vpeljava standarda sist en 50341 v prakso projektiranja ... · (sist en 50341-1 and sist en...

8
10. KONFERENCA SLOVENSKIH ELEKTROENERGETIKOV – Ljubljana 2011 CIGRE ŠK B2 - 14 1/8 Vpeljava standarda SIST EN 50341 v prakso projektiranja daljnovodov Jernej Rebolj IBE, d.d., svetovanje, projektiranje in inženiring [email protected] Povzetek – Zaradi prenehanja uporabe Pravilnika o tehničnih normativih za graditev nadzemnih elektroenergetskih vodov z nazivno napetostjo od 1 kV do 400 kV, Ur. l. SFRJ 65/88 ter obvezne uporabe načel in pravil evrokodov in sprejetih slovenskih standardov za nadzemne električne vode nad 45 kV, SIST EN 50341-1 in SIST EN 50341-3-21, je prišlo v Sloveniji do večjih sprememb pri projektiranju in gradnji visokonapetostnih daljnovodov. Predstavljene so novosti, ki jih prinaša novi standard. Podane so primerjave med starim pravilnikom in novim standardom. Povzete so izkušnje pri dimenzioniranju predalčnih jeklenih stebrov po novem standardu. Introduction of SIST EN 50341 Standard in the Practice of Transmission Line Design Jernej Rebolj IBE d.d. [email protected] Abstract Design and construction of high-voltage transmission lines in Slovenia is subject to major changes as Pravilnik o tehničnih normativih za graditev nadzemnih elektroenergetskih vodov z nazivno napetostjo od 1 kV do 400 kV, Ur. l. SFRJ 65/88 regulation is no longer in force and new Slovenian standards for overhead transmission lines above 45 kV (SIST EN 50341-1 and SIST EN 50341-3-21) were adopted. Obligatory use of principles and eurocode rules are considered as novelties given by the new standards are introduced. Differences between past and new standards are pointed out. In addition, this paper presents experiences at dimensioning steel lattice tower with the new standard.

Upload: vokiet

Post on 22-Apr-2018

255 views

Category:

Documents


8 download

TRANSCRIPT

Page 1: Vpeljava standarda SIST EN 50341 v prakso projektiranja ... · (SIST EN 50341-1 and SIST EN 50341-3-21) were adopted. Obligatory use of principles and eurocode rules are considered

10. KONFERENCA SLOVENSKIH ELEKTROENERGETIKOV – Ljubljana 2011 CIGRE ŠK B2 - 14

1/8

Vpeljava standarda SIST EN 50341 v prakso projektiranja daljnovodov

Jernej Rebolj

IBE, d.d., svetovanje, projektiranje in inženiring [email protected]

Povzetek – Zaradi prenehanja uporabe Pravilnika o tehničnih normativih za graditev nadzemnih elektroenergetskih vodov z nazivno napetostjo od 1 kV do 400 kV, Ur. l. SFRJ 65/88 ter obvezne uporabe načel in pravil evrokodov in sprejetih slovenskih standardov za nadzemne električne vode nad 45 kV, SIST EN 50341-1 in SIST EN 50341-3-21, je prišlo v Sloveniji do večjih sprememb pri projektiranju in gradnji visokonapetostnih daljnovodov. Predstavljene so novosti, ki jih prinaša novi standard. Podane so primerjave med starim pravilnikom in novim standardom. Povzete so izkušnje pri dimenzioniranju predalčnih jeklenih stebrov po novem standardu.

Introduction of SIST EN 50341 Standard in the Practice of Transmission

Line Design

Jernej Rebolj IBE d.d.

[email protected]

Abstract – Design and construction of high-voltage transmission lines in Slovenia is subject to major changes as Pravilnik o tehničnih normativih za graditev nadzemnih elektroenergetskih vodov z nazivno napetostjo od 1 kV do 400 kV, Ur. l. SFRJ 65/88 regulation is no longer in force and new Slovenian standards for overhead transmission lines above 45 kV (SIST EN 50341-1 and SIST EN 50341-3-21) were adopted. Obligatory use of principles and eurocode rules are considered as novelties given by the new standards are introduced. Differences between past and new standards are pointed out. In addition, this paper presents experiences at dimensioning steel lattice tower with the new standard.

