Пусть не рвутся Ваши провода и самонесущие кабели! Пусть не ломаются Ваши опоры!
Обоснуйте правильно тяжение на конструкции!Не завышайте напряжение в проводе!Не занижайте климатические воздействия!

Руководство пользователя LineMech

Содержание

1. Описание программы

1.1.Общие сведения

1.1.1. Наименование программы

1.1.2. Исключительные права. Авторские права. Сертификат

1.2.Назначение и цели внедрения программы

1.2.1. Назначение программы

1.2.2. Цели внедрения программы

1.3. Краткое описание программы

1.3.1. Исходные данные для расчета

1.3.2. Расчёт

1.3.3. Результаты расчёта

1.4. Литература

2. Описание применения

2.1. Общие указания пользователю

2.2. Ограничения программы

2.3. Место расчёта в проекте

2.3.1. Ещё раз про ‘ВОЛС ВЛ’

2.4. Исходные данные

2.4.1. Требования к характеристикам проводов, тросов и самонесущих кабелей для внесения в справочник программ

2.4.2. Требования к данным климатических условий, запрашиваются на метеостанциях

2.4.3.  Нормативные ветровые и гололёдные нагрузки

2.4.4. Коэффициенты надёжности к нормативным ветровым и гололёдным нагрузкам

2.4.5. Требования к задаваемым максимальным напряжениям, тяжениям

2.5. Термины

2.6. Дополнительные функции

2.7. Начало работы с программой

2.8. Ввод, редактирование и удаление данных

2.9. Организация данных

3. FAQ и К (кому и как обращаться с вопросами)

 

 

1. Описание программы

1. 1. Общие сведения

1.1.1. Наименование программы

Программа механического расчёта проводов, тросов и самонесущих кабелей линий связи и электропередачи «LineMech».

1.1.2.Исключительные права. Авторские права. Сертификат

Свидетельство о государственной регистрации программы № 2008614732 от 1 октября 2008 года.

Правообладателем программы LineMech является ООО «Айтея», ранее «Проэнергософт», г. Новосибирск, тел./факс: (383) 231-12-12, 231-02-13, 231-21-22, 218-81-40.

E-mail: line@linecross.ru,  Сайт в Интернете www.linecross.ru.

Автор программы: Иванов Николай Павлович.

Программисты: Шевченко С.С., Сергеев С.Г., Бибик Е.И., Авраменко А.А., Корнилов М.В. и др.

Перевод на английский язык Ирины Одновал.

Сертификат соответствия:

1.2. Назначение и цели внедрения программы

1.2.1.Назначение программы

Автоматизация выполнения механического расчёта провода, троса, самонесущего кабеля по методу допускаемых напряжений.

Программа переведена на английский язык с возможностью вывода результатов расчётов для зарубежных заказчиков проектов.

1.2.2. Цели внедрения программы

1. Визуальный выбор по проекту допускаемого напряжения (тяжения) в материале провода, троса, силовой части самонесущего кабеля с учетом:

- допускаемых напряжений (тяжений) согласно ПУЭ, ГОСТ, ТУ на провода, тросы, самонесущие кабели, данных завода - изготовителя;

- допускаемых тяжений на несущие конструкции (опоры, порталы и т.п.);

- возможного дополнительного снижения нагрузок на несущие конструкции при запасе габарита.

2. Определение габаритного пролёта при выбранном проектировщиком типовом проекте опор, порталов.

3. Выбор проектировщиком типового проекта массовых опор линии, исходя из габарита.

4. Выбор напряжения (тяжения) в тросе, в том числе ОКГТ по расстоянию между проводом и тросом в пролёте.

5. Сопоставление стрел провеса провода и троса, провода и самонесущего кабеля в различных режимах.

6. Проверка габарита ОКСН над землёй при гололёде.

7. Расчёт погонных и приведённых нагрузок на провода, тросы, кабели с целью дальнейшего применения при сборе нагрузок на опоры.

8. Определение установившихся допускаемых напряжений (тяжений) в проводах, тросах, самонесущих кабелях по замерам стрел провеса и тяжений на существующих линиях. Экспертиза.

9. Построение шаблона для расстановки опор по профилю.

10. С помощью шаблона расстановка опор по профилю (сама по себе операция расстановки опор по профилю не автоматизируется, так как является неотъемлемой самостоятельной инженерной задачей проектировщиков).

11. Расчёт приведённых пролётов по анкерным участкам линии. При необходимости:  уточнение шаблона и проверка расстановки опор по профилю;  обновление расчётов.

12. При наличии запаса по габариту – снижение допускаемых напряжений (тяжений).

13. Построение кривых провисания проводов, тросов и самонесущих кабелей для разных температур.

14. С помощью кривых провисания проводов, кабелей проверка отклонения гирлянд изоляторов при низших температурах (проверка на вырывание опор при низших температурах).

15. С помощью кривых провисания предварительная установка опор на пересечениях с инженерными сооружениями и естественными препятствиями при расстановке опор по профилю.

1.3. Краткое описание программы

1.3.1. Исходные данные для расчёта

Провода, тросы, самонесущие кабели представлены следующими характеристиками:

·         марка провода, троса, самонесущего кабеля;

·         диаметр;

·         сечение несущей нагрузку части;

·         погонный вес, даН/м, (1 кг – 0.98 даН);

·         модуль упругости, даН/мм2 (кН/мм2);

·         коэффициент температурного линейного удлинения, м/град. (1/К).

Для хранения данных по проводам, тросам, самонесущим кабелям в программе имеется редактируемый справочник (добавить, удалить, исправить).

Для учёта внешних воздействий на провода, тросы, самонесущие кабели согласно ПУЭ в исходных данных программы запрашиваются климатические условия:

1. Температура:

·          максимальная температура окружающего воздуха;

·          минимальная температура окружающего воздуха;

·          температура при максимальном ветре;

·          температура при гололёде без ветра;

·          температура при максимальном ветре и гололёде;

·          среднеэксплуатационная (среднегодовая) температура.

2. Скорость ветра:

·         максимальная скорость ветра;

·         скорость ветра при гололёде.

3. Гололёд:

·         толщина стенки гололёда, мм.

4. Уточнение климатических параметров.

 Программой в расчёте учтены коэффициент на ветровую нагрузку по высоте в зависимости от типа местности и другие рекомендации ПУЭ-7, неравномерность ветра и лобовое сопротивление.  Учтены коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололёда по высоте над поверхностью земли, коэффициент, учитывающий изменение толщины стенки гололёда в зависимости от диаметра провода, троса, самонесущего кабеля и другие рекомендации ПУЭ-7.

В программе учитывается, что базовые нормативные нагрузки (внешние воздействия) и поправки, зависящие от типа местности и высоты согласно таблицам 2.5.2 и 2.5.4 ПУЭ-7 (уточнение климатических параметров) пользователь задаёт отдельно. В  этом случае пользователь может учесть как требования старых ПУЭ (самостоятельно, при разнице в коэффициентах), так и новых.

Для определения расчётных нагрузок согласно ПУЭ-7 дополнительно введены коэффициенты надежности к нормативным нагрузкам отдельным вводом данных:

·         к ветровым нагрузкам: ответственности, региональный, надёжности;

·         к гололёдным нагрузкам: ответственности, региональный, надёжности, условий работы.

Согласно 2.5.11 ПУЭ-7 значения этих коэффициентов, по умолчанию, приняты равными единице.

Коэффициенты надёжности не являются частью теории механического расчёта, учитывают человеческий фактор. Заказчик проекта вправе усилить или ослабить проект, изменив какой-либо коэффициент надёжности, соответственно меняющий скорость ветра или толщину стенки гололёда, указав это в задании на проектирование.

При вводе уточнений климатических параметров по умолчанию принят тип местности А с высотой приведённого центра тяжести до 15 м.

Для расчёта пролётов в исходные данные внесён запрос значений минимального  и максимального рассчитываемых пролётов и шага (от 1 м) изменения значений пролётов в этом диапазоне.

Согласно методу расчёта (допускаемых напряжений, тяжений) в исходных данных запрашиваются согласно ПУЭ два значения принятых допускаемых напряжений (тяжений):

·         максимальное допускаемое напряжение (тяжение) в несущем сечении провода, троса, самонесущего кабеля при наибольших нагрузках (гололёд и ветер) и при низшей температуре, даН/мм2 (Н/мм2); даН (кН);

·         максимальное допускаемое напряжение (тяжение) в несущем сечении провода, троса, самонесущего кабеля при среднеэксплуатационных условиях (среднегодовой температуре), даН/мм2 (Н/мм2); даН (кН).

