10 м над поверхностью земли принимается по табл. 1 в соответствии с картой районирования территории России по ветровому давлению (рис.1 ) или по региональным картам районирования.

Полученное при обработке метеоданных нормативное ветровое давление следует округлять до ближайшего большего значения, приведенного в табл.1

Ветровое давление W определяется по формуле, Па



Полученные значения применяются до высоты 15 м. Рекомендуется округлять их до ближайшего указанного в таблице значения.

Ветровое давление более 1500 Па должно округляться до ближайшего большего значения, кратного 250 Па.

Для ВЛ 110-750 кВ нормативное ветровое давление должно приниматься не менее 500 Па.

Для ВЛ, сооружаемых в труднодоступных местностях, ветровое давление рекомендуется принимать соответствующим району на один выше, чем принято для данного региона по региональным картам районирования или на основании обработки материалов многолетних наблюдений.

Таблица 1

Нормативное ветровое давление W0 на высоте 10 м над поверхностью земли

Район по ветру

Нормативное ветровое давление W0, Па (скорость ветра ν0, м/с)

I

400 (25)

II

500 (29)

III

650 (32)

IV

800 (36)

V

1000 (40)

VI

1250 (45)

VII

1500 (49)

Особый

Выше 1500 (выше 49)

 

5). Для участков ВЛ, сооружаемых в условиях, способствующих резкому увеличению скоростей ветра (высокий берег большой реки, резко выделяющаяся над окружающей местностью возвышенность, гребневые зоны хребтов, межгорные долины, открытые для сильных ветров, прибрежная полоса морей и океанов, больших озер и водохранилищ в пределах 3-5 км), при отсутствии данных наблюдений нормативное ветровое давление следует увеличивать на 40 % по сравнению с принятым для данного района. Полученные значения следует округлять до ближайшего значения, указанного в табл.1.

6).  Нормативное ветровое давление при гололеде Wг с повторяемостью 1 раз в 25 лет определяется по формуле (1), по скорости ветра при гололеде νг. Скорость ветра νг 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 W0. Для ВЛ до 20 кВ нормативное ветровое давление при гололеде должно приниматься не менее 200 Па, для ВЛ 330-750 кВ - не менее 160 Па.

Нормативные ветровые давления (скорости ветра) при гололеде округляются до ближайших следующих значений, Па (м/с): 80 (11), 120 (14), 160 (16), 200 (18), 240 (20), 280 (21), 320 (23), 360 (24).

Значения более 360 Па должны округляться до ближайшего значения, кратного 40 Па.

7).  Ветровое давление на провода ВЛ определяется по высоте расположения приведенного центра тяжести всех проводов, на тросы - по высоте расположения центра тяжести тросов, на конструкции опор ВЛ - по высоте расположения средних точек зон, отсчитываемых от отметки поверхности земли в месте установки опоры. Высота каждой зоны должна быть не более 10 м.

Для различных высот расположения центра тяжести проводов, тросов, а также средних точек зон конструкции опор ВЛ ветровое давление определяется умножением его значения на коэффициент Kw, принимаемый по табл.2.

Полученные значения ветрового давления должны быть округлены до целого числа.

Для промежуточных высот значения коэффициентов Kw определяются линейной интерполяцией.

Высота расположения приведенного центра тяжести проводов или тросов  определяется для габаритного пролета по формуле (2а):



где  - средняя высота крепления провода к изоляторам или средняя высота крепления тросов на опоре, отсчитываемая от отметки земли в местах установки опор, м;  - стрела провеса провода или троса, условно принимаемая наибольшей (при высшей температуре или гололеде без ветра), м.

Для перехода, состоящего из одного пролета, высота расположения приведенного центра тяжести проводов или тросов определяется по формуле (2б):

,

где    - высота крепления тросов или средняя высота крепления проводов к изоляторам на опорах перехода, отсчитываемая от меженного уровня реки или нормального горизонта пролива, канала, водохранилища, м;  - наибольшая стрела провеса провода или троса перехода, м.

Для перехода, состоящего из нескольких пролетов, скоростной напор ветра на провода или тросы определяется для высоты , соответствующей средневзвешенному значению высот приведенных центров тяжести проводов или тросов во всех пролетах перехода и вычисляемой по формуле (2в):



где  - высоты приведенных центров тяжести проводов или тросов над меженным уровнем реки или нормальным горизонтом пролива, канала, водохранилища в каждом из пролетов, м. При этом если пересекаемое водное пространство имеет высокий, незатопляемый берег, на котором расположены как переходные, так и смежные с ними опоры, то высоты приведенных центров тяжести в пролете, смежном с переходным, отсчитываются от отметки земли в этом пролете;  - длины пролетов, входящих в переход, м.


