CALCULUL MECANIC AL CONDUCTORULUI AC-95/16
După efectuarea calculului electric al unei linii electrice aeriene, prin care se stabilesc: tensiunea nominală, tipul și secțiunea conductoarelor active și numărul de circuite, următoarea etapă constituie calculul mecanic care cuprinde întinderea conductoarelor active și de protecție, alegerea tipului de stîlp utilizat, a dimensiunilor acestuia, verificarea elementelor componente, precum si verificarea fundațiilor.
Sarcinile specifice
1. 
Sarcina specifică condiţionată de greutatea proprie a conductorului:
unde g0=9,81 m/s2 – acceleraţia căderii libere;
G – greutatea specifică a conductorului, kg/km: G =386 kg/km;
FS - secţiunea sumară a conductorului:
G, FAl, FOt, d sunt alese conform
2. Sarcina specifică condiţionată de greutatea chiciurii:
bc =10 mm (NAIE 2003, tab. 2.5.3).
Таблица 2.5.3. Нормативная толщина стенки гололеда для высоты 10 м над поверхностью земли
| Район по гололеду | Нормативная толщина стенки гололеда, мм, с повторяемостью | |
| 1 раз в 5 лет | 1 раз в 10 лет | |
| I | ||
| II | ||
| III | ||
| IV | ||
| Особый | 20 и более | Более 22 |
3. Sarcina specifică verticală totală:
4. Sarcina specifică condiţionată de presiunea vântului asupra conductorului neacoperit cu chiciură:
unde a=0,7 – coeficient de uniformitate a presiunii vântului (NAIE 2003, p. 64);
- поправочный коэффициент к скоростям ветра, полученным из обработки наблюдений по флюгеру, принимается не более единицы; при использовании малоинерционных анемометров коэффициент 
принимается равным единице.
Таблица 2.5.1. Максимальный нормативный скоростной напор ветра на высоте до 15 м от земли
| Районы СССР по ветру | Скоростной напор ветра  , даН/м  ,
(скорость ветра  , м/с) с повторяемостью
| ||
| 1 раз в 5 лет | 1 раз в 10 лет | 1 раз в 15 лет | |
| I | 27 (21) | 40 (25) | 55 (30) |
| II | 35 (24) | 40 (25) | 55 (30) |
| III | 45 (27) | 50 (29) | 55 (30) |
| IV | 55 (30) | 65 (32) | 80 (36) |
| V | 70 (33) | 80 (36) | 80 (36) |
| VI | 85 (37) | 100 (40) | 100 (40) |
| VII | 100 (40) | 125 (45) | 125 (45) |
kc=1,2 – coeficient aerodinamic (NAIE 2003, p. 64);
qmax – presiunea maximă a vântului: 
V=40 m/s – viteza vântului (NAIE 2003, tab. 2.5.1).
Таблица 2.5.1. Максимальный нормативный скоростной напор
ветра на высоте до 15 м от земли
| Районы СССР по ветру | Скоростной напор ветра , даН/м ,
(скорость ветра , м/с) с повторяемостью
| ||
| 1 раз в 5 лет | 1 раз в 10 лет | 1 раз в 15 лет | |
| I | 27 (21) | 40 (25) | 55 (30) |
| II | 35 (24) | 40 (25) | 55 (30) |
| III | 45 (27) | 50 (29) | 55 (30) |
| IV | 55 (30) | 65 (32) | 80 (36) |
| V | 70 (33) | 80 (36) | 80 (36) |
| VI | 85 (37) | 100 (40) | 100 (40) |
| VII | 100 (40) | 125 (45) | 125 (45) |
5. 
Sarcina specifică condiţionată de presiunea vântului asupra conductorului acoperit cu chiciură:
unde 
6. 