Все исходные данные выводятся перед результатами расчётов для контроля в проекте.

 

Климатические условия

Температура максимальная

 

°С

Температура минимальная

 

°С

Среднегодовая температура

 

°С

Температура при максимальном ветре

 

°С

Температура при гололёде без ветра

 

°С

Температура при гололёде и ветре

 

°С

Максимальная скорость ветра

 

м/с

Скорость ветра при гололёде

 

м/с

Толщина стенки гололёда

 

мм

Расчётные данные

Марка провода, троса, самонесущего кабеля

 

Минимальный пролёт

 

м

Максимальный пролёт

 

м

Шаг

 

м

 

Допускаемые напряжения

Максимальное допускаемое напряжение

 

даН/мм^2 (Н/мм2)

Напряжение при среднегодовой температуре

 

даН/мм^2 (Н/мм2)

Допускаемые тяжения

Максимальное допускаемое тяжение

 

даН (кН)

Тяжение при среднегодовой температуре

 

даН (кН)

 

 

Коэффициенты надёжности к нормативным нагрузкам

К ветровым нагрузкам

Ответственности

1,00

Региональный

1,00

Надёжности

1,00

К гололёдным нагрузкам

Ответственности

1,00

Региональный

1,00

Надёжности

1,00

Условий работы

1,00

 

Характеристика провода, троса, кабеля

Диаметр, мм

 

Сечение, мм^2

 

Погонный вес (нагрузка), кг/м

 

Модуль упругости, даН/мм^2 (кН/мм2)

 

Коэффициент температурного линейного расширения, 1/К

 

 

Уточнение климатических параметров

Тип местности

 А

Высота приведённого центра тяжести проводов, тросов, кабеля, средних точек зон конструкций опор над поверхностью земли, м

 15

 

Результат расчётов – тяжения, напряжения в материале провода, троса, самонесущего кабеля, стрелы провеса для заданных пролётов выводятся в расчётных нагрузочных, габаритных, монтажных и других режимах:

1.      Ветер при гололёде, гололёд, температура при гололёде и ветре.

2.      Ветра нет, гололёд, температура при гололёде.

3.      Ветер максимальный, гололёда нет, температура при максимальном ветре.

4.      Монтажный. Ветер 10 м/с, гололёда нет, температура -15ºС.

5.      Ветра нет, гололёда нет, температура +15ºС.

6.      Ветра нет, гололёда нет, температура минимальная (низшая).

7.      Ветра нет, гололёда нет, температура максимальная (высшая).

                    8.      Ветра нет, гололёда нет, температура среднеэксплуатационная (среднегодовая).

9.      Ветер 0.3* Vmax,  но не менее 10 м/с, гололёда нет, температура +15ºС.

10.  Для переходов через железные дороги. Ветра нет, гололёда нет, температура +70ºС.

11.  Монтажный. Ветра нет, гололёда нет, температура +30ºС.

12.  Монтажный. Ветра нет, гололёда нет, температура +20ºС.

13.  Монтажный. Ветра нет, гололёда нет, температура +10ºС.

14.  Монтажный. Ветра нет, гололёда нет, температура 0ºС.

15.  Монтажный. Ветра нет, гололёда нет, температура -10ºС.

16.  Монтажный. Ветра нет, гололёда нет, температура -20ºС.

17.  Монтажный. Ветра нет, гололёда нет, температура -30ºС.

Выбор режимов для расчёта производится запросом у пользователя двух вариантов: все режимы (17); «габаритные» режимы (2, 7).

1.3.2. Расчёт

Расчёты, приведённые далее, полностью соответствуют теории, кроме коэффициентов надёжности, указанных ПУЭ-7. Линии электропередачи, построенные 50-70 лет назад, по результатам замеров тяжения и стрел провеса полностью подтверждают правильность расчётов.

Определение нагрузок

Погонные и удельные нагрузки (1…7):

1. Нагрузка от собственного веса провода

p1 – даН/м (1 кг – 0.98 даН) – из справочника.

2. Нагрузка от веса гололёда (гололёд на проводе имеет цилиндрическую форму).

.

- удельный вес гололёда.

На толщину стенки гололёда применяются коэффициенты по формулам ПУЭ-7 в зависимости от высоты приведённого центра тяжести и диаметра проводов согласно исходным данным.

На погонную нагрузку p2согласно ПУЭ-7 применяются коэффициенты надёжности из исходных данных.

3. Нагрузка от веса провода с гололёдом.

4. Нагрузка от давления ветра на провод без гололёда.

Значение (коэффициент неравномерности) получаем интерполяцией. (ПУЭ-7).

Значение (аэродинамический коэффициент) также берём по ПУЭ-7.

На величину скорости ветра применяются коэффициенты в зависимости от высоты приведённого центра тяжести и типа местности по таблицам ПУЭ-7.

Коэффициенты интерполируются.

На погонную нагрузку p4согласно ПУЭ-7 применяются коэффициенты надёжности из исходных данных.

5. Нагрузка от давления ветра на провод с гололёдом.

При этом 0.25qпри гололёде, a=1, не меняется.

На погонную нагрузку p5согласно ПУЭ-7 применяются коэффициенты надёжности из исходных данных.

6. Нагрузка от давления ветра и веса провода без гололёда.

7. Нагрузка от ветра и веса провода с гололёдом.

Значения погонных и удельных нагрузок показываются в выходной форме перед результатами расчётов вслед за исходными данными, используются для оценки нагрузок на опоры.

 

Номера нагрузок

Нагрузки

Погонные нагрузки, даН/м (Н/м)

Приведённые нагрузки, даН/м·мм^2 (Н/м·мм^2)

1

От веса провода

 

 

2

От веса гололеда

 

 

3

От веса провода с гололёдом

 

 

4

Давление на провод ветра

 

 

при грозовых и внутр. перенапряжениях, не менее

 

 

при грозовых и внутренних перенапряжениях

 

 

5

Давление ветра при гололёде

 

 

6

От веса провода и давления ветра

 

 

при грозовых и внутр. перенапряжениях, не менее

 

 

при грозовых и внутренних перенапряжениях

 

 

7

От веса провода, гололёда и давления ветра

 

 

 

Расчёт критических пролётов

 

 

n

m

 

В результате расчётов значения критических пролётов получаются в пяти сочетаниях:

1.

При изменении пролёта от 0 до  расчётные условия – низшие температуры; от  до  - среднегодовые условия; от  до  - гололёд.

2.

 - расчётные – низшие температуры;

 - расчётными являются гололёдные условия (наибольшие нагрузки).

3.  - мнимый критический пролёт; - не имеет физического смысла;  - расчётный критический пролёт.

 - расчётные – среднегодовые условия;  - гололёдные расчётные условия.

4.  - мнимый критический пролёт; - не имеет физического смысла;  - расчётный критический пролёт.

 - расчётные – низшие температуры;

 - расчётные – среднегодовые условия.

5.  и  - мнимые критические пролёты; - не имеет физического смысла.

В данном случае расчётными являются среднегодовые условия при всех длинах пролётов.

Значения критических пролётов распечатываются в результатах расчёта, указываются мнимые и не имеющие смысла.

 

Критические пролёты

Первый критический пролёт

 

м

Второй критический пролёт

 

м

Третий критический пролёт

 

м

 

Для определения стрел провеса провода определяются напряжения в проводе при различных атмосферных условиях.

 

Решение уравнения состояния провода. Расчёт напряжений, тяжений и стрел провеса

Расчёт производится по уравнению состояния провода.

 где:

 - напряжение в материале провода при изменяющихся атмосферных условиях.

 - действительная (заданная) длина пролёта из исходных данных.

 - нагрузка на каждом из сочетаний атмосферных условий.

 - модуль упругости.

 - сравниваемое напряжение в материале провода. В зависимости от соотношения критических пролётов, длин пролётов и расчётных условий.

 - нагрузка при сравниваемых атмосферных условиях.

 - соответственно расчётным условиям.

 температура соответствующего сочетания атмосферных (климатических) условий.

Поочередно берётся каждое сочетание климатических условий и определяется напряжение в проводе, сравниваемое с расчётными «m»-ными условиями.

Уравнение состояния провода:

  решается методом половинного деления.

