Наибольшие напряжения в однородном (монометаллическом) проводе могут возникнуть в следующих климатических условиях:
при наибольшей нагрузке;
при наименьшей температуре воздуха.
Наибольшая нагрузка обычно возникает при гололеде с ветром. Расчетная температура при гололеде равна – 5 0С. Обозначим соответствующие условия , , . Наименьшая температура обычно соответствует – 40 0С, при этом нет гололеда и ветра, и на провод действует только удельная нагрузка от его веса . При низкой температуре провод сжимается, и в нем возникают большие напряжения .
Соотношение напряжений при наибольшей нагрузке и наименьшей температуре зависит от длины пролета, используя уравнение состояния провода.
Подставим и получим: .
Из последнего уравнения видно, что при малых длинах пролета наибольшее влияние на напряжение оказывает температура, нагрузки не оказывают существенного влияния.
При малых l наибольшее напряжение будет при наименьшей температуре: .
Если подставим то, разделив на получим: .
|
|
При больших длинах пролета наибольшее влияние на напряжение оказывает нагрузка, а температура не оказывает существенного влияния. При больших наибольшее напряжение будет при наибольшей нагрузке: .
Рис.
На рис. приведена зависимость 1 напряжения провода при наибольшей нагрузке, т.е. при , . Определяемая из (), когда в качестве исходных условий выбраны [ ], , . Таким образом кривая 1 – это зависимость () определяемая по () в таком виде:
.
Кривая 2 определяет зависимость от напряжения при наименьшей температуре при , , причем в качестве исходных условий в (***) приняты [ ], , . Зависимость 2 определяется из () так:
. (****)
Критическая длина пролета - это такая длина, при которой напряжение при наибольшей нагрузке равно напряжению при наименьшей температуре. Выражение для можно получить из уравнения (***) если принять наибольшее напряжение равным допустимому.
Для монометаллического провода из уравнения (****):
.
Если длина пролета меньше критической, то наибольшее напряжение будет равно допустимому при наименьшей температуре. Если длина пролета больше критической, то наибольшее напряжение будет равно допустимому при наибольшей нагрузке.