laborator transportul şi distribuţia energiei electrice...

Laborator Transportul i distribuia energiei electrice - B. Neagu

1

ANALIZA ASISTAT DE CALCULATOR PRIVIND CALCULUL

MECANIC AL CONDUCTOARELOR ACTIVE ALE

LINIILOR ELECTRICE AERIENE

1. Introducere

Scopul calculului mecanic const att n stabilirea ntinderii conductoarelor, care trebuie

realizat n aa fel nct s reziste la suprasarcinile ce pot aprea n exploatare, n condiii de solicitare

maxim, ct i n verificarea poziiei conductoarelor pentru diferite situaii ale forelor exterioare, care

acioneaz asupra acestora.

La calculul ntinderii conductoarelor, este necesar s se stabileasc relaii ntre deschiderea

dintre stlpi, forele exterioare care acioneaz asupra LEA, forma geometric pe care o ocup

conductoarele sub influena acestor fore i eforturile interne ce apar n conductoare. Odat stabilit

forma geometric a conductorului n deschidere, respectiv a sgeilor n fiecare punct al acestuia i a

valorii sgeii maxime, se creaz posibilitatea verificrii distanelor minime admisibile ale

conductorului fa de celelalte conductoare ale LEA, precum i fa de elementele stlpului legate la

pmnt sau fa de diferite obstacole pe care le traverseaz ori de care se apropie traseul LEA.

Cunoaterea sgeii conductoarelor i a distanelor minime admisibile fa de sol sau fa de

obstacolele pe care le traverseaz linia permite determinarea nlimii i a coronamentului stlpilor

folosii la construcia LEA.

Conform informaiilor din literatura de specialitate i a normelor din ara noastr, la calculul

mecanic al LEA se utilizeaz, n mod curent, o serie de noiuni i mrimi, cum ar fi: seciunea real i

nominal a unui conductor funie, sarcina de rupere calculat, sarcina de rupere minim, rezistena de

rupere calculat, rezistena de rupere minim, traciunea n conductor, traciunea orizontal n

conductor, deschiderea real, deschiderea nominal, deschiderea virtual, deschiderea la ncrcri de

vnt, deschiderea la ncrcri verticale, denivelarea, sgeata unui conductor ntr-un anumit punct,

aliniamentul, panoul de ntindere, ncruciarea LEA, traversarea i subtraversarea, apropierea LEA,

poriuni speciale de traseu, culoarul unei LEA, regimul normal de funcionare i de avarie al unei

LEA, rezistena mecanic normat i sarcina mecanic normat, rezistena i sarcina mecanic de

calcul, ncrcrile normate i de calcul. Reprezentarea grafic a unora dintre noiunile enumerate

anterior este redat, n mod sugestiv, n Figura 1.

O linie electric aerian trebuie s fac fa condiiilor climato-meteorologice din zonele sau

regiunile pe care le strbate. Aceste condiii trebuie cunoscute de ctre proiectant, deoarece

influeneaz n mod esenial calculul mecanic al LEA.

n procesul de proiectare i construcie al LEA, trebuie sa se in seama de intensitatea i

frecvena de manifestare a principalilor factori climato-meteorologici, cum ar fi: temperatura aerului,

viteza vntului, depunerile de chiciur. innd seama de aceste aspecte, teritoriul rii noastre a fost

mprit n cinci zone meteorologice (A, B, C, D, E), care difer din punct de vedere al intensitii i al

frecvenei de manifestare a principalilor factori climato-meteorologici. n Figura 2 este reprezentat

zonarea teritoriului rii noastre, cu delimitarea celor cinci zone, dup criterii climato-meteorologice.

Pentru determinarea ncrcrilor normate, la calculul mecanic al LEA se vor considera

condiiile prevzute de norme pentru fiecare zon meteorologic, privind presiunea vntului, grosimea

stratului de chiciur i valorile temperaturii aerului.


2

Figura 2 Delimitarea zonelor teritoriale din ara noastr dup criterii climato-meteorologice

a1 a2

av2 av3 st.

ag2 ag3 st.

21 23

2 1 3

h1

h2

1 2 3

a6 a7

av7 av8 st.

ag7 ag8 st.

7 6 8

h6

6 7 8

4 3 5

23

a3 a4

h3

h4

3 4 5

h5

h7

ag4

a5

ag5 ag6 ag3 dr.

ah

av3 dr. av5 av6 av4

an

hc

f n

hg

Observaii: poriunile de traseu ntre stlpii 1 i 3, respectiv 3 i 6 constituie aliniamente.

poriunile de linie ntre stlpii 1 i 3, respectiv 3 i 6 constituie panouri.

stlpii 1,3 i 6 sunt stlpi de ntindere.

an deschidere nominal

ai=ar, i=1,n deschideri reale

avi, i=1,n deschiderea limitat de presiunea vntului pe conductoare

agi, i=1,n deschiderea la sarcini verticale pe conductoare

ahi, i=1,n deschideri virtuale

hi, i=1,n denivelri

fn sgeata conductorului corespunztoare deschiderii nominale

hc nlimea de prindere a conductorului

hg gabarit minim la sol

Figura 1 Mrimi i noiuni utilizate la calculul mecanic al LEA


3

2. Calculul mecanic al conductoarelor active ale LEA

La construcia LEA cu tensiuni nominale mai mari de 1000 V, fiecare faz este echipat fie cu

un singur conductor, fie printr-un ansamblu de dou sau mai multe conductoare, denumite conductoare

fasciculare. Conductoarele active de faz ale liniei sunt cele care asigur transportul i distribuia

energiei electrice.

Pe lng caracteristicile electrice ridicate, conductoarele active ale liniilor electrice trebuie s

aib i o rezisten mecanic mare, deoarece ruperea acestora poate conduce la deteriorarea stlpilor.

Din acest motiv, costul conductoarelor este relativ ridicat, reprezentnd, de exemplu, 30-50% din

costul integral al unei LEA. Este evident c alegerea tipului de conductor, stabilirea ntinderii i

montarea acestuia trebuie s fie efectuate cu mult atenie.

n procesul de dimensionare a conductoarelor liniilor electrice trebuie s se in seama de

comportarea materialului din care sunt executate, att la sarcini statice, ct i dinamice, de lung sau

de scurt durat. Totodat, este necesar s se aib n vedere influena nclzirii conductoarelor datorit

trecerii curentului electric, prin efect termic sau Joule-Lentz, asupra caracteristicilor mecanice ale

acestora, respectiv asupra rezistenei statice de durat a materialului. n plus, este nevoie s se in

seama de influena coroziv a atmosferei din zonele sau regiunile pe care le strbate LEA (apropierea

de zone puternic industrializate, de malul mrii etc).

2.1 Ipoteze de calcul

Calculul mecanic al conductoarelor LEA, n vederea determinrii traciunilor i a sgeilor, se

efectueaz, n general, dup metoda la stri limit, conform creia rezistenele de calcul sunt stabilite

n procente din rezistena de rupere calculat pentru conductor, notat cu rc, care reprezint raportul

ntre valoarea sarcinii de rupere calculat i rezistena real a conductorului.

Prin procesul de calcul se urmrete, n principal, ca valorile rezistenelor mecanice de calcul

s nu fie depite cu mai mult de 5% n punctele de prindere ale conductorului n cleme, pentru diferite

stri de funcionare. Rezistena mecanic de calcul reprezint raportul dintre valoarea rezistenei

mecanice normate i coeficientul de siguran al materialului sau al elementului constructiv respectiv.

Coeficientul de siguran pentru conductoarele active i de protecie este definit ca raportul

dintre rezistena de rupere instantanee a unui fir component al conductorului i rezistena admisibil n

punctul cel mai de jos al acestuia.

Conform literaturii de specialitate i a normelor din ara noastr, la calculul mecanic i la

dimensionarea elementelor componente ale LEA, folosind metoda la stri limit, se iau n consideraie

urmtoarele stri critice:

starea de solicitare maxim, aprut n ipoteza de ncrcare - temperatura de formare a

chiciurei, vnt simultan cu chiciur i depuneri de chiciur pe elementele componente ale

liniei pentru care valoarea maxim a rezistenei de calcul trebuie s fie de 67% din

rezistena de rupere calculat (rc);

starea de temperatur minim temperatura minim, n absena vntului i a chiciurii

pentru care valoarea maxim a rezistenei de calcul trebuie s fie de 44% din rezistena de

rupere calculat (rc);

starea de solicitare de fiecare zi, corespunztoare temperaturii medii, fr vnt i fr

chiciur, pentru care valoarea maxim a rezistenei de calcul trebuie s fie 18% din

rezistena de rupere calculat (rc).

n vederea stabilirii sgeilor maxime ale conductoarelor, se analizeaz urmtoarele ipoteze de

ncrcare:


4

temperatura maxim, n absena vntului i a chiciurii;

temperatura de formare a chiciurii i depuneri de chiciur pe elementele componente ale liniei, fr vnt.

n ce privete sgeile de montaj i finale, acestea se calculeaz folosind valorile normate ale

ncrcrilor i traciunilor determinate n funcie de valoarea maxim a rezistenei de calcul, plecnd de

la ncrcrile de calcul corespunztoare strilor critice pentru conductor.

2.2 Determinarea ncrcrilor specifice din punct de vedere mecanic

Elementele constructive ale LEA sunt supuse, pe de o parte, aciunii sarcinilor exterioare,

datorate chiciurii i vntului, iar pe de alt parte, greutii proprii a conductoarelor. Forele care

acioneaz pe unitatea de lungime a conductorului (m) i pe unitatea de suprafa (mm2) poart

denumirea de ncrcri specifice unitare i se noteaz, de regul, cu , fiind msurate n daN/mmm2.

2.2.1 Stabilirea ncrcrilor unitare normate datorate maselor proprii,

depunerilor de chiciur i aciunii vntului

ncrcrile unitare normate se noteaz, de regul, cu g(n), fiind msurate n daN/m, iar la

determinarea lor se ine seama de greutatea proprie a conductorului activ, precum i de condiiile

climaterice corespunztoare zonelor pe care le strbate linia. La calculul mecanic al conductoarelor

sunt definite urmtoarele ncrcri unitare normate:

g(1,n) ncrcarea unitar normat datorat greutii proprii a conductorului; aciunea ei este vertical,

iar modulul se determin cu urmtoarea relaie:

g(1,n) = Gc10-3

[daN/m] (1)

n care Gc reprezint greutatea conductorului, n daN/km.

ncrcarea datorat greutii proprii acioneaz asupra conductoarelor i stlpilor, n toate

situaiile.

g(2,n) ncrcarea unitar normat datorat depunerilor de chiciur; aciunea ei este vertical, iar

modulul se determin cu urmtoarea relaie:

g(2,n) = b(b+dc) ch10-3

[daN/m] (2)

unde: b grosimea stratului de chiciur, n mm; dc diametrul conductorului, n mm; ch

greutatea specific a chiciurii, n daN/dm3.

