pag 3 - 102
DESCRIPTION
indrumar electrica2TRANSCRIPT
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
3
CUPRINS
A. NDRUMAR DE PROIECTARE A LEAT 20 kV
I. OBIECTUL LUCRARII ........................................................................................... 7
II. IPOTEZE DE CALCUL .. 8 1. ncrcri, gruparea ncrcrilor ...................................................................................... 8
1.1. Condiii climato meteorologice ........................................................................ 8 1.2. Caracteristicile fizice ale conductoarelor ........................................................... 12 1.3. Gruparea ncrcrilor ........................................................................................... 21 1.4. Determinarea ncrcrilor unitare normate ........................................................ 21
1.4.1. ncrcri unitare normate datorate maselor proprii i a depunerilor de chiciur. ......................................................................
21
1.4.2. ncrcri unitare normate datorate aciunii vntului................................. 22 1.4.3. ncrcri unitare normate cumulate datorate maselor proprii, a depunerilor de chiciur i a vitezei vntu1ui. ...........................................
25
1.5. Determinarea ncrcrilor unitare de calcul ...................................................... 26 1.5.1. ncrcri unitare de calcul datorate maselor proprii
i a depunerilor de chiciur. ......................................................................
26
1.5.2. ncrcri unitare de calcul datorate aciunii vntului ... 27 1.5.3. ncrcri unitare de calcul cumulate datorate maselor proprii, a depunerilor de chiciur i a vitezei vntului. ...........................................
27
1.6. Determinarea ncrcrilor specifice normate i de calcul. ................................. 28 1.7. ncrcrile totale provenite din masa i depunerile de chiciur
pe elementele liniei ..
36
1.8. crcrile totale provenite din aciunea vntului pe elementele liniei ............. 36 1.9. ncrcri datorate traciunii din conductoare ............. 37 2. Stabilirea eforturilor n conductor ............................................................................... 38
2.1. Ecuaia de stare .................................................................................................. 38 2.2. Deschiderea critic ............................................................................................... 39 2.3. Calculul traciunii orizontale la starea care dimensioneaz ............................ 46
3. Determinarea sgeii conductorului .............................................................................. 59 3.1. Conductor cu punctele de suspensie la acelai nivel ..................................... 59 3.2. Conductor cu punctele de suspensie denivelate .............................................. 60
3.3. Influena fenomenului de fluaj asupra sgeii conductorului .............................. 64 4. Stlpi ............................................................................................................................... 70
4.1. Ipoteze de calcul ................................................................................................. 70
4.2. Regim normal de funcionare ............. 71 4.3. Regim de avarie ................................................................................................. 74
5. Fundaii .......................................................................................................................... 75 III. DETERMINAREA DOMENIILOR DE UTILIZARE ... 76 1. Calculul deschiderii maxime la vnt (Av) ................................................................. 76
2. Calculul deschideri nominale (An) ............................................................................ 80
3. Calculul deschiderii la sarcini verticale (Ag) ............................................................ 85
4. Calculul unghiului de col (2) ..................................................................................... 87
5. Calculul stlpilor n col, ancorai ............................................................................. 89 6. Stabilirea traciunii n ancor n momentul rentinderii ........................................... 95 7. Verificarea la avarie a stlpului ................................................................................. 102
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
4
IV. CONDIII DE COEXISTEN A LINIILOR ELECTRICE AERIENE CU CONDUCTOARE FASCICULARE TORSADATE (LEAT) CU ELEMENTE
NATURALE, OBIECTE, CONSTRUCII, INSTALAII ETC. DIN VECINTATE .
103
1. Vecintatea i traversarea cilor ferate i a altor ci rigide pentru vehicule ghidate pe cablu
2. Traversri i apropieri fa de drumuri .
103
110
3. Traversri i apropieri fa de terenuri normale i terenuri accidentate . 116 4. ncruciri i apropieri fa de linii electrice aeriene .. 117
5. ncruciri i apropieri fa de mijloacele de transport pe cablu suspendat 120
6. Traversri i apropieri fa de liniile de telecomunicaii .. 123 7. Traversri i apropieri fa de conducte supraterane .. 124
8. Trecerea LEAT prin zone cu circulaie frecvent .. 128
9. Trecerea LEAT prin zone de culturi pe spaliere metalice i peste ngrdiri metalice ..
130
10. Traversri i apropieri fa de cldiri ... 131 11. Traversri, treceri i apropieri fa de poduri, baraje, diguri . 135 12. Traversri i apropieri fa de ape i cursuri de ap 141 13. Traversri si apropieri fa de benzi transportoare .. 142 14. Traversri i apropieri fa de depozite i cldiri cu substane inflamabile, cu pericol de explozie sau incendiu
143
15. Traversri i apropieri fa de aeroporturi .. 144 16. Traversri i apropieri fa de instalaiile de emisie i recepie de telecomunicaii
prin nalt frecven .
144
17. Traversri i apropieri fa de terenurile de sport . 144 18. Traversri i apropieri fa de parcaje auto construite pe platforme n aer liber .. 144 19. Traversari i apropieri fa de conducte subterane . 145 20. Traversri i apropieri fa de instalaii de extracie de petrol i gaze naturale ... 146 21. Traversri i apropieri fa de livezi, pduri, zone verzi . 147 22. Traversri i apropieri fa de instalaii de mbuntiri funciare . 148 V. CRETEREA GRADULUI DE SIGURAN A LINIILOR ELECTRICE AERIENE TORSADATE DE MEDIE TENSIUNE PRIN
UTILIZAREA DISPOZITIVELOR CU ALUNGIRE CONTROLAT .....
154
1. Influena variaiei factorilor de mediu asupra unei linii electrice aeriene 154 2. Dispozitive pentru limitarea eforturilor n conductoarele torsadate, la depuneri de chiciur peste valorile impuse de norme ..........
172
VI. DOMENII DE UTILIZARE STLPI, LINII ELECTRICE AERIENE
TORSADATE SIMPLU CIRCUIT ...........
179
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
5
B. NDRUMAR DE EXECUIE A LEAT 20 kV 1. GENERALITI
1.1. Domeniul de aplicare 1.2. Organizarea antierului 1.3. Pregtirea lucrrii 1.4. Executarea lucrrilor 1.5. Msuri de tehnic a securitii muncii la executarea lucrrilor tehnologice 1.6. Asigurarea calitii lucrrilor
2. ELEMENTELE CONSTRUCTIVE ALE LINIILOR 2.1. Conductoare 2.2. Armturi
2.3. Stlpi 2.4. Fundaii
3. EXECUIA FUNDAIILOR 3.1. Generaliti
3.2. Fundaii tip coloan n groap forat 3.2.1. Descrierea i componentele forezei 3.2.2. Executarea fundaiei forate
3.3. Fundaii tip coloan introduse prin vibropresare 3.3.1. Descrierea componentelor agregatului 3.3.2. Execuia fundaiei vibropresate
3.4. Fundaii turnate 3.4.1. Trasarea gropilor 3.4.2. Sparea gropilor 3.4.3. Turnarea radierului i cofrarea 3.4.4. Prepararea i turnarea betonului 3.4.5. Decofrarea i executarea complectrilor de beton dup ridicarea
stlpilor
3.4.6. Turnarea betonului n gropi cu nfiltrri de ap 3.4.7. Executarea lucrrilor de betonare pe timp friguros
3.5. Fundaii burate 3.6. Norme de protecie a muncii la executarea fundaiilor
4. MANIPULAREA I TRANSPORTUL STLPILOR I TAMBURELOR CU CONDUCTOARE FASCICULARE TORSADATE
4.1. Generaliti
4.2. Manipularea stlpilor i tamburelor cu conductoare izolate cu ajutorul automacaralei.
4.3. ncrcarea i descrcarea manual a stlpilor (beton, lemn, metal) i a tamburelor cu conductoare, cu ajutorut unul plan nclinat.
4.4. Depozitarea stlpilor
5. ECHIPAREA I PLANTAREA STLPILOR 5.1. Pregtirea stlpilor 5.2. Echiparea stlpilor 5.3. Plantarea stlpilor
5.3.1. Ridicarea stlpilor cu automacaraua 5.3.2. Ridicarea stlpilor cu catargul fix i tractorul 5.3.3. Ridicarea stlpilor cu capr mobil i tractor 5.3.4. Orientarea corect a stlpilor 5.3.5. Alinierea i verificarea verticalitii stlpilor
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
6
5.3.6. Fixarea stlpilor n fundaii 5.3.7. Ancorarea stlpilor
ANEXE ....................................................................................................
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
7
I. OBIECTUL NDRUMARULUI
n aceast lucrare se prezint modul de calcul pentru determinarea domeniilor de utilizare a stlpilor din beton, metalici zbrelii (metalici tubulari cu seciune poligonal) i lemn folosii n construcia liniilor electrice aeriene de medie tensiune, echipai cu conductore izolate n fascicol torsadat cu sau fr conductor purttor.
Ipotezele de calcul sunt conforme cu :
NTE 003/04/00 : Normativ pentru construirea liniilor aeriene de energie electric cu tensiuni peste 1000 V;
SR EN 50341-1 : Linii electrice aeriene peste AC 45 kV . Partea 1: Cerine generale - Specificaii comune
SR EN 50423-1 : Linii electrice aeriene peste 1 kV c.a. pn la 45 kV c.a. inclusiv. Partea 1: Cerine Generale - Specificaii Comune
Pentru o mai bun nelegere a relaiilor i a modului de calcul, se prezint exemple de calcul n conformitate cu normativul NTE 003/04/00
Pentru o mai bun aprofundare a modului cum se determin deschiderea nominal i cea la faz, care depind de sgeata conductorului, implicit de traciunea n conductor, se prezint la pct. 2.1.2, i 2.1.3 modul cum se calculeaz traciunile i sgeile conductoarelor, n ipoteza unor deschideri fr denivelri. Calculul mecanic al conductoarelor face obiectul unei alte lucrri; din acest motiv nu se insist n aceast lucrare asupra modului de calcul al sgeilor de montaj i finale reale ale conductoarelor care depind de caracteristicile panoului analizat (deschideri inegale,
denivelri etc.). n lucrare se prezint i modul de calcul pentru rentinderea ancorelor existente n
exploatare.