Page 2: Vpeljava standarda SIST EN 50341 v prakso projektiranja ... · (SIST EN 50341-1 and SIST EN 50341-3-21) were adopted. Obligatory use of principles and eurocode rules are considered

10. KONFERENCA SLOVENSKIH ELEKTROENERGETIKOV – Ljubljana 2011 CIGRE ŠK B2 - 14

2/8

I. UVOD

Z vpeljavo standarda SIST EN 50341 Nadzemni električni vodi za izmenične napetosti nad 45 kV (v nadaljevanju Slovenski standard oz. SIST) je prenehal veljati Pravilnik o tehničnih normativih za graditev nadzemnih elektroenergetskih vodov z nazivno napetostjo od 1 kV do 400 kV, objavljen v Ur.l. SFRJ 88/65 (v nadaljevanju Tehnični pravilnik oz. TP). SIST EN 50341-1 je sestavljen iz treh delov: 1. del: Splošne zahteve – Skupna določila, 2. del: Seznam nacionalnih normativnih določil, 3. del: Nacionalna normativna določila (NNA) za

Slovenijo.

Za potrebe projektiranja je bilo potrebno pristopiti k uporabi novega standarda. Težave so nastale že pri interpretaciji posamezni določb standarda, zato sem na Zavod za standardizacijo Slovenije poslal pripombe, ki so se kasneje tudi upoštevale. Predpostavljam, da se bodo težave pri uporabi standarda v praksi v bodoče še pojavile in da se bo standard še spreminjal. V članku je predstavljen vpliv novega standarda na obtežbo konstrukcije. Izračun je narejen za daljnovodni tipski 2×110 kV predalčni steber.

II. NAČIN PROJEKTIRANJA DV STEBROV

1. Zasnova stebra

S projektno nalogo oz. z določitvijo obtežnih parametrov se določijo osnovni parametri obtežbe, ki vplivajo na obremenitev stebra, projektant, ki trasira daljnovodno traso pa izbira med t.i. tipskimi stebri, ki jih razmesti vzdolž trase. Tipski stebri imajo določene parametre, kot so:

- vetrovna cona oz. vetrovna obtežba, - faktor žledu, - srednja razpetina, - gravitacijska razpetina, - lomni koti trase, - tip uporabljenih vrvi (vodniki, zaščitne vrvi,

optični kabli), - napetja vrvi, - teža in površina izolatorske verige.

Naloga gradbenega inženirja je narediti tak steber, da ustreza podanim parametrom z ustrezno električno zdimenzionirano glavo daljnovodnega stebra.

2. Obremenitev stebra

Za potrebe določevanj obtežb se vsakemu stebru določi tako imenovana obtežna tabela, v kateri so

podane komponente posamezne obtežbe v obesišču vrvi. Ponavadi jih označimo s trojico sil Vx, Vy, Vz za vodnike ter Zx, Zy, Zz za zaščitno vrv. X, Y, Z pa so ortogonalne smeri v globalnem koordinatnem sistemu.

2.1 Točkovne obtežbe (obtežne tabele)

Točkovne obtežbe se določijo glede na posamezni nacionalni dokument, kjer so definirani posamezni obtežni primeri. V spodnjih poglavjih so obrazložene bistvene razlike med TP ter SIST50341-3-21 (po slovenskem nacionalnem dodatku).

2.1.1 Tehničnih pravilnik

Dokument je veljal v Sloveniji od leta 1988 pa do aprila leta 2009, ko se je začel uporabljati slovenski standard SIST EN 50341-1 oz. slovenski nacionalni dodatek SIST EN 50341-3-21. Vpeljavo Evrokodov v uporabo v Sloveniji je vpeljal Pravilnik o mehanski odpornosti in stabilnosti objektov januarja 2006. TP je definiral normalne in izredne obtežne primere za dva tipa stebrov: nosilni in napenjalni. Pri dimenzioniranju se uporabijo parcialni (delni) varnostni faktorji, s katerimi pomnožimo (povečamo) posamezne obtežne vplive:

- 1.35 za normalne obtežne primere, - 1.1 za izredne obtežen primere.

