Некоммерческое акционерное общество
АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра электрических станций, сетей и систем

МОНТАЖ И РЕМОНТ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
Методические указания и задания по выполнению расчётно-графических работ
для студентов специальности 5В071800 – Электроэнергетика

Алматы 2014

СОСТАВИТЕЛЬ: В.Н. Сажин. Монтаж и ремонт электрооборудования электрических сетей. Методические указания и задания по выполнению расчетно-графических работ для студентов специальности 5В071800 –Электроэнергетика. – Алматы: АУЭС, 2014. – 15с.

Методическая разработка предназначена для выполнения расчётно-графических работ по дисциплине «Монтаж и ремонт электрооборудования электрических сетей» и содержит: задания, методические указания к выполнению РГР, варианты контрольных вопросов, а также список необходимой литературы.

Ил.- 1, табл.- 7, библиогр. – 10 назв.

Рецензент: канд. техн. наук, проф. кафедры ЭАПУ Ю.А. Цыба

Печатается по плану издания некоммерческого акционерного общества «Алматинскй университет энергетики и связи» на 2014 год.

1 Общие указания

Методическая разработка включает три расчётно-графические работы, в каждую из которых включены по одной задаче и по два контрольных вопроса.

Исходные данные для выполнения контрольного задания строго индивидуальны. Каждый студент определяет свой вариант задания в зависимости от учебного года изучения данной дисциплины по трём признакам - по последней и предпоследней цифрам шифра и первой букве фамилии.

Согласно таблице 1 по последней цифре (шифра зачётной книжки) с учётом года изучения дисциплины устанавливается номер варианта исходных данных первой группы.

Т а б л и ц а 1

Учебный год	Последняя цифра шифра
Учебный год	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
2014/15	V	VI	VII	VIII	IX	X	I	II	III	IV
2015/16	VII	VIII	IX	X	I	II	III	IV	V	VI
2016/17	IX	X	I	II	III	IV	V	VI	VII	VII

Аналогично, согласно таблице 2 устанавливается по предпоследней цифре шифра номер варианта исходных данных второй группы.

Т а б л и ц а 2

Учебный год	Предпоследняя цифра шифра
Учебный год	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
2014/15	VI	VII	VII	IX	X	I	II	III	IV	V
2015/16	VIII	IX	X	I	II	III	IV	V	VI	VII
2016/17	X	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX

По таблице 3 определяется номер варианта исходных данных третьей группы.

Т а б л и ц а 3

Учебный год	Первая буква фамилии
Учебный год	А,Д	В,Г Я	Б,Е Э	Ж,З Л	К,И Ю	М,Р Ф	П,Т Щ	О,Р У	С,Ч	Х,Ц, Ш
2014/15	X	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX
2015/16	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	I
2016/17	V	VI	VII	VIII	IX	X	I	II	III	IV

Вариант контрольных вопросов выбирается по последней цифре шифра, независимо от года обучения.

2 Расчётно-графическая работа №1

2.2 Условие задачи

Произвести расчёт провода на механическую прочность. При расчёте принять следующие значения температур: t= -40 C, t_э= 0 C, t_max=40 C.Данные для расчёта приведены в таблице 4.

Т а б л и ц а 4

№ вар	Исходные данные
	Группа I				Группа II	Группа III
	Марка провода	Сечение		Масса провода	Длина прово- да в пролёте	Район
	Марка провода	Алюм	Сталь	Масса провода	Длина прово- да в пролёте	Ветра	Гололёда
		мм²	мм²	кг/км	м
I	АС-95/16	95,4	15,9	384	150	I	II
II	АС-150/24	149	24,2	600	200	II	II
III	АС-70/11	68	11,3	274	280	II	III
IV	АС-300/39	301	38,6	1132	170	III	II
V	АС-120/19	118	18,8	471	220	II	III
VI	АС-240/56	241	56,3	1106	250	II	II
VII	АС-150/19	148	18,8	554	210	III	IV
VIII	АС-300/66	288	65,5	1313	170	II	III
IX	АС-185/43	185	43,1	846	230	II	II
X	АС-120/27	116	26,6	675	190	III	III

2.3 Методические указания

2.3.1 Расчёт удельных механических нагрузок.