Выполняются расчёты напряжений для заданных пролётов при всех заданных расчётных условиях.

Стрелы провеса:

Для всех режимов и пролётов выполняется расчёт тяжений

.

 

1.3.3. Результаты расчёта

Результаты расчёта оформляются таблицей xlsс указанием заданных пролётов, второго критического пролёта, тяжениями, напряжениями и стрелами провеса в заданных режимах внешних воздействий.

 

Приведённая нагрузка, даН/м·мм^2 (Н/м·мм^2)

 

 

 

 

 

Температура, °С

 

 

 

 

 

Гололёд, мм

 

 

 

 

 

Ветер, м/с

 

 

 

 

 

Пролёт, м

Режим

… 

 17

 L2кр.

Тяжение, даН (кН)

 

 

 

 

 

Напряжение, даН/мм^2 (Н/мм^2)

 

 

 

 

 

Стрела провеса, м

 

 

 

 

 

L1

Тяжение, даН (кН)

 

 

 

 

 

Напряжение, даН/мм^2 (Н/мм^2)

 

 

 

 

 

Стрела провеса, м

 

 

 

 

 

… 

Тяжение, даН (кН)

 

 

 

 

 

Напряжение, даН/мм^2 (Н/мм^2)

 

 

 

 

 

Стрела провеса, м

 

 

 

 

 

Ln

Тяжение, даН (кН)

 

 

 

 

 

Напряжение, даН/мм^2 (Н/мм^2)

 

 

 

 

 

Стрела провеса, м

 

 

 

 

 

 

 

Шаблоны для расстановки опор по профилю. Кривые провисания.

Для построения шаблонов или кривых провисания проектировщику предлагается, что ему необходимо и, в зависимости от его выбора запрашивается:

А. Для шаблонов: величина габаритного (приведённого) пролёта, высота подвески нижнего провода, требуемый габарит, запас, требуемый масштаб и режим (гололёд или максимальная температура).

Б. Для кривых: масштаб, величина пролёта и температура (без гололёда).

Выполняется расчёт по программе для определения при выбранном режиме напряжения в материале провода, троса самонесущего кабеля для построения шаблона или кривой для указанного габаритного или приведённого пролёта.

Кривая провисания провода:

Подставляем значения точек x и y в заданном масштабе строим кривую провисания провода.

Разместив такую же кривую ниже на габарит и запас получим так называемую «габаритную» кривую.

 

 

Ещё одну кривую разместим ещё ниже на высоту подвески минус габарит с запасом, получим «земляную» кривую.

Расстояние от верхней до нижней кривой в любой точке даёт высоту подвески нижнего провода.

Таким же образом могут быть построены кривые провисания провода при разных температурах (без 2 и 3 кривой).

Рядом выводится краткая характеристика шаблона, кривой.

 

 

Форма xls для вывода результатов

Если заданы допускаемые напряжения – рассчитываются тяжения.

И наоборот.

1.6.Литература

    1. Руководящие указания по расчёту проводов тросов воздушных линий электропередачи. ОРГРЭС, 1965.

2. Крюков К.П., Новгородцев Б.П. Конструкции и механический расчёт линий электропередачи.

3. Бошнякович А.Д. Механический расчёт проводов и тросов линий электропередачи.

4. Правила устройства электроустановок, издание 6.

              5. Правила устройства электроустановок, издание 7.

6. Правила проектирования, строительства и эксплуатации волоконно-оптических линий связи на воздушных линиях электропередачи напряжением 110 кВ и выше. Минтопэнерго РФ, РАО ЕЭС, Госкомсвязи РФ. 1998 г.

7. Правила проектирования, строительства и эксплуатации волоконно-оптических линий связи на воздушных линиях электропередачи напряжением 0,4-35 кВ. Минэнерго РФ, Министерство РФ по связи и информатизации, 2002 г.

8. Правила подвески и монтажа самонесущего волоконно-оптического кабеля на опорах контактной сети и высоковольтных линий автоблокировки (утв. МПС РФ 16.08.1999 № ЦЭ/ЦИС-677).

9. Положение о технической политике в распределительном электросетевом комплексе. Приложение к распоряжению ОАО РАО «ЕЭС России» и ОАО «ФСК ЕЭС» от 25.10.2006 № 270р / 293р

 

2. Описание применения

2.1. Общие указания пользователю

Программа LineMech выполняет классический механический расчёт проводов, тросов и самонесущих изолированных проводов и кабелей линий электропередачи и связи.

Расчёт производится по методу допускаемых напряжений (тяжений) при условии обеспечения определенного запаса прочности. Согласно ПУЭ, вместо запаса прочности на практике используются допускаемые напряжения (тяжения), данные в долях или процентах от предела прочности.

Расчёт производится исходя из данных о климатических условиях (РКУ), задаваемых напряжений (тяжений) в несущем материале провода, троса, самонесущего кабеля.

Представленные в расчётах значения критических пролётов не всегда имеют физический смысл, иногда принимают значение мнимой величины, не имеют смысла. Применяются для определения расчётного режима. Подробности в литературе и описании программы.

Расчёт выводится в таблицах xlsдля распечатки и оформления в проектной документации в разделе «Обосновывающие материалы и подлинники расчётов».

В LineMech с применением CAD или другого графического пакета производится построение шаблонов для расстановки опор и последующего контроля по реальной расстановке, а также кривых провисания проводов, тросов и самонесущих кабелей при различных температурах для габаритных и приведённых пролётов.

Справочник проводов, тросов, самонесущих кабелей, ранее содержавший только гостированные их типы, по просьбе пользователей дополнен негостированными марками, внесёнными, в основном, для ориентировки в значениях задаваемых характеристик.

Предупреждение.Данные по негостированным проводам (в том числе СИП), тросам, самонесущим кабелям отличаются у разных заводов-изготовителей, выпускающих их по собственным ТУ, изменяются со временем, поэтому эти данные должны быть проверены, согласованы непосредственно для каждого проекта с заводом – изготовителем.

Программа позволяет выполнить обосновывающие расчёты как для нового строительства, так и для реконструкции, используя как требования ПУЭ-7, так и более ранних изданий.

Для расчёта существующих ВЛ необходимо использовать повторяемость климатических условий, используемую при их проектировании.

Расчётная часть программы использовалась при проектировании с 1985 года, начиная с ЭВМ СМ-4.

Программа рассчитана на пользователей, регулярно занимающихся проектированием воздушных линий связи и электропередачи.

Предупреждение: От достоверности исходных данных для расчёта (см. ПУЭ) и правильности внесённых в справочник характеристик проводов, тросов и кабелей зависит конечный результат!

Применительно к имеющимся в справочнике проводам, тросам, кабелям не может быть рассчитан какой-либо другой провод, трос, кабель. Расчёт будет нереален.

 

 

2.2. Ограничения программы

Расчёты производятся для любого подвешиваемого линейного материала (гибкая нить, цепь, провод, трос, канат, самонесущий кабель, кабель подвешенный на отдельном тросе и т.п.). Достоверность результатов определяется правильностью задания исходных данных. Сечение несущей части провода, троса, кабеля не может быть определено по внешнему диаметру, кроме случаев заполнения несущими материалами полностью по всему диаметру.

Длина пролёта при построении кривых в LineMechограничена. В некоторых случаях, в особенности, когда низшая точка провисания провода находится в соседнем пролёте, удобнее, для получения кривой провисания, воспользоваться программой LineCross. Это также необходимо при решении вопроса перевески изоляторов в натяжной гирлянде юбками в сторону крепления гирлянды, а не в сторону пролёта.

Число исследуемых пролётов в одном расчёте – 600. Первый расчёт – для значения второго критического пролёта.

В пролётах более 600 метров точность расчёта снижается с увеличением длины пролёта.  При тестировании программы производилось сравнение с расчётом пролёта большого перехода 1000 м. Разность в стрелах провеса при расчёте по нашей программе в сравнении со специализированным расчётом – несколько сантиметров.

Число символов в марке провода, троса кабеля справочника увеличено с 9 до 16 (с версии 3.5). С версии 4.2 число символов значительно увеличено.

Внимание. Согласовывайте характеристики негостированных проводов, тросов, самонесущих кабелей с заводами-изготовителями.

 

2.4.Место расчёта в проекте

Расчёт предназначен для определения проектом допускаемых напряжений (тяжений) в материале провода, троса, самонесущего кабеля с учётом несущей способности самого провода, троса, самонесущего кабеля, с учётом несущей способности конструкций, к которым подвешиваются провода, тросы, самонесущие кабели.