Таблица 2

Изменение коэффициента Kw по высоте в зависимости от типа местности

Высота расположения приведенного центра тяжести проводов, тросов и средних точек зон конструкций опор ВЛ над поверхностью земли, м

Коэффициент Kw для типов местности



А

В

С

До 15

1,00

0,65

0,40

20

1,25

0,85

0,55

40

1,50

1,10

0,80

60

1,70

1,30

1,00

80

1,85

1,45

1,15

100

2,00

1,60

1,25

150

2,25

1,90

1,55

200

2,45

2,10

1,80

250

2,65

2,30

2,00

300

2,75

2,50

2,20

350 и выше

2,75

2,75

2,35



8). При расчете проводов и тросов ветер следует принимать направленным под углом 90º к оси ВЛ.

При расчете опор ветер следует принимать направленным под углом 0º, 45º и 90º к оси ВЛ, при этом для угловых опор за ось ВЛ принимается направление биссектрисы внешнего угла поворота, образованного смежными участками линии.

9). Нормативную толщину стенки гололеда bэ плотностью 0,9 г/см3 следует принимать по табл.3 в соответствии с картой районирования территории России по толщине стенки гололеда (см. рис.2) или по региональным картам районирования.

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



Таблица 3. Нормативная толщина стенки гололеда bэ 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



10). 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 45ºС, нормативную толщину стенки гололеда bэ следует принимать на 5 мм больше, чем для прилегающих участков ВЛ, а для районов с низшей температурой минус 45º и ниже - на 10 мм.

11). Нормативная ветровая нагрузка при гололеде на провод (трос) определяется по формуле (3) с учетом условной толщины стенки гололеда bу, 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 bу = bэ.

12). Толщина стенки гололеда (bэ, bу) 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 формулой (2 а,б,в).

Толщина стенки гололеда на проводах (тросах) при высоте расположения приведенного их центра тяжести более 25 м определяется умножением ее значения на коэффициенты Ki и Kd, принимаемые по табл.4. При этом исходную толщину стенки гололеда (для высоты 10 м и диаметра 10 мм) следует принимать без увеличения, предусмотренного пунктом 10. 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 4.

Коэффициенты Ki и Kd 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



13). 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 bэ рекомендуется принимать не более 15 мм. При этом не следует учитывать коэффициент Ki.

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

15). Нормативная ветровая нагрузка на провода и тросы PH W, Н, действующая перпендикулярно проводу (тросу), для каждого рассчитываемого условия определяется по формуле (3):

PH W = αwKlKwCxWFsin2φ

где αw - 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 αw

1

0,94

0,88

0,85

0,83

0,80

0,76

0,71

0,70

Промежуточные значения αw определяются линейной интерполяцией;

Kl - 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 Kl определяются интерполяцией);

Kw - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности, определяемый по табл.2;

Cx - 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. 1в зависимости от ветрового района;

W = Wг - определяется по пункту 6;

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

φ - угол между направлением ветра и осью ВЛ.

Площадь продольного диаметрального сечения провода (троса) F определяется по формуле (4), м2 

F = (d + 2KiKdbу)l·10-3

где d - диаметр провода, мм;

Ki и Kd - коэффициенты, учитывающие изменение толщины стенки гололеда по высоте и в зависимости от диаметра провода и определяемые по табл.4;

bу - условная толщина стенки гололеда, мм, принимается согласно пункту 11;

l - длина ветрового пролета, м.

16). Нормативная линейная гололедная нагрузка на 1 м провода и троса PH Г определяется по формуле (5), Н/м

			PH Г = πKiKd bэ(d + KiKdbэ)ρg·10- 3	

где Ki, Kd - коэффициенты, учитывающие изменение толщины стенки гололеда по высоте и в зависимости от диаметра провода и принимаемые по табл.4;

bэ - толщина стенки гололеда, мм, по пункту 9;

d - диаметр провода, мм;

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

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

17). Расчетная ветровая нагрузка на провода (тросы) PWп при механическом расчете проводов и тросов по методу допускаемых напряжений определяется по формуле (6), Н

PWп = PH Wγnwγpγf

где PH W - нормативная ветровая нагрузка по формуле (3);

γnw - 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;

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

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

17). Расчетная линейная гололедная нагрузка на 1 м провода (троса) Pг.п при механическом расчете проводов и тросов по методу допускаемых напряжений определяется по формуле (7), Н/м

Pг.п = PH Гγnwγpγfγd

где PH Г - нормативная линейная гололедная нагрузка, принимаемая по формуле (5);

γnw - 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;

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

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

γd - коэффициент условий работы, равный 0,5.