Провода и тросы, подвешенные на воздушных линиях, находятся постоянно под действием вертикальной нагрузки от собственного веса. К этой нагрузке могут добавляться временные нагрузки – вертикальная от гололеда и горизонтальная от ветра, в результате чего в металле возникают напряжения на растяжение. Гололедные отложения распределяются по длине провода не вполне равномерно. Однако условно эту нагрузку считают равномерно распределенной по длине провода в рассматриваемом пролете.

Распределение ветрового давления по длине пролета также неравномерно; эта неравномерность, возрастающая при увеличении скорости ветра, учитывается коэффициентом неравномерности α, значение которого принимается в зависимости от скоростного напора.

Равномерно распределенная нагрузка по длине пролета на 1 км длины провода называется единичной нагрузкой и выражается в деканьютонах (даН) или килограмм-силах (кгс) на один метр.

В расчетах проводов удобней пользоваться не единичными нагрузками, а так называемыми удельными, или приведенными нагрузками. Эти нагрузки получаются путем деления соответствующих единичных нагрузок на сечение провода.

2.3.2 Определение критических пролетов.

Критические пролеты разграничивают диапазоны возможных длин промежуточных пролетов ВЛ, внутри которых одно из трех расчётных сочетаний климатических условий работы ВЛ является определяющим при расчёте провода на механическую прочность. Эти значения находят путем решения уравнения состояния провода относительно длины пролета при известных удельных нагрузках, допускаемых напряжениях и температурах для любых двух из трех сочетаний климатических условий. В общем случае могут быть определены три критических пролета. Однако при некоторых соотношениях удельных нагрузок, допускаемых напряжений и температур в рассматриваемых климатических условиях значения длин критических пролетов могут отсутствовать (получаются мнимые члены при извлечении квадратного корня). Для наглядного обоснования выбора тех или иных климатических условий в качестве исходных при расчете провода на прочность строятся две графические зависимости изменения напряжения в проводе при среднеэксплуатационных условиях в функции длины пролета ВЛ, рассчитанного по уравнению состояния провода, принимая в одном случае исходными условие низшей температуры, а в другом наибольшей нагрузки. При этом рассматриваются предельные значения возможных длин пролета, т.е 0 и ∞, и строятся прямые линии, соответствующие значениям допускаемых напряжений провода.

2.3.3 Расчет сталеалюминиевых проводов.

В расчетах проводов обычно принимают режимы, указанные в таблице 5.

Т а б л и ц а 5

Расчетный

режим

Сочетание климатических условий

Номер

нагрузки

Провода и тросы покрыты гололедом, t = -5⁰ С,

скоростной напор ветра 0,25q

Провода и тросы покрыты гололедом, t = -5⁰ С,

ветра нет (q = 0)

Скоростной напор ветра q, t = -5⁰ С, гололеда нет

Среднегодовая температура t_э, ветра и гололеда

нет

t = +15⁰С, ветра и гололеда нет

Низшая температура t_- , ветра и гололеда нет

Максимальная температура, ветра и гололеда нет

Расчётные режимы 1,2,3,4,6,7 необходимы для проверки работы линии в нормальных условиях (при не оборванных проводах и тросах), режим 5 используется при расчете расстояний от проводов до тросов (грозовом режиме при температуре +15⁰С).