Lucrarea nu are ca obiect dimensionarea fundaiilor. Fundaiile se vor dimensiona la momentul de exploatare de calcul al stlpului la nivelul ncastrrii.
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
8
II. IPOTEZE DE CALCUL
1. ncrcri, gruparea ncrcrilor
1.1. Condiii climato - meteorologice
La proiectarea i construcia LEA se ine seama de intensitatea i frecvena de manifestare a principalilor factori climato - meteorologici :
temperatura aerului ;
viteza vntului;
depunerile de chiciur . Din acest punct de vedere teritoriul rii noastre se mparte n cinci zone
meteorologice (fig.1.1.), care difer din punct de vedere al intensitii i al frecvenei de manifestare a principalilor factori climato - meteorologici
La determinarea ncrcrilor normate pentru calculul mecanic al LEA se vor considera condiiile prevzute n tabelele 1.1. i 1.2. pentru zona meteorologic respectiv
n cazul LEA avnd circuite cu tensiuni diferite, se vor adopta condiiile prevzute n tabelul 1. pentru tensiunea cea mai mare.
n anumite zone cu caracter local n care se constat condiii meteorologice mai grele dect cele prevzute n tabelul 1.1. se pot adopta valori mai mari . Aceste valori trebuie s fie justificate prin date statistice furnizate de INMH sau rezultate din statisticile de exploatare a liniilor
aeriene de energie electric i de telecomunicaii din zonele respective i s aib frecvena de apariie de cel mult o dat la 10 ani.
Presiunile dinamice ale vntului prevzute n tabelul 1.1. sunt corespunztoare vitezei mediate pe dou minute la nlimea de 10 m deasupra terenului
Pentru elementele componente ale liniilor situate la nlimi diferite fa de sol
presiunile de baz din tabelul 1.1. se vor majora prin nmulirea cu coeficienii de rafal c prevzui n diagrama 1.1., iar pentru stlpi i izolatoare se vor majora prin nmulirea cu
coeficienii de rafal s, iz, prevzui n diagrama 1.2.
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
9
Figura 1. 1. ROMNIA Zonarea teritoriului din punct de vedere al
condiiilor climato meteorologice
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
10
Tabelul 1.1. Presiunea dinamic de baza dat de vnt (corespunztoare vitezei mediate pe dou minute) la nlimea de 10 m deasupra terenului i grosimea stratului de chiciur pe conductoarele LEA
Zona
meteo
Altitudinea
(m)
Presiunea dinamic de baz, P
(daN/m2)
Grosimea stratului de
chiciur ,bch3,4)
(mm)
Vnt maxim
fr chiciur Vnt simultan
cu chiciur Un
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
11
Diagrama 1.1. Variaia coeficientului de rafal i neuniformitate al vntului pe conductor c, n funcie de nlimea deasupra solului H, deschiderea a i tipul de amplasament.
Diagrama 1.2. Variaia coeficientului de rafal pentru stlpi s, i lanuri de
izolatoare iz, n funcie de nlimea deasupra solului H.
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
12
1.2. Caracteristicile fizice ale conductoarelor
Din punct de vedere al materialelor i al alctuirii constructive la construirea LEA se vor utiliza conductoare funie din aluminiu aliaje de aluminiu oel, precum i conductoare funie din oel-aluminiu i oel aliaje din aluminiu.
Condiiile tehnice generale dimensiunile i caracteristicile fizico-mecanice ale conductoarelor LEA trebuie s corespund standardelor sau normelor interne ale productorilor.
n cazul unor tipuri noi sau speciale de conductoare nestandardizate sau fr norme interne se vor considera pentru caracteristicile fizico-mecanice ale materialelor componente, valorile din tabelul 1.3.a.
Tabelul 1.3. a. Caracteristicile fizico-mecanice al srmelor componente
ale conductoarelor funie pentru LEA.
Material
Rez
isti
vit
ate
a
elec
tric
n c
ure
nt
con
tin
uu
Coef
icie
ntu
l d
e
tem
per
atu
r a
l
rezi
sten
ei
elec
tric
e
Gre
uta
tea
volu
mic
(gre
uta
te sp
ecif
ic
)
Coef
icie
ntu
l d
e
dil
ata
re t
erm
ic
lin
iar
Mod
ulu
l d
e
elast
icit
ate
Rez
iste
na
la r
up
ere
mm2/m 0C daN/dm
3 0C
-1 daN/mm
2 daN/mm
2
Aluminiu
SR CEI 61089:1996
0,028264 0,0040 2,649 0,0000230 5500 15,8-19,0
Alcoro (aliaj de Al)
Norm intern SF 35-A2/2007
0,032800 0,0036 2,649 0,0000230 5600 29,40
Oel categoria A SR CEI 60888/1994
0,1818-0,1885
pt. 1,15-3,0 mm
0,0045 7,701 0,0000115 18800 37,22
Oel categoria B SR CEI 60888/1994
0,2510-0,2493
pt. 1,45-3,2 mm
0,0045 7,701 0,0000115 19600 117,60
Oel categoria C SR CEI 60888/1994
0,2510-0,2493
pt.1,45-3,2 mm
0,0045 7,701 0,0000115 19600 137,30
Seciunile minime admisibile ale conductoarelor din considerente mecanice sunt : - 25 mm2 pentru conductoarele funie de oel-aluminiu, oel-aliaje de aluminiu i
aliaje de aluminiu
- 16 mm2 pentru conductoarele funie de oel. Pentru poriunile speciale de traseu (traversri, apropieri de construcii etc.), seciunile
minime ale conductoarelor vor fi de
- 35 mm2 pentru conductoarele funie de oel-aluminiu, oelaliaje de aluminiu i aliaje de aluminiu.
- 50 mm2 pentru conductoarele funie de oel. Srmele de oel utilizate la realizarea conductoarelor funie de oel i a prii (inimii) de
oel a conductoarelor de oel-aluminiu i oel-aliaje de aluminiu vor fi protejate mpotriva coroziunii cu un strat subire de zinc (conform SR CEI 60888:1994)
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
13
Conductoare fasciculare torsadate (cabluri torsadate) tip TA2X(FL)2Y-OL cu conductor
purttor de oel 6/10 kV, 12/20 kV i 18/30 kV
Cablurile care fac obiectul prezentului ndrumar sunt construite n conformitate standardele
specificate mai jos i sunt destinate pentru constructia liniilor electrice aeriene de medie tensiune n zone mpdurite, zone greu accesibile, zone urbane sau n alte zone n care nu se pot construi linii electrice aeriene cu conductoare neizolate sau cu conductoare parial izolate.
Cablurile se pot monta pe stlpi, pe fatada cldirilor, sau n pmnt (la montarea n pmnt se vor lua msuri pentru protejarea cablului mpotriva strivirii).
.
Standarde de referin SR CEI 60502-2 Cabluri de energie cu izolaie extrudat i accesoriile lor pentru tensiuni
nominale de la 1 kV (Um=1,2 kV) pn la 30 kV (Um=36 kV). Partea 1: Cabluri pentru tensiuni nominale de la 6 kV (Um=7,2 kV)
pn la 30 kV (Um=36 kV)
SR EN 60228 Conductoare pentru cabluri izolate SR EN 60811-1-1
Metode de ncercri comune pentru materiale de izolaie i de manta ale cablurilor electrice.Partea 1: Metode cu aplicare general. Seciunea1: Msurarea grosimilor i a dimensiunilor exterioare. Determinarea proprietilor mecanice
SR EN 60811-1-2 Metode de ncercri comune pentru materialele de izolaie i de manta ale cablurilor electrice.Partea1: Metode cu aplicare generala.
Seciunea 2- Metode de mbtrnire termic. SR EN 60811-1-3 Metode de ncercri comune pentru materialele de izolaie si de
manta ale cablurilor electrice.Partea1: Metode cu aplicare general. Sectiunea 3- Metode de determinare a densitii - ncercri de absorbie
de ap- ncercare de contracie
SR EN 60811-1-4 Metode de ncercri comune pentru materialele de izolaie i de manta ale cablurilor electrice.Partea 1 Metode cu aplicare general . Sectiunea 4 ncercri la temperatur joas
SR EN 60811-2-1 Metode de ncercri comune pentru materiale de izolaie i de manta ale cablurilor electrice. Partea 2: Metode specifice pentru
amestecuri elastomerice. Seciunea 1- ncercare de rezisten la ozon ncercare de alungire la cald - ncercare de rezistena la ulei
SR EN 60811-3-1 Metode de ncercri comune pentru materiale de izolaie i de manta ale cablurilor electrice. Partea 3: Metode specifice pentru
amestecuri elastomerice. Seciunea 1- ncercare de presare la cald. ncercri de rezisten la fisurare
SR EN 60811-4-1 Metode de ncercri comune pentru materiale de izolaie i de manta ale cablurilor electrice. Partea 4: Metode specifice pentru amestecuri
elastomerice. Sectiunea 1- Rezistena la fisurare datorit solicitrilor mediului nconjurtor-ncercare de nfurare dup mbtrnire termic n aer -Msurarea indicelui de fluiditate la cald-Msurarea coninutului de negru de fum i/sau de umpluturi minerale din PE. ncercare de presare la cald ncercri de rezisten la fisurare
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
14
Cablurile torsadate de medie tensiune se executa pentru tensiunea nominala U0/U(Um) de
6/10 (12) kV, 12/20 (24) kV si 18/30 (36) kV.
unde:
U0 este tensiunea efectiva ntre un conductor oarecare i pmnt (nveli metalic al cablului);
U este tensiunea efectiv ntre oricare doua conductoare ale unui cablu multiconductor sau ale unui sistem de cabluri cu un conductor;
Um este valoarea efectiv a tensiunii celei mai mari a sistemului n care poate fi utilizat Cablul.
Temperaturi admise :
temperatura maxim admis pe conductor pentru funcionarea de durata: ............ +90 oC. temperatura maxima admisa pe conductor la scurtcircuit (max. 5 s): ....................+250 oC temperatua minima admisibila (masurata pe manta) :
- la instalare : ..................................... -20 oC
- in exploatare : .................................. -40 oC
Raza minima de curbura este = 15 D
unde :
D este diametrul exterior mediu al cablului monopolar.
n cazul unei singure indoiri, de exemplu la intrarea n cofrete, dulapuri, este permis o raz de doua ori mai mica, cu condiia c ndoirea s se fac cu atentie, la o temperatura cuprins ntre
10 30 oC, utiliznd un ablon.