В результатах расчётов представлены значения погонных, приведённых нагрузок для последующей оценки проектировщиком нагрузок на несущие конструкции (опоры, порталы и.т.п.) от тяжения проводов, тросов, самонесущих кабелей при различных воздействиях климатических условий.

Расчёт по данной программе обычно не представлен в проекте, он должен храниться в материалах проекта, в томе «Обосновывающие материалы и подлинники расчётов», не выдаваемом заказчику.

В самом проекте обычно делается следующая запись: «Проектом принято максимальное допускаемое напряжение в проводе … (при наибольшей нагрузке и низшей температуре) 11.4 даН/мм2 (114.0 Н/мм2), при среднегодовой температуре 8.5 даН/мм2 (85 Н/мм2)». Принятое максимальное допускаемое напряжение может быть разным для разных участков трассы.

Для самонесущих кабелей связи удобнее пользоваться допускаемыми нагрузками (тяжениями), что реализовано в программах.

Если эти значения равны максимальным для провода, троса, самонесущего кабеля по ПУЭ, ГОСТ, ТУ, возникает вопрос: не превышено ли тяжение на опоры, нет ли запаса по габариту?

Проектировщик имеет право снизить эти значения до оптимальных.

Распространённая ошибка в проектах: натяжение провода, троса, самонесущего кабеля с  максимальными усилиями, разрешёнными ПУЭ, ГОСТ, ТУ на эти провода, тросы, самонесущие кабели, иногда забывая про несущие способности конструкций, к которым они крепятся.

Зачастую проектировщик грузит конструкции линии, не давая никакого запаса на возможное ухудшение внешних климатических воздействий, даже имея запас по габариту много более 0.5 м (обычный проектный запас).

Для кабелей ВОЛС допускаемые нагрузки (тяжения) подбираются как можно более сниженными по сравнению с паспортными данными на кабель, тем более при подвеске на существующих ВЛ, где нагрузка от них первоначально не была предусмотрена.

Принятые проектом допускаемые напряжения (тяжения) используются далее в расчётах габаритов пересечений, монтажных тяжений и стрел провеса. Во всех дальнейших расчётах по проекту используются одинаковые значения климатических условий,  уточнений климатических параметров, коэффициентов надёжности, напряжений (тяжений). Для ускорения и с целью устранения ошибок, в других программах предусмотрен импорт этих данных из файлов исходных данных программы LineMech.

Для первоначального расчёта выбирается наименьшее из максимальных допускаемых напряжений (тяжений) с учётом:

- допускаемых напряжений (тяжений) согласно ПУЭ, ГОСТ, ТУ на провода, тросы, самонесущие кабели;

- допускаемых тяжений на несущие конструкции (опоры, порталы, заделки в стенах и т.п.);

- дополнительных данных завода–изготовителя (известны случаи изменения заводом–изготовителем характеристик неГОСТированных самонесущих изолированных проводов, кабелей ВОЛС, о чём завод обычно предупреждает, но у проектировщика могут оказаться устаревшие ТУ). Рекомендуется запрашивать данные для каждого проекта.

Первоначальный расчёт выполняется на диапазон возможных пролётов с шагом изменения пролёта 5-10-25 метров с целью первоначальной оценки габаритов над землёй при выбранных высотах подвески. Высота подвески принимается в зависимости от потребности для согласованных для строительства опор типовых проектов или массовых опор существующих ВЛ.

При уточнении данных по габаритным и приведённым пролётам расчёты выполняются с шагом пролёта 1 м.

Выбор режимов для расчёта производится запросом у пользователя для двух вариантов: все режимы (17); «габаритные» режимы (2, 7).

При проектировании ВОЛС ВЛ необходимо иметь расчёты для проводов существующей ВЛ и для кабеля проектируемой ВОЛС с целью сопоставления стрел провеса и подбора оптимального максимального допускаемого тяжения в самонесущем ВОК (ОКСН или ОКГТ).

Как правило, в малых пролётах, при расчётах всех режимов, оказываются совсем незначительные стрелы провеса, в том числе в монтажных режимах. Это говорит о том, что после первоначальной расстановки опор, после расчёта приведённых пролётов, нужно будет принять решения об окончательно принимаемых в проекте максимальных допускаемых напряжениях (тяжениях), разных для анкерных участков линии.

 Особенно это необходимо при применении самонесущих диэлектрических ВОК (ОКСН) с малым коэффициентом температурного линейного расширения и незначительным модулем упругости. Для них стрелы провеса в малых пролётах в монтажных режимах менее 0.5 метра просто недопустимы.

Следующими расчётами уточняется диапазон расчёта пролётов с шагом 1 метр.

 

Приведённая нагрузка, даН/м·мм^2

0,0093

0,0033

Температура, °С

-10

40

Гололёд, мм

15

0

Ветер, м/с

0,0

0,0

Пролёт, м

Режим

2

7

253,00

Тяжение, даН

2681

935

Напряжение, даН/мм^2

9,73

3,39

Стрела провеса, м

7,65

7,89

254,00

Тяжение, даН

2680

934

Напряжение, даН/мм^2

9,72

3,39

Стрела провеса, м

7,71

7,96

255,00

Тяжение, даН

2679

934

Напряжение, даН/мм^2

9,72

3,39

Стрела провеса, м

7,78

8,02

256,00

Тяжение, даН

2678

934

Напряжение, даН/мм^2

9,71

3,39

Стрела провеса, м

7,84

8,09

257,00

Тяжение, даН

2677

934

Напряжение, даН/мм^2

9,71

3,39

Стрела провеса, м

7,91

8,15

258,00

Тяжение, даН

2676

934

Напряжение, даН/мм^2

9,71

3,39

Стрела провеса, м

7,97

8,22

 

Расчёт может быть выполнен вначале только для «габаритных» режимов (2 и 7), чтобы проще сориентироваться для определения режима, при котором принимается габаритный пролёт. Это режим наибольшей стрелы провеса, или 2-й – гололёд без ветра, или 7-й режим – максимальной температуры без ветра. Для ОКСН (диэлектрические кабели), как правило, определяющим на территории РФ, имеющим большую стрелу провеса, является режим при гололёде без ветра.

В зависимости от высоты подвески проводов, кабелей, обеспечения габарита над землёй определяется значение габаритного пролёта, о чём выполняется запись в проекте, уточняются значения весового и ветрового пролётов.

Для детального рассмотрения поведения провода, троса, самонесущего кабеля в нагрузочных, расчётных, габаритных, монтажных режимах выполняется «Расчёт всех режимов», что заложены в программе «по умолчанию». Перечень режимов приведён в описании программы.

В результатах расчётов представлены значения погонных, приведённых нагрузок для последующей оценки проектировщиком нагрузок на несущие конструкции (опоры, порталы и.т.п.) от тяжения проводов, тросов, самонесущих кабелей при различных воздействиях климатических условий.

Номера нагрузок

Нагрузки

Погонные нагрузки, даН/м (Н/м)

Приведённые нагрузки, даН/м·мм^2 (Н/м·мм^2)

1

От веса провода

 

 

2

От веса гололеда

 

 

3

От веса провода с гололёдом

 

 

4

Давление на провод ветра

 

 

при грозовых и внутр. перенапряжениях, не менее

 

 

при грозовых и внутренних перенапряжениях

 

 

5

Давление ветра при гололёде

 

 

6

От веса провода и давления ветра

 

 

при грозовых и внутр. перенапряжениях, не менее

 

 

при грозовых и внутренних перенапряжениях

 

 

7

От веса провода, гололёда и давления ветра

 

 

 

В LineMech с применением CAD или других графических пакетов производится построение шаблонов для расстановки опор и последующего контроля по реальной расстановке, а также кривых провисания проводов, тросов и самонесущих кабелей при различных температурах для габаритных и приведённых пролётов.

Шаблоны для расстановки опор и для последующего контроля, как и расчёт по данной программе обычно не представлены в проекте, они должны храниться в материалах проекта, в томе «Обосновывающие материалы и подлинники расчётов» в архиве проектной организации.

Шаблоны и кривые могут быть распечатаны на прозрачной плёнке для работы на бумажном профиле или записаны блоком и использованы в электронном виде для профилей в CAD или других графических пакетах при применении обменного формата dxfи соблюдении масштабов.

 

С помощью шаблона выполняется предварительная первоначальная расстановка опор по профилю.