Сочетание климатических условий, соответствующих расчетным режимам 2 и 6, необходимо для нахождения максимальной вертикальной стрелы провеса, которая может возникнуть при максимальной температуре, либо когда провода и тросы нагружены гололедом. Режим 6 используется для проверки проводов по допустимому напряжению в условиях наименьшей температуры, а также для определения минимальной стрелы провеса, которую нужно знать для вычисления габаритов при пересечении с инженерными сооружениями и для других целей. По расчетному режиму 4 контролируют напряжение в средних эксплуатационных условиях, чтобы оно не превышало допускаемого при среднегодовой температуре. Один из режимов 3 или 1 дает максимальную внешнюю нагрузку на провода, и по нему производится проверка на допускаемое напряжение при максимальных нагрузках.

2.4 Контрольные вопросы

Вариант 1

1 Какая существует проектная документация при проектировании ВЛ на механическую прочность?

2 Какие существуют конструкции заземляющих устройств ВЛ?

Вариант 2

1 Монтажные работы на отвизированных проводах.

2 Какие применяются зажимы для закрепления проводов и тросов к опорам?

Вариант 3

1 Как выбираются изоляторы в поддерживающих гирляндах?

2 Что такое критическая температура и как она определяется?

Вариант 4

1 Какие существуют провода воздушных линий? Дайте краткую характеристику.

2 Какие условия должны выполняться при выборе натяжных гирлянд изоляторов?

Вариант 5

1 Какое назначение имеет защитная арматура воздушных линий?

2 Какие величины определяются с помощью уравнения состояния провода в пролете?

Вариант 6

1 Что такое вибрация проводов и грозотросов и как она устраняется?

2 Какие соединители применяются для соединения проводов и тросов ВЛ?

Вариант 7

1 Какие изоляторы применяются на ВЛ?

2 Какие существуют методы установки опор?

Вариант 8

1 Как осуществляется визирование проводов и тросов?

2 Аварийно-восстановительные работы на ВЛ.

Вариант 9

1 Какие атмосферные воздействия оказывают влияние на работу ВЛ?

2 Какие существуют повреждения кабельных линий?

Вариант 10

1 Какие существуют меры борьбы с гололедом на проводах и тросах ВЛ?

2 Какие существуют марки проводов и грозотросов?

3 Расчётно-графическая работа №2

3.1 Условие задачи

Найти редуцированное тяжение и стрелу провеса провода в аварийном режиме после его обрыва во втором пролете от анкерной опоры. Исходные данные для решения задачи приведены в таблице 6.

Т а б л и ц а 6

№ вар	Исходные данные
	Группа I			Группа II		Группа III
	Марка провода	Начальное тяжение	Модуль упругости	Вес гирлянды	Длина гирлянды	Длина пролёта
		Но, даН	Е*10^-3, даН/мм²	даН	λ, м	ℓ, м
I	АС-95/16	827	8,25	57	1,25	180
II	АС-150/24	1305	8,25	65	1,2	200
III	АС-70/11	609	8,25	40	1,3	160
IV	АС-240/39	2088	8,25	63	1,65	220
V	АС-300/39	2430	7,7	70	1,6	240
VI	АС-120/19	1045	8,25	45	1,35	210
VII	АС-240/56	2375	8,9	68	1,4	170
VIII	АС-150/19	1215	7,7	60	1,2	250
IX	АС-185/43	1850	8,9	55	1,4	119
X	АС-120/27	1190	8,9	40	1,27	230

3.2 Методические указания

Под аварийным режимом воздушной линии понимают работу при полностью или частично оборванных проводах и тросах.

Основная задача механического расчета проводов в аварийном режиме заключается в определении величин тяжения и провеса провода в пролетах, смежных с аварийным.

Изменение тяжения провода в результате смежения его точки подвеса называется редукцией, а установившиеся новое тяжение – редуцированным.

Изменение тяжения провода, или редукция, зависит в основном от конструкции опоры, длины гирлянды, нагрузки и длины пролета до обрыва провода.