Sarcina specifică rezultantă, care acţionează asupra conductorului neacoperit cu chiciură:
7. Sarcina specifică rezultantă, care acţionează asupra conductorului acoperit cu chiciură:
8. Sarcina maximă: 
Lungimile critice a deschiderii
Relaţia pentru determinare lungimii critice a deschiderii poate fi obţinută din ecuaţia de stare a conductorului:
unde lcr – lungimea critică a conductorului i în deschidere (i=1, 2, 3), m;
a - coeficientul de dilatare termică a conductorului: 
conform NAIE 2003, tab. 2.5.8;
Таблица 2.5.8. Физико-механические характеристики проводов и тросов
| Провода и тросы | Приве-
денная наг-
рузка от собственного веса, 10  даН/ (м·мм  )-
| Мо-
дуль упру-
гости, 10  даН/мм
E
| Темпе-
ратур-
ный коэф-
фи-
циент линей-
ного удли-
нения, 10  град 
|
Предел прочности при растяжении, даН/мм , провода и троса в целом
| ||||
| из проволоки | из стали и сплавов | |||||||
| АТ | АТп | |||||||
| Алюминиевые А, АКП сечением, мм :
| ||||||||
| до 400, за исключением 95 и 240 | 2,75 | 6,3 | 23,0 | - | ||||
| 450 и более, а также 95 и 240 | 2,75 | 6,3 | 23,0 | - | ||||
| Сталеалюминиевые АС, АСКС, АСКП, АСК сечением, мм :
| ||||||||
10 и более при А: С = 6,0  6,25
| 3,46 | 8,25 | 19,2 | - | ||||
| 70 при А: С = 0,95 | 5,37 | 13,4 | 14,5 | - | ||||
| 95 при А: С = 0,65 | 5,85 | 14,6 | 13,9 | - | ||||
| 120 и более при А: С = 4,29 4,39
| 3,71 | 8,9 | 18,3 | - | ||||
| 150 и более при А: С = 7,71 8,04
| 3,34 | 7,7 | 19,8 | - | ||||
| 185 и более при А: С = 1,46 | 4,84 | 11,4 | 15,5 | - | ||||
| 330 при А: С= 12,22 | 3,15 | 6,65 | 21,2 | - | ||||
| 400 и 500 при А: С = 17,93 и 18,09 | 3,03 | 6,65 | 21.2 | 21,5 | - | |||
| Стальные: | ||||||||
| ПС всех сечений | 8,0 | 20,0 | 12,0 | - | - | |||
| тросы ТК всех сечений | 8,0 | 20,0 | 12,0 | - | - | * | ||
E=1/b - modulul de elasticitate: 
[2.5.8]
sn şi sm – tensiunile mecanice admisibile în conductor în regimurile „m” şi „n”, daN/mm2;
gm şi gn – sarcinile specifice respective, daN/m*mm2;
tm şi tn – temperaturile respective, 0C.
Din egalitatea de mai sus determinăm lcri:
Deschiderile critice se pot calcula substituind în formula de mai sus mărimile necesare 
, care caracterizează regimurile iniţiale, tabelul 4.1.
Tabelul 4.1
| i=1 | i=2 | i=3 | |||
| 
| 
|
| 
| 
|
| 
| 
| 
| 
|
|
| 
| 
| 
| 
| 
|
(NAIE 2003, tab. 2.5.7)
unde 
este tensiunea mecanică admisibilă la temperatura medie anuală, 
[5, tab.2.5.7];
– tensiunea mecanică admisibilă la temperatura minimă, 
[5, tab.2.5.7];
– tensiunea mecanică admisibilă la sarcina maximă: conductor acoperit cu chiciură, 
[5, tab.2.5.7];
– temperatura medie anuală, 
[2, tab.28];
– temperatura maximă, 
[2, tab.28];
– temperatura minimă, 
[2, tab.28];
– temperatura de formare a chiciurii, 
Таблица 2.5.7. Допустимое механическое напряжение в проводах и тросах ВЛ напряжением выше 1 кВ