Tabela 1 – Tabela obtežnih primerov po Tehničnem pravilniku Normalne obtežbe (nosilni in napenjalni)

A stalne obtežbe teža dodatne obtežbe na vrveh rezultanta celotne natezne sile vseh vrvi z obeh strani stebra

B

stalne obtežbe vpliv vetra v smeri simetrale kota trase rezultanta dveh tretjin natezne sile vseh vrvi z obeh strani stebra

C

stalne obtežbe vpliv vetra pravokotno na simetralo kota trase rezultanta dveh tretjin natezne sile vseh vrvi z obeh strani stebra

D

stalne obtežbe dve tretjini natezne sile vrvi z ene strani stebra

Izredne obtežbe (nosilni)

E stalne obtežbe teža dodatne obtežbe na vrveh polovica natezne sile ene vrvi z ene strani stebra

Izredne obtežbe (napenjalni)

F

stalne obtežbe teža dodatne obtežbe na vrveh celotna natezna sila vseh vrvi v obeh smereh trase, razen ene vrvi z ene strani stebra

V tabeli 2 in 3 sta prikazana primera obtežne tabele za nosilni in napenjalni steber.

Page 3: Vpeljava standarda SIST EN 50341 v prakso projektiranja ... · (SIST EN 50341-1 and SIST EN 50341-3-21) were adopted. Obligatory use of principles and eurocode rules are considered

10. KONFERENCA SLOVENSKIH ELEKTROENERGETIKOV – Ljubljana 2011 CIGRE ŠK B2 - 14

3/8

Tabela 2 – Obtežna tabela po TP za nosilni steber

Nosilni steber NC73/21,30 na SM 18 (nefaktorirana obtežba)

Sile v obesiščih Enote: daN

vodnik zaščitna vrv veter na steber

daN/m2 Vx Vy Vz Zx Zy Zz

TP.68.1 A 0 0 615 0 0 393 / B 289 0 350 211 0 177 60 C 0 72 350 0 53 177 60

TP.69.1a E 0 0 615 0 0 393 /

EP 0 1271 615 0 891 393 / Tabela 3 – Obtežna tabela po TP za napenjalni steber

Napenjalni steber ZC74/10,90 na SM 15 (nefaktorirana obtežba)

Sile v obesiščih Enote: daN

vodnik zaščitna vrv veter na steber

(daN/m2) Vx Vy Vz Zx Zy Zz

TP.68.1 A 1523 1285 29 1479 0 -119 / B 1158 857 101 1090 0 -54 60 C 1015 882 101 986 18 -54 60

TP.68.2a D1 703 1542 101 493 1082 -54 / D2 312 -686 101 493 -1082 -54 /

TP.69.2a F 1523 1285 29 1479 0 -119 /

FP 1 1054 2314 29 739 1622 -119 / FP 2 469 -1028 29 739 -1622 -119 /

2.1.2 Slovenski standard

Tudi SIST definira posamezne obtežne primere, le-ti so prikazani v tabeli 4. Prav tako definirani delni varnosti faktorji:

- 1,35 za primere obtežb A do I pri najneugodnejšem vplivu, to je vplivu, ki povečuje obtežbo,

- 1,0 za primere obtežb A do F pri ugodnejših (razbremenilnih) vplivih; uporablja se le za nosilne stebre,

- 1,0 za primere obtežb J in K (za izjemne primere obtežb),

- 1,5 za montažne obtežbe v primeru obtežbe I, ki pa se od tistih v TP manjši.

Tabela 4 - Tabela obtežnih primerov po SIST Delovanje vetra v treh glavnih smereh

A stalne obtežbe veter v smeri x pripadajoče natezne sile v vodnikih pri +5°C.

B stalne obtežbe veter v smeri y pripadajoče natezne sile v vodnikih pri +5°C.

C stalne obtežbe obtežba vetra na vogal pripadajoče natezne sile v vodnikih pri +5°C.

Delovanje vetra v treh glav. smereh ob istočasni (ž)ledni oblogi

D

stalne obtežbe (zmanjšan) veter v smeri x (ž)ledne obtežbe pripadajoče natezne sile v vodnikih pri -5°C.

E

stalne obtežbe (zmanjšan) veter v smeri y (ž)ledne obtežbe pripadajoče natezne sile v vodnikih pri -5°C.

F

stalne obtežbe (zmanjšana) obtežba vetra na vogal (ž)ledne obtežbe pripadajoče natezne sile v vodnikih pri -5°C.