Кривые провисания используются для оценки габаритов пересечений при разных температурах и устойчивости гирлянд изоляторов, а также усилий на вырывание при креплении проводов на штыревых изоляторах и кабелей в подвесных зажимах при низших температурах.

Закончено выглядят профили трасс ВЛ с кривыми провисания, необходимыми в пролётах в конкретных случаях, габаритными, при низшей температуре, при температурах обеспечения габарита с пересечением и т.п.

После первоначальной расстановки опор появляется возможность выполнить расчёт приведённых пролётов на анкерных участках и уточнить кривые шаблонов для разных анкерных участков. Для расчётов приведённых пролётов используется поставляемая бесплатно программа LineEquivSpan. Основываясь величиной приведённого пролёта и расчётом по программе LineMech, строятся новые шаблоны, и с их помощью выполняется контроль расстановки опор по профилю. Контроль расстановки опор требуется не всегда, зависит от соотношения приведённого пролёта с критическим пролётом (см. учебную литературу).

В результате расстановки опор значения приведённых пролётов в анкерных участках могут оказаться меньше габаритных. Если при этом обеспечивается запас габарита, имеет смысл снизить максимальное допускаемое напряжение в проводе. Любое снижение максимального допускаемого напряжения  в проекте приведёт к повышению безаварийности ВЛ. Последние документы по проектированию ВЛ  рекомендуют относиться к каждому анкерному участку как к проектированию отдельной линии. На отдельной линии могут быть приняты проектом несколько участков с разными максимальными допускаемыми напряжениями.

Принятые проектом допускаемые напряжения (тяжения) используются далее в расчётах габаритов пересечений, монтажных тяжений и стрел провеса. Во всех дальнейших расчётах по проекту используются одинаковые значения климатических условий,  уточнений климатических параметров, коэффициентов надёжности, напряжений (тяжений).

Пользуясь расчётом по режиму 5 программы LineMech(ветра нет, гололёда нет, температура +15ºС) появляется возможность подобрать допускаемое напряжение в грозозащитном тросе, обеспечивая допускаемое расстояние между проводом и тросом в габаритном пролёте согласно ПУЭ (табл. 2.5.16.) с целью снижения нагрузок от троса на тросостойки и опоры. В других пролётах проверяется соблюдение расстояний между проводом и тросом не менее чем на опорах.

На выбранное допускаемое напряжение (тяжение) в тросе выполняется полноценный контрольный механический расчёт по программе LineMech. Об выбранном допускаемом напряжении в тросе сообщается в проекте. Выбранное допускаемое напряжение (тяжение) в тросе используется далее в программах расчёта пересечений и монтажных тяжений и стрел провеса провода и троса, где дополнительно может быть проконтролировано и уточнено.

Эти же действия выполняются при подвеске ОКГТ или замене обычного грозозащитного троса на ОКГТ.

 

Длина пролета, м

100

150

200

300

400

500

600

Наименьшее расстояние

между тросом и проводом по вертикали, м

2.0

3.2

4.0

5.5

7.0

8.5

10

 

Подробности и продолжение таблицы - в ПУЭ.

 

Кроме использования программы для обоснований ВЛ или ВОЛС ВЛ расчёты могут быть произведены для отдельно подвешиваемой ВОЛС, либо с использованием самонесущего кабеля связи, либо ОК, подвешиваемого на стальном несущем тросе.

В данном случае ВОК может быть правильно подвешен после подбора тяжения (напряжения) с помощью построенных в LineMech кривых и полностью обоснован программой расчёта пересечений LineCross.

При самостоятельной подвеске ВОК, не на опорах ВЛ электропередачи, подход к проектированию аналогичен подвеске проводов ВЛ и ОКСН (ВОЛС ВЛ) со снятием некоторых ограничений, в том числе по конструктивному исполнению кабеля. В этом случае требуется соблюдение габаритов собственно кабеля с землёй и пересекаемыми сооружениями. Расчёты те же. При невозможности подвески самонесущего кабеля в некоторых отдельных пролётах по длине или по габариту, в этих пролётах возможна подвеска кабеля на стальном тросе. Расчёт таких участков отдельный, не по марке кабеля, а по стальному тросу с кабелем. При этом сам кабель не понесёт нагрузки, а расчёты будут выполняться по несущей способности стального троса (в справочнике учитывать сечение, модуль упругости и КТЛР только троса, эквивалентный диаметр и вес погонного метра троса и кабеля вместе). Не потребуется замена на более дорогой кабель с большей допустимой растягивающей нагрузкой.

Итак, результат использования возможностей программы LineMech: для ВЛ – выполненная проектировщиком расстановка опор по профилю для уточнения расстановки и типов опор программой пересечений LineCross; для ВОЛС, ВОЛС ВЛ – обоснование допускаемых тяжений (напряжений) по участкам трассы, при наличии профилей – кривые провисания ОК в пролётах ВЛ или самостоятельной подвеске при необходимых температурах и нагрузках.

Ограничиваясь только применением программы LineMech, при наличии достаточного времени на выполнение проекта, формирование шаблона для расстановки опор, расчёты приведённых пролётов, расчёты габаритов пересечений, расчёты монтажных тяжений и стрел провеса можно произвести «вручную».  Для этого в литературе и на странице нашего сайта «Теория и практика» приведены необходимые сведения.

 

2.3.1. Ещё раз про ‘ВОЛС ВЛ’

Самонесущие оптоволоконные кабели связи выпускаются заводами изготовителями по ТУ, в которых представлены допускаемые нагрузки (тяжения) на кабели. Нет понятия напряжений на 1 мм2 сечения (тяжение поделить на сечение). Чтобы не вызывать лишнего непонимания, во все исходные данные программ внесены понятия допускаемых тяжений (нагрузок).

Длительно допустимая растягивающая нагрузка (тяжение) на кабель по ТУ является для программ основанием (при снижении) для определения допускаемого максимального напряжения (тяжения) по конкретному проекту.

При этом площадь поперечного сечения кабеля принимается по элементам (сечение твёрдой части кабеля).

Вторая величина для программ – допускаемое напряжение (тяжение) при среднегодовой температуре, среднеэксплуатационное. Принимается в процентах (особая точность не нужна) от разрывного усилия (см. Правила) или примерно 60 % от допускаемой длительной растягивающей нагрузки.

Кроме этих двух величин тяжений (напряжений) для расчётов ничего не нужно.

В характеристиках кабелей заводами-изготовителями иногда указывается максимальная нагрузка при монтаже. Это величина, которую контролируют по окончательным расчётам монтажных тяжений (программа LineMount).

Обычно нагрузки при монтаже ниже, так как наша задача минимизировать нагрузки на опоры, снижая допускаемые тяжения при сопоставлении монтажных стрел провеса провода ВЛ и самонесущего кабеля связи (программа LineMount, ПЕРВАЯ при расчётах ВОЛС ВЛ). Монтажные стрелы провеса кабелей связи должны быть не более стрел провеса проводов ВЛ при большинстве температур монтажа.

Трудно сопоставить стрелы провеса кабеля связи и провода ВЛ при гололёде (2 режим расчёта; ветра нет, гололёд, температура при гололёде согласно ПУЭ, -5 или -10 градусов). Для кабеля связи проверка стрел провеса при гололёде ограничивается допустимым габаритом до земли (эта программа) или пересекаемого сооружения (программа LineCross). Возможно учитывать смягчающие условия по габариту при гололёде, недоступность местности, а также редкую повторяемость гололёда, которая обычно не превышает одного, двух дней в году.

 

2.4.Исходные данные

Программа рассчитана на применение как для нового строительства, так и для реконструкции, то есть расчёт можно производить руководствуясь как требованиями ПУЭ-7 издания, так и более ранними.

В расчёте используются климатические условия, уточнение климатических параметров, значения коэффициентов надёжности, допускаемые напряжения, тяжения, принятые проектом. Для ВОЛС ВЛ используются напряжения, тяжения на кабель, полученные при сопоставлении стрел провеса провода ВЛ и кабеля.

Сопоставление стрел провеса провода ВЛ и кабеля ВОЛС ВЛ с определением (снижением по сравнению с паспортными данными на кабель) допускаемых нагрузок ВОК производится в программе расчёта монтажных таблиц, LineMount.