Длина гирлянды оказывает большое влияние на редуцированное тяжение. Чем длиннее гирлянда, тем больше ее отклонение и тем меньше редуцированное тяжение провода. Длина пролета также влияет на редуцированное тяжение: чем больше пролет, тем доля его изменения вследствие отклонения гирлянды.

Целью расчета аварийного режима воздушной линии является определение редуцированного тяжения. Оно представляет нагрузку на промежуточную опору в аварийном режиме. По редуцированному тяжению определяют стрелы провеса и производят проверку габарита провода до земли и до пересекаемых инженерных сооружений.

В задаче необходимо определить тяжение, отклонение гирлянды и стрелу провеса провода после его обрыва во втором пролете от анкерной опоры.

До обрыва поддерживающая гирлянда висит вертикально, и провод занимает положение с каким- то начальным тяжением Н_о. После обрыва провода гирлянда отклоняется на угол φ, пролет уменьшается на Δl = i, а тяжение уменьшается до Н< Н_о. Для решения задачи следует применить графический способ с построением кривых тяжения провода и отклонения гирлянды.

Уменьшение пролета на Δl определяется по выражению:

_(2.1)

_{Эта формула выражает зависимость перемещения точки подвеса от тяжения.}

_{Отклонение гирлянды определяется}

_(2.2)

При жестком креплении провода Δl = I, поэтому из уравнений (2.1) и (2.2) получаем одно уравнение с одним неизвестным – тяжением H.

Аналитическое решение этого уравнения затруднительно, так как искомое тяжение H входит в правую часть уравнения под знаком корня. Поэтому обычно применяется графический способ решения с построением кривой по уравнению (2.1) и кривой по уравнению (2.2). Точка пересечения кривых дает решение уравнения: абсцисса этой точки определяет отклонение гирлянды I, а ордината - искомое редуцированное тяжение H.

3.3 Контрольные вопросы

Вариант 1

1 Какое преимущество имеет арматура спирального типа по сравнению с обычной арматурой?

2 Конструкции полимерных изоляторов для ВЛ.

Вариант 2

1 В чем проявляется опасность вибрации на ВЛ?

2 Какая существует арматура для ВЛ?

Вариант 3

1 Какие существуют опоры ВЛ?

2 Какой порядок расчета перехода ВЛ через инженерные сооружения?

Вариант 4

1 Какие существуют изоляторы ВЛ?

2 Какие существуют способы соединения проводов?

Вариант 5

1 Как устанавливаются фундаменты ВЛ?

2 Как проводится разделка кабелей?

Вариант 6

1 Какие существуют кабельные подземные сооружения?

2 Как прокладывают кабели в земляных траншеях?

Вариант 7

1Как прокладывают кабели в блоках и трубах?

2 Какие существуют конструкции проводов и тросов?

Вариант 8

1 Ремонт металлических опор.

2 Удельные механические нагрузки на провода и тросы.

Вариант 9

1 Конструкции опор ВЛ?

2 Монтажные работы на отвизированных проводах?

Вариант 10

1 Какие существуют меры борьбы с гололедом на проводах и тросах ВЛ?

2 Как осуществляется соединение проводов в пролетах ВЛ?

4 Расчётно- графическая работа №3

4.1 Условие задачи

Рассчитать переход воздушной линии через инженерные сооружения. Варианты заданий для решения задачи выдаются преподавателем индивидуально каждому студенту. Исходные данные для решения задачи приведены в таблице 7.