Upoštevanje vzgonskih vplivov na stebre

G1 stalne obtežbe pripadajoče natezne sile v vodnikih pri -20°C

G2 stalne obtežbe (ž)ledne obtežbe pripadajoče natezne sile v vodnikih pri -5°C.

pri tem: 50 % (ž)ledne obtežbe v prvi sosednji razpetini, brez (ž)lednih obtežb v drugi sosednji razpetini Obtežbe razbremenilnih in kotnih razbremenilnih stebrov

H1 stalne obtežbe, pripadajoče natezne sile v vodnikih pri -20°C

H2 stalne obtežbe (ž)ledne obtežbe pripadajoče natezne sile v vodnikih pri -5°C

pri tem: enostran. polna vodoravna natezna sila v eni vrvi in dvo tretjinska enostranska horizontalna sila v vsaki od ostalih vrveh na eni strani stebra Montažne obtežbe

I stalne obtežbe montažne obtežbe pripadajoče natezne sile vodnikov pri +5°C.

Izredne obtežbe zaradi neenakomerne obloge z (ž)ledom ali zaradi neenakomernega odpada le-teh

J stalne obtežbe (ž)ledne obtežbe pripadajoče natezne sile vodnikov pri -5°C.

pri tem: z ene strani zmanjšana horizontalna natezna sila ene vrvi za: - nosilni in kotni nosilni stebri: * pri enojnih vodnikih 50 % * pri zaščitnih vrveh 65 % - kotni, razbremenilni, kotni-razbremenilni, končni, kotni-končni: 100 %

K stalne obtežbe (ž)ledne obtežbe pripadajoče natezne sile vodnikov pri -5°C.

pri tem: horizont. natezno silo za vse vodnike enostransko zmanjšano za: - nosilni in kotni nosilni stebri: * vodniki: 15-20 % * zaščitne vrvi: 40 % - kotni, razbremenilni, kotni-razbremenilni stebri: 40 %

Page 4: Vpeljava standarda SIST EN 50341 v prakso projektiranja ... · (SIST EN 50341-1 and SIST EN 50341-3-21) were adopted. Obligatory use of principles and eurocode rules are considered

10. KONFERENCA SLOVENSKIH ELEKTROENERGETIKOV – Ljubljana 2011 CIGRE ŠK B2 - 14

4/8

Tabela 5 – Obtežna tabela po SIST za nosilni steber

Nosilni steber NC76/21,30 na SM 18 (nefaktorirana obtežba) Sile v obesiščih vrv 1 vrv 2 veter na

steber (daN/m2) Enote: daN Vx Vy Vz Zx Zy Zz

VETER na vodnike in steber +5 A 579 0 1199 503 0 699 60 +5 B 0 0 1199 0 0 699 60 +5 C 303 0 1199 251 0 699 60

VETER na zaledenele vodnike in steber: 30% VETER + ŽLED -5+db D 364 0 2405 341 0 1864 18 -5+db E 0 0 2405 0 0 1864 18 -5+db F 186 0 2405 171 0 1864 18

Temperatura -20°C ter neenakomeren žled (vpliv vzgona) -20 G1 0 0 1226 0 0 724 /

-5+db G2L 0 0 1492 0 0 958 / -5+db G2D 0 0 1492 0 0 958 /

Montažna obtežba +5 I 0 0 1199 0 0 699 /

Pretrg ene izmed vrvi ostali J_ost 0 0 1782 0 0 1380 / nos. JN_L 0 1271 1782 0 1128 1380 /

JN_R 0 -1271 1782 0 -1128 1380 / Enostranska obtežba

nos. KNL 0 -509 1782 0 -451 1380 /

KND 0 509 1782 0 451 1380 / Tabela 6 – Obtežna tabela po SIST za razbremenilni steber

Razbremenilni steber ZC75/10,90 na SM 15 (nefaktorirana obtežba)