 

2.4.1. Требования к характеристикам проводов, тросов и самонесущих кабелей для внесения в справочник программ

Характеристики неизолированных проводов, тросов и самонесущих кабелей принимаются по ГОСТ, ТУ, ПУЭ, самонесущих изолированных проводов, кабелей запрашиваются у завода - изготовителя или принимаются по ТУ, ПУЭ:

1. Диаметр, мм - внешний диаметр провода, троса, самонесущего изолированного провода, кабеля вместе с изоляцией. Для скрученного из изолированных жил самонесущего провода - общий внешний, эквивалентный диаметр. Испытывает воздействие ветра и образование гололёда.
2. Сечение, мм2 - площадь поперечного сечения несущей, силовой части конструкции провода, троса, для самонесущего изолированного провода - сечение только несущей жилы, для самонесущего кабеля – сечение твёрдой части. Для расчётов воздух между проволоками свивки, смазка и другие подобные материалы из сечения исключаются. Испытывает тяжение, приложенное к проводу, тросу, несущей части самонесущего изолированного провода, кабеля от собственного веса, натяжения, воздействия ветра, гололёда, изменения температуры.
3. Погонный вес, кг/м - вес одного метра провода, троса, всего самонесущего изолированного провода, кабеля. 1 кг=0,981 даН=9,81 Н (округление до 1 даН, 10 Н на результаты практически не влияет).
4. Модуль упругости провода, троса, самонесущего изолированного провода (по несущей жиле), для кабеля – по данным испытаний, приведённое к сечению твёрдой части кабеля,   конечный, даН/мм2 (кН/мм2)  -  1,0 гПа=1000000000 Па=1,0 кН/мм2=100 даН/мм2.
5. Коэффициент температурного линейного расширения, 1/К - изменение длины провода, троса, самонесущего изолированного провода, кабеля при изменении температуры на 1 градус. Для самонесущих изолированных проводов - по материалу несущей жилы, для кабелей – по данным испытаний. Для ввода в справочник программ 0,000002 соответствует 2х10-6 (2.0Е-6).

 

Провода, тросы, кабели в справочнике

Провода, тросы, кабели, внесённые в справочник, разбиты на группы:

1.      Неизолированные провода по ГОСТ 839-80*Е.

2.      Неизолированные провода по ТУ3511-001-40914170-2012.

3.      Неизолированные провода по ТУ16-707.183-81.

4.      Самонесущие изолированные провода (СИП).

5.      Стальные провода, тросы, канаты.

6.      Самонесущие волоконно-оптические кабели (ОКСН, ОКГТ и др.).

7.      Прочие (пока пусто, но пользователь может сделать расчёт для любого линейного материала с известными характеристиками).

 

2.4.2. Требования к данным климатических условий, запрашиваются на метеостанциях:
1. Гололёд, мм - согласно данным метеостанций, если данных нет - руководствоваться картами и рекомендациями ПУЭ. Повторяемость – 1 раз в 25 лет.
2. Температуры максимальная, минимальная (это не температура самой холодной пятидневки), среднегодовая - данные метеостанций. Это температуры абсолютные с повторяемостью 1 раз в 25 лет.

Внимание. Если нужно учесть температуру дополнительного нагрева проводов электрическим током и от солнечной радиации - корректируйте максимальную температуру.
3. Температуры при гололёде и при максимальном ветре принимаются согласно ПУЭ. В некоторых случаях температура при гололёде с ветром равна -10 град.С (данные метеостанций).
4. Максимальная скорость ветра, м/с - повторяемостью 1 раз в 25 лет и скорость ветра при гололёде (формула пересчёта с ветрового давления приведена в ПУЭ) принимаются согласно данным метеостанций, при их отсутствии - согласно картам и рекомендациям ПУЭ.

 

2.4.3.  Нормативные ветровые и гололёдные нагрузки

Нормативные ветровые и гололёдные нагрузки определяются с учётом коэффициентов к базовым (данные метеостанций)  значениям ветра и гололёда.

Часть значений коэффициентов, зависящих от уже введённых исходных данных, автоматически учитывается в программе (неравномерность ветра по пролёту, лобовое сопротивление и т.п.), часть коэффициентов определяется программой после уточнения пользователем типа местности и высоты приведённого центра тяжести, указываемых в таблице исходных данных под кнопкой программы «Уточнение климатических параметров». Здесь же учитывается коэффициент на гололёдную нагрузку в зависимости от диаметра провода, троса, кабеля.

Под кнопкой «Уточнение климатических параметров», по умолчанию, указывается тип местности А и высота приведённого центра тяжести до 15 метров (коэффициенты на ветер и гололёд, равные 1.0).

 

2.4.4. Коэффициенты надёжности к нормативным ветровым и гололёдным нагрузкам

По умолчанию, согласно 2.5.11. ПУЭ-7, при отсутствии данных, принимаются равными 1.0. Если произведение коэффициентов по ветру или по гололёду ниже 1.0, программой выдается предупреждение:

«Расчётные нагрузки ниже нормативных, продолжать расчёт?»

Применение коэффициентов надёжности согласовывается с заказчиком.

Уточнение климатических параметрови Коэффициенты надёжности задаются отдельно под своей кнопкой. Если их не корректировать, в них, по умолчанию, учитываются коэффициенты, равные 1.0.

Эту кнопку можно было бы обозначить «ПУЭ-7», так как без её применения расчёт будет по базовой теории, независимо от ПУЭ-6 или 7, ПУЭ Украины или Казахстана.

Возможно, в некоторых случаях, пользователю потребуется самостоятельно изменять базовые (по данным метеостанций)  значения ветра и гололёда, например, применяя требования старых ПУЭ, проверяя старый расчёт. В таком случае, не меняя данных под кнопкой «Уточнение климатических параметров. Коэффициенты надёжности», можно получить требуемый расчёт.

Для контроля, значения коэффициентов надёжности, а также указанные пользователем тип местности и высота приведённого центра тяжести, отражены в распечатке исходных данных вместе с результатами расчётов.

Базовые значения ветра, гололёда приводятся в первой таблице исходных данных.

В главной таблице расчёта тяжений, напряжений и стрел провеса по пролётам в характеристиках режимов приводятся значения ветра, гололёда с учётом коэффициентов на высоту приведённого центра тяжести по типу местности.

Применение пользователем коэффициентов надёжности и автоматический учёт программой всех других коэффициентов отражаются на значениях погонных и приведённых нагрузок в результатах расчётов. 

 

2.4.5. Требования к задаваемым максимальным напряжениям, тяжениям

1. Максимальное допускаемое напряжение, даН/мм2 (Н/мм2) - напряжение в материале провода, троса, несущей части конструкции самонесущего изолированного провода, кабеля, задаваемое проектировщиком для расчётов и принимаемое в проекте.

Напряжение, даН/мм2 (Н/мм2) – это тяжение (нагрузка), даН (Н), делённое на несущее сечение, мм2, провода, троса, самонесущего изолированного провода, самонесущего кабеля связи.

Максимальное допускаемое тяжение (нагрузка), даН (кН), на провод, трос, самонесущий кабель.

Нагрузка, тяжение, даН (кН) – это напряжение (механическое), умноженное на сечение несущей части провода, троса, кабеля.

1.1. Принимается всегда не больше допускаемого по тяжению по данным ПУЭ, ГОСТ, ТУ или завода - изготовителя. Допускаемое напряжение обычно составляет не более 50% от разрывного по механической прочности (см. ПУЭ).

1.2. Принимается не более допускаемого, исходя из нагрузок на несущие конструкции – опоры, порталы, другие узлы крепления.

1.3. Принимается проектом ещё ниже, если позволяют условия, для снижения нагрузок на конструкции, при соблюдении габаритов и т.п.

1.4. Для ВОЛС на существующих ВЛ (ВОЛС ВЛ) принимается из условий сопоставления стрел провеса кабеля и существующего провода по программе LineMountс контролем по программам LineMech  и LineCross. Для ОКСН обеспечиваются примерно равные стрелы провеса кабеля (возможно меньшие для кабеля после проверки габаритов при гололёде) и провода в монтажных режимах. Для ОКГТ сопоставление стрел провеса кабеля и провода в пролёте производится с учётом табл. 2.5.16. ПУЭ.

2. Допускаемое напряжение при среднегодовых (среднеэксплуатационных) условиях, даН/мм2 (Н/мм2) - напряжение, допускаемое при среднегодовой температуре. Обычно 50 - 75% от максимального допустимого, если другое не указано в ПУЭ, ГОСТ, ТУ или заводом - изготовителем. Всегда ниже или условно равно принятому проектировщиком максимальному допустимому напряжению, но не выше указанного по ПУЭ, ГОСТ, ТУ, данным завода-изготовителя для среднегодовой температуры.

