TEHNIČKI FAKULTET

SVEUČILIŠTA U RIJECI

Sveučilišni diplomski studij elektrotehnike

PRIJENOS I DISTRIBUCIJA ELEKTRIČNE ENERGIJE

1. KONSTRUKCIJSKI RAD

„Mehanički proračun nadzemnog voda“

zadatak broj:

Rijeka, siječanj 2011.

PRIKUPLJANJE PODATAKA O VODIČU I SMJEŠTAJU ZATEZNOG POLJA

Vodič: HRN N.C1.351 Al/Fe 25/4

Maksimalno radno naoprezanje (N/mm2): 90

Faktor normalnog dodatnog tereta. 1,0

a1[m] a2[m] a3[m] a4[m] h1[m] h2[m] h3[m] h4[m] h5[m]73,3 77,2 86,4 81,6 74,4 63,2 72,7 68,8 80,2

Tablica 1. Podaci vodiča HRN N.C1.351 Al/Fe 25/4

Podaci vodiča Al/Fe 25/4Nazivni presjek (mm2) 25/4Računski presjek A (mm2) 27,8Promjer vodiča d (mm) 6,8Uzdužna masa m1 (kg/m) 0,097Modul elastičnosti E (N/mm2) 81 000Koeficijent linearnog toplinskog istezanja β (1/ºC) 19,1·10-6

Normalno dozvoljeno naprezanje σd (N/mm2) 110Iznimno dozvoljeno naprezanje σi (N/mm2) 210Uzdužni srednji električni otpor r (Ω/km) 1,2028

Prema sljedećoj slici definirane su veličine koje ćemo odrediti, a to su rasponi, denivelacije i

spojnice ovjesišta.

RASPONI:

a1 = 73,3 m

a2 = 77,2 m

a3 = 86,4 m

a4 = 81,6 m

DENIVELACIJE OVJESIŠTA:

h12 = h2 – h1 = 63,2 – 74,4 = - 11,2 m

h23 = h3 – h2 = 72,7 – 63,2 = 9,5 m

h34 = h4 – h3 = 68,8 – 72,7 = - 3,9 m

h45 = h5 – h4 = 80,2 – 68,8 = 11,4 m

SPOJNICE OVJESIŠTA:

a1' =

a2' =

a3' =

a4' =

1. ODREĐIVANJE DODATNOG TERETA I REDUCIRANE TEŽINE VODIČA

Reducirana težina odnosno specifična težina nezaleđenog vodiča iznosi:

g0 =

Reducirana težina leda:

Reducirana težina zaleđenog vodiča koja je jednaka zbroju reducirane težine leda i nezaleđenog

vodiča:

gz = g0 + gl = 0,03423 + 0,16563 = 0,19986

2. ODABIR MAKSIMALNOG RADNOG NAPREZANJA σmax

Maksimalno radno naprezanje je iznosa zadanog zadatkom:

σmax = 90

3. IZRAČUNAVANJE KRITIČNOG RASPONA

Kritični raspon nam je potreban kako bismo ga mogli usporediti sa idealnim rasponom (sljedeća

točka proračuna) i time utvrditi početne uvjete:

4. IZRAČUNAVANJE IDEALNOG RASPONA

Preko idealnog raspona se se nadomještaju pojedini rasponi unutar zateznog polja i ujedno kao

što smo već napomenuli u predhodnoj točki proračuna, početni uvjeti nadzemnog voda ( bez

dodatnog opterećenja ledom ili sa dodatnim opterećenjem ledom ) nakon usporedbe sa kritičnim

rasponom.

