Повітряною лінією електропередач вище 1 кВ називається пристрій для передачі електроенергії по проводах, розташованим на відкритому повітрі і прикріпленим за допомогою ізоляторів та арматури до опор або кронштейнів і стійок на інженерних спорудах (мостах, шляхопроводах і т. п.).
Повітряні лінії споруджуються у відкритій місцевості і тому піддаються різним атмосферним впливам, які залежно від географічного положення проявляються в тій чи іншій мірі і роблять основний вплив на надійність роботи лінії. Тому для забезпечення надійної роботи ПЛ необхідно забезпечувати її захист різними пристроями залежно від виду кліматичних впливів.
На роботу ліній впливають поєднання низьких температур з найбільшими швидкостями вітру, а так само температура, супутня процесу ожеледно-ізморозевих утворень.
Відкладення на проводах повітряних ліній, викликані атмосферними процесами, спостерігаються на більшій частині території Росії. Проте види та інтенсивність їх неоднакові в різних районах, в більшості випадків спостерігається тільки паморозь (часто легка, кристалічна), а ожеледь або суміш бувають незначної товщини. Особливо сильні ожеледь часто спостерігаються місцями на Північному Кавказі, в Башкирії, в гірській частині Кольського півострова, в Кузбасі, на півночі та крайньому півночі Уралу і Далекому Сході. У гірських районах внаслідок різноманітності рельєфу, висотних відміток, наявності гірських хребтів, відкритих і закритих від дії вітру схилів, долин і ущелин можна спостерігати різні види відкладень, різної інтенсивності і розмірів. Найбільш несприятливі умови створюються при розташуванні траси повітряної лінії на відкритих вершинах гірських хребтів, доступних вітрі будь-якого напрямку, а так само при розташуванні на навітряних схилах. Найбільш перспективними є плавка ожеледі і збільшення жорсткості дроти на кручення, яке здійснюється за рахунок підвіски вантажів обмежувачів закручування проводу.
Плавка стає скрутної на будь-яких лініях, як показали розрахунки ВНІІЕ, через великого перепаду температур дроти і зовнішнього повітря. Пориви вітру до 12-15 м / с можуть зробити плавку неможливою. Плавка ожеледі попереднім нагріванням дроти, з метою видалення його при малій товщині, хоча і дає позитивний ефект, але ускладнена у застосуванні в практичних умовах з відсутності коштів з оповіщення про початок гололедообразованія.
Ідея зниження струмового навантаження вдало здійснюється за рахунок отримання тонкої плівки льоду на кордоні провід-ожеледь при односторонньому відкладення ожеледі, який при плавці під дією власної ваги повинен падати. Розрахунки ВНІІЕ і аналіз отриманих даних показали, що нагрівання і плавлення одностороннього ожеледі є найефективнішим способом видалення ожеледиці. Практично завжди в межах декількох секунд провід звільняється від ожеледиці близько підтримують затискачів, де він має односторонню форму за рахунок підвищеної жорсткості на кручення, і лише через кілька хвилин у середній частині прольоту, де ожеледь має циліндричну форму. Для видалення одностороннього ожеледі з проводів ПЛ можна використовувати поєднання струмів к.з. з АПВ, що є нормальним режимом роботи ПЛ. Видалення одностороннього ожеледі, утвореного вантажами обмежувачами закручування проводу, істотно підвищує оперативність та ефективність боротьби з ожеледних відкладеннями на проводах ПЛ і повністю запобігає можливість виникнення аварій від атмосферних впливів від можливих перевантажень.
Другим небезпечним для повітряних ліній явищем, що виникають при вітрі і ожеледі, пов'язаним з коливальним процесом, є танець проводів, яка зазвичай виникає при поєднанні поривчастого вітру з ожеледдю при швидкостях вітру 5-20 м / с і напрямку під кутом 30-90 ° до осі лінії. На відміну від вібрації танець характеризується малою частотою, великою амплітудою коливання і великою довжиною хвилі. На проводах утворюються стоячі хвилі, коли довжина напівхвилі стає кратною довжині прольоту.
Танець проводів призводить до їх схлестиванію і іноді перепалювання електричної дугою, а так само до схлестиванію проводів з тросом. При танці виникають значні динамічні зусилля в лінійній арматурі і в траверсах опор, спостерігаються пошкодження проводів, лінійної арматури, ізоляторів і самих опор. Наслідки танці проводів можуть призвести до виходу лінії з роботи на тривалий час. Заходи боротьби з танцем проводів можуть бути спрямовані на її ослаблення або на зменшення ймовірності схлестиванія проводів.
На підставі світового досвіду можна зробити наступні висновки:
· Створити спосіб, який гарантував би повне гасіння та запобігання танці проводів за будь-яких природних умовах впливу вітру та ожеледиці неможливо.
· Створити гасителі, що обмежують танець до безпечної величини, що працюють на регулювання фазових співвідношень між крутильними та поступальними коливаннями, можливо і вони оцінюються у світовій практиці, як найбільш перспективні і готові до практичного застосування. Такими гасителями є маятникові гасителі, які знайшли практичне застосування в Канаді, США, Німеччини, Норвегії, Японії, Бельгії, Словаччини, Ісландії, Латвії, Росії і т.д. Маятниковий гаситель представляє собою вантаж на подовженій консолі.
· Метод боротьби з танцем проводів за рахунок порушення однорідності наростання ожеледі та аеродинамічній однорідності за рахунок обертання проводи й зміни його перерізу за довжиною в даний час також вважається найбільш перспективним і здійснюється як за рахунок установки вантажів обмежувачів закручування проводу, так і за рахунок, наприклад, спіральних гасителів.