Forma constructiv a cablurilor este indicat n figura 1.2.a.
Fig.1.2.a. Conductor torsadat de medie tensiune tip TA2X(FL)2Y-Ol 1.- conductor purttor de oel; 2.- conductor de aluminiu multifilar; 3.- ecran semiconductor extrudat; 4.- izolaie XLPE; 5.- ecran semiconductor extrudat; 6.- band semiconductoare gonflabil;7.- band de aluminiu cu polimer, aderent la manta; 8.- manta de PE de medie densitat
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
15
TA2X(FL)2Y-Ol 3x70 + 50 Ol
T - cabluri torsadate;
A - conductor de aluminiu;
2X - izolatie de polietilen reticulat ; (FL) - cablu cu blocare longitudinal i transversal la propagarea apei; 2Y - manta de polietilen termoplastic ; Ol - purttor de otel.
Tabelul 1.3.b. Caracteristicile fizico-mecanice ale conductoarelor torsadate, cu fir purttor din oel tip TA2X(FL)2Y-Ol
Tip
Dia
met
ru c
on
du
cto
r.
Gro
sim
e n
om
ina
l
izo
lati
e
Diametru
conductor
izolat
G
rosi
me
no
min
al
ma
nta
Diametru exterior
Masa
fascicul
(inf.)
Sec
iu
ne
ecra
n a
lum
iniu
cab
lu m
on
op
ola
r, (
inf.
)
min. max.
Cablu
monopolar Fascicul
min. max.
mm mm mm mm mm mm mm mm kg/km mm2
6/10 kV
3x35+50 Ol 6,9 3,4 14,6 16,3 1,8 20,2 23,9 53 1730 10,2
3x50+50 Ol 8,0 3,4 15,7 17,5 1,8 21,3 25,3 55 1930 10.9
3x70+50 Ol 9,8 3,4 17,3 19,2 1,8 23,0 2,4 59 2220 12,0
3x95+50 Ol 11,4 3,4 19,0 21,0 1,8 24,5 29,1 62 2520 12,8
3x120+50 Ol 12,9 3,4 20,5 22,6 1,8 25,9 30,8 65 2840 13,7
3x150+50 Ol 14,1 3,4 21,9 24,1 1,9 27,3 32,4 68 3160 14,4
12/20 kV
3x35+50 Ol 6,9 5,5 18.8 20,8 1,8 24,2 28,7 62 2190 12,6
3x50+50 Ol 8,0 5,5 20,2 21,9 1,8 25,3 30,1 64 2410 13,3
3x70+50 Ol 9,8 5,5 21,5 23,6 1,9 27,3 32,4 68 2770 14,4
3x95+50 Ol 11,4 5,5 23,2 25,4 1,9 28,7 34,1 71 3100 15,4
3x120+50 Ol 12,9 5,5 24,7 27,0 2,0 30,3 36,0 74 3470 16,1
3x150+50 Ol 14,1 5,5 26,1 28,5 2,0 31,5 37,4 76 3790 16,8
18/30 kV
3x50+50 Ol 8,0 8,0 24,9 27,2 2,0 30,5 36,3 74 3150 16,3
3x70+50 Ol 9,8 8,0 26,5 28,9 2,0 32,3 38,3 78 3520 17,4
3x95+50 Ol 11,4 8,0 28,2 30,7 2,1 33,9 40,2 81 3920 18,1
3x120+50 Ol 12,9 8,0 29,7 32,3 2,1 35,3 42,0 84 4300 19,1
3x150+50 Ol 14,1 8,0 31,1 33,8 2,2 36,7 43,5 87 4680 19,8
Caracteristici conductor purttor : - construcie: 7 x 3,0 mm; - seciune conductor : 50 mm2;
- diametrul exterior, cu izolaie: 11,3 12,2 mm; - grosime izolatie: 1,2 mm; - fora nominal de rupere: 6480 daN; - modul de elasticitate: 19000 daN/mm2; - coeficient de dilatare liniar: 11,5x10-6 0C-1
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
16
Tabelul 1.3.c. Cureni admisibili n aer
Seciune conductor
mm2
Tensiune nominal,
6/10 kV 12/20 kV 18/30 kV
Curent, A
35 153 154 -
50 183 185 187
70 228 231 232
95 278 280 282
120 321 323 325
150 364 366 367
Not : Valorile din tabelul 1.3.c.sun valabile la : - temperatura aer: 30
oC
- temperatura conductor: 90 oC
Pentru temperaturi ale aerului diferite de 30 oC curentul admisibil se inmulteste cu
coeficientul din tabelul de mai jos:
Tabelul 1.3.d. Factorii de corecie pentru alte temperaturi ale aerului
Temperatura, oC 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Coeficient 1,15 1,12 1,08 1,04 1 0,96 0,91 0,97 0,82
Tabelul 1.3.e. Curenti de scurtcircuit maxim admisibili
Sectiune conductor
mm2
Curent de scurtcircuit (1 s)
kA
35 3,3
50 4,7
70 6,6
95 8,9
120 11,3
150 14,1
Not : - temperatura conductor la inceputul scurtcircuitului: 90
oC;
- temperatura limita la scurtcircuit: 250 oC;
- durata scurtcircuit: 1 s;
- pentru durate de scurtcircuit diferite de 1 s curentul de scurtcircuit Isc se determina cu
relatia:
t
IIsc
unde :
I - curentul de scurtcircui, pentru 1 s;
t - durata de scurtcircuit, s (max. 5 s)
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
17
Cablu trifazat universal (cablu universal) pentru linii aeriene de medie tensiune, 12/20 kv
UA2XE2Y 3x70/16
U - cablu universal;
A - conductor de aluminiu;
2X - izolatie de polietilena reticulata ;
E - ecran;
2Y - manta de polietilena termoplastica;
3x70 - trei conductoare cu seciunea de 70 mm2; 16 - seciunea ecranului, n mm2.
Fig.1.2.b. Cablu trifazat universal de medie tensiune tip UA2XE2Y 12/20 kV 1.- conductor de aliaj de aluminiu Al59, multifilar, rotund, compactizat, clasa 2 conform SR EN 60228 ; 2.- ecran semiconductor extrudat;
3.- izolaie XLPE caracteristici conform SR CEI 60502-2, grosime redusa; 4.- ecran semiconductor extrudat; 5.- ecran de sarme de cupru stanate ;
6.- strat separator de folie sintetica; 7.- manta de PE de medie densitate.
Temperaturii admise :
Temperatura maxim admis pe conductor pentru funcionarea de durat: ..............+90 oC. Temperatura maxim admisa pe conductor la scurtcircuit (max. 5 s): ..................... +250 oC Temperatua minim admisibil (masurat pe manta) :
- la instalare : ............................-20 oC
- n exploatare : ........................ -40 oC
Raza minima de curbura este = 12 D1
unde :
D1 este diametrul exterior mediu al cablului monopolar.
n cazul unei singure indoiri, de exemplu la intrarea n cofrete, dulapuri, este permis o raz de doua ori mai mica, cu condiia c ndoirea s se fac cu atentie, la o temperatura cuprins ntre
10 30 oC, utiliznd un ablon.
Forta de tragere la montare pe stalpi este de max. 40 x S [N]
unde :
S - seciunea total a celor 3 conductoare, n mm2.
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
18
Tabelul 1.3.f. Caracteristicile fizico-mecanice ale cablurilor trifazate universale, tip
UA2XE2Y
Tip
Dia
met
ru c
on
du
ctor
(in
f.)
Gro
sim
e n
om
inal
izola
ie
Gro
sim
e n
om
inal
man
ta
Diametru exterior
Mas cablu
(inf.)
Sec
iu
ne
ecr
an
Fora de
rupere
cond.
(inf.)
cablu1)
izolat
min. max. D1 D2
mm mm mm mm mm mm mm kg/km mm2 kN
6/10 kV
3x35/16 7,2 3,4 2,3 14,8 16,3 38,5 41,1 1110 16 25
3x50/16 8,0 3,4 2,4 16,0 17,5 40,7 43,5 1310 16 35
3x70/16 9,9 3,4 2,5 17,7 19,2 44,3 47,4 1590 16 48
3x95/25 11,4 3,4 2,6 19,3 20,8 47,5 50,8 1970 25 64
12/20 kV
3x35/16 7,2 4,5 2,4 18,0 19,5 43,1 46,1 1260 16 26
3x50/16 8,0 4,5 2,5 19,2 20,7 45,3 48,4 1465 16 36
3x70/16 9,8 4,5 2,6 20,9 22,4 48,9 52,3 1760 16 49
3x95/25 11,4 4,5 2,8 22,5 24,0 52,3 55,9 2180 25 66
18/30 kV
3x50/16 8,0 7 2,9 25,2 26,7 56,1 60,0 1860 16 38
3x70/16 9,8 7 3,0 26,9 28,4 59,7 63,9 2200 16 51
1) D1 - diametru cablu, D2- diametrul cercului circumscris
Parametri mecanici:
- modul de elasticitate: .................................................55000 (N/mm2)
- coeficient de dilatare liniara: ..................................... 23 x 10-6
(1/oC)
Conductoarele sunt din sarme de aliaj de aluminiu, multifilare (clasa 2) conform SR EN
60228, rotunde, compactizate, iar izolaia conductoarelor este de polietilen reticulat (XLPE).