Aceast ncrcare acioneaz asupra conductoarelor i stlpilor numai simultan cu

ncrcarea g(1,n).

g(3,n) ncrcarea unitar normat cumulat datorat greutii conductorului acoperit cu chiciur;

aceast ncrcare rezultant datorat greutii proprii a conductorului i a stratului de chiciur

acioneaz tot vertical, iar modulul ei se determin cu relaia:

g(3,n) = g(1,n) + g(2,n) [daN/m] (3)

g(4,n) ncrcarea unitar normat datorat aciunii vntului asupra conductorului neacoperit cu

chiciur; aceast ncrcare acioneaz n centrul seciunii conductorului, dup o direcie

orizontal, iar modulul se determin cu relaia:

g(4,n) = Ctccpv maxdc10-3

[daN/m] (4)

n care: c coeficientul de rafal i neuniformitate al vitezei vntului; Ctc coeficientul de

rezisten frontal sau aerodinamic al conductorului; pv max presiunea dinamic de baz n cazul


5

conductorului neacoperit cu chiciur, determinat, n funcie de viteza vntului V, n m/s,

determinat cu ajutorul relaiei (5):

3,16

Vp

2

maxv [daN/m2] (5)

g(5,n) ncrcarea unitar normat datorat aciunii vntului asupra conductorului acoperit cu chiciur

n regim normal de funcionare; aceast ncrcare acioneaz n centrul seciunii conductorului,

dup o direcie orizontal, iar modulul se determin cu relaia:

g(5,n) = Ctccpv ch(dc+2b)10-3

[daN/m] (6)

unde: pv ch reprezint presiunea dinamic de baz n cazul conductorului acoperit cu chiciur,

determinat, n funcie de viteza vntului V, n m/s, cu ajutorul relaiei (5).

g(8,n) ncrcarea unitar normat datorat aciunii vntului asupra conductorului acoperit cu chiciur,

n regim de avarie; aceast ncrcare acioneaz n centrul seciunii conductorului, dup o direcie

orizontal, iar modulul se determin cu relaia:

3

cch vctc

n

an)(8, 10bdpC g

[daN/m] (7)

unde a, n reprezint coeficienii pariali de siguran, pentru LEA cu tensiunea nominal de 20-

110 kV.

g(6,n) ncrcarea unitar normat rezultat ca urmare a greutii conductorului i a presiunii vntului,

n absena chiciurii: 2

n)(4,

2

n)(1,n)(6, gg g [daN/m] (8)


n prezena chiciurii, pentru regim normal de funcionare: 2

n)(5,

2

n)(3,n)(7, gg g [daN/m] (9)


n prezena chiciurii, pentru regim de avarie: 2

n)(8,

2

n)(3,n)(9, gg g [daN/m] (10)

2.2.2 Stabilirea ncrcrilor unitare de calcul datorate maselor proprii,

depunerilor de chiciur i aciunii vntului

ncrcrile unitare de calcul se determin, conform normelor din ara noastr, prin nmulirea

ncrcrilor unitare normate, prezentate n paragraful anterior, cu valorile coeficienilor de siguran,

corespunztori fiecrei zone meteorologice, pentru ncrcri permanente sau variabile. Aceste

ncrcri unitare de calcul sunt notate cu g(c), fiind msurate n daN/m.

g(1,c) ncrcarea unitar de calcul datorat greutii proprii a conductorului:

g(1,c) = 1,1Gc10-3

[daN/m] (11)

g(2,c) ncrcarea unitar de calcul datorat depunerilor de chiciur:

g(2,c) = 1,8b(b+dc) ch10-3

[daN/m] (12)

g(3,c) ncrcarea unitar de calcul cumulat datorat greutii conductorului acoperit cu chiciur:

g(3,c) = g(1,c) + g(2,c) [daN/m] (13)


6

g(4,c) ncrcarea unitar de calcul datorat aciunii vntului asupra conductorului neacoperit cu

chiciur:

g(4,c) = nCtccpv maxdc10-3

[daN/m] (14)

unde n reprezint coeficientul parial de siguran;

g(5,c) ncrcarea unitar de calcul datorat aciunii vntului asupra conductorului acoperit cu chiciur,

n cazul ncrcrilor permanente:

g(5,c) = nCtccpv ch(dc+2b)10-3

[daN/m] (15)

g(8,c) ncrcarea unitar de calcul datorat aciunii vntului asupra conductorului acoperit cu chiciur,

n regim de avarie: 3

cch vctcan)(8, 10bdpC g [daN/m] (16)

unde a reprezint coeficientul parial de siguran, corespunztor ncrcrilor variabile;

g(6,c) ncrcarea unitar de calcul rezultat ca urmare a greutii conductorului i a presiunii vntului,

n absena chiciurii: 2

c)(4,

2

c)(1,c)(6, gg g [daN/m] (17)


n prezena chiciurii, pentru regimurile normale de funcionare: 2

c)(5,

2

c)(3,c)(7, gg g [daN/m] (18)


n prezena chiciurii, pentru regim de avarie: 2

c)(8,

2

c)(3,c)(9, gg g [daN/m] (19)

2.2.3 Stabilirea ncrcrilor specifice normate i de calcul

Forele care acioneaz pe unitatea de lungime a conductorului (m) i pe unitatea de suprafa

(mm2) poart denumirea de ncrcri specifice, fiind notate cu i se msoar n daN/mmm

2.

ncrcrile specifice normate i de calcul se obin din ncrcrile unitare normate i de calcul,

prezentate n paragrafele precedente, prin mprire la seciunea real a conductorului echivalent

(Tabelul 1). n situaia utilizrii conductoarelor bimetalice din oel-aluminiu, seciunea real a

conductorului echivalent Sc este de forma:

Sc = SAl + SOL (mm2) (20)

n care: SAl seciunea prii de aluminiu; SOL seciunea prii de oel.

Relaii pentru determinarea ncrcrilor specifice normate i de calcul

Tabelul 1

ncrcri specifice [daN/mmm2]

Normate De calcul

(1,n) = g(1,n)/Sc (1,c) = g(1,c)/Sc (2,n) = g(2,n)/Sc (2,c) = g(2,c)/Sc

(3,n) = g(3,n)/Sc (3,c) = g(3,c)/Sc

(4,n) = g(4,n)/Sc (4,c) = g(4,c)/Sc

(5,n) = g(5,n)/Sc (5,c) = g(5,c)/Sc

(6,n) = g(6,n)/Sc (6,c) = g(6,c)/Sc

(7,n) = g(7,n)/Sc (7,c) = g(7,c)/Sc

(8,n) = g(8,n)/Sc (8,c) = g(8,c)/Sc

(9,n) = g(9,n)/Sc (9,c) = g(9,c)/Sc


7

2.3 Caracteristicile fizico-mecanice ale conductoarelor LEA

Pentru calculul mecanic al LEA sunt precizate n normative valorile diferitelor mrimi

mecanice ale materialelor din care sunt realizate conductoarele i anume: modulul de elasticitate E

[daN/mm2], coeficientul de dilatare liniar [1/

0C] i rezistena de rupere la ntindere r [daN/mm

2].

Aceste valori sunt date pentru aluminiu, alcoro (aliaj de aluminiu), oel i pot fi folosite direct n

procesul de proiectare la calculul mecanic al LEA echipate cu conductoare active monometalice. Pe

baza celor prezentate n 2.1, pentru diferite stri luate n consideraie la calculul mecanic, relaia de

determinare a rezistenei maxime n conductoare este de forma:

maxadm=Krc [daN/mm2] (21)

unde : maxadm rezistena maxim admisibil n conductor, n daN/mm2; rc rezistena de rupere a

ntregului conductor, n daN/mm2; K coeficient de proporionalitate corespunztor diferitelor stri

(starea de solicitare maxim, starea de temperatur minim i starea de solicitare de fiecare zi), n %.

n cazul LEA cu tensiuni nominale mai mari de 110 kV, conductoarele folosite sunt exclusiv

de tip bimetalic din oel-aluminiu sau oel-aliaje de aluminiu. Din acest motiv, n cele ce urmeaz, se

prezint relaiile de calcul pentru mrimile mecanice echivalente Ec i c, raportate la ntregul

conductor, adoptnd ipoteza c din cauza forelor de frecare este mpiedicat deplasarea relativ a

celor dou metale, conductorul lucrnd unitar:

c

OLOLAlAlc.ech

S

SESEEE

[daN/mm

2] (22)

unde: EAl modulul de elasticitate al firelor de aluminiu, n daN/mm2; EOL modulul de elasticitate al

firelor de oel, n daN/mm2.

OLOLAlAl

OLOLOLAlAlAlc.ech

SESE

SESE

[1/0C] (23)

unde: AL coeficientul de dilatare liniar a aluminiului, n 1/0C; OL coeficientul de dilatare liniar a

oelului, n 1/0C.

Pentru conductoarele bimetalice din OL-Al, prin adoptarea ipotezei c cele dou materiale nu

se pot deplasa liber din cauza forelor de frecare, conductorul echivalent va lucra unitar, cu observaia

c, n cazul acestor conductoare bimetalice, trebuie s se in seama i de eforturile interne care iau

natere din cauza variaiilor de temperatur.

Avnd n vedere aceste aspecte, eforturile unitare totale n mantaua de aluminiu i n inima de

oel a conductorului bimetalic din OL-Al sunt de forma:

fcAlc

AlAlAlAl

E

Et

(24)

fOLcc

OLOLOLOL

E

Et

(25)

Din analiza eforturilor unitare totale date de expresiile (24) i (25) se observ c

tt AlOL i din aceast cauz, la calculul mecanic al conductoarelor bimetalice din oel-aluminiu,

se va lucra exclusiv cu Aladm

, acesta fiind materialul cel mai slab al funiei. Dac mantaua de aluminiu

rezist (Aladm

), nu exist nici un pericol de rupere a inimii de oel.