Допускаемые напряжения (и соответствующие им по сечению тяжения) никогда не превышаются программой. Поэтому и название метода расчёта: «Метод допускаемых напряжений». При определённых пролётах допускаемое напряжение может быть достигнуто либо в режимах наибольших нагрузок (гололёд с ветром или максимальный ветер) или при низшей температуре.

Это не значит, что увеличение длины пролёта приведёт к разрыву провода и какой-то реакции программы. Этот вариант не рассматривался.

 

Напряжения (тяжения) по группам проводов, тросов, кабелей в справочнике.

 

Группа 1 – провода по ГОСТ 839—80*Е

Напряжения (тяжения) принимаются полностью в соответствии с табл. 2.5.7. ПУЭ-7.

Группа 2 – провода по ТУ 3511-001-40914170-2012ООО ОКП «ЭЛКА-Кабель»

Провода рассчитаны на большее разрывное усилие, чем по ПУЭ-7

Напряжения (тяжения) принимаются в процентах по ПУЭ-7 от разрывного усилия, указанного в каталоге продукции ОКП «ЭЛКА-Кабель». Допускаемые напряжения (тяжения) соответственно могут быть увеличены по сравнению с ПУЭ-7.

Группа 3 – провода по ТУ 16-705.183-81

Напряжения (тяжения) принимаются по ПУЭ-7.

Группа 4 – самонесущие изолированные провода, защищённые провода (СИП)

Напряжения (тяжения) принимаются согласно ПУЭ-7.

Группа 5 – стальные провода, тросы, канаты

Напряжения (тяжения) принимаются согласно ПУЭ-7.

Группа 6 - самонесущие волоконно-оптические кабели (ОКСН, ОКГТ и др.)

Максимальные тяжения (нагрузки) принимаются согласно ТУ, данных заводов – изготовителей. Для проектов важно, чтобы данные были получены официально непосредственно от завода – изготовителя.

Реально для ВОЛС и особенно для ВОЛС ВЛ допускаемые нагрузки по проекту всегда ниже допускаемых нагрузок на изготовленный кабель.

По просьбе изготовителя кабелей «Инкаб» в справочник включены данные по его оптическим кабелям от июня 2017 г.

Предупреждение.

Данные справочника по волоконно-оптическим кабелям устаревают. Кабели постоянно совершенствуются, их марки и характеристики быстро изменяются. Требуйте достоверные, официальные данные от заводов – изготовителей.

 

Внимание.

Во всех случаях принятия решений по допускаемым напряжениям (тяжениям) в проекте, или его части, по сравнению с допускаемыми напряжениями (тяжениями), на которые рассчитаны провода, тросы, кабели, будет несущая способность конструкций (опор по типовым проектам, их стоек, тросостоек, порталов, закреплений в стенах, на конструкциям по крышам и т.п.).

Провода ВЛ электропередачи обычно несут всю нагрузку по ПУЭ, ТУ или снижены из-за несущей способности опор.

Нагрузки от грозозащитных тросов (в т.ч. ОКГТ) на опоры (тросостойки) обычно снижают, исходя из расстояния между проводом и тросом в пролёте согласно табл. 2.5.16. ПУЭ-7.

Нагрузки на опоры от ОКСН снижают, исходя из поведения самонесущего кабеля в пролётах при обеспечении стрел провеса в монтажных (эксплуатационных) режимах не более стрел провеса проводов ВЛ с контролем габаритов при гололёде.

Всегда выгоднее иметь запас прочности как проводов, тросов, кабелей так и несущих конструкций.

 

2.5. Термины

ПролётВЛ - участок ВЛ между двумя соседними опорами или конструкциями, заменяющими опоры. Длина пролёта - горизонтальная проекция этого участка ВЛ,  сокращённо, пролёт, м.

Габаритный пролёт- пролёт, длина которого определяется нормированным вертикальным расстоянием от проводов до земли (габаритом) при установке опор на идеально ровной поверхности.

Приведённый пролёт— корень квадратный из суммы кубов пролётов анкерного участка, делённых на сумму пролётов. Во всем анкерном участке устанавливается практически одинаковое тяжение, которое соответствует приведённому пролёту.

Стрела провесапровода - расстояние по вертикали от прямой, соединяющей точки крепления провода, до провода. В расчёте по программе, в случаях учёта воздействия ветра, горизонтальная составляющая стрелы провеса не выделена, но в значении стрелы провеса учтена. Поэтому необходимо принимать во внимание стрелы провеса по вертикали только в режимах без ветра.

Габаритная стрела провеса провода- наибольшая стрела провеса провода в габаритном пролете.

Другие термины имеют разъяснение по тексту.

 

2.6. Дополнительные функции

Программа позволяет занести в справочник проводов и тросов новые провода (тросы, самонесущие кабели) и/или корректировать данные в справочнике.

Применительно к имеющимся в справочнике проводам, тросам, кабелям не может быть рассчитан какой-либо другой провод, трос, кабель. Расчёт будет нереален.

Расчёт производится для 17-ти режимов, включая монтажные. Первые режимы в результатах расчёта нагрузочные – согласно ПУЭ и необходимые для других расчётов, остальные – монтажные.

Перечень режимов приведён в описании программы и описывается значениями приведённых нагрузок, сочетаниями значений скорости ветра, толщины стенки гололёда и температуры в результатах расчётов

Монтажные режимы данного расчёта не являются данными для непосредственного монтажа, кроме пролётов между двумя, рядом стоящими анкерными опорами.

Монтажные тяжения и стрелы провеса для конкретных визируемых пролётов (с учётом значений приведённых пролётов) рассчитываются по программе LineMount производства ООО «Айтея».

В LineMech производится построение шаблонов для расстановки опор и последующего контроля по реальной расстановке, а также кривых провисания проводов, тросов и самонесущих кабелей при различных температурах для габаритных и приведённых пролётов.

К поставляемой программе приложены тестовые, ознакомительные исходные данные, файлы Test.lmh, TestCad.lmh.

 

2.7. Начало работы с программой

При запуске программы появляется заполненное данными примера окно проекта, который не нужно рассчитывать. Показано окно проекта с тестовым примером.

В меню программы предлагается обычный набор действий: операции с файлами «Проект», работа со справочником «Справочник», непосредственно «Расчёт», «Помощь» и «CAD».

Меню подкреплено панелью кнопок инструментов.

Можно производить ввод нового проекта или открыть файл исходных данных уже имеющегося проекта для редактирования и расчёта.

Меню «Настройки» позволяет в любой момент выбрать язык интерфейса программы, а перед расчётами или выводом графики («CAD») выбрать язык вывода результатов расчётов.

 

Выбираются единицы измерения для ввода исходных данных и использования при выводе результатов расчёта.

Рабочее окно содержит данные климатических условий (РКУ), окно выбора марки рассчитываемого провода, троса или самонесущего кабеля, условия расчёта, кнопку для открытия окна ввода значений для уточнения климатических параметров и коэффициентов надёжности к нормативным ветровым и гололёдным нагрузкам.

«Пролёты» – диапазон исследуемых пролётов, шаг изменения пролёта в этом диапазоне (рекомендуется вводить кратные значения).

Далее следует подокно с закладками «Напряжения» и «Тяжения», где задаются допускаемые напряжения в материале провода, троса, самонесущего кабеля, даН/мм2 (Н/мм2) ИЛИ допускаемые тяжения (нагрузки), даН (кН). В исходных данных сохраняются либо напряжения, либо тяжения, в результатах расчёта выдаётся и то и другое. Допускаемые тяжения (нагрузки) удобно задавать для самонесущих кабелей, обычно не имеющих в документации на них данных по допускаемым механическим напряжениям.

Выбор режимов для расчёта производится запросом у пользователя двух вариантов: все режимы (17) – по умолчанию; «габаритные» режимы (2, 7).

При входе в меню «CAD/Шаблоны, кривые провисания провода, троса, кабеля» открывается окно перечня введённых исходных данных по шаблонам и кривым провисания и передачи построения выбранного в меню шаблона или кривой в CAD или других графических пакетах. При создании и изменении шаблона, кривых, открывается окно редактирования исходных данных по ним.

 

2.8. Ввод, редактирование и удаление данных

Меню «Проект»:

 «Новый проект», «Загрузить проект», «Сохранить проект» - операции с файлами.