Sile v obesiščih Enote: daN

vrv 1 vrv 2 veter na steber

(daN/m2) Vx Vy Vz Zx Zy Zz

VETER na vodnike in steber +5 A 1324 0 1199 1086 0 699 60 +5 B 829 0 1199 665 0 699 60 +5 C 1090 0 1199 875 0 699 60 VETER na zaledenele vodnike in steber: 30% VETER + ŽLED -5+db D 2106 0 2405 1884 0 1864 18 -5+db E 1799 0 2405 1599 0 1864 18 -5+db F 1957 0 2405 1741 0 1864 18 Temperatura -20°C ter neenakomeren žled (vpliv vzgona) -20 G1 846 0 1226 678 0 724 / -5+db G2L 1777 0 1492 1577 0 958 / -5+db G2D 1777 0 1492 1577 0 958 / Montažna obtežba +5 I 795 0 1199 633 0 699 / Obtežbe razbrem. stebrov (enostranska obtežba + redukcija ene vrvi) -20 H20LR 282 -1052 755 226 -844 362 / -20 H20LP 423 -1578 755 339 -1266 362 / -20 H20DR 423 1052 755 226 844 362 / -20 H20DP 282 1578 755 339 1266 362 / -5+db H5LR 592 -2210 1351 526 -1961 932 / -5+db H5LP 888 -3315 1351 788 -2942 932 / -5+db H5DR 592 2210 1351 526 1961 932 / -5+db H5DP 888 3315 1351 788 2942 932 /

Pretrg ene izmed vrvi ostali J_ost 1316 0 1782 1168 0 1380 / nap. JZL 658 2456 1782 584 2179 1380 / JZR 658 -2456 1782 584 -2179 1380 / Enostranska obtežba nap. KZL 1053 -982 1782 934 -872 1380 / KZD 1053 982 1782 934 872 1380 /

2.2 Ploskovne obtežbe

Ploskovne obtežbe (vpliv vetra) se z ustrezno programska opremo generira na model stebra.

III. PRIMERJAVA

Standard SIST prinaša nekaj novosti: - definira nove tipe stebrov, - definira dodatne obtežne primere,

kar posledično privede do večjega števila obtežnih primerov (kombinacij), ki zahtevajo bolj obsežne izračune.

1. Definicije stebrov

Uvaja nove definicije stebrov, ki so razdeljene na: - nosilni stebri:

o nosilni steber, o kotno-nosilni steber,

- napenjalni stebri: o kotni steber, o razbremenilni steber, o končni steber.

Novost so razbremenilnimi stebri. Definicija razbremenilnega stebra je, da je to napenjalna podpora, ki prevzame natezne sile vodnikov v ravni liniji trase, ki služi tudi kot čvrsta točka voda za omejitev kaskadnih škod, za razliko od kotnega stebra, ki služi kot podpora na lomih trase. Razlika s statičnega vidika med njima je v dodatnem obtežnem primeru H.

2. Obtežni primeri

2.1 Pregled obtežnih primerov

Posledično je potrebno za statično analizo stebra preveriti več obtežnih kombinacij. V tabeli 7 so predstavljene razlike med obtežnimi primeri po TP ter SIST.

Page 5: Vpeljava standarda SIST EN 50341 v prakso projektiranja ... · (SIST EN 50341-1 and SIST EN 50341-3-21) were adopted. Obligatory use of principles and eurocode rules are considered

10. KONFERENCA SLOVENSKIH ELEKTROENERGETIKOV – Ljubljana 2011 CIGRE ŠK B2 - 14

5/8

Tabela 7 – Primerjava med številom obtežnih primerov med dokumentoma

Obtež. prim. opis

TP SIST NOS NAP NOS KOT RAZ KON

norm

alni

veter B, C B, C A, B, C A, B, C A, B, C A, B, C (ž)led A A (ž)led + veter D, E, F D, E, F D, E, F D, E, F enostransko D, G H* H* vzgon G G G G montažni I I I I

izredni E F J, K J, K J, K J Tabela 8 – Primerjava med številom obtežnih primerov in obtežnih kombinacij

tip stebra TP SIST Število obtežnih primerov nosilni 4 8 napenjalni razbremenilni 6 11 kotni / 10 končni / / Število obtežnh kombinacij (glava stebra “sod”) nosilni 11 20 nape razbremenilni 13 36 kotni / 20 končni / 34 Iz tabel je razvidno, da SIST prinaša občutno več obtežnih kombinacij kot TP.

3. Vplivi na konstrukcijo

Ker novi obtežni primeri (kombinacije), v nekaterih primerih povečajo statične vplive, se to v končni fazi odraža na masi jeklene konstrukcije.