Conform acestor observaii, dimensionarea din punct de vedere mecanic a conductoarelor

LEA, construite din OL-Al, se realizeaz avnd n vedere aluminiul, care se apropie cel mai repede de


8

efortul admisibil. n aceste condiii, pentru conductorul echivalent, efortul admisibil adm rezult

practic din relaia (24), considernd =adm:

fcAlAladmAl

cadm E

E

EAl

[daN/mm2] (26)

Din analiza relaiei (26) rezult c efortul admisibil al conductorului bimetalic din OL-Al este

funcie de temperatura mediului exterior. Situaiile cele mai defavorabile apar atunci cnd

temperaturile mediului exterior sunt mai mici dect temperatura de fabricaie a conductorului f i n

felul acesta, al doilea termen din relaia (26) devine negativ, iar adm se micoreaz.

2.3.4 Ecuaia conductorului n deschidere

Conductoarele active i de protecie ale LEA sunt, de fapt, nite fire ntinse i fixate la cte doi

stlpi succesivi, n puncte situate la distan mare unul de altul. Aceast distan dintre stlpi poart

denumirea de deschidere i se noteaz, de regul, cu a.

Stabilirea ecuaiei geometrice a unui conductor activ al unei LEA, uniform ncrcat, se poate

realiza prin neglijarea rigiditii materialului, conductorul fiind echivalent cu un fir flexibil i

inextensibil. n aceste ipoteze i considernd conductorul suspendat i ntins ntre dou puncte A i B

situate la aceeai nlime, conform celor reprezentate n Figura 3, ecuaia conductorului n deschidere

este de forma:

21

0

0 CCxchy t

t

(27)

unde: 0 - efortul unitar n conductor, n punctul n care tangenta la curb este paralel cu axa

absciselor, n daN/mm2; t - ncrcarea total specific corespunztoare greutii proprii i forelor

exterioare care acioneaz asupra conductorului, n daN/mmm2; c1, c2 constante de integrare.

Figura 3 Conductor activ al LEA, cu puncte de suspensie la acelai nivel Dac axa ordonatelor trece prin punctul de minim al curbei, se observ c pentru x=0,

ty 0 , iar 0' ydxdy . Prin folosirea acestor condiii n expresiile derivatelor de ordinul nti

i doi, y, respectiv y

, se determin valorile celor dou constante de integrare i anume C1=0 i C2=0.

n aceast situaie, ecuaia conductorului n deschidere se reduce la forma:

xchy0

t

t

0

A B

0

y

x

0 t

xmax

x

a

x2 x1

f max

f y

ym

ax


9

sau (28)

xx

t

0 0

t

0

t

ee2

y

care reprezint curba numit catenoid sau lnior, fiind reprezentat grafic n Figura 3. Dac se

nlocuiete pe x cu x n ecuaia catenoidei (lniorului), aceasta nu se schimb, deci este simetric n

raport cu axa OY. Efortul n conductor, ntr-un punct oarecare M al catenoidei (lniorului), este dat

de relaia:

M

0

tHM

0

t2H

2'H xchTxsh1Ty1TT

(29)

unde TH reprezint componenta orizontal a efortului care apare n conductor.

Dac n relaia (29) se ine seama de ecuaia (28), rezult urmtoarea form pentru efortul T din

conductor:

T=gtyM [daN] (30)

Prin urmare, efortul T din conductor este proporional cu ordonata catenoidei, fiind practic egal

cu greutatea unui segment din conductor, a crui lungime este egal cu ordonata punctului curent M.

Deoarece raportul t 0 are valori mari pentru deschiderile folosite n mod curent la LEA, prin

dezvoltarea n serie a funciei hiperbolice din expresia (28) i neglijnd termenii de ordin superior

( 10 t ), se obine ecuaia unei parabole, de forma:

2

20

2t

t

0 x2

y

(31)

Dac se adopt notaia tyY 0 , rezult:

2

0

t x2

Y

(32)

care este ecuaia unei parabole ce trece prin originea axelor.

n ce privete eroarea relativ procentual (%), care se comite prin utilizarea, n calcul, a

ecuaiei unei parabole n locul ecuaiei catenoidei (lniorului), ambele trecnd prin originea axelor de

coordonate, aceasta este de forma:

100

x2

1

...x!6

1x

!4

1

2

0

t

6

0

t

4

0

t

[%] (33)

Analiza expresiei erorii (33) comport urmtoarele observaii:

Pentru deschideri mici ntre stlpi, sub 400 m, n cazul conductoarelor LEA solicitate de propria lor greutate, precum i n cazul suprasarcinilor (chiciur, vnt), eroarea relativ

procentual este mai mic de 5%.

La deschideri de peste 400 m, eroarea procentual relativ atinge valoarea de 5% i crete foarte repede cu deschiderea dintre stlpi.

Din aceste motive, se recomand ca, la calculul mecanic, ecuaia parabolei s nu fie utilizat

pentru conductoarele LEA cu deschideri mai mari de 400 m.


10

2.3.5. Calculul sgeii i al lungimii conductorului activ

Dup stabilirea formei conductorului n deschiderile dintre stlpi, la calculul mecanic al

conductoarelor este necesar s se determine sgeile n fiecare punct al acestora i valoarea sgeii

maxime. n felul acesta, se creaz posibilitatea verificrii distanelor minime admisibile ale

conductoarelor fa de celelalte conductoare ale LEA, precum i fa de elementele stlpilor legate la

pmnt sau fa de diferite obstacole pe care le traverseaz ori de care se apropie traseul LEA.

Pentru un conductor activ al unei LEA cu punctele de suspensie situate la acelai nivel i

deschiderea dintre stlpi a (Figura 3), sgeata acestuia ntr-un punct de abscis x este dat de relaia:

f = ymax y (34)

Folosind ecuaia lniorului pentru 2ax , rezult valoarea maxim a ordonatei, de forma:

1

2

achy

0

t

t

0max

(35)

iar sgeata conductorului, conform relaiei (34), este:

xch

2

achf

0

t

0

t

t

0

sau

2

xsh

2

xsh2f 2

0

t1

0

t

t

0

[m] (36)

unde: xax 21 i xax 22

Sgeata maxim se obine la mijlocul deschiderii 221 axx i are urmtoarea form:

0

t2

t

0max

4

ash2f

[m] (37)

Funciile hiperbolice din relaia (36) pot fi dezvoltate n serie, iar pentru valori mici,

subunitare, ale argumentului (ta/401), se pot considera numai primii doi termeni din fiecare

dezvoltare, obinndu-se expresia:

24

xx1

2

xxf

22

21

20

2t21

0

t

n aceste condiii, sgeata maxim se obine pentru 221 axx i are forma urmtoare:

20

22t

0

2t

max48

a1

8

af

[m] (38)

Pentru deschideri mai mici de 400 m, poate fi neglijat termenul 2

0

2 48 at din relaia (38),

obinndu-se o form simplificat pentru calculul sgeii maxime. Aceeai form se obine dac,

pentru conductor, se folosete ecuaia parabolei (32):

0

2t

maxp 8

af

[m] (39)

n cazul unor deschideri mari, de peste 400 m, pentru creterea preciziei la determinarea sgeii

maxime, este necesar s se considere un numr ct mai mare de termeni din dezvoltarea serie a

funciei hiperbolice i anume:


11

...

48

a1

8

af

20

22t

0

2t

max

(40)

Prin considerarea relaiei (39) i notnd sgeata specific 00 8max aaf tp , expresia

(40) capt forma:

...

3

41ff

20pmax max

(41)

Din analiza sgeii obinute prin dezvoltarea n serie a curbei lniorului (relaia 41) i pe baza

ecuaiei parabolei (relaia 32), rezult urmtoarea relaie:

K1f...3

41ff

maxmax p2

0pmax

(42)

unde K reprezint un factor de corecie n funcie de valoarea sgeii specifice.

Curba lniorului pentru un conductor activ al unei LEA, ntr-o deschidere a, cu punctele de

suspensie situate la acelai nivel, este simetric n raport cu axa ordonatelor (Figura 3). n aceste

condiii, lungimea arcului de lnior se determin astfel:

20

0

0

0

2

00

22

0

2

02

2212'12a

t

t

t

a

t

aa

shxdxchdxxshdxYL

(43)

Prin dezvoltarea n serie a funciei hiperbolice din relaia (43) rezult:

...

2

a

!3

1

2

a2L

3

0

t

0

t

t

00

(44)

iar prin neglijarea termenilor de ordin superior, se obine, pentru lungimea conductorului n

deschidere, urmtoarea expresie:

2020220 381241 aaaL t (45) unde afmax0 reprezint sgeata specific.

n cazul unei deschideri denivelate, lungimea conductorului ntins ntre punctele A i B se

determin astfel:

B

A

x

xA

0

tB

0

t

t

02 xshxshdx'y1L

sau 0

t

0

ct

t

0

2

ash

2

xch2L

(46)

Raportul dintre lungimea unui conductor L ntr-o deschidere denivelat (relaia 46) i lungimea

L0 a conductorului ntr-o deschidere cu punctele de suspensie la acelai nivel (relaia 43), n ipoteza c

n ambele situaii curbele geometrice satisfac ecuaia lniorului, avnd aceiai parametri t 0 i

cele dou deschideri sunt egale, este de forma:

00 2 ct xchLL (47) Dac se ine seama de relaia:

0

ct

0

ct22

2

xch

2

xsh1tg1

cos

1

raportul celor dou lungimi se poate scrie n felul urmtor:


12

cos

1

cos

1

L

L

0

(48)

n care: unghiul format de tangenta la curba denivelat n punctul de abscis 2cx cu direcia

pozitiv a axei absciselor; unghiul format de dreapta AB, care trece prin cele dou puncte de

suspensie, cu direcia pozitiv a axei absciselor.

Lungimea conductorului ntr-o deschidere denivelat, conform relaiei (48), poate fi scris sub

forma urmtoare:

cos

1L

cos

1LL 00 (49)

Din analiza relaiilor (43), (46) i innd seama de diferena dintre ordonatele punctelor de

suspensie B i A (h=yB - yA), rezult c ntre lungimile conductoarelor, n cele dou situaii analizate,

se poate scrie expresia: 22

02 hLL (50)

unde h reprezint denivelarea dintre stlpii A i B ai deschiderii.

Figura 4 Panou delimitat de doi stlpi de ntindere, cu deschideri inegale i denivelate Atunci cnd deschiderile cuprinse ntr-un panou, delimitat de doi stlpi de ntindere, sunt inegale

i denivelate, ca n Figura 4, iar variaiile parametrilor mediului exterior sunt aceleai n toate

deschiderile panoului, lungimea real a conductorului n panou se determin cu expresia:

n

1k k20

2k

2t

kcos

1

24

a1aL

(51)

2.6 Ecuaia de stare a conductorului

Pentru un conductor ntins ntr-o deschidere, la o anumit stare a mediului exterior, se pune

problema predeterminrii eforturilor i a sgeilor care iau natere n conductor atunci cnd mediul

exterior i schimb starea i anume: grosimea stratului de chiciur, presiunea vntului, temperatura.