Вібрація проводів це періодичні коливання проводів з великою частотою і малою амплітудою. Такі коливання звичайно спостерігаються при слабкому вітрі (при швидкості вітру від 0,5 до 7,0 м / с) і в основному за відсутності ожеледі. Вібрація можлива при відкладенні циліндричної паморозі і тоді вона відбувається з малою частотою і великою амплітудою (що дорівнює діаметру паморозі). Така вібрація дуже часто спостерігається в північних районах Росії і є найбільш небезпечною, так як звичайні гасителі Стокбрідж не справляються з нею. Вібрація проводів при тривалій дії призводить до втомного руйнування проводів, арматури, ізоляторів та деяких елементів опор.
Для захисту проводів від пошкоджень, викликаних вібрацією, застосовуються різні засоби: зниження натягу в проводах, посилення проводів спіральної арматурою, зміна довжини прольотів між розпірками в розщеплених проводах. Але найбільш ефективним засобом боротьби з вібрацією є застосування гасителя вібрації Стокбрідж, який представляє собою відрізок багатопроволкової троса з укріпленим посередині затиском і двома вантажами прикріпленими до трос, з метою створення згинального моменту в ньому від динамічних навантажень. Змінюючи конфігурацію і розміри вантажів, наближаючи їх до форми вантажу на важелі, можна надати гасителі вібрації властивості гасителя танці та обмежувача гололедообразованія і отримати комплексне вирішення цих проблем. При установці гасителів з нерівними відстанями між ними буде забезпечено гасіння танці та низькочастотної вібрації, що виникають при відкладенні паморозі на проводах.
1). При розрахунку ПЛ і їх елементів повинні враховуватися кліматичні умови - вітровий тиск, товщина стінки ожеледі, температура повітря, ступінь агресивного впливу навколишнього середовища, інтенсивність грозової діяльності, танець проводів і тросів, вібрація.
Визначення розрахункових умов за вітром і ожеледі має здійснюватися на підставі відповідних карт кліматичного районування території РФ (рис.1 і 2) з уточненням при необхідності їх параметрів у бік збільшення або зменшення за регіональним картах і матеріалами багаторічних спостережень гідрометеорологічних станцій і метеопостів за швидкістю вітру, масою, розмірами і виглядом ожеледно-ізморозевих відкладень. У маловивчених районах для цієї мети можуть організовуватися спеціальні обстеження і спостереження.
При відсутності регіональних карт значення кліматичних параметрів уточнюються шляхом обробки відповідних даних багаторічних спостережень згідно з методичними вказівками (МУ) з розрахунку кліматичних навантажень на ПЛ і побудови регіональних карт з повторюваністю 1 раз у 25 років.
Основою для районування за вітрового тиску є значення максимальних швидкостей вітру з 10-хвилинним інтервалом осереднення швидкостей на висоті 10 м з повторюваністю 1 раз у 25 років. Районування по ожеледі проводиться за максимальною товщиною стінки відкладення ожеледі циліндричної форми при щільності 0,9 г / см 3 на проводі діаметром 10 мм , Розташованому на висоті 10 м над поверхнею землі, повторюваністю 1 раз у 25 років.
Температура повітря визначається на підставі даних метеорологічних станцій з урахуванням положень будівельних норм і правил та вказівок цих Правил.
Інтенсивність грозової діяльності повинна визначатися за картками районування території РФ за кількістю грозових годин на рік (рис.3), регіональним картками з уточненням при необхідності за даними метеостанцій про середньорічну тривалості гроз.
Ступінь агресивного впливу навколишнього середовища визначається з урахуванням положень Сніпов і державних стандартів, які містять вимоги до застосування елементів ПЛ,.
Визначення районів за частотою повторюваності та інтенсивності танці проводів і тросів повинно проводитися по карті районування території РФ (рис.4) з уточненням за даними експлуатації.
За частотою повторюваності та інтенсивності танці проводів і тросів територія РФ ділиться на райони з помірною танцем проводів (частота повторюваності танці 1 раз на 5 років і менше) і з частою та інтенсивної танцем проводів (частота повторюваності більше 1 разу на 5 років).
Повітряні лінії споруджуються у відкритій місцевості і тому піддаються різним атмосферним впливам, які залежно від географічного положення проявляються в тій чи іншій мірі і роблять основний вплив на надійність роботи лінії. Тому для забезпечення надійної роботи ПЛ необхідно забезпечувати її захист різними пристроями залежно від виду кліматичних впливів.
На роботу ліній впливають поєднання низьких температур з найбільшими швидкостями вітру, а так само температура, супутня процесу ожеледно-ізморозевих утворень.
Відкладення на проводах повітряних ліній, викликані атмосферними процесами, спостерігаються на більшій частині території Росії. Проте види та інтенсивність їх неоднакові в різних районах, в більшості випадків спостерігається тільки паморозь (часто легка, кристалічна), а ожеледь або суміш бувають незначної товщини. Особливо сильні ожеледь часто спостерігаються місцями на Північному Кавказі, в Башкирії, в гірській частині Кольського півострова, в Кузбасі, на півночі та крайньому півночі Уралу і Далекому Сході. У гірських районах внаслідок різноманітності рельєфу, висотних відміток, наявності гірських хребтів, відкритих і закритих від дії вітру схилів, долин і ущелин можна спостерігати різні види відкладень, різної інтенсивності і розмірів. Найбільш несприятливі умови створюються при розташуванні траси повітряної лінії на відкритих вершинах гірських хребтів, доступних вітрі будь-якого напрямку, а так само при розташуванні на навітряних схилах. Найбільш перспективними є плавка ожеледі і збільшення жорсткості дроти на кручення, яке здійснюється за рахунок підвіски вантажів обмежувачів закручування проводу.
