Ветровые отклонения одиночных проводов

Лекция №3

Тема: ВЕТРОВЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ ПРОВОДОВ.

(лекция –1 час)

 

Ветровые отклонения одиночных проводов

При действии на провод равномерно распределенных по пролету вертикальной g и горизонтальной р нагрузок провод расположится в наклонной плоскости, как показано на рис. 3.1.

Обозначив через b_х величину горизонтального статического отклонения провода в точке на расстоянии х от опоры и через у— провес провода в этой точке в направлении суммарной нагрузки q, из подобия треугольников получим

 

 

Наибольшее горизонтальное отклонение b_mах провод получит в середине пролета, где имеет стрелу провеса f. Подставив в выражение х = l/2, получим

 

 

Выражения для определения ветровых отклонений одиночного провода можно использовать и при расчете ветровых отклонений контактного провода простых контактных подвесок, в которых контактный провод расположен в плане между точками подвеса по прямой линии. Вместо Н в выражение надо только подставить натяжение контактного провода К.

В случае, когда точки подвеса контактного провода у опор в плане смещены от оси пути в разные стороны (провод относительно оси пути расположен зигзагообразно), его отклонение от оси пути в горизонтальной плоскости при ветре будет определяться суммой отклонений b₁ и b₂ (рис. 3.2, а), значения которых могут быть найдены из выражений:

 

 

где, а – зигзаг провода

 

Отсюда получим статическое отклонение контактного провода b_кх от оси пути в любой точке пролета, расположенной на расстоянии х от опоры:

 

 

 

Рис. 3.1. Схема к определению статических отклонений одиночного провода ветром в различных точках пролета

 

 

Рис. 3.2. Схемы к определению допустимой длины пролета на прямом участке пути

 

Исследование выражения показывает, что наибольшее отклонение контактного провода от оси пути (или, что то же, на прямом участке от оси токоприемника) будет в точке, расположенной от опоры на расстоянии

 

 

После подстановки этого значения х в выражение получим

 

 

При различных зигзагах контактного провода у опор наибольшее его отклонение от оси пути при ветре можно определить следующим образом. Обозначим a — среднее значение зигзага контактного провода, т. е. примем

 

а = 0,5(а₁+а₂)

 

тогда согласно рис. 3.2, б получим

 

 

Наибольшее статическое отклонение провода в пролете согласно предыдущим выражениям

 

 

Наибольшее допустимое значение пролета будет в том случае, когда наибольшее отклонение провода b_{к max} получится равным наибольшему допустимому отклонению провода от оси токоприемника b_{к доп}- Поэтому, приняв в уравнении b_{к max} = b_{к доп} и решив его относительно l, получим выражение для определений допустимой длины пролета l_mах на прямых участках пути при данных р_к, K, b_{к доп} и зигзагах а₁ и а₂:

 

 

 

 

 

Рис. 3.3. Схема к определению допустимой длины пролета на кривом участке пути

 

 

Рис. 3.4. Схема к определению стрелки кривой оси пути

 

При расчетах следует так выбирать знаки, чтобы получить меньшее значение l_mах. Верхние знаки в формуле cooтветствуют направлению ветра со стороны зигзага а₂, а нижние — со стороны а₁.

Обычно на большей части прямых участков пути контактный провод монтируют с одинаковыми зигзагами, т. е. а₁ = а₂ (по абсолютной величине). Приняв в формуле а₁=а₂=а, получим выражение для определения допустимой длины пролета l на прямых участках пути при равных зигзагах провода

 

 

Рассматривая эту формулу, нетрудно заметить, что допустимая длина пролета растет с увеличением натяжения контактного провода К, допустимого отклонения b_{к доп} и уменьшается с увеличением ветровой нагрузки р_к и зигзага а.

Схема к определению допустимой длины пролета на кривом участке пути показана на рис. 3.3. Стрелку кривой оси пути С можно определить с помощью схемы, показанной на рис. 3.4. Для треугольника ОАВ имеем (l/2)² + (R — С)² = R².

Раскрыв скобки и пренебрегая сравнительно малым значением С², получим

 

 

Нетрудно показать, что максимальное ветровое отклонение контактного провода от оси токоприемника на кривом участке пути радиуса R при неодинаковых зигзагах контактного провода у опор можно найти по формуле

 

При неодинаковых зигзагах а₁ и а₂ максимальное ветровое отклонение контактного провода будет несколько смещено от середины пролета. Это смещение определяется выражением

 

Если в уравнении принять b_{к max} = b_{к доп} и решить его относительно l, получим выражение для определения допустимой длины пролета l_mах на кривых участках пути радиуса R при данных р_к, К, b_{к доп} и зигзагах а₁ и а₂:

 

 

При одинаковых зигзагах а₁=а₂=а максимальное статическое отклонение контактный провод получит в середине пролета:

 

 

и соответственно

 

 

Все приведенные выше выражения для b_{к max} и l_mах были выведены без учета изменения упругого прогиба опор на уровне контактного провода γ_k под действием ветровой нагрузки на опоры и провода. Значение γ_k может достигать ±65 мм. Поэтому при определении длин пролетов контактных подвесок значение ук необходимо обязательно учитывать. В этом случае формулы для определения b_{к max} и l_mах примут вид:

для прямых участков и кривых участков пути при одинаковых зигзагах контактного провода у опор