| Провода и тросы | Допустимое напряжение, % предела прочности при растяжении | Допустимое напряжение, даН/мм , для проводов из алюминиевой проволоки
| |||||
| при наиболь- шей нагрузке и низшей темпе- ратуре | при средне- годовой темпе- ратуре | при наиболь- шей нагрузке и низшей темпе- ратуре | при средне- годовой темпе- ратуре | при наиболь- шей нагрузке и низшей темпе- ратуре | при средне- годовой темпе- ратуре | ||
| Сталеалюминиевые АС, АСКС, АСКП, АСК сечением, мм :
| |||||||
| 16-25 | 10,2 | 8,7 | 10,5 | 9,0 | |||
35-95 при А: С= 6,0 и 6,13
70 при А: С= 0,95
95 при А: С = 0,65
120 и более при А: С = 6,11  25
|  40
| 11,6 26,8 30,4 13,0 | 8,7 20,1 22,8 8,7 | 12,0 27,2 30,8 13,5 | 9,0 20,4 23,1 9,0 | ||
| 120 и более при А: С = 4,29 4,39
150 и более при А: С = 7,71 8,04
185, 300 и 500 при А: С= 1,46
330 при А: С= 12,22
400 и 500 при А: С = 17,93 и 18,09
|  45
| 14,9 12,2 25,0 10,8 9,7 | 9,9 8,1 16,5 7,2 6,5 | 15,3 12,6 25,2 11,7 10,4 | 10,2 8,4 16,8 7,8 6,9 |
Temperatura mediului în dependență de regiune
| Regiunea | Temperatura maximă | Temperatura minimă | Temperatura medie anuală |
| I | +50 | -20 | +15 |
| II | +45 | -25 | +10 |
| III | +45 | -30 | +10 |
| IV | +40 | -35 | +5 |
| V | +40 | -40 | |
| VI | +35 | -40 | -5 |
| VII | +30 | -40 | -5 |
| VIII | +30 | -45 | -5 |
| IX | +25 | -45 | -10 |
| X | +20 | -50 | -15 |
4.3. Regimul iniţial de calcul
Comparând mărimea deschiderii impuse “Lr=100 m” cu mărimea “L cr” se poate de determinat regimul iniţial.
Tabelul 4.2
| Raportul deschiderilor critice | Raportul deschiderilor critice şi reale | Condiţiile iniţiale de calcul |
| Lcr1 < Lcr2 < Lcr3 | Lr < lcr1 | 
|
| lcr1 < Lr < lcr3 | 
| |
| Lr > lcr3 | 
| |
| Lcr1 > Lcr2 > Lcr3 | Lr < lcr2 | 
|
| Lr > lcr2 | 
|
Condiţii iniţiale: 
4.4. Săgeata maximă
Tensiunea mecanică a conductorului se determină din ecuaţia de stare a conductorului:
Săgeata conductorului la aceeaşi înălţime de fixare pentru fiecare regim de calcul se determină după următoarea relaţie:
unde gi - sarcina specifică, daN/m*mm2;
si – tensiunea mecanică în materialul conductorului dat, daN/mm2;
l – lungimea reală a deschiderii.
Tabelul 4.3
Regimurile de calcul a conductorului
| Regimul de calcul | Enumerarea condiţiilor climaterice | Numărul sarcinii |
| I | Conductorul acoperit cu chiciură,  presiunea vîntului 0,25 (dar nu mai mare de 140 N/  )
| 6,7 |
| II | Conductorul acoperit cu chiciură,  vîntul lipseşte q=0
| |
| III | Presiunea vîntului q, , chiciura lipseşte
| |
| IV | Temperatura medie anuală  , vîntul şi chiciura lipsesc
| |
| V | Temperatura  , vîntul şi chiciura lipsesc
| |
| VI | Temperatura joasă  , vîntul şi chiciura lipsesc
| |
| VII | Temperatura maximă  , vîntul şi chiciura lipsesc
|
Regimul I:
Regimul II:
Regimul III:
Regimul IV:
Regimul V:
Regimul VI:
Regimul VII:
Determinarea temperaturii critice:
deoarece 