Плавка стає скрутної на будь-яких лініях, як показали розрахунки ВНІІЕ, через великого перепаду температур дроти і зовнішнього повітря. Пориви вітру до 12-15 м / с можуть зробити плавку неможливою. Плавка ожеледі попереднім нагріванням дроти, з метою видалення його при малій товщині, хоча і дає позитивний ефект, але ускладнена у застосуванні в практичних умовах з відсутності коштів з оповіщення про початок гололедообразованія.
Ідея зниження струмового навантаження вдало здійснюється за рахунок отримання тонкої плівки льоду на кордоні провід-ожеледь при односторонньому відкладення ожеледі, який при плавці під дією власної ваги повинен падати. Розрахунки ВНІІЕ і аналіз отриманих даних показали, що нагрівання і плавлення одностороннього ожеледі є найефективнішим способом видалення ожеледиці. Практично завжди в межах декількох секунд провід звільняється від ожеледиці близько підтримують затискачів, де він має односторонню форму за рахунок підвищеної жорсткості на кручення, і лише через кілька хвилин у середній частині прольоту, де ожеледь має циліндричну форму. Для видалення одностороннього ожеледі з проводів ПЛ можна використовувати поєднання струмів к.з. з АПВ, що є нормальним режимом роботи ПЛ. Видалення одностороннього ожеледі, утвореного вантажами обмежувачами закручування проводу, істотно підвищує оперативність та ефективність боротьби з ожеледних відкладеннями на проводах ПЛ і повністю запобігає можливість виникнення аварій від атмосферних впливів від можливих перевантажень.
Другим небезпечним для повітряних ліній явищем, що виникають при вітрі і ожеледі, пов'язаним з коливальним процесом, є танець проводів, яка зазвичай виникає при поєднанні поривчастого вітру з ожеледдю при швидкостях вітру 5-20 м / с і напрямку під кутом 30-90 ° до осі лінії. На відміну від вібрації танець характеризується малою частотою, великою амплітудою коливання і великою довжиною хвилі. На проводах утворюються стоячі хвилі, коли довжина напівхвилі стає кратною довжині прольоту.
Танець проводів призводить до їх схлестиванію і іноді перепалювання електричної дугою, а так само до схлестиванію проводів з тросом. При танці виникають значні динамічні зусилля в лінійній арматурі і в траверсах опор, спостерігаються пошкодження проводів, лінійної арматури, ізоляторів і самих опор. Наслідки танці проводів можуть призвести до виходу лінії з роботи на тривалий час. Заходи боротьби з танцем проводів можуть бути спрямовані на її ослаблення або на зменшення ймовірності схлестиванія проводів.
На підставі світового досвіду можна зробити наступні висновки:
· Створити спосіб, який гарантував би повне гасіння та запобігання танці проводів за будь-яких природних умовах впливу вітру та ожеледиці неможливо.
· Створити гасителі, що обмежують танець до безпечної величини, що працюють на регулювання фазових співвідношень між крутильними та поступальними коливаннями, можливо і вони оцінюються у світовій практиці, як найбільш перспективні і готові до практичного застосування. Такими гасителями є маятникові гасителі, які знайшли практичне застосування в Канаді, США, Німеччини, Норвегії, Японії, Бельгії, Словаччини, Ісландії, Латвії, Росії і т.д. Маятниковий гаситель представляє собою вантаж на подовженій консолі.
· Метод боротьби з танцем проводів за рахунок порушення однорідності наростання ожеледі та аеродинамічній однорідності за рахунок обертання проводи й зміни його перерізу за довжиною в даний час також вважається найбільш перспективним і здійснюється як за рахунок установки вантажів обмежувачів закручування проводу, так і за рахунок, наприклад, спіральних гасителів.
Вібрація проводів це періодичні коливання проводів з великою частотою і малою амплітудою. Такі коливання звичайно спостерігаються при слабкому вітрі (при швидкості вітру від 0,5 до 7,0 м / с) і в основному за відсутності ожеледі. Вібрація можлива при відкладенні циліндричної паморозі і тоді вона відбувається з малою частотою і великою амплітудою (що дорівнює діаметру паморозі). Така вібрація дуже часто спостерігається в північних районах Росії і є найбільш небезпечною, так як звичайні гасителі Стокбрідж не справляються з нею. Вібрація проводів при тривалій дії призводить до втомного руйнування проводів, арматури, ізоляторів та деяких елементів опор.
Для захисту проводів від пошкоджень, викликаних вібрацією, застосовуються різні засоби: зниження натягу в проводах, посилення проводів спіральної арматурою, зміна довжини прольотів між розпірками в розщеплених проводах. Але найбільш ефективним засобом боротьби з вібрацією є застосування гасителя вібрації Стокбрідж, який представляє собою відрізок багатопроволкової троса з укріпленим посередині затиском і двома вантажами прикріпленими до трос, з метою створення згинального моменту в ньому від динамічних навантажень. Змінюючи конфігурацію і розміри вантажів, наближаючи їх до форми вантажу на важелі, можна надати гасителі вібрації властивості гасителя танці та обмежувача гололедообразованія і отримати комплексне вирішення цих проблем. При установці гасителів з нерівними відстанями між ними буде забезпечено гасіння танці та низькочастотної вібрації, що виникають при відкладенні паморозі на проводах.