Acest proces de predeterminare a eforturilor i a sgeilor maxime intereseaz, n special, pentru

condiiile meteorologice impuse de normele privind calculul mecanic.

Trebuie remarcat faptul c la calculul mecanic al conductoarelor, se adopt drept condiii

iniiale tocmai eforturile maxime admisibile pe care va fi necesar s le suporte conductoarele, n

condiiile cele mai defavorabile impuse de norme, precum i determinarea eforturilor i sgeilor cu

a01 a02 a0k a0n

a1

a2 ak an

0 t


13

care trebuie s fie montate acestea, astfel nct n timpul funcionrii, indiferent de starea mediului

exterior, eforturile n conductoare i sgeile acestora s nu fie depite.

Conductoarele LEA fiind considerate fixe n punctele de suspensie, n momentul schimbrii

strii mediului exterior i anume a valorii forelor exterioare, care acioneaz asupra acestora, n ele se

produc variaii ale lungimii, care determin variaia eforturilor interne, adic:

la creterea forelor exterioare (chiciur i vnt), temperatura mediului exterior rmnnd constant, se produc alungirea conductoarelor i creterea eforturilor interne n acestea;

la temperaturi sczute ale mediului exterior, ceilali parametri pstrndu-se constani, se produc contracii ale conductoarelor i creterea eforturilor interne n acestea;

la creterea temperaturii mediului exterior, ceilali parametri pstrndu-se constani, se produce alungirea conductoarelor, iar eforturile interne n acestea se micoreaz.

Ecuaia care stabilete dependena dintre mrimile caracteristice ale unei deschideri

(temperatur, efort, sarcini specifice, lungime, sgeat specific pentru diferite stri ale mediului

exterior), se numete ecuaie de stare a conductorului. Pentru un conductor activ, situat ntr-o

deschidere cu punctele de suspensie aflate la acelai nivel, ecuaia de stare a conductorului prezint

urmtoarele forme: 2

0

t2

c0

c

d24

add

E

1

(52)

sau 20c0c

d3

8dd

E

1 (53)

Prin integrarea ecuaiei de stare a conductorului, pentru dou stri diferite, m i respectiv n, se

obin urmtoarele forme:

2

0

t

2

0

t2

nmc00

c n

n

m

m

nm 24

a

E

1

(54)

sau 2020nmc00c

nmnm 3

8

E

1 (55)

Din analiza modificrii efortului care apare n conductoarele LEA, n funcie de mrimea

deschiderii, se disting dou situaii extreme i anume:

Pentru deschideri mici, atunci cnd a0, ecuaia de stare a conductorului (52) capt forma:

0ddE

1c0

c

sau dEd cc0

i deci la aceste deschideri mici efortul maxim n conductoare apare la temperatura minim de

300C datorit contractrii acestora.

Pentru deschideri mari, atunci cnd , ecuaia de stare a conductorului (52) devine:

0d24

a2

0

t2

sau const

0

t

de unde rezult c pentru deschideri mari, efortul maxim n conductoare apare la sarcina

adiional maxim (-50C + chiciur + vnt).

Ecuaia de stare a conductorului, conform ecuaiilor (54) i (55), exprim legtura ntre toate

mrimile caracteristice ale deschiderii analizate, pentru dou stri diferite. Aceast ecuaie este

folosit la calculul mecanic al conductoarelor, plecnd de la o stare cunoscut sau de referin, de


14

exemplu starea m, care, de regul, este starea n care apar solicitrile cele mai mari, urmnd s se

determine o mrime din a doua stare, cum ar fi n0

, pentru care se cunosc n i nt

, celelalte dou

mrimi ce caracterizeaz starea n. n continuare, se consider panoul unei LEA cu conductoare din

OL-Al, delimitat de doi stlpi de ntindere cu deschideri inegale i denivelate, iar variaiile

parametrilor mediului exterior se presupun aceleai n toate deschiderile panoului, conform celor

reprezentate n Figura 4. Pentru stabilirea ecuaiei de stare a conductorului, n paragraful precedent s-a

adoptat ipoteza c distana dintre doi stlpi de susinere este constant. n practic, pentru

conductoarele LEA montate pe lanuri de izolatoare, odat cu modificarea condiiilor de mediu,

deschiderile ntr-un panou fiind inegale, apar eforturi de valori diferite, iar lanurile de izolatoare se

nclin. Acest proces de nclinare are loc pn n momentul cnd eforturile din toate cele n deschideri

ale panoului de ntindere devin egale:

nk21 0000...... (56)

Rezult deci c distana ntre punctele de suspensie ale conductorului din panou nu se menine

constant, rmnnd neschimbat numai distana dintre cei doi stlpi de ntindere ai panoului, adic:

.constan

1k

k

Deschiderea echivalent sau medie amed din panoul analizat este definit de relaia:

n

k

k

n

k

kkmed aaa11

3 cos (57)

2k

2k

kk

ha

acos

(58)

n care: ak deschiderea k din panoul considerat, n m; hk denivelarea corespunztoare deschiderii

k, adoptat cu plus sau minus dup cum linia urc sau coboar, n m; k unghiul de pant

corespunztor deschiderii k.

Alungirea conductorului bimetalic din OL-Al dintr-o deschidere k a panoului, n cazul unei

schimbri de stare, este cauzat att de variaia parametrilor mediului exterior, ct i de deplasarea

punctelor de suspensie. Folosind un raionament asemntor celui utilizat anterior, forma ecuaiei de

stare a conductorului, corespunztoare celor dou stri, m i respectiv n, este urmtoarea:

2

0

t

2

0

t2med

nmc

c

00

n

n

m

m

nm 24

a

E

1u

(59)

unde: m starea de referin; n starea corespunztoare unei valori a temperaturii pentru care se

calculeaz n0

; m0

componenta orizontal a traciunii specifice de calcul n starea de referin m, n

daN/mm2;

n0 componenta orizontal a traciunii specifice normate n starea de referin n, n

daN/mm2;

mt ncrcarea specific de calcul a conductorului la starea de referin m, n daN/mmm2;

nt ncrcarea specific normat a conductorului corespunztoare strii n, n daN/mmm2; m

temperatura strii de referin m, n 0C; n temperatura strii pentru care se determin

n0 i care

poate lua diferite valori ntre 300C i 40

0C, n

0C; u factor de denivelare a terenului:

n

k

k

n

k k

kk a

a

hau

11

2

21


15

2.7 Deschiderea critic

Avnd n vedere faptul c eforturile n conductor se datoreaz celor dou cauze suprasarcini

i variaii de temperatur rezult c eforturile maxime n conductor pot s apar n una dintre

urmtoarele trei stri critice i anume:

1 starea de sarcin maxim (- 50C + chiciur + vnt);

2 starea de temperatur minim (- 300C);

3 starea de zi cu zi, la temperatura medie (150C).

Procesul de calcul al conductoarelor LEA se poate reduce dac, pentru o linie dat, cu

parametri cunoscui, se alege drept stare iniial cea mai defavorabil stare critic. Pentru aceasta, este

necesar compararea deschiderii LEA analizate cu trei mrimi caracteristice, denumite deschideri

critice, corespunztoare fiecrei perechi de stri critice din cele trei amintite anterior. Pentru dou stri

critice i i j, deschiderea critic, notat cu ijcr

a , reprezint deschiderea dintre stlpi pentru care

eforturile maxime se ating simultan n cele dou stri.

Pentru cele trei stri critice analizate, se definesc trei deschideri critice, dup cum urmeaz:

2

adm

)c,1(

2

adm

)c,3(

21ccadmadm

ccr

21

21

)21(

EE

24

a

(60)

2

adm

)c,1(

2

adm

)c,3(

31ccadmadm

ccr

31

31

)31(

EE

24

a

(61)

2

adm

)c,1(

2

adm

)c,1(

32ccadmadm

ccr

32

32

)32(

EE

24

a

(62)

unde: 321

,, admadmadm - eforturile admisibile n cele trei stri critice considerate; c,1 - ncrcarea

specific datorat greutii proprii a conductorului; c,3 - ncrcarea specific cumulat datorat

greutii conductorului acoperit cu chiciur; Ec modulul de elasticitate echivalent al conductorului

din oel aluminiu; c coeficientul de dilatare termic echivalent al conductorului de oel aluminiu.

n practica de proiectare, pentru a aborda calculul mecanic al conductoarelor bimetalice

folosite la LEA n cele trei stri critice, a fost necesar introducerea a dou noi noiuni i anume:

Sarcina relativ, notat cu q i definit de urmtoarea relaie:

),1(

),7(

c

cq

(63)

unde: ),7( c - reprezint ncrcarea specific de calcul, rezultat ca urmare a greutii

conductorului i a presiunii vntului, n prezena chiciurii, pentru regimuri normale de

funcionare.


16

Sarcina relativ critic, notat cu qcr, calculat cu o relaie de forma:

23

21

3

2

13

3

2

2

1

13

2

2113

admadmcc

admadm

adm

adm

admadm

adm

adm

cc

adm

adm

crE

E

q

(64)

Aceast sarcin relativ critic, definit de relaia (64), este utilizat n procesul de proiectare

atunci cnd toate cele trei valori ale deschiderilor critice, calculate cu relaiile (60), (61) i (62), rezult

egale.

Stabilirea strii de dimensionare

Tabelul 2

Sarcina

relativ

Deschidere medie amed

[m]

Dimensioneaz

adm [daN/mm

2]

[0C]

q>qcr aacr (1-2) adm 1 -5

qacr (1-2)

acr (1-3) valoare imaginar adm 3 +15

acr (1-3)>0 aacr (1-3) adm 1 -5

n situaia n care q > qcr, dimensionarea se va realiza dup dou stri critice i anume dup

starea 1 i, respectiv, starea 2. Pentru q < qcr, dimensionarea se va realiza dup toate cele trei stri

critice.

Prin folosirea unui astfel de raionament, rezult c starea iniial considerat, n vederea

stabilirii strii de dimensionare, se alege conform precizrilor coninute n Tabelul 2.

2.8 Temperatura critic

n cazul conductoarelor LEA, sgei de valori mari pot aprea n exploatare, n urmtoarele stri:

la sarcini adiionale maxime, datorit alungirii elastice a conductoarelor;

la temperatura maxim din timpul verii, datorit dilatrii conductoarelor.