Т а б л и ц а 7

№ вар	U_ном _кВ	Марка провода	Материал опор	Район сооружения	Объект сооружения, его размеры
1	2	3	4	5	6
1	35	АС 70/11	железобетон	II, III	Шоссейная дорога II категории l= 100 м, x = 60 м, h = 3,5 м
2	35	АС 50/9	железобетон	I, II загр.	Автодорога I категории l= 90 м, x = 40 м, h = 5 м
3	110	АС 120/19	металл	II, IV	Железная дорога l= 200 м, x = 120 м, h = 6 м
4	110	АС 150/24	металл	III, IV загр.	Железная дорога l= 180 м, x = 100 м, h = 6 м
5	110	АС 95/16	железобетон	I, I	Автодорога II категории l= 150 м, x = 100 м, h = 4 м
6	110	АС 185/29	железобетон	II, II	Линия связи l= 230 м, x = 120 м, h = 8 м
7	220	АС 240/36	металл	III, IV	Автодорога I категории l= 300 м, x = 180 м, h = 5 м
8	220	АС 300/66	железобетон	II, II	Автодорога II категории l= 200 м, x = 80 м, h = 3,5 м
9	220	АС 240/36	железобетон	IV, IV	Линия связи l= 230 м, x = 130 м, h = 8 м
10	35	АС 50/9	металл	II, II	Воздушная линия 0,4 кВ l= 80 м, x = 40 м, h = 8 м
11	35	АС 70/11	железобетон	II, III загр.	Автодорога I категории l= 100 м, x = 40 м, h = 5 м
12	110	АС 120/19	железобетон	III, III	Железная дорога l= 200 м, x = 130 м, h = 6 м
13	110	АС 70/11	железобетон	III, VI	Автодорога I категории l= 100 м, x = 40 м, h = 5 м
14	110	АС 185/29	железобетон	III, III загр.	Железная дорога l= 160 м, x = 100 м, h = 6 м
15	110	АС 150/24	металл	I, II	Железная дорогаl= 180 м, x = 90 м, h = 6 м
16	110	АС 95/16	железобетон	II, II	Линия связи l= 170 м, x = 100 м, h = 8 м
17	220	АС 240/36	железобетон	III, VI	Воздушная линия 0,4 кВ l= 150 м, x = 100 м, h = 8 м
18	220	АС 300/66	металл	II, III загр.	Автодорога I категории l= 220 м, x = 100 м, h = 5 м

220

АС 240/36

металл

III, III

Автодорога II категории

l= 200 м, x = 70 м, h = 3,5 м

220

АС 300/66

железобетон

IV, IV

Железная дорога

l= 240 м, x = 120 м, h = 6 м

4.2 Методические указания

Основной задачей расчёта переходов является определение высоты над пересекаемыми объектами. В первом приближении эту высоту можно определять при расстановке опор по профилю с помощью шаблона. После выбора положения опор по шаблону необходимо проверить полученное расстояние путем расчёта, исходя из отметок точек подвеса провода на опорах h_A и h_B.

Вертикальное расстояние от провода до пересекаемого объекта

(4.1)

где - отметка подвеса провода на опоре;

- отметка пересекаемого объекта;

- стрела провеса над объектом.

(4.2)

Рисунок 3.1 – Переход через шоссейную дорогу

Значения σ и γ принимаются из расчета провода для режима, в котором стрела провеса получается наибольшей. Габариты на переходах через железную дорогу определяются при температуре + 70^оС (с учетом нагрева проводов электрическим током), на пересечения линий между собой – при температуре + 15^о С, а на пересечениях остальных инженерных сооружений – при высшей температуре без учета нагрева проводов или при гололеде без ветра.

Если переход ограничен с обеих сторон анкерными опорами, то расчёт габарита производится только по нормальному режиму.

Если одна или обе опоры перехода промежуточные, то при пересечениях линий связи, автомобильных и железных дорог, трамвайных и троллейбусных линий, надземных трубопроводов и канатных дорог линиями с проводами сечением менее 185 мм² требуется расчёт габарита по аварийному режиму при обрыве провода в соседнем пролете. Этот расчёт производится в режиме среднегодовой температуры при отсутствии гололеда и ветра.

4.3 Контрольные вопросы

Вариант 1

1 Последовательность монтажных работ при монтаже проводов и тросов.

2 Сооружение фундаментов под опоры.

Вариант 2

1 Такелажные работы и применяемые приспособления.

2 Соединение и оконцевание кабелей.