1). При розрахунку ПЛ і їх елементів повинні враховуватися кліматичні умови - вітровий тиск, товщина стінки ожеледі, температура повітря, ступінь агресивного впливу навколишнього середовища, інтенсивність грозової діяльності, танець проводів і тросів, вібрація.
Визначення розрахункових умов за вітром і ожеледі має здійснюватися на підставі відповідних карт кліматичного районування території РФ (рис.1 і 2) з уточненням при необхідності їх параметрів у бік збільшення або зменшення за регіональним картах і матеріалами багаторічних спостережень гідрометеорологічних станцій і метеопостів за швидкістю вітру, масою, розмірами і виглядом ожеледно-ізморозевих відкладень. У маловивчених районах для цієї мети можуть організовуватися спеціальні обстеження і спостереження.
При відсутності регіональних карт значення кліматичних параметрів уточнюються шляхом обробки відповідних даних багаторічних спостережень згідно з методичними вказівками (МУ) з розрахунку кліматичних навантажень на ПЛ і побудови регіональних карт з повторюваністю 1 раз у 25 років.
Основою для районування за вітрового тиску є значення максимальних швидкостей вітру з 10-хвилинним інтервалом осереднення швидкостей на висоті
Температура повітря визначається на підставі даних метеорологічних станцій з урахуванням положень будівельних норм і правил та вказівок цих Правил.
Інтенсивність грозової діяльності повинна визначатися за картками районування території РФ за кількістю грозових годин на рік (рис.3), регіональним картками з уточненням при необхідності за даними метеостанцій про середньорічну тривалості гроз.
Ступінь агресивного впливу навколишнього середовища визначається з урахуванням положень Сніпов і державних стандартів, які містять вимоги до застосування елементів ПЛ,.
Визначення районів за частотою повторюваності та інтенсивності танці проводів і тросів повинно проводитися по карті районування території РФ (рис.4) з уточненням за даними експлуатації.
За частотою повторюваності та інтенсивності танці проводів і тросів територія РФ ділиться на райони з помірною танцем проводів (частота повторюваності танці 1 раз на 5 років і менше) і з частою та інтенсивної танцем проводів (частота повторюваності більше 1 разу на 5 років).
Рис 1. Карта районування території РФ по вітровому
тиску
Рис 2. Карта районування території РФ по товщині стінки ожеледі
Рис 3. Карта районування території РФ за середньорічною тривалості гроз в годинах
Рис 4. Карта районування території РФ по танці проводів
2). При визначенні кліматичних умов має бути враховано вплив на інтенсивність гололедообразованія і на швидкість вітру особливостей мікрорельєфу місцевості (невеликі пагорби і улоговини, високі насипи, яри, балки і т. п.), а в гірських районах - особливостей мікро-і мезорельєфу місцевості (гребені , схили, платоподібні ділянки, днища долин, міжгірські долини і т. п.).
3). Значення максимальних вітрових тисків і товщин стінок ожеледі для ПЛ визначаються на висоті 10 м над поверхнею землі з повторюваністю 1 раз на 25 років (нормативні значення).
4). Нормативне вітровий тиск W 0, відповідне 10-хвилинному інтервалу осереднення швидкості вітру (ν 0), на висоті 10 м над поверхнею землі приймається за табл. 1 відповідно до картою районування території Росії з вітрового тиску (рис.1) або за регіональним картками районування.
Отримане при обробці метеоданих нормативне вітрове тиск слід округляти до найближчого більшого значення, наведеного в табл.1
Вітровий тиск W визначається за формулою, Па
Отримані значення застосовуються до висоти 15 м . Рекомендується округляти їх до найближчого зазначеного в таблиці значення.
Вітровий тиск більше 1500 Па має заокруглюватимуть до найближчого більшого значення, кратного 250 Па.
Для ПЛ 110-750 кВ нормативне вітрове тиск повинен прийматися не менше 500 Па.
Для ПЛ, що споруджуються у важкодоступних місцевостях, вітровий тиск рекомендується приймати відповідним району на один вище, ніж прийнято для даного регіону з регіональним картками районування або на підставі обробки матеріалів багаторічних спостережень.
Таблиця 1
Нормативне вітровий тиск W 0 на висоті 10 м над поверхнею землі
5). Для ділянок ПЛ, що споруджуються в умовах, що сприяють різкого збільшення швидкостей вітру (високий берег великої ріки, різко виділяється над навколишньою місцевістю височина, гребневиє зони хребтів, міжгірські долини, відкриті для сильних вітрів, прибережна смуга морів і океанів, великих озер і водосховищ в межах 3 - 5 км ), При відсутності даних спостережень нормативне вітрове тиск слід збільшувати на 40% в порівнянні з прийнятим для даного району. Отримані значення слід округляти до найближчого значення, зазначеного в табл.1.
6). Нормативне вітровий тиск при ожеледі W г з повторюваністю 1 раз у 25 років визначається за формулою (1), за швидкістю вітру при ожеледі ν р. Швидкість вітру ν г приймається за регіональним районуванням вітрових навантажень при ожеледі або визначається за даними спостережень згідно з методичними вказівками щодо розрахунку кліматичних навантажень. При відсутності регіональних карт і даних спостережень W р = 0,25 W 0. Для ПЛ до 20 кВ нормативне вітровий тиск при ожеледі повинно прийматися не менше 200 Па, для ВЛ 330-750 кВ - не менше 160 Па.