Tabelul 1.3.g. Rezistena electric ale cablurilor trifazate universale, tip UA2XE2Y
Seciune nominal
Rezistena electric n curent continuu la 20
oC, max.
mm2 /km
conductoare de aluminiu
35 0,868
50 0,641
70 0,443
95
ecran metalic
16 1,24
25 0,795
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
19
Tabelul 1.3.h. Cureni admisibili n aer
Seciune conductor Curent
mm2 A
35 138
50 165
70 206
95 249
Not : Valorile din tabelul 1.3.g.sunt valabile la : - temperatura aer: ...................................30
oC
- temperatura conductor: ........................90 oC
Tabelul 1.3.i. Factorii de corecie pentru alte temperaturi ale aerului
Temperatura, C 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Factor corecie 1,22 1,19 1,15 1,12 1,08 1,04 1,0 0,96 0,91 0,87 0,82
Tabelul 1.3.j. Factorii de corecie pentru alte temperaturi ale conductorului
Temperatura, oC 80 70 60 50
Factor corecie 0,93 0,84 0,74 0,62
Tabelul 1.3.k. Curenii de scurtcircuit maxim admisibili
Sectiune conductor Curent de scurtcircuit (1 s)
mm2 kA
35 3,3
50 4,7
70 6,6
95 8,9
Not : - temperatura conductor la inceputul scurtcircuitului: 90
oC;
- temperatura limita la scurtcircuit: 250 oC;
- durata scurtcircuit: 1 s;
- pentru durate de scurtcircuit diferite de 1 s curentul de scurtcircuit Isc se determina cu
relatia:
t
IIsc
unde
I - curentul de scurtcircuit, pentru 1 s;
t - durata de scurtcircuit, s (max. 5 s)
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
20
Exemplu de calcul
1. S considerm cablul torsadat tip : TA2X(FL)2Y-Ol 3x70 + 50 Ol
Seciunea real a conductorului purttor n (mm2)
Scp = 50 (mm2)
Modulul de elasticitate a conductorului purttor, n (daN/mm2)
Ec= 19600 (daN/mm2)
Coeficient de dilatare liniar a conductorului purttor, n (0C-1 )
= 0,0000115 (0C-1 )
Tabelul 1.4.a. Caracteristicile mecanice ale cablului exemplificat
Cablu torsadat
Scp
Dia
met
rul
fasc
icol
tors
ad
at
For
a d
e ru
per
e
Mod
ul
de
elast
icit
ate
con
d. p
urt
to
r
Coef
. d
e
dil
ata
re li
nia
r
con
d.
pu
rtto
r
Masa
mm2
mm daN daN/mm2 0
C-1
daN/m
TA2X(FL)2Y-Ol 3x70 + 50 Ol 50 68 6480 19600 0,0000115 2,77
2. S considerm cablul universal tip : UA2XE2Y 3x70/16
Seciunea real a conductorului purttor n (mm2)
Sc = (3,14D2/4)3 = (3,149,82/4)3= 226,29 (mm2)
Tabelul 1.4.b. Caracteristicile mecanice ale cablului universal exemplificat
Cablu universal
Sc
Dia
met
rul
fasc
icol
tors
ad
at
For
a d
e ru
per
e
Mod
ul
de
elast
icit
ate
con
d. p
urt
to
r
Coef
. d
e
dil
ata
re li
nia
r
con
d.
pu
rtto
r
Masa
mm2
mm daN daN/mm2 0
C-1
daN/m
UA2XE2Y 3x70/16 226,29 52.3 4900 5500 0,000023 1,76
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
21
1.3 . Gruparea ncrcrilor
La calculul i dimensionarea elementelor componente ale LEA se vor lua n considerare urmtoarele grupri ale ncrcrilor, datorate factorilor climato-meteorologici, ca ipoteze de ncrcare :
a) temperatura minim vntul i chiciura lipsesc ; b) temperatura medie vntul i chiciura lipsesc ; c) temperatura medie viteza vntului de 10 m/s chiciura lipsete ; d) temperatura medie viteza maxim a vntului chiciura lipsete ; e) temperatura maxim vntul i chiciura lipsesc ; f) temperatura de formare a chiciurii i depuneri de chiciur pe elementele componente
ale liniei vntul lipsete ; g) temperatura de formare a chiciurii vnt simultan cu chiciur i depuneri de chiciur pe
elementele componente ale liniei
1.4 . Determinarea ncrcrilor unitare normate
1.4.1. ncrcri unitare normate datorate maselor proprii
i a depunerilor de chiciur.
ncrcrile unitare provenite din masa conductoarelor i a depunerilor de chiciur se determin dup cum urmeaz :
Greutatea proprie a conductorului :
g(1,n) = gc (daN/m)
n care :
gc - masa unitar a conductorului (n daN/m)
Greutatea chiciurii :
g(2,n) = 3,14 bch (dce + bch) ch 0,001 (daN/m)
n care :
dc - diametrul conductorului fr izolaie (n mm) ; dce - diametrul echivalent al cablului torsadat sau universal (n mm) ; bch - grosimea stratului de chiciur (n mm) ;
ch - greutatea specific a chiciurii (n daN/dm3).
Greutatea conductorului acoperit cu chiciur
g(3,n) = g(1,n) + g(2,n) (daN/m)
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
22
1.4.2. ncrcri unitare normate datorate aciunii vntului.
ncrcrile unitare provenite din aciunea vntului se determin cu ajutorul presiunii
dinamice de baz p se va lua din tabelul 2.1 sau se va determina cu relaia :
3,16
vp
2
(daN/m2)
unde :
v viteza vntului (n m/s.)
In funcie de nlimea de aplicare a forelor, presiunea dinamica de baz se va majora
cu coeficientul de rafal c din diagrama 1.1., care nu depinde de valorile vitezei vntului.
Coeficientul c coeficient de rafal i neuniformitate al vntului pe conductor depinde de turbulena vntului i de rspunsul dinamic al conductorului include efectul combinat al variaiei vitezei vntului att cu nlimea, ct i cu mrimea deschiderii (neuniformitatea vntului pe deschidere)
ncrcri rezultate din presiunea vntului pe conductor, neacoperit cu chiciur
001,0dpCg cevctcn)(4, max (daN/m)
n care : c - coeficient de rafal i neuniformitate al vitezei vntului (diagrama 1.1.) ;
Ctc - coeficient de rezisten frontal (coeficient aerodinamic) al conductorului(tab.1.5.)
ncrcri rezultate din presiunea vntului pe conductor, acoperit cu chiciur n regim normal de funcionare
001,0dpCgchvctcn)(5,
(daN/m)
)b2d(d chce
unde :
d - diametrul cilindrului circumscris cablurilor acoperite cu chiciur, (n mm); bch - grosimea stratului de chiciur (n mm)
ncrcarea din vnt pe conductoarele torsadate acoperite cu chiciur se va face separat
pentu cablu purttor i pentru cablu torsadat, dac distana de separare e mai mare dect 2bch. Pentru cablul torsadat, d se consider egal cu diametrul cilindrului circumscris cablurilor acoperite cu chiciur, conform reprezentrilor din fig.1.3.
n cazul distanelor mai mici dect 2bch, diametrul cilindrului circumscris d, va include i cablul purttor acoperit cu chiciur, poziia 3 (cablu torsadat) i 4 (cablu universal) din fig.1.3.
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
23
Figura 1.3. Diametrul conductorului torsadat acoperit cu chiciur : 1.- cablu purttor distanat fa de conductoarele torsadate active; 2 .- cablu purttor apropiat fa de conductoarele torsadate active; 3.- cablu purttor torsadat mpreun cu conductoarele active; 4.- cablu universal, fr cablu purttor.
IPOTEZE NORMALE IPOTEZE CU
CHICIURAIPOTEZE CU VANT IPOTEZE CU VANT SI
CHICIURA
TIP
TORSADAT
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
24
ncrcri rezultate din presiunea vntului pe conductor, acoperit cu chiciur n regim de avarie
001,0dpCgchvctc
n
an)(8,
(daN/m)
n care : n,a coeficieni pariali de siguran (tabelul 6.)
Tabelul 1.5. a. Valorile coeficientului aerodinamic pentru conductoare Ctc
Specificaia Ctc
Fr chiciur Diametrul conductorului 20 mm 1,10
Diametrul conductorului < 20 mm 1, 20
Cu chiciur, indiferent de diametrul conductorului 1, 20
ncrcrile unitare provenite din aciunea vntului pe stlpi, stv
g , se calculeaz
cu relaia:
ps
tsc
vg
st
(daN/m2)
unde:
cts este coeficientul aerodinamic al stlpului, determinat n figura 1.4 pentru stlpii metalici zbrelii i n tabelul 1.5.b pentru stlpii din beton centrifugat, lemn, metalici tubulari sau din eav;
s este coeficientul de rafal pe stlp, depinznd de turbulena vntului (n funcie de rugozitatea terenului) i de rspunsul dinamic al structurii. Include efectul variaiei vntului cu nlimea.
Figura 1.4. Variaia coeficientului aerodinamic, cts, n funcie de coeficientul de umplere, , pentru stlpii LEA din zbrele corniere.
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
25
Tabelul 1.5.b Valorile coeficientului aerodinamic, Cts
Elementul Cts
Stlpi tubulari din oel, beton sau lemn cu seciunea circular 0,70
Stlpi tubulari din oel, beton cu seciunea do-decagonal 0,85
Stlpi tubulari din oel, beton cu seciunea hexagonal sau octogonal 1,00
Stlpi tubulari din oel, beton cu seciunea ptrat sau rectangular 1,40
Stlpi din beton armat n H 1,60
Stlpi din profile H 1,80
Stlpi jumelai i stlpi n A din lemn cu seciuni circulare :
n planul stlpului, pentru partea expus la vnt 0,70
n planul stlpului, pentru partea mascat la vnt
a 2dm 0,00
2dm a 6dm 0,35
a 6dm 0,70
perpendicular pe olanul stlpului
a 2dm 0,80
a 2dm 0,70
unde :
a spaiul dintre doi stlpi tubulari ai aceleiai structuri, la jumtatea acesteia;
dm media diametrelor stlpilor tubulari ai aceleiai structuri la jumtatea nlimii acesteia.
1.4.3. ncrcri unitare normate cumulate datorate maselor proprii, a
depunerilor de chiciur i a vitezei vntu1ui.
ncrcri rezultate din aciunea simultan a greutii conductorului i a presiunii vntului pe conductor
2
)n,4(2
)n,1(n)(6,ggg (daN/m)
ncrcri rezultate din aciunea simultan a greutii conductorului acoperit cu chiciur i a presiunii vntului pe conductor n regim normal de funcionare
2
)n,5(2
)n,3(n)(7,ggg (daN/m)
ncrcri rezultate din aciunea simultan a greutii conductorului acoperit cu chiciur i a presiunii vntului pe conductor n regim de avarie
2
)n,8(2
)n,3(n)(9,ggg (daN/m)
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
26
1.5. Determinarea ncrcrilor unitare de calcul
ncrcrile de calcul se obin prin nmulirea ncrcrilor normate cu coeficienii pariali de siguran din tabelul 1.6. inndu-se seama de gruparea ncrcrilor precizate la. pct.1.3.