Selectarea strii n care apare sgeata maxim a conductoarelor se realizeaz, n procesul de pro-

iectare a LEA, cu ajutorul unei mrimi fictive de calcul, denumit temperatur critic i notat cu cr.

Temperatura critic se definete ca fiind acea temperatur din timpul verii cnd sgeata

conductorului, nencrcat cu sarcini adiionale, este egal cu sgeata conductorului ncrcat la

suprasarcina maxim admisibil (starea de 50C + chiciur).

Expresia de calcul a temperaturii critice este dat de relaia:

3

10

cc

0cr 1

E

15

3

(65)


17

Prin compararea valorii temperaturii critice cu temperatura maxim din timpul verii,

considerat 400C pentru ara noastr, se poate stabili starea n care apare sgeata maxim a

conductoarelor i anume:

dac cr > 400C, sgeata maxim a conductoarelor va aprea la starea de suprasarcin,

adic la 50C + chiciur;

dac cr < 400C, sgeata maxim a conductoarelor va aprea la starea de temperatur

maxim din timpul verii, adic la 400C.

3. Descrierea i modul de utilizare a programului de calcul STRESS

Programul de calcul STRESS permite determinarea traciunilor n panouri i a sgeilor

conductoarelor active i a celor de protecie, pentru LEA de 20 kV sau 110 kV. Calculul mecanic al

conductoarelor se efectueaz dup metoda la stri limit, conform creia rezistenele de calcul sunt

stabilite n procente din rezistena de rupere calculat pentru conductor, conform PE 104/93. n urma

execuiei programului, se stabilesc urmtoarele mrimi:

ncrcrile unitare normate i de calcul, n condiiile specificate de utilizator;

ncrcrile specifice normate i de calcul, n condiiile specificate de utilizator;

traciunea orizontal n conductoarele active i n cele de protecie, la diferite stri de montaj;

sgeile de montaj i de gabarit ale conductoarelor;

determinarea deschiderilor la ncrcri din vnt Av i la ncrcri verticale Ag;

valoarea contragreutilor, de la caz la caz;

sgeata maxim limitat de distana ntre faze;

sgeata maxim limitat de oscilaia nesincron a conductoarelor;

sgeata maxim din condiii de galopare;

saltul maxim al conductoarelor;

ruperea conductorului;

verificarea gabaritelor n punctele speciale de traseu.

Programul de calcul STRESS este operabil pe microcalculatoare PC compatibile IBM, avnd

sistemul de operare MS DOS 5.0. Programul permite calculul conductoarelor n panouri cu maximum

30 de deschideri. Programul creeaz i exploateaz urmtoarele fiiere de date:

1. COND 1.DAT fiier de date aferent conductoarelor; 2. IZOLATOR.DAT fiier de date aferent izolatoarelor; 3. CORON.DAT fiier de date aferent coronamentelor de medie tensiune; 4. STALP.DAT fiier de date aferent stlpilor de 110 kV; 5. NUME.PAN fiier de date ce conine profilul liniei; 6. TAMPON fiier de rezultate.

Programul executabil este compus din: STRESS.EXE; TE.COM editor de text cu care se

poate vizualiza fiierul TAMPON; TE.SET. Configuraia sistemului de calcul necesar pentru

execuia programului presupune 340 Kb memorie operativ.

Programul a fost realizat avnd n vedere lansarea sa n execuie de pe hard-discul

calculatorului. Instalarea programului se realizeaz prin urmtoarele operaii: crearea directorului

STRESS; copierea fiierelor STRESS.EXE, TE.COM i TE.SET n directorul STRESS; copierea i

a celorlalte fiiere (DAT, PAN), dac au fost create. Lansarea n execuie a programului const n

tastarea cuvntului STRESS, n cazul n care suntem n directorul STRESS sau, n cazul general, prin

tastarea locaiei fiierului executabil, C:\STRESS\STRESS. Dup lansarea n execuie a programului,

urmeaz un proces de stabilire a datelor de intrare prin intermediul unei interfee de dialog ntre om i


18

calculator, dialog guvernat de urmtoarea regul general: n cazul n care se dorete modificarea unor

valori afiate de program, acestea se pot terge prin intermediul tastei BACKSPACE (), dup care

se introduc noile valori; dac se apas pe tasta ENTER (), aceast operaie semnific acceptarea

valorii afiate; n cazul apsrii tastei BACKSPACE, programul ateapt utilizatorul s introduc o

valoare, dup care trece la pasul urmtor. Primul lucru ce trebuie efectuat, dup lansarea n execuie

este selectarea tensiunii liniei pentru care se dorete realizarea calculelor (20 kV sau 110 kV) i

atribuirea unui nume liniei. Ulterior acestui pas iniial, se intr n fereastra STRESS, reprezentat n

Figura 5, care conine meniul programului de calcul.

Figura 5 Fereastra STRESS ce conine meniul programului de calcul

Figura 6 Fereastra CONDIII METEOROLOGICE

Normativ Condiii meteo

Coef. de calcul

Cond. activ

Cond. protecie

Date panou

Sgei active

Sgei protecie

Salt conductor

Rupere conductor

Galopare

Ieire n MS - DOS

STRESS

PE 104 / 93

NORMATIV

PANOUL 0


Coef. de calcul

Cond. activ

Cond. protecie

Date panou

Sgei active

Sgei protecie

Salt conductor

Rupere conductor

Galopare

Ieire n MS - DOS

STRESS

PE 104 / 93

NORMATIV

PANOUL 0

Zona meteorologic: A

Presiune vnt fr chiciur [daN/m2] : 30.000000

Presiune vnt cu chiciur [daN/m2] : 12.000000

Grosimea stratului de chiciur [mm] : 16.000000

Densitatea chiciurii [daN/dm3] : 0.750000

Coef. de rafala vnt pe conductoare : 1.800000

Coef. de rafal vnt pe izolatoare : 1.790000

Coeficientul de rafal vnt pe izolatoare

n funcie de nlimea deasupra solului

nlime Coef. rafal nlimea Coef. rafal

[m] [m] 10 1.62 15 1.70

20 1.79 25 1.86

30 1.93 35 1.97

40 2.02 45 2.04

50 2.08 55 2.07

CONDIII METEOROLOGICE

CORECTAI ?:


19

Deplasarea de la o opiune la alta n acest meniu se realizeaz cu ajutorul tastelor UP/DOWN

( ), iar selecia se face prin apsarea tastei ENTER (). n fereastra NORMATIV este specificat

normativul dup care programul efectueaz calculele.

Efectuarea calculelor presupune parcurgerea ferestrei STRESS, ilustrat n Figura 5, n ordine

cronologic, de sus n jos. Dac se dorete doar crearea fiierelor de date, se poate apela direct funcia

Date panou. Dup selectarea zonei meteo de ctre utilizator, n fereastra NORMATIV va fi afiat i

zona meteorologic.

Fereastra PANOU va conine numrul panoului care este n calcul, precum i tipul

conductoarelor selectate. Pentru selectarea zonei meteorologice, se tasteaz Condiii meteo i,

imediat, se activeaz fereastra CONDIII METEOROLOGICE, ilustrat n Figura 6.

Dup selectarea zonei meteorologice (A, B sau C), sunt afiate caracteristicile zonei respective.

Programul permite accesul n cmpul de date astfel nct utilizatorul s poat simula i alte condiii

specifice zonei n care urmeaz a funciona linia.

Figura 7 Fereastra COEFICIENI DE CALCUL

n continuare, se introduc coeficienii de calcul prin selectarea Coeficient de calcul din meniu,

moment n care este activat fereastra COEFICIENI DE CALCUL PENTRU, reprezentat n

Figura 7. Programul permite intrarea n cmpul de date pentru a simula i a ali coeficieni de calcul,

alii fa de cei impui de PE 104/93.

n cazul n care linia analizat se verific dup PE 104/71, 79, se poate sri peste coeficienii de

calcul. ncrcrile de calcul care stau la baza dimensionrii mecanice a conductorului se obin prin

nmulirea ncrcrilor normate cu coeficientul ncrcrii.

Utilizatorul este obligat s verifice datele de intrare, date ce vor fi obligatoriu coninute i n

listingul cu rezultate.

n cazul n care se va selecta direct Coeficientul de calcul, fr a selecta mai nti Condiii

meteo, toi coeficienii de calcul vor avea valoarea 1.


Coef. de calcul

Cond. activ

Cond. protecie

Date panou

Sgei active

Sgei protecie

Salt conductor

Rupere conductor

Galopare

Ieire n MS - DOS

STRESS

PE 104 / 93 zona: A

NORMATIV

PANOUL 0

Greutatea proprie (Stlp, cond., izol.) : 1.100000

Greutatea chiciurii pe conductoare : 1.800000

Presiunea vntului n regim normal : 1.300000

Presiunea vntului n regim de avarie : 0.250000

COEFICIENI DE CALCUL PENTRU:

CORECTAI ?:


20

n continuare, se selecteaz tipul conductorului activ. Dac se va opta direct pentru Conductor

activ, va aprea un mesaj de atenionare. Programul nu poate executa acest pas, deoarece nu cunoate

condiiile meteo i coeficienii de calcul. n aceast etap, adoptnd un anumit tip de conductor, se vor

calcula ncrcrile unitare normate i de calcul.

Figura 8 Fereastra CARACTERISTICI

n cazul n care fiierul de conductoare exist (n directorul STRESS se gsete fiierul

COND1.DAT), se vor afia tipurile de conductoare coninute de acest fiier. Dac fiierul nu exist,

programul va trece n regim de creare a fiierului de conductoare.

S presupunem c dorim s introducem n fiier dou tipuri de conductoare. Programul ateapt

numrul de conductoare (un conductor va ocupa un registru, o linie n fiier), ce dorim a fi introduse n

fiier, prin apsarea tastei cu cifra 2. Din acest moment, programul va executa un ciclu, ateptnd

introducerea caracteristicilor celor dou tipuri de conductoare, prin intermediul ferestrei

Caracteristici, reprezentat n Figura 8. Dup terminarea introducerii caracteristicilor conductoarelor

n fiier, pe monitor va aprea, n fereastra CONDUCTOARE, denumirea conductoarelor coninute

de fiierul COND1.DAT, aa cum e sugerat n Figura 9.