Нормативні вітрові тиску (швидкості вітру) при ожеледі округляються до найближчих наступних значень, Па (м / с): 80 (11), 120 (14), 160 (16), 200 (18), 240 (20), 280 (21 ), 320 (23), 360 (24).
Значення більше 360 Па повинні заокруглюватимуть до найближчого значення, кратного 40 Па.
7). Вітровий тиск на проводи ПЛ визначається за висотою розташування приведеного центра ваги всіх проводів, на троси - по висоті розташування центру ваги тросів, на конструкції опор ВЛ - по висоті розташування середніх точок зон, що обчислюються від позначки поверхні землі в місці установки опори. Висота кожної зони повинна бути не більше 10 м .
Для різних висот розташування центру тяжіння проводів, тросів, а також середніх точок зон конструкції опор ПЛ вітровий тиск визначається множенням його значення на коефіцієнт K w, приймається за табл.2.
Отримані значення вітрового тиску повинні бути округлені до цілого числа.
Для проміжних висот значення коефіцієнтів K w визначаються лінійною інтерполяцією.
Висота розташування приведеного центра ваги проводів або тросів
де
- Середня висота кріплення проводу до ізоляторів або середня висота кріплення тросів на опорі, яка відлічується від позначки землі в місцях встановлення опор, м; 
- Стріла провисання проводу або троса, умовно приймається найбільшою (при вищій температурі або ожеледі без вітру), м.
Для переходу, що складається з одного прольоту, висота розташування приведеного центра ваги проводів або тросів визначається за формулою (2б):
,
де
- Висота кріплення тросів або середня висота кріплення проводів до ізоляторів на опорах переходу, яка відлічується від меженного рівня річки або нормального горизонту протоки, каналу, водосховища, м; - Найбільша стріла провисання проводу або троса переходу, м.
Для переходу, що складається з декількох прольотів, швидкісний тиск вітру на дроти або троси визначається для висоти , Що відповідає середньозваженому значенню висот наведених центрів тяжіння проводів або тросів у всіх прольотах переходу і обчислюється за формулою (2в):
де
- Висоти наведених центрів тяжіння проводів або тросів над меженного рівня річки або нормальним горизонтом протоки, каналу, водосховища в кожному з прольотів, м. При цьому якщо перетинає водний простір має високий, незатоплюваних берег, на якому розташовані як перехідні, так і суміжні з ними опори, то висоти наведених центрів тяжіння в прольоті, суміжному з перехідним, відраховують від позначки землі в цьому прольоті; 
- Довжини прольотів, що входять в перехід, м.
3). Значення максимальних вітрових тисків і товщин стінок ожеледі для ПЛ визначаються на висоті
4). Нормативне вітровий тиск W 0, відповідне 10-хвилинному інтервалу осереднення швидкості вітру (ν 0), на висоті
Отримане при обробці метеоданих нормативне вітрове тиск слід округляти до найближчого більшого значення, наведеного в табл.1
Вітровий тиск W визначається за формулою, Па
Отримані значення застосовуються до висоти
Вітровий тиск більше 1500 Па має заокруглюватимуть до найближчого більшого значення, кратного 250 Па.
Для ПЛ 110-750 кВ нормативне вітрове тиск повинен прийматися не менше 500 Па.
Для ПЛ, що споруджуються у важкодоступних місцевостях, вітровий тиск рекомендується приймати відповідним району на один вище, ніж прийнято для даного регіону з регіональним картками районування або на підставі обробки матеріалів багаторічних спостережень.
Таблиця 1
Нормативне вітровий тиск W 0 на висоті
| Район за вітром | Нормативне вітровий тиск W 0, Па (швидкість вітру ν 0, м / с) |
| I | 400 (25) |
| II | 500 (29) |
| III | 650 (32) |
| IV | 800 (36) |
| V | 1000 (40) |
| VI | 1250 (45) |
| VII | 1500 (49) |
| Особливий | Вище 1500 (вище 49) |
5). Для ділянок ПЛ, що споруджуються в умовах, що сприяють різкого збільшення швидкостей вітру (високий берег великої ріки, різко виділяється над навколишньою місцевістю височина, гребневиє зони хребтів, міжгірські долини, відкриті для сильних вітрів, прибережна смуга морів і океанів, великих озер і водосховищ в межах 3 -
6). Нормативне вітровий тиск при ожеледі W г з повторюваністю 1 раз у 25 років визначається за формулою (1), за швидкістю вітру при ожеледі ν р. Швидкість вітру ν г приймається за регіональним районуванням вітрових навантажень при ожеледі або визначається за даними спостережень згідно з методичними вказівками щодо розрахунку кліматичних навантажень. При відсутності регіональних карт і даних спостережень W р = 0,25 W 0. Для ПЛ до 20 кВ нормативне вітровий тиск при ожеледі повинно прийматися не менше 200 Па, для ВЛ 330-750 кВ - не менше 160 Па.
Нормативні вітрові тиску (швидкості вітру) при ожеледі округляються до найближчих наступних значень, Па (м / с): 80 (11), 120 (14), 160 (16), 200 (18), 240 (20), 280 (21 ), 320 (23), 360 (24).
Значення більше 360 Па повинні заокруглюватимуть до найближчого значення, кратного 40 Па.