Tabelul 1.6. Coeficienii pariali de siguran pentru LEA 20 kV
Categorii
de ncrcri
ncrcri n a
Zona
A, B, C
Zona
D, E
Zona
A, B, C
Zona
D, E
Permanente Masa proprie conductor,
cabluri, stlpi, etc.
1,10
(0,90)*
1,10
(0,90)*
Variabile
Presiunea vntului (pe cabluri,
conductoare, stlpi, etc cu sau
fr chiciur) 1,30 1,50 0,25 0,45
Masa chiciurii pe conductoare,
stlpi, etc.
1,80
(1,00)*
1,80
(1,00)*
Traciunea conductoarelor n regim normal de funcionare
1,30**
-
Excepionale Traciunea conductoarelor n regim de avarie
- 1,10**
Regim de
montaj
ncrcri rezultate din schema de montaj
1,10 -
*) Valorile 0,9, respectiv 1,0 se introduc n calcul, dac ncrcrile respective au efect
defavorabil asupra rezistenei sau stabilitii unor elemente ale stlpului sau fundaiilor la starea limit analizat.
**) Se refer la determinarea traciunii n conductoare pentru calculul stlpilor i se aplic
traciunii maxime normate (rezultat din ncrcrile normate).
1.5.1. ncrcri unitare de calcul datorate maselor proprii
i a depunerilor de chiciur.
ncrcri unitare de calcul provenite din masa conductoarelor i a depunerilor de chiciur se determinat dup cum urmeaz :
Greutatea proprie a conductorului
c)c,1( g1,1g (daN/m)
n care gc masa unitar a conductorului (n daN/m)
Greutatea chiciurii
001,0)bd(b14,3g chchcchn)c,2( daN/m)
001,0)bd(b14,38,1g chchcch)c,2( (daN/m)
n care :
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
27
dc - diametrul conductorului (n mm) ; bch - grosimea stratului de chiciur (n mm) ;
ch - greutatea specific a chiciurii (n daN/dm3)
Greutatea conductorului acoperit cu chiciur
)c,2()c,1()c,3( ggg (daN/m)
1.5.2. ncrcri unitare de calcul datorate aciunii vntului.
ncrcri rezultate din presiunea vntului pe conductor, neacoperit cu chiciur
001,0dpCg cvctcn)c,4( max (daN/m)
n care :
c - coeficient de rafal i neuniformitate a vitezei vntului ; Ctc - coeficient de rezistenta frontala (coeficient aerodinamic) al conductorului;
n - coeficient parial de siguran .
ncrcri rezultate din presiunea vntului pe conductor, acoperit cu chiciura n regim normal de funcionare
001,0)b2d(pCg chcevctcn)c,5( ch (daN/m)
ncrcri rezultate din presiunea vntului pe conductor, acoperit cu chiciur n regim de avarie
001,0)b2d(pCg chcevctcn)c,8( ch (daN/m)
n care, n este coeficient parial de siguran (tab.1.6.)
1.5.3. ncrcri unitare de calcul cumulate datorate maselor proprii, a
depunerilor de chiciur i a vitezei vntului.
ncrcri rezultate din aciunea simultan a greutii conductorului i a presiunii vntului pe conductor
2
)c,4(2
)c,1(c)(6,ggg (daN/m)
ncrcri rezultate din aciunea simultan a greutii conductorului acoperit cu chiciur i a presiunii vntului pe conductor n regim normal de funcionare
2
)c,5(2
)c,3(c)(7,ggg (daN/m)
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
28
ncrcri rezultate din aciunea simultan a greutii conductorului acoperit cu chiciur i a presiunii vntului pe conductor n regim de avarie
2
)c,8(2
)c,3(c)(9,ggg (daN/m)
1.6. Determinarea ncrcrilor specifice normate i de calcul.
ncrcrile specifice normate i de calcul se obin din ncrcrile unitare, normate i de calcul mprite la seciunea real a conductorului.
Exemplu de calcul :1 TA2X(FL)2Y-Ol 3x70 + 50 Ol
Pentru exemplificare, vom considera c LEA 20 kV , se afl n zona B meteorologic echipat cu cablu torsadat cu conductor purttor : TA2X(FL)2Y-Ol 3x70 + 50 Ol ..
Presiunea dinamic de baz dat de vnt (n daN/mm2)
42pmaxv
(daN/mm2)
Presiunea dinamic de baz dat de vnt simultan cu chiciur (n daN/mm2)
15pvch (daN/mm2)
Pentru elementele componente ale liniilor situate la nlimi diferite fa de sol,
presiunile de baz se vor majora prin nmulirea cu coeficientul de rafal c, prevzut n diagrama 1.1.
c = 1,55
Grosimea stratului de chiciur (n mm)
bch = 22 (mm)
Greutatea specific a chiciurii (n daN/dm3)
ch = 0,75 (daN/dm3)
ncrcri unitare normate
Greutatea proprie a conductorului
g(1,n) = gc (daN/m)
gc - masa unitar a conductorului (n daN/m)
g(1,n) = 2,77 (daN/m)
Greutatea chiciurii
g(2,n) = 3,14 b (dce + bch) ch 0,001 (daN/m)
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
29
n care :
dce - diametrul cablului torsadat (universal) echivalent (n mm) ; bch - grosimea stratului de chiciur (n mm) ;
ch - greutatea specific a chiciurii (n daN/dm3).
g(2,n) = 3,14 22 (68 + 22) 0,75 0,001 = 4.6653 (daN/m)
Greutatea conductorului acoperit cu chiciur g(3,n) = g(1,n) + g(2,n) (daN/m)
g(3,n) = 2.77+4.6653 = 7.4353 (daN/m)
ncrcri rezultate din presiunea vntului pe conductor, neacoperit cu chiciur
001,0dpCg cevctc)n,4( max (daN/m)
8695,4001,0684255,110,1),4( ng (daN/m)
ncrcri rezultate din presiunea vntului pe conductor, acoperit cu chiciur
001,0)b2d(pCg chcevctcn)(5, ch (daN/m)
1248,3001,0)22268(1555,12,1g n)(5, (daN/m)
ncrcri rezultate din aciunea simultan a greutii conductorului i a presiunii vntului pe conductor
2
)n,4(2
)n,1(n)(6,ggg (daN/m)
6022,58695,477,2g 22n)(6, (daN/m)
ncrcri rezultate din aciunea simultan a greutii conductorului acoperit cu chiciura i a presiunii vntului pe conductor
2
)n,5(2
)n,3(n)(7,ggg (daN/m)
0652,81248,34353,7g 22n)(7, (daN/m)
ncrcri rezultate din presiunea vntului pe conductor, acoperit cu chiciura la avarie
)n,5(n
an)(8, gg
(daN/m)
6009,01248,33,1
25,0g n)(8, (daN/m)
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
30
ncrcri rezultate din aciunea simultan a greutii conductorului acoperit cu chiciur i a presiunii vntului pe conductor la avarie
2
)n,8(2
)n,3(n)(9,ggg (daN/m)
4595,76009,04353,7g 22n)(9, (daN/m)
ncrcri unitare de calcul
ncrcrile unitare de calcul se obin prin nmulirea ncrcrilor unitare normate cu coeficientul ncrcrii (conform tab.1.6.)
Greutatea proprie a conductorului
g(1,c) = g(1,n) 1,1 = 2,77 1,1 = 3,047 (daN/m)
Greutatea chiciurii
g(2,c) = g(2,n) 1,8 = 4,6653 1.8 = 8,3975 (daN/m)
Greutatea conductorului acoperit cu chiciur
g(3,c) = g(1,c) + g(2,c) = 3,047 + 8,3975 = 11,4445 (daN/m)
ncrcri rezultate din presiunea vntului pe conductor, neacoperit cu chiciur
g(4,c) = g(4,n) 1,3 = 4,8695 1,3 = 6,3303 (daN/m)
ncrcri rezultate din presiunea vntului pe conductor, acoperit cu chiciura n regim normal de funcionare
g(5,c) = g(5,n) 1,3 = 3,1248 1,3 = 4,0622 (daN/m)
ncrcri rezultate din aciunea simultan a greutii conductorului i a presiunii vntului pe conductor
2
)c,4(
2
)c,1(c)(6, ggg (daN/m)
0255,73303,6047,3g 22(6,c) (daN/m)
ncrcri rezultate din aciunea simultan a greutii conductorului i a presiunii vntului pe conductor
2
)c,5(
2
)c,3(c)(7, ggg (daN/m)
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
31
1440,120622,44445,11g 22(7,c) (daN/m)
ncrcri rezultate din presiunea vntului pe conductor, acoperit cu chiciur n regim de avarie
)n,5(nchcvctcn)c,8( g001,0)b2d(pCg ch (daN/m)
7812.01248,325,0),8( cg (daN/m)
ncrcri rezultate din aciunea simultan a greutii conductorului acoperit cu chiciur i a presiunii vntului pe conductor n regim de avarie
2
)c,8(2
)c,3(c)(9,ggg (daN/m)
4711,117812,04445,11g 22(9,c) (daN/m)
ncrcri specifice normate i de calcul
ncrcrile specifice normate i de calcul se obin din ncrcrile unitare normate i de calcul, mprite la seciunea real a conductorului.
ncrcri specifice normate
0554,050
77,2),1(),1(
c
n
nS
g (daN/m mm2)
Tabelul 1.7. ncrcri pentru conductorul torsadat TA2X(FL)2Y-Ol 3x70+50Ol, zona B meteorologic
ncrcri Normate De calcul
unitare
daN/m
specifice
daN/mmm2
unitare
daN/m
specifice
daN/mmm2
1 Din masa conductorului 2,7700 0,055400 3,0470 0,060940
2 Din chiciur 4,6653 0,093305 8,3975 0,167949
3 Din masa conductorului i chiciur 7,4353 0,148705 11,4445 0,228889
4 Din presiunea vntului maxim 4,8695 0,097390 6,3303 0,126606
5 Din presiunea vntului simultan cu chiciur 3,1248 0,062496 4,0622 0,081245
6 Din masa conductorului i presiunea vntului maxim
5,6022 0,112044 7,0255 0,140509
7 Din masa conductorului cu chiciur simultan cu vnt
8,0652 0,161304 12,1440 0,242881
8 Din presiunea vntului la avarie simultan cu
chiciur 0,6009 0,012018 0,7812 0,015624
9 Din masa conductorului cu chiciur i cu vnt la avarie
7,4595 0,149190 11,4711 0,229422
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
32
Exemplu de calcul :2
Pentru exemplificare, vom considera c LEA 20 kV , se afl n zona B meteorologic echipat cu cablu universal UA2XE2Y 3x70/16 ..