Вариант 3

1 Конструкции заземлителей.

2 Какие существуют способы соединения проводов?

Вариант 3

1 Аварийно-восстановительные работы на воздушных линиях.

2 Как осуществляется натяжка проводов и визирование стрел провеса?

Вариант 4

1 Повреждение кабельных линий и их ремонт.

2 Ремонт металлических опор.

Вариант 5

1 Ремонт железобетонных опор.

2 Как осуществляется прокладка силовых кабелей в земляных траншеях?

Вариант 6

1 Как осуществляется ремонт проводов, грозозащитных тросов и контактных соединений?

2 Основные положения проектирования воздушных линий.

Вариант 7

1 В чем проявляется опасность вибрации на ВЛ?

2 Какая существует арматура для ВЛ?

Вариант 8

1 В чем проявляется опасность вибрации на ВЛ?

2 Какая существует арматура для ВЛ?

Вариант 9

1 Какие существуют кабельные подземные сооружения?

2 Какие существуют способы раскатки проводов и грозотросов?

Вариант 10

1 Какие существуют способы установки опор?

2 Способы соединения проводов.

Список литературы

1. Акимова И.А., Котеленец Н.Ф., Сентюрихин Н.И. Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт электрического и электромеханического оборудования.- М.: Академия, 2008.

2. Куценко Г.Ф. Монтаж, эксплуатация и ремонт электроустановок: Практическое пособие. – Мн.: Дизайн ПРО, 2006.

3.Субикин Ю Д. Технология электромонтажных работ: Учебное пособие. – М.:Высшая школа, 2002.

4. Справочник по ремонту и наладке электрооборудования /Под общ. ред. В.С. Вьюнова, 2002.

5.Доценко В.А., Сивков А.А., Герасимов Д.Ю. Монтаж, ремонт и эксплуатация электрических распределительных сетей в системах электроснабжения промышленных предприятий: Учебное пособие.- Томск: Изд. ТПУ, 2007.

6.Полуянович Н.К. Монтаж, наладка, эксплуатация и ремонт систем электроснабжения промышленных предприятий: Учебное пособие. - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2007.

7. Справочник по строительству и реконструкции линий электропередачи напряжением 0,4-750 кВ /Под ред. Гологорского Е.Г.- М.: Из-во НЦ ЭНАС, 2008.

8. Макаров Е.Ф. Обслуживание и ремонт электрооборудования и сетей.- М.: Академия: ИРПО, 2003.

9. Соколов С.Е., Сажин В.Н. Эксплуатация и ремонт воздушных и кабельных линий: Учебное пособие.-Алматы: АИЭС, 2005.

10. Соколов С.Е, Сажин В.Н., Генбач Н.А. Электрические сети и системы: Учебное пособие. – АУЭС, 2010.

Содержание

1 Общие указания

2 Расчётно-графическая работа №1

2.1 Условие задачи

2.2 Методические указания

2.3 Контрольные вопросы

3 Расчётно-графическая работа №2

3.1 Условие задачи

3.2 Методические указания

3.3 Контрольные вопросы

4 Расчётно-графическая работа №3

4.1 Условие задачи

4.2 Методические указания

4.3 Контрольные вопросы

Список литературы

Сводный план 2014г, поз.9

Владимир Николаевич Сажин
МОНТАЖ И РЕМОНТ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
Методические указания и задания по выполнению расчётно-графических
работ для студентов специальности 5В071800 – Электроэнергетика

Редактор Н.М. Голева
Специалист по стандартизации Н.К. Молдыбекова

Подписано в печать
Формат 60х84 1/16
Тираж 150 экз.
Бумага типографская №1
Объем 1.0 уч. изд. л.
Заказ № Цена 500 тенге

Копировально-множительное бюро
некоммерческого акционерного общества
«Алматинский университет энергетики и связи»
050013, Алматы,ул. Байтурсынова, 12