7). Вітровий тиск на проводи ПЛ визначається за висотою розташування приведеного центра ваги всіх проводів, на троси - по висоті розташування центру ваги тросів, на конструкції опор ВЛ - по висоті розташування середніх точок зон, що обчислюються від позначки поверхні землі в місці установки опори. Висота кожної зони повинна бути не більше
Для різних висот розташування центру тяжіння проводів, тросів, а також середніх точок зон конструкції опор ПЛ вітровий тиск визначається множенням його значення на коефіцієнт K w, приймається за табл.2.
Отримані значення вітрового тиску повинні бути округлені до цілого числа.
Для проміжних висот значення коефіцієнтів K w визначаються лінійною інтерполяцією.
Висота розташування приведеного центра ваги проводів або тросів
де
Для переходу, що складається з одного прольоту, висота розташування приведеного центра ваги проводів або тросів визначається за формулою (2б):
де
Для переходу, що складається з декількох прольотів, швидкісний тиск вітру на дроти або троси визначається для висоти , Що відповідає середньозваженому значенню висот наведених центрів тяжіння проводів або тросів у всіх прольотах переходу і обчислюється за формулою (2в):
де
Таблиця 2
Зміна коефіцієнта K w по висоті в залежності від типу місцевості
| Висота розташування приведеного центра ваги проводів, тросів і середніх точок зон конструкцій опор ПЛ над поверхнею землі, м | Коефіцієнт K w для типів місцевості | ||
| А | У | З | |
| 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 і вище | 2,75 | 2,75 | 2,35 |
При розрахунку опор вітер слід приймати направленим під кутом 0є, 45є і 90є до осі ПЛ, при цьому для кутових опор за вісь ВЛ приймається напрям бісектриси зовнішнього кута повороту, утвореного суміжними ділянками лінії.
9). Нормативну товщину стінки ожеледі b е. щільністю 0,9 г / см 3 слід приймати по табл.3 відповідно до карти районування території Росії за товщиною стінки ожеледі (див. рис.2) або за регіональним картками районування.
Отримані при обробці метеоданих нормативні товщини стінок ожеледі рекомендується округляти до найближчого більшого значення, наведеного в табл.3.
В особливих районах по ожеледі слід приймати товщину стінки ожеледі, отриману при обробці метеоданих, округленої до
Для ПЛ 330-750 кВ нормативна товщина стінки ожеледі повинна прийматися не менше
Для ПЛ, що споруджуються у важкодоступних місцевостях, товщину стінки ожеледі рекомендується приймати відповідної району на один вище, ніж прийнято для даного регіону з регіональним картками районування або на підставі обробки метеоданих.
Таблиця 3. Нормативна товщина стінки ожеледі b е для висоти
| Район по ожеледі | Нормативна товщина стінки ожеледі b е, мм |
| I | 10 |
| II | 15 |
| III | 20 |
| IV | 25 |
| V | 30 |
| VI | 35 |
| VII | 40 |
| Особливий | Вище 40 |
11). Нормативна вітрове навантаження при ожеледі на провід (трос) визначається за формулою (3) з урахуванням умовної товщини стінки ожеледі b у, яка приймається за регіональним районуванням вітрових навантажень при ожеледі або розраховується згідно з методичними вказівками щодо розрахунку кліматичних навантажень. При відсутності регіональних карт і даних спостережень b у = b е.
12). Товщина стінки ожеледі (b е, b у) на проводах ПЛ визначається на висоті розташування приведеного центра ваги всіх проводів, на тросах - на висоті розташування центру ваги тросів. Висота приведеного центра ваги проводів і тросів визначається відповідно до формули (2 а, б, в).
Товщина стінки ожеледі на проводах (тросах) при висоті розташування наведеного їх центра ваги більше
При висоті розташування приведеного центра ваги проводів або тросів до
Таблиця 4.
Коефіцієнти K i і K d враховують зміну товщини стінки ожеледі *
| Висота розташування приведеного центра ваги проводів, тросів і середніх точок зон конструкцій опор над поверхнею землі, м | Коефіцієнт K i, що враховує зміну товщини стінки ожеледі за висотою над поверхнею землі | Діаметр дроту (троса), мм | Коефіцієнт K d, що враховує зміну товщини стінки ожеледі залежно від діаметра проводу (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 |
14). Температури повітря - середньорічна, нижча, яка приймається за абсолютно мінімальну, вища, яка приймається за абсолютно максимальну, - визначаються за будівельними нормами і правилами, і за даними спостережень з округленням до значень, кратних п'яти.
Температуру повітря при нормативному вітровий тиск W 0 слід приймати рівною мінус 5 єС, за винятком районів із середньорічною температурою мінус 5 º С і нижче, для яких її слід приймати на рівні мінус 10 єС. Температуру повітря при ожеледі для території з висотними відмітками місцевості до
15). Нормативна вітрове навантаження на проводи і троси P H W, Н, що діє перпендикулярно дроту (тросу), для кожного розраховується умови визначається за формулою (3):
P H W = α w K l K w C x WFsin 2 φ
де α w - коефіцієнт, що враховує нерівномірність вітрового тиску по прольоту ПЛ, що дорівнює:
| Вітровий тиск, Па | До 200 | 240 | 280 | 300 | 320 | 360 | 400 | 500 | 580 і більше |
| Коефіцієнт α w | 1 | 0,94 | 0,88 | 0,85 | 0,83 | 0,80 | 0,76 | 0,71 | 0,70 |
K l - коефіцієнт, що враховує вплив довжини прольоту на вітрове навантаження, що дорівнює 1,2 при довжині прольоту до
K w - коефіцієнт, що враховує зміну вітрового тиску по висоті в залежності від типу місцевості, що визначається за табл.2;
C x - коефіцієнт лобового опору, що дорівнює: 1,1 - для проводів і тросів, вільних від ожеледі, діаметром
W - нормативне вітровий тиск, Па, в розглянутому режимі:
W = W 0 - визначається за табл. 1в залежно від вітрового району;
W = W р - визначається за пунктом 6;
F - площа поздовжнього діаметрального перетину дроту, м 2 (при ожеледі з урахуванням умовної товщини стінки ожеледі b у);
φ - кут між напрямом вітру і віссю ПЛ.