Presiunea dinamic de baz dat de vnt (n daN/mm2)
42pmaxv
(daN/mm2)
Presiunea dinamic de baz dat de vnt simultan cu chiciur (n daN/mm2)
15pvch (daN/mm2)
Pentru elementele componente ale liniilor situate la nlimi diferite fa de sol,
presiunile de baz se vor majora prin nmulirea cu coeficientul de rafal c, prevzut n diagrama 1.1.
c = 1,55
Grosimea stratului de chiciur (n mm)
bch = 22 (mm)
Greutatea specific a chiciurii (n daN/dm3)
ch = 0,75 (daN/dm3)
ncrcri unitare normate
Greutatea proprie a conductorului
g(1,n) = gc (daN/m)
gc - masa unitar a conductorului (n daN/m)
g(1,n) = 1,76 (daN/m)
Greutatea chiciurii
g(2,n) = 3,14 bch (dce + bch) ch 0,001 (daN/m)
n care :
dce - diametrul cablului torsadat (universal) echivalent (n mm) ; bch - grosimea stratului de chiciur (n mm) ;
ch - greutatea specific a chiciurii (n daN/dm3).
g(2,n) = 3,14 22 (52,3 + 22) 0,75 0,001 = 3,8514 (daN/m)
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
33
Greutatea conductorului acoperit cu chiciur g(3,n) = g(1,n) + g(2,n) (daN/m)
g(3,n) = 1,76+3,8514 = 5,6114 (daN/m)
ncrcri rezultate din presiunea vntului pe conductor, neacoperit cu chiciur
001,0dpCg cevctc)n,4( max (daN/m)
7452,3001,03,524255,110,1g )n,4( (daN/m)
ncrcri rezultate din presiunea vntului pe conductor, acoperit cu chiciur
001,0)b2d(pCg chcevctcn)(5, ch (daN/m)
6868,2001,0)2223,52(1555,12,1g n)(5, (daN/m)
ncrcri rezultate din aciunea simultan a greutii conductorului i a presiunii vntului pe conductor
2
)n,4(2
)n,1(n)(6,ggg (daN/m)
1381,47452,376,1g 22n)(6, (daN/m)
ncrcri rezultate din aciunea simultan a greutii conductorului acoperit cu chiciura i a presiunii vntului pe conductor
2
)n,5(2
)n,3(n)(7,ggg (daN/m)
2215,66868,24352,5g 22n)(7, (daN/m)
ncrcri rezultate din presiunea vntului pe conductor, acoperit cu chiciura la avarie
)n,5(n
an)(8, gg
(daN/m)
5167,06868,23,1
25,0g n)(8, (daN/m)
ncrcri rezultate din aciunea simultan a greutii conductorului acoperit cu chiciur i a presiunii vntului pe conductor la avarie
2
)n,8(2
)n,3(n)(9,ggg (daN/m)
6352,55167,06114,5g 22n)(9, (daN/m)
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
34
ncrcri unitare de calcul
ncrcrile unitare de calcul se obin prin nmulirea ncrcrilor unitare normate cu coeficientul ncrcrii (conform tab.1.6.)
Greutatea proprie a conductorului
g(1,c) = g(1,n) 1,1 = 1,76 1,1 = 1,9360 (daN/m)
Greutatea chiciurii
g(2,c) = g(2,n) 1,8 = 3,6752 1.8 = 6,9326 (daN/m)
Greutatea conductorului acoperit cu chiciur
g(3,c) = g(1,c) + g(2,c) = 1,936 + 6,9326 = 8,8686 (daN/m)
ncrcri rezultate din presiunea vntului pe conductor, neacoperit cu chiciur
g(4,c) = g(4,n) 1,3 = 3,7452 1,3 = 4,8688 (daN/m)
ncrcri rezultate din presiunea vntului pe conductor, acoperit cu chiciura n regim normal de funcionare
g(5,c) = g(5,n) 1,3 = 2,6868 1,3 = 3,4928 (daN/m)
ncrcri rezultate din aciunea simultan a greutii conductorului i a presiunii vntului pe conductor
2
)c,4(
2
)c,1(c)(6, ggg (daN/m)
2396,58688,4936,1g 22c)(6, (daN/m)
ncrcri rezultate din aciunea simultan a greutii conductorului i a presiunii vntului pe conductor
2
)c,5(
2
)c,3(c)(7, ggg (daN/m)
5316,94928,38688,8g 22c)(7, (daN/m)
ncrcri rezultate din presiunea vntului pe conductor, acoperit cu chiciur n regim de avarie
)n,5(nchcevctcn)c,8( g001,0)b2d(pCg ch (daN/m)
6717.06868,225,0g )c,8( (daN/m)
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
35
ncrcri rezultate din aciunea simultan a greutii conductorului acoperit cu chiciur i a presiunii vntului pe conductor n regim de avarie
2
)c,8(2
)c,3(c)(9,ggg (daN/m)
894,86717,08686,8g 22c)(9, (daN/m)
ncrcri specifice normate i de calcul
ncrcrile specifice normate i de calcul se obin din ncrcrile unitare normate i de calcul, mprite la seciunea real a conductorului.
ncrcri specifice normate
007778,029,226
76,1
S
g
c
)n,1(
)n,1( (daN/m mm
2)
Tabelul 1.8. ncrcri pentru cablu universal UA2XE2Y 3x70/16, zona B meteorologic
ncrcri Normate De calcul
unitare
daN/m
specifice
daN/mmm2
unitare
daN/m
specifice
daN/mmm2
1 Din masa conductorului 1,7600 0,007778 1.9360 0.008555
2 Din chiciur 3,8514 0.017020 6.9326 0.030636
3 Din masa conductorului i chiciur 5.6114 0.024798 8.8686 0.039191
4 Din presiunea vntului maxim 3.7452 0.016550 4.8688 0.021516
5 Din presiunea vntului simultan cu chiciur 2.6868 0.011873 3.4928 0.015435
6 Din masa conductorului i presiunea vntului maxim
4.1381 0.018287 5.2396 0.023154
7 Din masa conductorului cu chiciur simultan cu vnt
6.2215 0.027493 9.5316 0.042121
8 Din presiunea vntului la avarie simultan cu
chiciur 0.5167 0.002283 0.6717 0.002968
9 Din masa conductorului cu chiciur i cu vnt la avarie
5.6352 0.024902 8.8940 0.039303
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
36
1.7. ncrcrile totale provenite din masa i depunerile de chiciur pe
elementele liniei
ncrcri provenite din masa conductoarelor i a depunerilor de chiciur:
pentru conductoare neacoperite cu chiciur, Gc:
Gc = g1 ag (daN),
pentru conductoare acoperite cu chiciur, Gc.ch:
Gc.ch = g3 ag (daN),
n care ag este deschiderea la ncrcri verticale, n metri.
ncrcri normate provenite din masa stlpilor i a depunerilor de chiciur:
pentru stlpi neacoperii cu chiciur: Gst;
pentru stlpi (metalici sau din beton) acoperii cu chiciur: Gst.ch = 1,1 . Gst,
n care Gst este suma maselor elementelor componente ale stlpului.
Not : ncrcrile provenite din masa acesoriilor de prindere aferente conductoarelor torsadate se neglijeaz n calcul.
1.8. ncrcrile totale provenite din aciunea vntului pe elementele liniei
ncrcrile provenite din aciunea vntului pe conductoare, Fc, acionnd normal pe axul conductoarelor, se calculeaz cu relaia:
2sinv
avc
gc
F (daN),
unde:
av este deschiderea la ncrcri din vnt, n [m];
gvc ncrcarea unitar, cu sau fr chiciur (g4,g5), n daN/m;
unghiul orizontal dintre direcia dup care acioneaz vntul i direcia conductorului liniei, n [].
n ipotezele cu vnt acionnd n lungul liniei:
CVCC fg2F (daN),
unde:
fc este sgeata conductorului, n m;
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
37
gvc - ncrcarea unitar cu sau fr chiciur (g4,g5) , n daN/m, cu luarea n considerare a
coeficientului de rafal pe conductor, c, , corespunztor nlimii de prindere n clem a conductorului minus 0,5
. fc.
ncrcrile normate provenite din aciunea vntului pe stlpi, Fst,
se calculeaz astfel:
n cazul vntului perpendicular pe linie:
stApC
stF sts (daN),
n cazul vntului la 45:
stA)pC(0,75
stF sts (daN),
pentru fiecare din cele dou fee adiacente expuse la vnt, unde:
Ast aria plinurilor construciei elementelor componente ale stlpului, numai o fa pentru
vntul perpendicular i fiecare din feele adiacente pentru vntul la 45, n m2.
Pentru suprafee cilindrice este egal cu seciunea diametral a elementului stlpului. n ipotezele vnt simultan cu chiciur se ia n considerare o suprafa majorat a stlpului
metalic cu zbrele (sau de beton cu alveole), egal cu 1,5 . Ast.
La stlpii simplii de beton centrifugat, metalici tubulari sau de lemn nu se ia n considerare
o cretere a suprafeei stlpului n ipoteza vnt simultan cu chiciur.
1.9 ncrcri datorate traciunii din conductoare
ncrcrile unitare provenite din traciunea din conductoare, po, se calculeaz pe baza seciunii reale a conductoarelor i a traciunii orizontale unitare din conductoare, corespunztoare temperaturii i ncrcrilor normate date de masa proprie i suprasarcinile exterioare, potrivit ipotezelor de ncrcare de la art. 1.3, cu ajutorul ecuaiei de stare.
Calculul mecanic al conductoarelor se efectueaz dup metoda la stri limit, n care rezistenele de calcul sunt stabilite n procente din rezistena de rupere calculat a conductorului, prc.
ncrcrile datorate traciunii din conductoare se aplic n punctul de prindere al conductoarelor torsadate de stlp i se consider c acioneaz orizontal, n direcia conductoarelor.