Deplasarea n meniu se realizeaz cu ajutorul tastelor UP/DOWN ( ), iar selecia se face

prin apsarea tastei ENTER (). Dac se dorete reactualizarea datelor sau vizualizarea datelor unui

tip de conductor, se tasteaz litera R de la Reactualizare.

n cazul n care dorim s introducem n fiier un nou conductor, exist dou posibiliti:

se tasteaz E de la Extindere; n acest caz, conductorul introdus va ocupa ultima poziie din fiier;


21

se tasteaz I de la Insert; n acest caz, conductorul introdus va ocupa chiar poziia pe care se afl cursorul.

n cazul n care dorim s tergem un conductor din fiier, se poziioneaz cursorul pe

conductorul respectiv i se apas tasta Delete.

Dup selectarea conductorului activ, programul ateapt certificarea unor date pentru a putea

calcula ncrcrile aferente conductorului selectat, conform celor reprezentate n Figura 10.

Figura 9. Fereastra CONDUCTOARE

Figura 10 Fereastra NCRCRI PENTRU COND. ACTIV


Coef. de calcul

Cond. activ

Cond. protecie

Date panou

Sgei active

Sgei protecie

Salt conductor

Rupere conductor

Galopare

Ieire n MS - DOS

STRESS

PE 104 / 93 zona: A

NORMATIV

PANOUL 0

Coef. de rafal de vnt pe cond. : 1.600000

Numr de cond. pe faz : 1.000000

Unghiul de inciden

vnt fa de ax : 90.000000

Altitudinea maxim (m) : 350.000000

NCRCRI PT. COND. ACTIV

CORECTAI ?:


Coef. de calcul

Cond. activ

Cond. protecie

Date panou

Sgei active

Sgei protecie

Salt conductor

Rupere conductor

Galopare

Ieire n MS - DOS

STRESS

PE 104 / 93 zona: A

NORMATIV

PANOUL 0

AL/OL 50/8

AL/OL 70/12

CONDUCTOARE

Enter select Insert

Del terg Extindere

Reactualizare


22

ncrcrile date de vnt asupra conductoarelor sunt calculate n ipoteza c vntul acioneaz

perpendicular pe axul liniei. Pentru determinarea unghiului maxim de nclinare al lanului de

izolatoare, s-a inut seama n relaiile de calcul i de unghiul de inciden al vitezei vntului cu axul

liniei.

Dup acest pas, programul intr n regim de calcul, rezultatele fiind salvate ntr-un fiier de tip

TEXT (care se poate vizualiza cu un editor de text: WS, TE), cu denumirea TAMPON.

Afiarea rezultatelor pe monitor se face prin intermediul programului TE.EXE, astfel nct

programul STRESS preia funciile acestui program, conform celor reprezentate n Figura 11. Optarea

pentru acest mod de prezentare are marele avantaj c se poate modifica forma final a listingului cu

rezultate, utilizatorul avnd posibilitatea de a face completri. Deplasarea n cmpul de date se poate

face prin intermediul tastelor LEFT/UP/DOWN/RIGHT ( ).

Figura 11 Fereastra cu afiarea rezultatelor

Figura 12 Fereastra ce afieaz toate comenzile operabile la acest nivel

Conform celor reprezentate n Figura 11, se observ c n partea de jos a ferestrei este afiat un

meniu. Dac se tasteaz F1 Help, programul afieaz toate comenzile operabile la acest nivel, aa


23

cum se indic n Figura 12. Pentru listarea rezultatelor la imprimant, se tasteaz Ctrl+K+P. Dac se

dorete salvarea rezultatelor pe dischet, se tasteaz F4, dup care se specific calea i denumirea

fiierului ce va conine rezultatele din fiierul TAMPON.

Rezultatele nu se vor salva cu comanda F2, deoarece fiierul de rezultate va fi tot fiierul

TAMPON, fiier ce va fi ters la o nou rescriere n el. Pentru revenirea n meniul principal, se d

comanda Alt X. n cazul n care se dorete calculul mecanic al conductorului de protecie, se

procedeaz identic ca la conductorul activ. De menionat c o etap important n introducerea datelor

de calcul este aceea n care se simuleaz profilul longitudinal al liniei. n meniul principal se tasteaz

Date panou. n aceast etap, se vor introduce datele aferente pentru toate panourile i, dup aceea, se

trece la calculul sgeilor. Se introduc, pe rnd, numrul panoului, numrul de stlpi, numrul primului

i al ultimului stlp din panou.

Figura 13 Programul afieaz coninutul fiierului gsit, dac nu se gsete corespondena

Figura 14. Programul ateapt definirea fiierului, dac acesta nu exist


Coef. de calcul

Cond. activ

Cond. protecie

Date panou

Sgei active

Sgei protecie

Salt conductor

Rupere conductor

Galopare

Ieire n MS - DOS

STRESS

PE 104 / 93 zona: A

NORMATIV

CA : AL/OL-185/32

PANOUL 0

FIIERUL TULCEA.PAN CONINE DATE AFERENTE

LEA 20 Kv

Este aceeai linie ? :

NUMR PANOU :


24

Figura 15 Programul afieaz coninutul fiierului gsit, cnd se gsete corespondena

Dup ce s-a apelat la funcia Date panou din meniul principal, se intr n regim de cutare a

liniei specificate de utilizator n fiierul cu extensia .PAN, din directorul STRESS.

S considerm c linia care urmeaz a fi analizat se numete LEA 110kV TEST. Programul

caut aceast linie n primul fiier cu extensia .PAN. n cazul n care gsete corespondena ntre

denumirea dat liniei de ctre utilizator i denumirea liniei existent n fiier, se trece la pasul

reprezentat n fereastra din Figura 15.

Figura 16 Fereastr pentru specificarea stlpilor bisai

Dac nu se gsete corespondena, programul afieaz coninutul fiierului gsit, conform celor

reprezentate n Figura 13 i ateapt avizul utilizatorului. Atunci cnd fiierul nu exist, programul

ateapt definirea fiierului, conform ferestrei reprezentate n Figura 14.


25

Dup ce s-a denumit fiierul ce va conine datele aferente profilului liniei, programul ateapt

numrul panoului pe care dorim s-l introducem, numrul total de stlpi, precum i indicativul

stlpilor ce delimiteaz panoul.

n situaia n care ntr-un panou se mai introduce un numr de stlpi, n vederea micorrii

deschiderilor i nu se dorete redenumirea tuturor stlpilor, se pstreaz notaia iniial pentru stlpii

ce delimiteaz panoul i se specific stlpii care vor fi bisai, conform celor reprezentate n Figura 16.

Figura 17 Specificarea tipului izolaiei de susinere utilizate

Figura 18 Caracteristicile aferente unui anume tip de izolator La fiecare pas, programul ateapt certificarea datelor.

n urmtoarea etap, conform ferestrei reprezentate n Figura 17, se alege tipul izolaiei prin

tastarea Backspace ( ), se apeleaz la fiierul IZOLATOR.DAT, atunci cnd acesta exist. Dac nu


26

exist un astfel de fiier, se intr n regim de creare, modul de lucru fiind unul identic cu cel din cazul

fiierului COND1.DAT. n Figura 18 sunt vizualizate caracteristicile aferente unui tip de izolator.

Figura 19 Specificarea tipului izolaiei de susinere i a unghiului

maxim de nclinare a lanului de susinere Dup alegerea tipului izolaiei de susinere, se ateapt specificarea unghiului maxim admis de

coronament la deviaia lanului sub aciunea vntului, conform celor reprezentate n Figura 19. Dac

nu se cunoate acest unghi, el se poate determina. Se specific faptul c izolaia nu este rigid, dup

care se intr n fereastra UNGHIUL MAXIM ADMIS DE CORONAMENT, reprezentat n Figura

20. n cazul n care exist lanuri duble, este posibil ca distana minim de apropiere fa de prile

legate la pmnt s nu corespund punctului de prindere al conductorului n clem, ci fa de alte

elemente ale lanului, aflate sub tensiune. Programul calculeaz distanele n ambele situaii i afieaz

valoarea minim. n aceast etap, utilizatorul trebuie s defineasc punctul cel mai defavorabil de pe

lanul de izolatoare, n funcie de care se vor calcula distanele.

Figura 20 Fereastra UNGHIUL MAXIM ADMIS DE CORONAMENT


27

Figura 21 Introducerea informaiilor necesare calculului unghiului maxim admis

Figura 22 Specificarea tipului izolaiei de ntindere

Calculul distanelor se efectueaz analitic, coronamentul fiind definit prin maximum trei

segmente, respectiv OA, AB i BC. Utilizatorul trebuie s introduc coordonatele punctelor A, B i C,

conform celor reprezentate n fereastra din Figura 21. Programul permite determinarea unghiului de

nclinare a lanului i n cazul stlpilor de susinere de col.

Dup ce s-a determinat valoarea unghiului maxim de nclinare, se revine la introducerea

lanurilor de ntindere, conform celor reprezentate n Figura 22. Selectarea i introducerea lanurilor de

ntindere se realizeaz identic ca i n cazul lanurilor de susinere.


Coef. de calcul

Cond. activ

Cond. protecie

Date panou

Sgei active

Sgei protecie

Salt conductor

Rupere conductor

Galopare

Ieire n MS - DOS

STRESS

PE 104 / 93 zona: A

NORMATIV

CA : AL/OL-185/32

PANOUL 0

Tipul izolaiei de susinere : SS 110-3-CTS 120-2p

Unghiul maxim nclinare lan susinere : 69.000000

Tipul izolaiei de ntindere:

- la stlpul : SS 110-3-CTS 120-2p - la stlpul : SS 110-3-CTS 120-2p

NUMR PANOU :


Coef. de calcul

Cond. activ

Cond. protecie

Date panou

Sgei active

Sgei protecie

Salt conductor

Rupere conductor

Galopare

Ieire n MS - DOS

STRESS

PE 104 / 93 zona: A

NORMATIV

CA : AL/OL-185/32

PANOUL 0

Lime clem de susinere [m] : 0.02

Coef. aerodinamic lan izol. : 0.35

Traciunea n conductor [daN] : 0.00

Deschiderea medie [m] : 180.00

Coordonatele punctului A [mm] : 2200.00 0.00

Coordonatele punctului B [mm] : 2200.00 4000.00

Coordonatele punctului C [mm] : 0.00 0.00

Unghiul liniei (2alfa) [g] : 0.00

Viteza vntului [m/s] : 34.00

Distana D1 [mm] : 734

Distana D2 [mm] : 409

nclinare lan (Grad, min, sec) : 70 11 29

UNGHIUL MAXIM ADMIS DE CORONAMENT :

C(x,y) B(x,y)

A(x,y) O(0,0) x

D1

D3

y

D2


28

Programul permite simularea oricrui tip de lan prin introducerea caracteristicilor specifice n

fiierul aferent izolatoarelor. Dup ce s-au introdus lanurile de izolatoare, se trece la introducerea

tipurilor de stlpi, ca n Figura 23. n cazul LEA de medie tensiune, n locul tipului de stlp, programul

ateapt introducerea distanei de la sol la consola inferioar. Dac nu se introduc elementele din

Figura 23 i anume Cot teren, Tipul stlpului i Unghi linie, programul nu calculeaz gabaritele

fa de sol sau fa de alte elemente din teren.