Площа поздовжнього діаметрального перетину дроту (троса) F визначається за формулою (4), м 2
F = (d + 2K i K d b у) l · 10 -3
де d - діаметр проводу, мм;
K i і K d - коефіцієнти, що враховують зміну товщини стінки ожеледі по висоті і залежно від діаметра проводу і які визначаються за табл.4;
b у - умовна товщина стінки ожеледі, мм, приймається згідно з пунктом 11;
l - довжина вітрового прольоту, м.
16). Нормативна лінійна ожеледно навантаження на
P H Г = πK i K d b е (d + K i K d b е.) ρg · 10 - 3
де K i, K d - коефіцієнти, що враховують зміну товщини стінки ожеледі по висоті і залежно від діаметра проводу і прийняті по табл.4;
b е - товщина стінки ожеледі, мм, за пунктом 9;
d - діаметр проводу, мм;
ρ - щільність льоду, яка приймається 0,9 г / см 3;
g - прискорення вільного падіння, яке приймається рівним 9,8 м / с 2.
17). Розрахункова вітрове навантаження на дроти (троси) P Wп при механічному розрахунку проводів і тросів за методом допустимих напружень визначається за формулою (6), Н
P Wп = P H W γ nw γ p γ f
де P H W - нормативна вітрове навантаження за формулою (3);
γ nw - коефіцієнт надійності за відповідальністю, який дорівнює: 1,0 - для ПЛ до 220 кВ; 1,1 - для ПЛ 330-750 кВ і ПЛ, що споруджуються на дволанцюгова і багатоланцюгова опорах незалежно від напруги, а також для окремих особливо відповідальних одноланцюгових ПЛ до 220 кВ при наявності обгрунтування;
γ p - регіональний коефіцієнт, що приймається від 1 до 1,3. Значення коефіцієнта приймається на підставі досвіду експлуатації та вказується у завданні на проектування ПЛ;
γ f - коефіцієнт надійності за вітрового навантаження, рівний 1,1.
17). Розрахункова лінійна ожеледно навантаження на
P Г.П = P H Г γ nw γ p γ f γ d
де P H Г - нормативна лінійна ожеледно навантаження, що приймається за формулою (5);
γ nw - коефіцієнт надійності за відповідальністю, який дорівнює: 1,0 - для ПЛ до 220 кВ; 1,3 - для ПЛ 330-750 кВ і ПЛ, що споруджуються на дволанцюгова і багатоланцюгова опорах незалежно від напруги, а також для окремих особливо відповідальних одноланцюгових ПЛ до 220 кВ при наявності обгрунтування;
γ p - регіональний коефіцієнт, що дорівнює від 1 до 1,5. Значення коефіцієнта приймається на підставі досвіду експлуатації та вказується у завданні на проектування ПЛ;
γ f - коефіцієнт надійності за ожеледного навантаженням, який дорівнює 1,3 для районів по ожеледі I і II; 1,6 - для районів по ожеледі III і вище;
γ d - коефіцієнт умов праці, що дорівнює 0,5.
18). При розрахунку наближень струмоведучих частин до споруд, насаджень і елементів опор розрахункова вітрове навантаження на дроти (троси) визначається за формулою (6).
19). При визначенні відстаней від проводів до поверхні землі і до пересічних об'єктів і насаджень розрахункова лінійна ожеледно навантаження на дроти приймається за формулою (7).
20). Нормативна вітрове навантаження на конструкцію опори визначається як сума середнього та пульсаційної складових.
21). Нормативна середня складова вітрового навантаження на опору Q н с визначається за формулою (8), Н
Q н с = K w WС x А
де K w - приймається за таблицею 2;
W - приймається за таблицею 1;
З x-аеродинамічний коефіцієнт, що визначається залежно від виду конструкції, згідно з будівельними нормами і правилами;
А - площа проекції, обмежена контуром конструкції, її частини або елемента з навітряного боку на площину перпендикулярно до вітрового потоку, обчислена по зовнішньому габариту, м 2.
Для конструкцій опор із сталевого прокату, покритих ожеледдю, при визначенні А враховується обмерзання конструкції з товщиною стінки ожеледі b у при висоті опор більше
Для залізобетонних і дерев'яних опор, а також сталевих опор з елементами з труб обмерзання конструкцій при визначенні навантаження Q н з не враховується.
22). Нормативна пульсаційної складова вітрового навантаження Q н п для опор висотою до
для вільностоячі одностоякових сталевих опор:
Q н п = 0,5 Q н с;
для вільностоячі портальних сталевих опор:
Q н п = 0,6 Q н с;
для вільностоячі залізобетонних опор (портальних і одностоякових) на центрифугованих стійках:
Q н п = 0,5 Q н с;
для вільностоячі одностоякових залізобетонних опор ПЛ до35кВ:
Q н п = 0,8 Q н с;
для сталевих і залізобетонних опор з відтяжками при шарнірному кріпленні до фундаментів:
Q н п = 0,6 Q н с.