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
38
2. Stabilirea eforturilor n conductor
2.1. Ecuaia de stare
n paragraful de fa nu ne propunem s demonstrm cum s-a determinat ecuaia de stare ci doar forma care este utilizat n calcule
Se consider c deschiderile cuprinse ntr-un panou al liniei sunt inegale iar variaiile parametrilor mediului ambiant sunt aceleai n toate deschiderile.
Figura 2.1. Panou de ntindere cu deschideri inegale i denivelate.
n cazul unei schimbri de stare, alungirea conductorului dintr-o deschidere K este cauzat att de variaia parametrilor mediului exterior ct i de deplasarea punctelor de suspensie.
)TT(EEp24
apuE
p24
apu mnccc2
m,o
2
c)m(
2
med
m,oc2
n,o
2
n)n(
2
med
n,o
unde :
m starea de referin sau de plecare ; n starea corespunztoare unei valori a temperaturii pentru care se calculeaz traciunea
pon ;
pom componenta orizontal a traciunii specifice de calcul la starea m, (n daN/mm2) ;
pon componenta orizontal a traciunii specifice normate la starea n (n daN/mm2) ;
(m)c ncrcarea specific de calcul a fascicolului de conductoare torsadate la starea de referin (n daN/m.mm2);
(n)n ncrcarea specific normat a fascicolului de conductoare torsadate corespunztoare strii n, n daN/m.mm2) ;
Tn temperatura strii pentru care se determin pon i care ia diferite valori ntre -30 oC i
40 oC, (n
oC) ;
Tm temperatura strii de referin (n oC) ;
u factorul de denivelare mediu ; amed deschiderea medie ( n m);
c coeficient de dilatare liniar conductor (n oC).
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
39
n
1i
i
n
1i2i
2i
i
a
))a2
h1(a(
u
n
1i
i
n
1i
i3i
med
a
)cosa(
a (m);
2i
2i
ii
ha
acos
unde :
a - deschiderea (n m) ; h - denivelarea (pentru h se adopt notaia (+) dac linia urc i (-) dac linia coboar ) (n m) ;
- unghiul de pant
2.2. Deschiderea critic
Eforturile n conductor se nasc din dou cauze : suprasarcini i variaii de temperatur . n consecin eforturile maxime n conductor pot s apar fie la suprasarcini mari (-50 +ch+v),
pentru care valoarea maxim a rezistenei de calcul va fi mai mic sau egal cu 0,70 prc, fie la contractarea puternic a conductorului din cauza temperaturii sczute (-30 0C) pentru care valoarea
maxim a rezistenei de calcul va fi mai mic sau egal cu 0,50 prc. Pentru al proteja contra vibraiilor NTE 003/04/00 recomand ntinderea conductorului
cu o traciune redus 0,18 din efortul de rupere (prc) cnd deschiderea este mai mare de 120 m i
conductoarele nu sunt prevzute cu antivibratoare i 0,25 prc, cnd deschiderea este mai mic de 120 m sau cnd conductoarele sunt prevzute cu antivibratoare.
Cele trei stri care determin solicitarea mecanic a conductorului poart denumirea de stri critice.
n calculele mecanice se va adopta n mod obinuit ca regim iniial acela care este caracterizat de solicitarea maxim i care va fi cel mult egal cu solicitarea admisibil de calcul.
Stabilirea regimului iniial ntre dou stri limit, se rezolv n funcie de o serie de parametri : lungimea deschiderii, temperatura, ncrcarea cu suprasarcini, valoarea admisibil de calcul a efortului
Dac considerm c deschiderile n panou sunt egale fr denivelri forma general a ecuaiei de stare va fi:
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
40
)TT(EEp24
apE
p24
ap 12ccc2
1
2
1
2
1c2
2
2
2
2
2
unde :
pl - rezistena admisibil de calcul la starea 1 ; p2 - rezistena admisibil de calcul la starea 2 ;
Ecuaia poate fi scris sub forma :
B)Cp(p 222 ;
unde :
NaMC 2 ;
21
c21
p24
EM
;
2aKB ;
24
EK c
22 ;
)TT(EpN 12cc1
Pentru a se stabili influena diferiilor factori n ecuaia de stare se consider ca
variabil independent a, iar p variabil dependent . Se variaz a de la 0 la . De fapt a foarte mic nu permite utilizarea ecuaiei de stare valabil numai pentru
fire elastice iar a conduce la erori .
Dac a 0 ecuaia de stare devine :
)TT(Epp 12cc12
de unde rezult c temperatura va influena valoarea efortului .
Dac a ecuaia de stare devine :
11
22 pp
i deci efortul depinde de ncrcare.
Dac se ridic grafic funcia p = f(a), pot fi ntlnite urmtoarele cazuri :
Cazul I .
Ca regim iniial se ia regimul 1, definit de ncrcarea 1, temperatura T1 i efortul p1=constant.
Celelalte regimuri difer numai prin temperatura T2. Se disting (figura 2.2.) :
Curba 1 - curba efortului unitar p1= constant , T2 = T1 ;
Curba 2 - se obine pentru T2 T1 .
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
41
La a 0 , N)TT(Epp 12cc12 N p1
La a , 12
12 pp
, 1 = 2 p2 = p1
Curba 3 - se obine pentru T2 T1 i N 0 .
La a 0 , N)TT(Epp 12cc12 N p1
La a , 12
12 pp
, 1 = 2 p2 = p1
Curba 4 - se obine pentru T2 T1 i N = 0 (curba nu prezint minim). Curba 5 - se obine pentru T2 T1 i N 0.
Figura 2.2. Curbele p = f(a), cazurile I i II
Cazul II .
Se consider ca regim iniial regimul de sarcin 1 2 , la temperatura T1 i efortul p1 = constant (ca un caz particular se poate considera regimul de sarcin maxim i, deci, p1 va fi egal cu rezistena admisibil). Se obin tot cele cinci forme de curbe din figura 2.2.
La a 0 , )TT(Epp 12cc12 ;
La a , 12
12 pp
.
Cazul III .
Regimul iniial este acelai ca n cazul II .
n strile de calcul se menine temperatura, iar sarcina este diferit 1 . n acest caz, n toate regimurile avem :
a , 112cc1 p)TT(EpN (curba 1, figura 2.3.)
Pentru 2 1 , curba va fi cea notat cu 3, iar pentru 2 1 , curba va fi cea notat cu 2.
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
42
Figura 2.3. Curbele p = f(a), cazul III
Calculul conductorului monometalic n condiiile efortului maxim de calcul, admisibil
Efortul maxim poate aprea n conductor la temperatura minim sau la sarcin maxim. Vom urmri curbele p = f(a) n dou cazuri :
a) Regimul de sarcin maxim 2 , T2 , pornind de la cel de temperatur minim 1 , T1.
b) Regimul de temperatur minim , pornind de la regimul iniial de sarcin maxim. n primul caz se obin curbele b b1 (figura 2.4.) de forma 3 (figura 2.3.), iar n cazul al doilea curba a a1 (figura 2.4.) de forma 2 (figura 2.3.). n punctul C, eforturile n cele dou regimuri sunt identice i, deci, a = acr, p = pa
Se definete ca deschidere critic acea valoare a deschiderii a pentru care influena temperaturii i influena sarcinii asupra efortului este aceeai :
22112222c12cc12
cr)p()p(E
24)TT(Eppa
(m)
Figura 2.4. Diagramele p = f(a) conductor monometalic (cazul general)
Poriunile a-c i c-b1 din figura 2.4., care depesc valoarea admisibil, apar deoarece n fiecare caz regimul iniial a fost luat fr a se ine cont de deschidere. Pentru
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
43
a nu depi valoarea admis este necesar a alege starea iniial n funcie de deschiderea critic :
dac a < acr , regimul iniial se ia cel de temperatur minim ; dac a > acr , regimul iniial se ia cel de sarcin maxim . n cazul alegerii corecte a regimului iniial, graficele vor avea forma indicat n
figura 2.5. , respectiv b, c, d1 i d, c, a1.
Figura 2.5. Diagramele p = f(a) n cazul unui conductor monometalic
(graficele de dimensionare)
Calculul conductoarelor bimetalice cu efort admisibil de calcul, limitat de trei stri de dimensionare
n figura 2.6. sunt trasate graficele de dimensionare pentru conductorul bimetalic, cnd
traciunile la temperatura medie depesc pentru anumite deschideri valoarea limit.
S-au folosit urmtoarele notaii :
1 - regimul de la -5+ch+v ; 2 - regimul de temperatur minim ; 3 - regimul de temperatur medie .
S-e observ c pentru deschideri : a) a < acr(1-2) , regimul iniial este cel de temperatur minim ; b) a > acr(2-3) , regimul iniial este cel de temperatur medie ; c) acr(1-2) < a < acr(2-3) , regimul iniial este cel de temperatur medie.
Apare necesar a defini acr(1-2) ca element de comparaie a regimurilor 1 i 2 i acr(2-3) ca element de comparaie a regimurilor 2 i 3, calculate cu relaiile :
22c,121c,721cc21c
)21(crpp
)TT(EppE24a
23c,121c,131cc31c
)31(crpp
)TT(EppE24a
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
44
23c,122c,132cc32c
)32(crpp
)TT(EppE24a
Pentru uurina scrierii relaiilor am folosit urmtoarele notaii :
p1 = pmax(-5+ch+v) T1= T(-5+ch+v) = -5 (C)
p2 = pmax(-30) T1= T(-30) = -30 (C)
p3 = pmax(15) T1= T(15) = +15 (C)
unde : T(-5+ch+v) - temperatura de formare a chiciurii , (n C) ;
T(-30) - temperatura minim , (n C) ;
T(15) - temperatura medie , (n C) .
n cazul n care toate cele trei valori ale deschiderilor critice sunt egale,
ncrcarea respectiv (ca valoare relativ) va fi definit ca fiind sarcina relativ critic (qcr) :
2323cccc
2
1cr
ppTTE
BAE
p
pq
unde : 213
213 TT
p
pTTA
21
2
3
213 pp
p
pppB
Figura 2.6. Diagramele p = f(a) n cazul unui conductor cu efort
admisibil de calcul, limitat de trei stri de dimensionare
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
45
Valoarea sarcinii relative critice permite s se stabileasc starea iniial de calcul (figura 2.7.) . Dac se noteaz cu q sarcina relativ :
c,1
c,7q
n care variabil este 1,c , se vede c acr(2-3) este constant n funcie de q . Pentru sarcina relativ critic q = qcr , cele trei curbe se ntretaie :
dac q qcr , dimensionarea se face dup dou stri critice (starea 1 i starea 2); dac q qcr , dimensionarea se face dup trei stri critice.