vom considera 
4.5. Construirea curbelor de montaj şi şablon
|
Fig. 4.1. Curba de montaj
Fig. 4.2. Curbele şablon
Таблица 2.5.8. Физико-механические характеристики проводов и тросов
| Провода и тросы | Приве-
денная наг-
рузка от собственного веса, 10 даН/ (м·мм )-
| Мо-
дуль упру-
гости, 10 даН/мм
| Темпе-
ратур-
ный коэф-
фи-
циент линей-
ного удли-
нения, 10 град
|
Предел прочности при растяжении, даН/мм , провода и троса в целом
| ||||
| из проволоки | из стали и сплавов | |||||||
| АТ | АТп | |||||||
| Алюминиевые А, АКП сечением, мм :
| ||||||||
| до 400, за исключением 95 и 240 | 2,75 | 6,3 | 23,0 | - | ||||
| 450 и более, а также 95 и 240 | 2,75 | 6,3 | 23,0 | - | ||||
| Сталеалюминиевые АС, АСКС, АСКП, АСК сечением, мм :
| ||||||||
| 10 и более при А: С = 6,0 6,25
| 3,46 | 8,25 | 19,2 | - | ||||
| 70 при А: С = 0,95 | 5,37 | 13,4 | 14,5 | - | ||||
| 95 при А: С = 0,65 | 5,85 | 14,6 | 13,9 | - | ||||
| 120 и более при А: С = 4,29 4,39
| 3,71 | 8,9 | 18,3 | - | ||||
| 150 и более при А: С = 7,71 8,04
| 3,34 | 7,7 | 19,8 | - | ||||
| 185 и более при А: С = 1,46 | 4,84 | 11,4 | 15,5 | - | ||||
| 330 при А: С= 12,22 | 3,15 | 6,65 | 21,2 | - | ||||
| 400 и 500 при А: С = 17,93 и 18,09 | 3,03 | 6,65 | 21.2 | 21,5 | - | |||
| Стальные: | ||||||||
| ПС всех сечений | 8,0 | 20,0 | 12,0 | - | - | |||
| тросы ТК всех сечений | 8,0 | 20,0 | 12,0 | - | - | * | ||
Таблица 2.5.7. Допустимое механическое напряжение в проводах и тросах ВЛ напряжением выше 1 кВ
| Провода и тросы | Допустимое напряжение, % предела прочности при растяжении | Допустимое напряжение, даН/мм , для проводов из алюминиевой проволоки
| |||||
| при наиболь- шей нагрузке и низшей темпе- ратуре | при средне- годовой темпе- ратуре | при наиболь- шей нагрузке и низшей темпе- ратуре | при средне- годовой темпе- ратуре | при наиболь- шей нагрузке и низшей темпе- ратуре | при средне- годовой темпе- ратуре | ||
| Сталеалюминиевые АС, АСКС, АСКП, АСК сечением, мм :
| |||||||
| 16-25 | 10,2 | 8,7 | 10,5 | 9,0 | |||
| 35-95 при А: С= 6,0 и 6,13
70 при А: С= 0,95
95 при А: С = 0,65
120 и более при А: С = 6,11 25
| 40
| 11,6 26,8 30,4 13,0 | 8,7 20,1 22,8 8,7 | 12,0 27,2 30,8 13,5 | 9,0 20,4 23,1 9,0 | ||
| 120 и более при А: С = 4,29 4,39
150 и более при А: С = 7,71 8,04
185, 300 и 500 при А: С= 1,46
330 при А: С= 12,22
400 и 500 при А: С = 17,93 и 18,09
| 45
| 14,9 12,2 25,0 10,8 9,7 | 9,9 8,1 16,5 7,2 6,5 | 15,3 12,6 25,2 11,7 10,4 | 10,2 8,4 16,8 7,8 6,9 |
Temperatura mediului în dependență de regiune
| Regiunea | Temperatura maximă | Temperatura minimă | Temperatura medie anuală |
| I | +50 | -20 | +15 |
| II | +45 | -25 | +10 |
| III | +45 | -30 | +10 |
| IV | +40 | -35 | +5 |
| V | +40 | -40 | |
| VI | +35 | -40 | -5 |
| VII | +30 | -40 | -5 |
| VIII | +30 | -45 | -5 |
| IX | +25 | -45 | -10 |
| X | +20 | -50 | -15 |