Нормативне значення пульсаційної складової вітрового навантаження для вільностоячі опор висотою більше
У розрахунках дерев'яних опор пульсаційної складова вітрового навантаження не враховується.
23). Нормативна ожеледно навантаження на конструкції металевих опор J н визначається за формулою (9), Н
J н = K i b е. μ г ρgA 0
де K i, b е, ρ, g - приймаються згідно з пунктом 16;
μ г - коефіцієнт, що враховує відношення площі поверхні елемента, схильною до обмерзання, до повної поверхні елементу і приймається рівним: 0,6 - для районів по ожеледі до IV при висоті опор більше
А 0 - площа загальної поверхні елемента, м 2.
Для районів по ожеледі до IV при висоті опор менш
Для залізобетонних і дерев'яних опор, а також сталевих опор з елементами з труб ожеледні відкладення не враховуються.
Ожеледні відкладення на траверсах рекомендується визначати за вищенаведеною формулою із заміною площі загальної поверхні елемента на площу горизонтальної проекції консолі траверси.
24). Розрахункова вітрове навантаження на дроти (троси), сприйнята опорами P w0, визначається за формулою (10), Н
P w0 = P н w γ nw γ p γ f
де P н w - нормативна вітрове навантаження за формулою (3);
γ nw, γ p - приймається згідно з пунктом 17;
γ f - коефіцієнт надійності за вітрового навантаження, рівний для проводів (тросів), покритих ожеледдю і вільних від ожеледі:
1,3 - при розрахунку за першою групою граничних станів;
1,1 - при розрахунку за другою групою граничних станів.
25). Розрахункова вітрове навантаження на конструкцію опори Q, Н, визначається за формулою:
Q = (Q н с + Q н п) γ nw γ p γ f
де Q н с - нормативна середня складова вітрового навантаження, що приймається відповідно до пункту 21;
Q н п - нормативна пульсаційної складова вітрового навантаження, що приймається відповідно до пункту 22;
γ nw, γ p - приймаються згідно з пунктом 17;
γ f - коефіцієнт надійності за вітрового навантаження, що дорівнює:
1,3 - при розрахунку за першою групою граничних станів;
1,1 - при розрахунку за другою групою граничних станів.
26). Розрахункова вітрове навантаження на гірлянду ізоляторів P і, Н, визначається за формулою (11):
P і = γ nw γ p K w C x F і W 0 γ f
де γ nw, γ p - приймаються згідно з пунктом 17;
K w - приймається згідно з таблицею 1;
З x - коефіцієнт лобового опору кола ізоляторів, що дорівнює 1,2;
γ f - коефіцієнт надійності за вітрового навантаження, що дорівнює 1,3;
W 0 - нормативне вітровий тиск;
F і - площа діаметрального перетину ланцюга гірлянди ізоляторів, м 2, визначається за формулою (12)
F і = 0,7 D і H і nN · 10 -6
де D і - діаметр тарілки ізоляторів, мм;
H і - будівельна висота ізолятора, мм;
n - число ізоляторів в ланцюзі;
N - кількість ланцюгів ізоляторів в гірлянді.
27). Розрахункова лінійна ожеледно навантаження на
Р Г.О = P н г γ пг γ p γ f γ d
де P н г - нормативна лінійна ожеледно навантаження, приймається за формулою 5;
γ пг, γ p - приймаються згідно з пунктом 17;
γ f - коефіцієнт надійності за ожеледного навантаженні при розрахунку за першою і другою групами граничних станів, приймається рівним 1,3 для районів по ожеледі I і II; 1,6 для районів по ожеледі III і вище;
γ d - коефіцієнт умов праці, що дорівнює:
1,0 - при розрахунку за першою групою граничних станів;
0,5 - при розрахунку за другою групою граничних станів.
28). Ожеледно навантаження від проводів і тросів, прикладена до точок їх кріплення на опорах, визначається множенням відповідної лінійної ожеледного навантаження (формула (5), (7), (13)) на довжину вагового прольоту.
29). Розрахункова ожеледно навантаження на конструкції опор J, Н, визначається за формулою (14):
J = J н γ пг γ p γ f γ d
де J н - нормативна ожеледно навантаження, що приймається за формулою (9)
γ пг, γ p - приймаються згідно з пунктом 17;
γ f, γ d - приймаються згідно з пунктом 27.
30). У районах по ожеледі III і вище обмерзання гірлянд ізоляторів враховується збільшенням їх ваги на 50%. У районах по ожеледі II і менш обмерзання не враховується.
Вплив вітрового тиску на гірлянди ізоляторів при ожеледі не враховується.
31). Розрахункове навантаження на опори ПЛ від ваги проводів, тросів, гірлянд ізоляторів, конструкцій опор за першою і другою групами граничних станів визначається при розрахунках як добуток нормативної навантаження на коефіцієнт надійності за ваговій навантаженні
32). Нормативні навантаження на опори ПЛ від тяжіння проводів і тросів визначаються при розрахункових вітрових і ожеледних навантаженнях за пунктом 17 і 18.
Розрахункова горизонтальне навантаження від натягу проводів і тросів, Т max, вільних від ожеледі або покритих ожеледдю, при розрахунку конструкцій опор, фундаментів і підстав визначається як добуток нормативної навантаження від натягу проводів і тросів на коефіцієнт надійності за навантаженням від тяжіння γ f, дорівнює:
1,3 - при розрахунку за першою групою граничних станів;
1,0 - при розрахунку за другою групою граничних станів.