Figura 2.7. Variaia deschiderilor critice cu sarcina relativ q
Regimul iniial se consider conform tabelului 2.1.
Tabelul 2.1. Stabilirea strii de dimensionare
Sarcina
relativ Deschiderea medie
a Dimensioneaz
p T
q qcr a acr(1-2) p2 -30 (C)
a acr(1-2) p1 -5 (C)
q qcr sau
qcr =
imaginar
a acr(1-2) acr(2-3) = imaginar p3 +15 (C)
acr(2-3) 0 a acr(2-3) a acr(2-3)
p2 -30 (C)
p3 +15 (C)
a acr(1-2) acr(1-3) = imaginar p3 +15 (C)
acr(1-3) 0 a acr(1-3) a acr(1-3)
p3 +15 (C)
p1 -5 (C)
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
46
2.3. Calculul traciunii orizontale la starea care dimensioneaz
Traciunea orizontal de calcul se determin cu ajutorul relaiei :
04
ahp2p2
a
hp
2m,c
2
m,cmm,o2
22
m,o
deci traciunea orizontal de calcul este rdcina ecuaiei de gradul II i este dat de relaia :
2ah2
a2ahhp2hp2p
2m,c
222m,cmm,cm
m,o
n cazul n care denivelarea h este zero, avem :
2
a5,0ppp
2m,c
22mm
m,o
Este de remarcat faptul c la un efort pm dat , efortul po,m este real numai pentru valori pozitive ale discriminantului .
n cazul n care discriminantul ia valori negative, conductorul se rupe sub
greutatea proprie ; n acest caz trebuie micorat deschiderea sau se alege un conductor mai puternic.
Exemplu de calcul : 1
Cablu torsadat TA2X(FL)2Y-Ol 3x70+50Ol
Vom considera o LEA 20 kV situat n zona meteorologic B, echipat cu cablu torsadat TA2X(FL)2Y-Ol 3x70+50Ol. Sgeata conductorului impune, n cazul utilizrii unui
tip de stlp , deschiderea maxim limitat de gabaritul fa de sol An . n funcie de momentul capabil al stlpului , stlpul admite o deschidere maxim Av , deschidere care nu trebuie depit. n situaia n care terenul permite ca ntr-un panou s avem toate deschiderile egale (cazul ideal) deschiderea de calcul este evident pentru determinarea traciunilor i sgeilor n panou. Aceast situaie se ntlnete din ce n ce mai rar, datorit amplasrii stlpilor la limita proprietilor fapt care conduce la deschideri inegale n panou. Calculul exact se poate determina cu programul CALMECO, cnd se cunosc toate datele unui panou.
n acest ndrumar se pune problema s determinm deschiderea An, Ag i Av cnd deschiderea real (impus de teren) a unui stlp poate varia ntre un minim i un maxim. Se pune problema alegerii deschideri de calcul astfel nct traciunea maxim la clem s satisfac condiiile impuse i anume rezistena mecanic de calcul s nu fie
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
47
depit cu mai mult de 5% n punctele de prindere ale conductoarelor n cleme, la diferite stri de funcionare .
12,12350
648095,0
S
95,0p
c
rrc
(daN/mm2)
Se vor verifica urmtoarele stri critice :
Starea 1
49,8212,12367,0p67,0p rc)vch5max( (daN/mm2)
C5T1
Starea 2
1728,5412,12344,0p44,0p rc)C30max( (daN/mm2)
C30T2
Starea 3
1616,2212,12318,0p18,0p rc)C15max( (daN/mm2)
C15T3
22c,121c,721cc21c
)21(crpp
)TT(EppE24a
757,74
1728,54
060940,0
49,82
242881,0
)25196000000115,01728,5449,82(19600
24
22
(m)
23c,1
2
1c,7
31cc31c
)31(crpp
)TT(EppE24a
37,248
1616,22
060940,0
49,82
242881,0
)20(196000000115,01616,2249,82(19600
24
22
(m)
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
48
23c,1
2
2c,1
32cc32c)32(cr
pp
)TT(EppE24a
imaginar
1616,22
06094,0
1728,54
06094,0
)45(196000000115,01616,221728,54(19600
24
22
986,306094,0
242881,0q
c,1
c,7
2323cccc
2
1cr
ppTTE
BAE
p
pq
unde : 11,81)305(1616,22
1728,54)5(15TT
p
pTTA 21
3
213
876,1081728,5449,821616,22
1728,5449,821616,22
ppp
pppB
2
21
2
3
213
imaginar
1728,541616,22)30(15196000000115,0
876,10811,81196000000115,0
1728,54
49,82q cr
S presupunem c deschiderea real variaz ntre 10 m i 100 m . Vom calcula traciunile orizontale normate i de calcul pentru fiecare deschidere n parte . Rezultatele sunt prezentate n tabelul 2.2. i tabelul 2.3.. Dup cum se poate observa n cazul unor deschideri pn la 250 m dimensioneaz starea 3 de la Tmed .
2
a5,0ppp
2
m,c
22
mm
m,o
Considerm deschiderea de calcul 70 m , avem :
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
49
058,222
06094,0705,01616,221616,22p
222
m,o
(daN/mm2)
)TT(EEp24
apuE
p24
apu mnccc2
m,o
2m
2med
m,oc2n,o
2n
2med
n,o
Considerm denivelarea h = 0 u =1
Tn = -30 0C
)45(196000000115,019600058,2224
06094,070058,2219600
p24
0554,070p
2
22
2
)30(,o
22
)30(,o
639,23p )30(,o daN/mm2
Tn = 15 0C
19600058,2224
06094,070058,2219600
p24
0554,070p
2
22
2
)15(,o
22
)15(,o
563,20p )15(,o daN/mm2
Tn = -50C +ch
)20(196000000115,019600058,2224
06094,070058,2219600
p24
148705,070p
2
22
2
)ch5(,o
22
)ch5(,o
275,43p )ch5(,o daN/mm2
Tn = -5 0C+ch+v
)20(196000000115,019600058,2224
06094,070058,2219600
p24
161304,070p
2
22
2
)vch5(,o
22
)vch5(,o
756,45p )vch5(,o daN/mm2
-
Ipoteze de calcul
LEA 20 kV cu conductoare fasciculare torsadate
50
Tabelul 2.2. Tabel de traciuni orizontale specifice [daN/mm2]
Des
chid
erea
Traciuni normate
Traciuni de calcul
Dim
ensi
on
eaz
Impuse Reale (m) -30 15 40 -5+ch -5+ch+v -30 15 -5+ch+v -5+ch+v Starea
20 30.876 21.792 17.369 31.479 32.324 54.169 22.153 82.455 37.728 Tmed
30 29.339 21.470 17.945 34.634 35.912 54.165 22.143 82.410 43.743 Tmed
40 27.618 21.168 18.412 37.392 39.037 54.159 22.128 82.347 48.926 Tmed
50 26.006 20.918 18.763 39.721 41.682 54.151 22.109 82.266 53.378 Tmed
60 24.671 20.720 19.017 41.664 43.901 54.142 22.086 82.167 57.207 Tmed
70 23.639 20.563 19.200 43.275 45.756 54.131 22.058 82.050 60.506 Tmed
80 22.860 20.435 19.328 44.609 47.304 54.118 22.027 81.914 63.352 Tmed
90 22.270 20.327 19.415 45.710 48.592 54.103 21.991 81.760 65.807 Tmed
100 21.815 20.233 19.472 46.616 49.663 54.087 21.950 81.587 67.926 Tmed
110 21.455 20.147 19.506 47.359 50.551 54.069 21.905 81.394 69.751 Tmed
120 21.163 20.066 19.520 47.966 51.283 54.049 21.856 81.182 71.320 Tmed
130 20.918 19.989 19.519 48.457 51.883 54.028 21.802 80.951 72.666 Tmed
140 20.708 19.912 19.505 48.849 52.370 54.004 21.743 80.699 73.815 Tmed
150 20.524 19.835 19.480 49.157 52.760 53.979 21.680 80.428 74.790 Tmed
160 20.357 19.758 19.445 49.392 53.065 53.953 21.612 80.135 75.612 Tmed
170 20.204 19.678 19.402 49.564 53.297 53.924 21.539 79.821 76.296 Tmed
180 20.060 19.596 19.351 49.680 53.465 53.894 21.461 79.485 76.857 Tmed
190 19.923 19.510 19.292 49.747 53.574 53.862 21.378 79.126 77.308 Tmed
200 19.789 19.422 19.226 49.769 53.632 53.828 21.289 78.745 77.660 Tmed
210 19.658 19.330 19.154 49.751 53.643 53.792 21.196 78.339 77.920 Tmed
220 19.529 19.233 19.075 49.697 53.611 53.755 21.097 77.909 78.097 Tmed
230 19.399 19.132 18.989 49.608 53.540 53.716 20.992 77.454 78.196 Tmed
240 19.268 19.027 18.897 49.487 53.432 53.675 20.881 76.972 78.225 Tmed
250 18.626 18.425 18.315 48.157 52.031 53.632 20.764 76.463 76.463 -5+ch+v
260 18.376 18.196 18.099 47.693 51.548 53.587 20.641 75.925 75.925 -5+ch+v
270 18.135 17.974 17.887 47.224 51.060 53.541 20.512 75.357 75.357 -5+ch+v
280 17.899 17.755 17.677 46.749 50.562 53.492 20.375 74.757 74.757 -5+ch+v
290 17.668 17.538 17.467 46.265 50.052 53.442 20.232 74.124 74.124 -5+ch+v
300 17.437 17.321 17.257 45.769 49.527 53.390 20.081 73.456 73.456 -5+ch+v
Se pune ntrebarea cu care deschidere vom calcula traciunile i sgeile pentru un stlp al crui domeniu de utilizare variaz de la 10 m la 100 m.
Dac vom alege deschiderea de calcul 40 m (dimensioneaz starea 3) n cazul deschiderilor mai mari de 80 m se va depi traciunea impus la clem la stare