Файлам исходных данных по программе LineMech присваивается расширение lmh.

Кнопка «Уточнение климатических параметров. Коэффициенты надёжности»

 

 

Значения поправочных коэффициентов на ветер и гололёд в зависимости от типа местности, высоты приведённого центра тяжести и диаметра провода, троса, кабеля по умолчанию равны 1.0 (тип местности – А, высота – до 15 метров).

Значения коэффициентов надёжности к нормативным ветровым и гололёдным нагрузкам по умолчанию, равны 1.0 (2.5.11. ПУЭ-7).

Если не использовать кнопку «Уточнение климатических параметров. Коэффициенты надёжности», то это будет равноценно применению программы без дополнений разных ПУЭ, под чистую теорию расчёта гибкой нити (цепной линии). При этом уточнение значений ветра и гололёда по высоте приведённого центра тяжести можно производить в окне «Климатические условия».

Меню «Справочник проводов, тросов, кабелей»:

«Справочник» - редактирование справочника проводов, тросов и самонесущих кабелей.

 

 

Редактор справочника проводов несложен, необходимо «Создать», «Удалить» или «Исправить» данные по проводу, тросу, самонесущему кабелю.

Провода, тросы, кабели разнесены по группам (см. рисунок).

 

 

Программы поставляются с большим числом внесённых проводов, тросов, кабелей, более 500. Удобно пользоваться разнесением на группы.

«Справочник полностью» - это только для просмотра и выбора, не является группой вносимых проводов, тросов, кабелей.

При дополнении справочника нужно провод, трос, кабель присоединить к группе. Есть возможность отнести любой рассчитываемый линейный материал к «Прочим», что никак не будет влиять на расчёты.

Есть возможность редактирования справочника в текстовом файле.

Число символов марки провода, троса, кабеля в последних версиях программы значительно увеличено.

Для ввода в справочник программ коэффициента температурного линейного расширения (КТЛР) набирается 0,000016, что соответствует 1.6х10-5 (1.6Е-5).

Справочник (файл base_provod.txt) одинаков для всех программ (LineMech, LineCross, LineLoad, LineMount, записывается в

c:\ProgramData\ITEA\LineS\,

для компьютеров с операционной системой XP:

C:\Documents and Settings\All Users\Application Data\ITEA\LineS\.

Справочник редактируется из любой одной активной программы.

При обновлении программ старый справочник пользователя перезаписывается. Чтобы перенести пользовательские данные справочника рекомендуется заблаговременно его скопировать и заменить справочник обновляемой программы.

Рекомендуется осуществлять резервное копирование справочника.

 

Меню «CAD/Шаблоны, кривые провисания провода, троса, кабеля»:

 

Операции «Создать», «Изменить» переводят в окно редактирования данных по шаблонам и кривым провисания.

 

 

Предлагается масштаб «по умолчанию», который можно изменить на требуемый по желанию.

Во избежание путаницы, в программе идёт переключение кнопок между разными шаблонами и шаблонами и кривыми, соответственно активируются вводимые данные.

Не забывайте присваивать название шаблону или кривой, иначе можно потерять набранные по ним данные.

При выборе «Передать в CAD» выполняется построение выбранного в меню шаблона или кривой.  

При выводе нужно присвоить имя файла .dxf, по умолчанию это имя файла исходных данных (проекта). Желательно присваивать имя файла, находясь в папке программы, чтобы не искать затем файл результата.

После вывода в графический пакет выполнить команду «Показать всё», так как низшая точка провисания кривой (вершина параболы) расположена в координатах 0,0.

Полученный обменный формат dxfможет быть загружен в любой графический редактор (КОМПАС и др,), поддерживающий этот формат.

Дробная часть от целой при наборе числовых исходных данных отделяется точкой, в результатах расчёта разделитель дробной части от целой зависит от настройки ПК.

 

2.9. Организация данных

При выходе из программы, чтении других исходных данных, перед расчётом предлагается сохранить текущий файл исходных данных. Будьте внимательны. Не замените файл другого проекта. Рекомендуется осуществлять резервное копирование.

Файлы исходных данных и результатов могут храниться в папке вместе с программами, но наиболее рационально хранение отдельно, вместе со всеми проектами на сервере с организацией места (папки) по специальности в проектах с соответствующим специальности полным доступом и с ежедневным автоматическим резервным копированием проектов.

«По умолчанию», файлы программы LineMech  при инсталляции располагаются в папке LineS совместно с файлами других программ комплекта.

Файлы программы LineMech:

LineMech.exe– исполняемый модуль программы.

Test.lmh, TestCad.lmh– тестовые файлы исходных данных, примеры для пользователя.

LINEMCH.pdf– файл помощи к программе.

base_provod.txt– справочник проводов, тросов и самонесущих кабелей.

FormMech.xls – форма MSExcel, OpenOfficeдля заполнения программой результатами расчёта.

Кабели ИНКАБ.xls– оптические кабели завода «Инкаб».

ChangesMech.txt – информационный файл изменения версий.

ReadmeMech.txt– первый файл для Вашего прочтения.

Руководство пользователя LineMech.

Файл лицензии.

Программы могут находиться в любом месте на дисках, в реестре не прописываются.

 

3. FAQи К

(К = К Кому и Как обращаться с вопросами)

Правильность и полнота заполнения исходных данных к программе демонстрируются в прилагаемых при поставке тестовых файлах исходных данных с расширением lmh.

Дополнительные сведения представлены на сайте страницами "Проекты ВЛ", "Проекты ВОЛС", «Теория и практика».

Общие требования:

1.      Никогда не превышайте максимальное допускаемое тяжение (напряжение – тяжение, поделённое на сечение) на конструкции и провода, тросы, самонесущие кабели, обычно 0.35-0.5 от предела прочности.

2.      То же, при среднегодовых температурах, обычно 0.3-0.35 от предела прочности.

3.      Если есть возможность снижения в проекте допускаемых тяжений (напряжений) – снижайте.

4.      Внимательно анализируйте данные заводов – изготовителей проводов, тросов, самонесущих кабелей, заносимые в справочник программы. Могут быть индивидуальные ограничения по прочности.

5.      Используйте данные метеостанций необходимой повторяемости климатических условий (1 раз в 25 лет или другой, обоснованной проектом).

 

Требования к компьютеру, программному окружению - минимальные, при условиях:

- установки ОС MS Windows, начиная с Windows XP;

- использования графических пакетов CAD, КОМПАС и др., которые поддерживают обменный формат dxf.

- использования MS Excel формата, начиная с 97-2003, XP при установке средней безопасности; OpenOfficeдля чтения файлов результатов расчётов xls.

- наличия на дисках около 10 Мб свободной памяти для каждого нашего модуля.

Администраторы: пользователю требуется полный доступ к CAD и к нашим программам.

 

Не выполняются расчёты и вывод в xls:

1. Проверить правильность исходных данных, сверить их полноту с прилагаемым, правильно заполненным тестовым примером. Исправить исходные данные, повторить расчёт.

2. НеустановленMS Excel, OpenOffice.

3. Выставлен не тот уровень безопасности.

4. MSExcel, OpenOfficeактивен с результатами предыдущего расчёта. Закрыть предыдущий расчёт.

5. Следите, в какой папке находитесь для получения результатов и присвоения имени файла результатов. Предусматривается, что это нужно производить в папке, где находится программа, там же её шаблон (в отдельной папке Forms). Шаблон программы формата xlsсчитывается и заполняется результатами расчётов. Теперь результат расчёта можно сохранить где угодно на дисках или на сервере или, по умолчанию, в папке программы.

 

Не выполнятся вывод в CAD, нарушение текста:

1. Проверить, выполняется-ли расчёт и вывод в xls, если нет - внести поправки в исходных данных.

2. Графический пакет не поддерживает обменный формат dxf. Поставьте другой.

3. Cмените фонт txt.shxв папке Fontsграфического пакета на фонт txt.shx, поддерживающий русский язык.

 

К кому и как обращаться с вопросами

Если ничего не получается, есть сомнения в расчётах или сомнения в собственных выводах по проекту, присылайте по адресу:

support@linecross.ru

файлы исходных данных по проекту с расширением lmh, справочник проводов, тросов и самонесущих кабелей base_provod.txt. Не лишним будет выслать также данные завода-изготовителя на провод, трос, самонесущий кабель.

Успехов!