18). При расчете приближений токоведущих частей к сооружениям, насаждениям и элементам опор расчетная ветровая нагрузка на провода (тросы) определяется по формуле (6).

19). При определении расстояний от проводов до поверхности земли и до пересекаемых объектов и насаждений расчетная линейная гололедная нагрузка на провода принимается по формуле (7).

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

21). Нормативная средняя составляющая ветровой нагрузки на опору Qнс определяется по формуле (8), Н

Qн с = KwWСxА

где Kw - принимается по таблице 2;

W - принимается по таблице 1;

Сx -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 bу 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 Qн с не учитывается.

22). Нормативная пульсационная составляющая ветровой нагрузки Qн п для опор высотой до 50 м принимается:

для свободностоящих одностоечных стальных опор:

Qн п = 0,5 Qн с;

для свободностоящих портальных стальных опор:

Qн п = 0,6 Qн с;

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

Qн п = 0,5 Qн с;

для свободностоящих одностоечных железобетонных опор ВЛ до35кВ:

Qн п = 0,8 Qн с;

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

Qн п = 0,6 Qн с.

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.

23). Нормативная гололедная нагрузка на конструкции металлических опор Jн определяется по формуле (9), Н

Jн = KibэμгρgA0

где Ki, bэ, ρ, g - принимаются согласно пункту 16;

μг - 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.

24). Расчетная ветровая нагрузка на провода (тросы), воспринимаемая опорами Pw0 , определяется по формуле (10), Н

Pw0 = Pн wγnwγpγf

где Pн w - нормативная ветровая нагрузка по формуле (3);

γnw, γp - принимается согласно пункту 17;

γf  - 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.

25). Расчетная ветровая нагрузка на конструкцию опоры Q, Н, определяется по формуле:

Q = (Qн с + Qн п) γnwγpγf 

где Qн с - нормативная средняя составляющая ветровой нагрузки, принимаемая по пункту 21;

Qн п - нормативная пульсационная составляющая ветровой нагрузки, принимаемая по пункту 22;

γnw, γp - принимаются согласно пункту 17;

γf - коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный:

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

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

 26). Расчетная ветровая нагрузка на гирлянду изоляторов Pи, Н, определяется по формуле (11):

Pи = γnwγp Kw Cx Fи W0γf

где γnw, γp - принимаются согласно пункту 17;

Kw - принимается согласно таблице 1;

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

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

W0 - нормативное ветровое давление;

Fи - площадь диаметрального сечения цепи гирлянды изоляторов, м2, определяется по формуле (12)

Fи = 0,7DиHиnN·10-6

где Dи - диаметр тарелки изоляторов, мм;

Hи - строительная высота изолятора, мм;

n - число изоляторов в цепи;

N - число цепей изоляторов в гирлянде.

27). Расчетная линейная гололедная нагрузка на 1 м провода (троса) Рог., Н/м, воспринимаемая опорами, определяется по формуле (13)

Рг.о = Pн гγпгγpγfγd

где Pн г - нормативная линейная гололедная нагрузка, принимается по формуле 5;

γпг, γp - принимаются согласно пункту 17;

γf - 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;

γd - коэффициент условий работы, равный:

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

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

28). Гололедная нагрузка от проводов и тросов, приложенная к точкам их крепления на опорах, определяется умножением соответствующей линейной гололедной нагрузки (формула (5), (7), (13)) на длину весового пролета.

29). Расчетная гололедная нагрузка на конструкции опор J, Н, определяется по формуле (14):

J = Jнγпгγpγfγd

где Jн - нормативная гололедная нагрузка, принимаемая по формуле (9)

γпг, γp - принимаются согласно пункту 17;

γf, γd - принимаются согласно пункту 27.

30). 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.

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

32). Нормативные нагрузки на опоры ВЛ от тяжения проводов и тросов определяются при расчетных ветровых и гололедных нагрузках по пункту 17 и 18.

Расчетная горизонтальная нагрузка от тяжения проводов и тросов, Тmax, 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 γf , равный:

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

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