Figura 23 Introducerea informaiilor Cot teren, Tipul stlpului, Unghi linie

Figura 24 Fereastra cu caracteristicile unui stlp tip ITn 110.114 5.3.S Dup ce s-a tastat Backspace, se intr n fiierul STALP.DAT, dac acesta exist, iar dac nu

exist, se intr n regim de creare, numai pentru LEA de 110 kV. Modul de lucru este identic ca i n

cazul fiierului COND1.DAT. De exemplu, n Figura 24 se poate vizualiza din fiier stlpul terminal


Coef. de calcul

Cond. activ

Cond. protecie

Date panou

Sgei active

Sgei protecie

Salt conductor

Rupere conductor

Galopare

Ieire n MS - DOS

STRESS

PE 104 / 93 zona: A

NORMATIV

CA : AL/OL-185/32

PANOUL 0

Tip Stlp : ITn 110.114-5.3S

Distana pe orizontal ntre RS [m]: 1.500000

Distana pe orizontal ntre RT [m]: 6.900000

Distana pe orizontal ntre ST [m]: 8.400000

Distana pe orizontal ntre OR [m]: 2.700000

Distana pe vertical ntre RS [m]: 4.000000

Distana pe vertical ntre RT [m]: 4.000000

Distana pe vertical ntre ST [m]: 0.000000

Distana pe vertical ntre OR [m]: 4.675000

Distana de la sol la consola inf. [m]: 15.000000

CARACTERISTICI

CORECTAI ?


Coef. de calcul

Cond. activ

Cond. protecie

Date panou

Sgei active

Sgei protecie

Salt conductor

Rupere conductor

Galopare

Ieire n MS - DOS

STRESS

PE 104 / 93 zona: A

NORMATIV

CA : AL/OL-185/32

PANOUL 0

Nr. Stlp Cot teren Tipul stlpului Unghi linie

crt. (m)

1 1 0.00 Tastai Backspace

2 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 7

NUMR PANOU :


29

ITn 110.114 5.3.S. Introducerea datelor are o importan major n toate etapele de calcul. Dup

selectarea stlpilor ce definesc panoul, conform celor reprezentate n Figura 25, se trece la pasul

urmtor i, anume, la introducerea deschiderilor i a denivelrilor, aa cum se indic n Figura 26.

Figura 25 Specificarea tipurilor de stlpi ce definesc panoul

Figura 26 Fereastra n care se introduc deschiderile i denivelrile

Dac n etapa anterioar s-au specificat tipurile de stlpi, programul calculeaz i afieaz

denivelrile. n caz contrar, utilizatorul trebuie s calculeze i s introduc valorile denivelrilor.

Denivelarea se va introduce cu semnul minus, dac linia coboar. n cazul n care se dorete

verificarea gabaritelor ntr-o deschidere, se selecteaz aceast opiune, dup care programul trece n

revist tot panoul, deschidere cu deschidere, ateptnd introducerea datelor necesare n acest pas.


Coef. de calcul

Cond. activ

Cond. protecie

Date panou

Sgei active

Sgei protecie

Salt conductor

Rupere conductor

Galopare

Ieire n MS - DOS

STRESS

PE 104 / 93 zona: A

NORMATIV

CA : AL/OL-185/32

PANOUL 0

Nr. Stlp Cot teren Tipul stlpului Unghi linie

crt. [m] [g]

1 1 121.23 ITn 110114-5.3S 200

2 2 120.00 Sn 110102-5.3S 200

3 3 120.50 Sn 110102-5.3S 200

4 4 123.40 Sn 110102-5.3S 200

5 5 123.00 Sn 110102-5.3S 200

6 6 127.00 Sn 110102-5.3S 200

7 7 128.50 ICn 110113-5.3S 189

NUMR PANOU : 1

CORECTAI ?:


Coef. de calcul

Cond. activ

Cond. protecie

Date panou

Sgei active

Sgei protecie

Salt conductor

Rupere conductor

Galopare

Ieire n MS - DOS

STRESS

PE 104 / 93 zona: A

NORMATIV

CA : AL/OL-185/32

PANOUL 0

Nr. Stlpii Deschiderea Denivelarea

crt. [m] [m]

1 1 2 185.00 -1.13 2 2 3 182.00 0.00

3 3 4 200.00 2.00

4 4 5 173.00 -0.40

5 5 6 186.00 4.00

6 6 7 210.00 1.00

NUMR PANOU : 1

CORECTAI ?:


30

Programul poate verifica dou puncte din deschidere, conform celor reprezentate n Figura 27.

Verificarea gabaritelor se realizeaz n ipoteza n care sgeata conductorului este maxim.

Figura 27 Verificarea a dou puncte dintr-o deschidere n acest moment, programul poate calcula sgeile pentru conductorul activ din panoul selectat.

Din meniul principal, se selecteaz funcia Sgei active i se intr n fereastra reprezentat n Figura

28, unde se poate vizualiza fora de rupere a conductorului i coeficienii pariali de traciune pentru

cele trei stri critice de dimensionare.

Figura 28 Fereastra SGEI PENTRU CONDUCTORUL ACTIV


Coef. de calcul

Cond. activ

Cond. protecie

Date panou

Sgei active

Sgei protecie

Salt conductor

Rupere conductor

Galopare

Ieire n MS - DOS

STRESS

PE 104 / 93 zona: A

NORMATIV

CA : AL/OL-185/32

PANOUL 0

Fora de rupere conductor [daN]: 6668.600000

Specificai coeficienii de traciune la :

KP [Tmin] : 0.440000

KP [Tmed] : 0.180000

KP [-5+ch+V] : 0.670000

SGEI PENTRU CONDUCTORUL ACTIV

CORECTAI ?:


Coef. de calcul

Cond. activ

Cond. protecie

Date panou

Sgei active

Sgei protecie

Salt conductor

Rupere conductor

Galopare

Ieire n MS - DOS

STRESS

PE 104 / 93 zona: A

NORMATIV

CA : AL/OL-185/32

PANOUL 0

Deschiderea : 1

Nr. puncte de verificat (max. 2) : 2

Distana [m], fa de stlpul 1 : 23 135

Cota teren a punctului [m] : 121.4 120.5

nlimea obiectivului [m] : 0 10

NUMR PANOU : 1

CORECTAI ?:


31

Traciunea maxim n conductor este corelat cu traciunea elementelor componente ale liniei.

Acest lucru se poate realiza att prin modificarea coeficienilor pariali de traciune, ct i prin

modificarea forei de rupere a conductorului.

Dup acest pas, n funcie de starea conductorului nou sau utilizat programul intr ntr-un

regim de calcul de urmtorul tip:

pentru conductor nou, se vor calcula sgeile de montaj i cele finale, fa de care se vor calcula eventualele gabarite i care in seama de fluajul conductorului n timp;

pentru conductor utilizat, conductorul nu mai flueaz i, n acest caz, sgeile de montaj sunt cele finale.

Rezultatele obinute sunt afiate pe ecranul monitorului prin intermediul programului editor

TE.COM, conform celor reprezentate n Figura 29.

n scopul determinrii determinrii sgeilor aferente conductorului de protecie, folosind

programul STRESS, se parcurg urmtoarele etape:

Se selecteaz din meniul principal funcia Cond. protecie, n mod asemntor ca i n cazul conductorului activ. Pe ecranul monitorului se afieaz tipurile de

conductoare coninute n fiierul COND1.DAT, iar utilizatorul va selecta conductorul

de protecie utilizat.

Programul calculeaz ncrcrile unitare i specifice pentru conductorul de protecie, care sunt afiate, dup care se reintr n meniul principal.

Se selecteaz din meniul principal funcia Sgei protecie, dup care se intr n fereastra reprezentat n Figura 30.

Figura 29 Afiarea rezultatelor obinute prin intermediul editorului TE.COM

Dup introducerea coeficientului de egalizare Keg, n funcie de tipul conductorului de protecie

ales, sunt afiai coeficienii de egalizare finali, dup ce conductorul a fluat, precum i traciunea

orizontal maxim n conductorul de protecie, conform ferestrei reprezentate n Figura 31.

Dac utilizatorul consider c rezultatele obinute la acest pas sunt corecte, programul

calculeaz i afieaz sgeile de montaj pentru conductorul de protecie. Programul de calcul

STRESS permite, de asemenea, determinarea sgeilor conductorului activ i n regim de avarie, la

ruperea unui conductor, n deschiderile adiacente deschiderii avariate. Dac se dorete acest lucru, din

meniul principal se selecteaz funcia Rupere conductor.


32

Figura 30 Fereastra SGEI PENTRU CONDUCTORUL DE PROTECIE

Figura 31 Afiarea coeficienilor de egalizare finali si a traciunii orizontale maxime

n situaia n care programul dispune de toate elementele necesare determinrii gabaritelor,

acestea sunt calculate i n regim de avarie. Dac se dorete verificarea distanelor la saltul

conductoarelor, se apeleaz funcia Salt conductor din meniul principal. nainte da a calcula sgeile

active, este bine s se cunoasc sgeata maxim admis de coronament, din condiia de galopare i

pendulare. n acest scop, se selecteaz funcia Galopare, dup care se trece la crearea fiierului

CORON.DAT,n care se vor stoca date aferente coronamentelor utilizate la LEA de medie tensiune

(20 kV). La LEA de 110 kV, din fiierul STALP.DAT se selecteaz stlpul dorit, precum i tipul

galoprii. n final, programul afieaz sgeata maxim admis de stlp.


Coef. de calcul

Cond. activ

Cond. protecie

Date panou

Sgei active

Sgei protecie

Salt conductor

Rupere conductor

Galopare

Ieire n MS - DOS

STRESS

PE 104 / 93 zona: A

NORMATIV

CA : AL/OL-185/32

PANOUL 0

Coeficient de egalizare sgei : .95

ATENIE !