5. ODABIR OSNOVNOG STANJA JEDNADŽBE STANJA

ak = 37,9992 m

aidealno = 80,0773 m

aidealno > ak početno stanje je -5ºC uz dodatno opterećenje ledom

Početno stanje definiraju sljedeće veličine:

g1 = gz = 0,19986

σ1 = σmax = 90

6. IZRAČUN HORIZONTALNOG NAPREZANJA ZA ZATEZNO POLJE ZA

ODABRANE TEMPERATURE

Obzirom da postoje denivelacije ovjesišta u zateznom polju, računamo nadomjesno maksimalno

naprezanje preko sljedećih relacija:

te nakon sređivanja:

Prema dobivenoj relaciji nadomjesno maksimalno naprezanje je sljedećeg iznosa:

Sljedwći korak koji nam sljedi je izračun nadomjesnih naprezanja za temperature od do prema

jednadžbi stanja za kosi raspon:

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

Stvarno naprezanje za pojedinu temperaturu:

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

Provjes idealnog raspona za pojedinu temperaturu računati ćemo prema sljedećoj relaciji:

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

Horizontalnu silu za idealni raspon računamo prema sljedećeoj relaciji:

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

-20 -10 0 10 20 30 40 -5+LED

32,3867 27,0931 23,3517 20,6419 18,6101 17,0345 15,7763 90

0,847146 1,01267 1,17492 1,32916 1,47427 1,61063 1,73908 1,78

900,350 753,188 649,177 573,843 517,361 473,560 438,582 2502

Tablica 2. Rezultati proračuna za idealni raspon

7. IZRAČUNAVANJE PROVJESA ZA POJEDINE RASPONE I ODABRANE

TEMPERATURE (f, f')

Zbog nehorizontalne trase voda ( postoje razlike u visinama ovjesišta stupova ) stvarni raspon f'

računati ćemo prema sljedećoj visini za svaki raspon i tempraturu:

RASPON BROJ 1

t= -20

t= -10

t= 0

t= 10

t= 20

t= 30

t= 40

t= -5+LED

RASPON BROJ 2

t= -20

t= -10

t= 0

t= 10

t= 20

t= 30

t= 40

t= -5+LED

RASPON BROJ 3

t= -20

t= -10

t= 0

t= 10

t= 20

t= 30

t= 40

t= -5+LED

RASPON BROJ 4

t= -20

t= -10

t= 0

t= 10

t= 20

t= 30

t= 40

t= -5+LED

8. ODREĐIVANJE KRITIČNE TEMPERATURE

Stanje u kojem nastupa najveći provjes određujemo na temelju kritične temperature. Ona se

određuje prema sljedećem izrazu:

Postoje dvije mogućnosti prema kojima će doći do najvećeg provjesa:

a) < +40 - najveći provjes na +40,

b) > +40 - najveći provjes na -5.

Prema našem izračunu dobili smo da je kritična temperatura > +40 te će prema tome najveći

provjes nastupiti pri -5.

9. MONTAŽNA TABLICA PROVJESA I NAPREZANJA ZA SVE TEMPERATURE I RASPONE

VODIČ: HRN N.C1.351 Al/Fe – 25/4

Zatezno polje. stup br. 1 – stup br. 5

Maksimalno radno naprezanje: 90 (N/mm2)

Faktor normalnog dodatnog tereta k: 1,0

Idealni raspon

aidealno = 80,0773 m

Montaža pri temperaturi ()

-20

-10

0

10

20

30

40

-5+LED

Provjes vodiča (m)

0,847146

1,01267

1,17492

1,32916

1,47427

1,61063

1,73908

1,78000

Horizontalno naprezanje (N/mm2)

32,3867

27,0931

23,3517

20,6419

18,6101

17,0345

15,7763

90

Horizontalna sila (N)

900,350

753,188

649,177

573,843

517,361

473,560

438,582

2502

stup br.

raspon a (m)

visinska razlika h (m)

Provjes za stvarne raspone (m)

1

73,3

-11,2

0,7181

0,8584

0,8859

1,1270

1,2500

1,3650

1,4740

1,5090

2

77,2

9,5

0,7933

0,9483

1,1000

1,2450

1,3810

1,5080

1,6290

1,6670

3

86,4

-3,9

0,9872

1,1800

1,3690

1,5490

1,7180

1,8770

2,0270

2,0740

4

81,6

11,4

0,8882

1,0620

1,2320

1,3940

1,5460

1,6890

1,8230

1,8660

5

10. PROGRAMSKI PAKET UGIBI

ZA

ZA

ZA

ZA

ZA

ZA

ZA