- Cond. activ i de protecie noi : Keg= 0.95..1

- Cond. activ nou, protecie vechi : Keg= 1

- Cond. activ vechi, protecie nou : Keg= < 0.9

- Cond. activ i de protecie vechi : Keg= 0.95..1

SGEI PENTRU CONDUCTORUL DE PROTECIE

CORECTAI ?:


Coef. de calcul

Cond. activ

Cond. protecie

Date panou

Sgei active

Sgei protecie

Salt conductor

Rupere conductor

Galopare

Ieire n MS - DOS

STRESS

PE 104 / 93 zona: A

NORMATIV

CA : AL/OL-185/32

PANOUL 0

ATEAPT : Calculez

COEFICIENII DE EGALIZARE FINALI

Keg[-30] = 1.00 Keg[15] = 0.89

Keg[40] = 0.86 Keg[-5+ch] = 0.95

Este de preferat ca valoarea coeficienilor s

fie cuprins ntre 0.95 i 1.00. Dac stlpul

permite se poate cobor sub 0.95.

Traciunea orizontal la -5+ch+v 1807.4 daN

Suntei mulumit ? :

SGEI PENTRU CONDUCTORUL DE PROTECIE


33

4. Modul de desfurare a lucrrii

Studenii sau utilizatorii trebuie s certifice nelegerea metodei de analiz folosite metoda la stri limit, a modelului matematic i a algoritmului de calcul care stau la baza calculului

mecanic al conductoarelor active ale liniilor electrice aeriene, precum i a posibilitilor oferite

de programul STRESS, inclusiv modul de utilizare a acestuia.

Folosind programul de calcul STRESS, se vor determina ncrcrile unitare normate i de calcul din punct de vedere mecanic, deschiderile critice corespunztoare celor trei stri la limit,

starea de dimensionare, traciunile i sgeile conductoarelor active pentru o linie electric

aerian simplu circuit care strbate zona meteorologic B, linia fiind echipat cu conductoare

multifilare bimetalice din OL-Al cu seciunea de 185/32 mm2. La construcia liniei, ca stlpi

de susinere s-au utilizat stlpi de tip Sn 110 102, iar ca stlpi de ntindere n col de tip

ICn 110 111, lanuri de izolatoare de susinere tip SS 110-2-CTS 70-1, cu o lungime de 1,66 m

i lanuri de izolatoare de ntindere cu lungimea de 2,56 m. Panoul liniei, delimitat de doi stlpi

de ntindere, propus pentru analiz, conine cinci deschideri, iar caracteristicile panoului i

anume deschiderile i denivelrile sunt prezentate n Tabelul 3.

Caracteristicile panoului LEA de 110 kV propus pentru analiz

Tabel 3

Nr.crt. Deschiderea [m] Denivelarea [m]

1 200 0

2 185 4,63

3 205 -1,26

4 220 2,85

5 230 0

Anexa

Pentru utilizarea n bune condiii a programului de calcul STRESS, n cele ce urmeaz sunt

prezantate, conform normativelor din ara noastr, valorile diferitelor mrimi i caracteristici fizico-

mecanice folosite n procesul de proiectare a liniilor electrice aeriene, din punct de vedere mecanic.

n acest sens, sunt precizate, sub form grafic sau tabele, informaii referitoare la urmtoarele

aspecte: delimitarea zonelor teritoriale din ara noastr, dup criterii climato-meteorologice; presiunea

dinamic de baz, datorat vntului, la nlimea de 10 m, deasupra solului i grosimea stratului de

chiciur pe conductoarele LEA, n funcie de zona meteorologic; valorile temperaturii aerului n

funcie de zona meteorologic; variaia coeficientului de rafal i neuniformitate a vntului pe

conductor; proprietile mecanice i fizice ale cuprului, bronzului, aluminiului i oelului, folosite la

realizarea conductoarelor liniilor electrice aeriene; caracteristicile mecanice i electrice ale

conductoarelor monometalice multifilare din aluminiu sau aliaje de aluminiu; caracteristicile mecanice

i electrice ale conductoarelor multifilare din oel; caracteristicile mecanice i electrice ale

conductoarelor bimetalice din oel-aluminiu; caracteristicile mecanice i electrice ale conductoarelor

izolate din oel aluminiu; caracteristicile fizico-mecanice ale materialelor din care sunt realizate

conductoarele active i de protecie folosite la construcia LEA; dimensiunile i caracteristicile

izolatoarelor de suspensie tip cap-tij din sticl clit; caracteristicile electrice i mecanice ale

izolatoarelor compozite tip Hi*Lite EPS 110 kV, 220 kV, 400 kV tip tij; caracteristicile clemelor de

susinere oscilante fr declanare, tip SOF i SOFA; caracteristicile clemelor de susinere cu traciune


34

limitat tip STIL; caractersticile clemelor de susinere a conductorului de protecie tip CSA;

caracteristicile clemelor de traciune tip TC; caractersticile clemelor de susinere a conductorului de

protecie tip CSP; caracteristicile clemelor de alunecare tip CA i CB; caracteristicile clemelor cu

crestturi; caracteristicile clemelor de traciune prin presare cu derivaie tip TPD i TPDf;

caracteristicile constructive pentru diferite tipuri de stlpi din lemn, beton armat centrifugat, beton

armat vibrat precomprimat i metalici; tipuri de coronamente folosite la stlpii din beton armat, pentru

LEA de medie tensiune; detalii constructive ale diferitelor tipuri de stlpi utilizai la realizarea LEA

etc.

Fig

ura

A.1

Del

imit

are

a z

on

elor

teri

tori

ale

din

ara

noast

r d

up c

rite

rii

clim

ato

-met

eoro

logic

e


35

Presiunea dinamic de baz, datorat vntului, la nlimea de 10 m deasupra solului i grosimea stratului

de chiciur pe conductoarele LEA

Tabelul A.1

Zona

meteo

Altitudine

a (m)

Presiunea dinamic de baz

(daN/m2) Grosimea stratului de

chiciur Un110kV (mm) vnt maxim

fr chiciur

Vnt simultan cu

chiciur

A

800

30 12 16

B 42 16,8 (15)***)

22 C 55 20 (17) ***)

D*)

E**)

1000 40 16

Grosimea stratului de

chiciur se va stabili pe baza

datelor statistice furnizate

de INMH sau rezultate din

statisticile de exploatare ale

LEA din acea zon.

1200 45 18

1400 65 26

1600 90 36

1800 110 44

2000 130 52

2200 150 60

2400 170 68 Observaii:

*) Zon meteorologic cu condiii deosebite de vnt, pentru care se vor cere date de la Institutul Naional de Meteorologie i Hidrologie. **) n zone cu altitudini mai mici de 1400 m, presiunea dinamic, de baz, luat n considerare nu trebuie s aib valori mai mici dect a

zonelor limitrofe, cu altitudini sub 800 m. ***) Valorile menionate n tabel n paranteze se refer la LEA cu tensiunea nominal de 20 kV.

Valorile temperaturii aerului

Tabelul A.2

Zona meteorologic Temperatura aerului (0C)

maxim minim medie de formare a chiciurei

toat ara 40 -30 15 -5

zone cu altitudini peste 800 m 40 -30 10 -5

Figura A.2 Variaia coeficientului de rafal i neuniformitatea

vntului pe conductor - c

c

a [m] 1,10

2,20

2,10

2,00

1,90

1,80

1,70

1,60

1,50

1,40

1,20

1,30

100 200 300 800 700 600 400 500

H=10 m

H=20 m

H=40 m

H=60 m


36

Valorile coeficientului aerodinamic al conductorului

acoperit sau neacoperit cu chiciur

Tabelul A.3

Specificaia Ctc

Fr chiciur Diametrul conductorului 20 mm 1,10

Diametrul conductorului < 20 mm 1,20

Cu chiciur, indiferent de diametrul conductorului 1,20

Valorile coeficienilor pariali de siguran pentru LEA

cu tensiunea nominal de 20-110 kV

Tabelul A.4

Categorii de

ncrcri ncrcrile

n a

Zonele

A,B,C

Zonele

D,E

Zonele

A,B,C

Zonele

D,E

Permanente Masa proprie a

conductorului 1,10 1,10

Variabile Presiunea vntului 1,30 1,50 0,25 0,45

Masa chiciurei 1,80 1,80

Caracteristicile fizico-mecanice ale firelor sau srmelor componente

ale conductoarelor funie utilizate la construcia LEA

Tabelul A.5

Materialul

Rezistivitatea electric

n curent continuu la

200C (mm/m)

Coeficientul de

temperatur al

rezistenei

electrice (0C-1)

Greutatea

volumic

(greutatea

specific)

(daN/dm3)

Coeficientul de

dilatare termic

linear

(0C-1)

Modulul de

Elasticitate

(daN/dm2)

Rezistena

la rupere

(daN/dm2)

Aluminiu 0,028264 0,0040 2,649 0,0000230 5500 15,8-19,0

Aliaj de

Aluminiu 0,032800 0,0036 2,649 0,0000230 5600 29,40

Oel

normal

0,1818-0,1885 pentru

1,15-3,0 mm 0,0045 7,701 0,0000115 18800 37,22

Oel de

nalt

rezisten

0,2510-0,2413 pentru

1,45-3,2 mm 0,0045 7,701 0,0000115 19600 117,60

Oel de

foarte

nalt

rezisten

0,2510-0,2413 pentru

1,45-3,2 mm 0,0045 7,701 0,0000115 19600 137,30


37

Proprietile mecanice i fizice ale cuprului pentru conductoare,

n funcie de starea de ecruisare

Tabelul A.6

Proprieti UM Starea de ecruisare

Tare(HB) Moale(0)

Masa volumica la 20C kg/dm3 8,9 8,9

Rezistena de rupere la traciune daN/mm2 36,3-38,2 19,6-28,4

Alungirea relativ la rupere % 1-2 11-35

Modulul de elasticitate daN/mm2 11200 11200

Coeficientul de dilatare linear

(ntre 25 i 200/C) 1/C 1,7710

-5 1,7710

-5

Conductivitatea termic J/cm.s.grd 3,863 3,863

Temperatura de topire C 1082,8 1082,8

Rezistivitatea (max.) mm2/m 0,0179 0,017241

Coeficientul de temperatur al

rezistivitii 1/C 0,00393 0,00393

Cldura specific J/g.grd 0,389 0,389

Proprietile mecanice i fizice ale bronzului ecruisat tare

Tabelul A.7

Proprietai UM BzI BzII BzIII

Masa volumica la 20C kg/dm3 8,9 8,65 8,65

Rezistena de rupere la traciune daN/mm2 50-52 56-68 68-74

Alungirea rela

laborator transportul şi distribuţia energiei electrice...

Documents