3.1 Dodatni obtežni primeri

V primerjavi s TP vpelje SIST dodatne obtežne primere:

- vpliv vetra na zaledenele vrvi (obtežni primeri D, E in F),

- vpliv vetra pod kotom 45° na vrvi in konstrukcijo (obt. primera C, F),

- montažne obtežbe vodnike (obt. primer I), - vpliv vzgona (obt. primer G), - napetje vodnikov pri temperaturah: +5°C, -20°C

(obt. primeri A-C, G, H), - novo obtežno situacijo H: 2/3 enostransko

obtežbo z vplivom torzije na enem izmed obesišč. Vpliv novih (dodatnih obtežnih primerov, v primerjavi z obtežnimi primeri iz TP) se odraža v tem, da se notranje statične veličine podanih obtežb za določene elemente v stebru povečajo. V tabeli 9 so podani elementi, na katere vplivajo novi obtežni primeri.

Tabela 9 – Vpliv novih obtežnih primerov po SIST elementi nosilni razbremenilni vogalniki K D

H (-5° + db), bočne diagonale / H (-5° + db)

H (-20°) čelne diagonale D

H(-5° + db) D H(-5° + db)

pasniki H (-5° + db) H (-20°)

H (-5° + db) H (-20°)

vešalke D D H (-20°)

SIST prinaša tudi višje faktorje žledne obtežbe, saj je najmanjši faktor sedaj 1.6, prej 1.0. Posledično to vpliva na večje vertikalne obtežbe na podpore.

3.2 Vpliv na maso konstrukcije

Zaradi novih oz. dodatnih (bolj rigoroznih) obtežnih primerov, bi se morala masa konstrukcije v primerjavi s TP povečati. Za primerjavo so vzeti stebri iz IBE palete DV 2x110 kV stebrov z obliko glave »sod«:

- dva nosilna stebra NC73 in NC74 (preračunana po TP) oz. NC76 oz. NC77 (preračunana po SIST),

- dva napenjalna stebra ZC73 in ZC74 (preraču-nana po TP) oz. ZC75 oz. ZC76 (preračunana po SIST).

Tabela 10 – Primerjava mas nosilnih stebrov

h [m] NC73 NC76 razlika masa [kg] masa [kg] 14 2751 2650 -3.7% 16 2979 2864 -3.9% 18 3218 3088 -4.1% 20 3468 3321 -4.3% 22 3729 3564 -4.4% 24 4001 3816 -4.6% 26 4284 4078 -4.8% 28 4577 4350 -5.0% 30 4882 4632 -5.1%

Tabela 11 - Primerjava mas napenjalnih stebrov

h [m] NC74 NC77 razlika masa [kg] masa [kg]

14 3449 2984 -13.5% 16 3729 3267 -12.4% 18 4027 3559 -11.6% 20 4342 3860 -11.1% 22 4676 4170 -10.8% 24 5028 4489 -10.7% 26 5398 4816 -10.8% 28 5785 5153 -10.9% 30 6191 5499 -11.2%

Primerjava med težami stebrov iz obstoječe palete stebrov ter stebri, ki so bili preračunani po SIST, je prikazana na spodnjih grafikonih, kjer je masa stebrov prikazana v odvisnosti od višine stebra.

Page 6: Vpeljava standarda SIST EN 50341 v prakso projektiranja ... · (SIST EN 50341-1 and SIST EN 50341-3-21) were adopted. Obligatory use of principles and eurocode rules are considered

10. KONFERENCA SLOVENSKIH ELEKTROENERGETIKOV – Ljubljana 2011 CIGRE ŠK B2 - 14

6/8

Grafikon 1

Merodajna za primerjavo sta napenjalna stebra ZC73 (TP) in ZC75 (SIST), ki sta primerljiva zaradi obtežnih parametrov, oba sta dimenzionirana na lomni kot 150°. Masa konstrukcije se povečuje z višino. Do višine 20 m ne bistveno, nad to višino pa se razlika povečuje. Tabela 12 – Primerjava mase stebrov ZC73 in ZC75

ZC73 ZC75 razlika

h [m] masa [kg] masa [kg] 14 5750 5676 -1.3% 16 6271 6238 -0.5% 18 6808 6834 0.4% 20 7360 7463 1.4% 22 7929 8127 2.5% 24 8513 8825 3.7% 26 9112 9557 4.9% 28 9727 10322 6.1% 30 10358 11122 7.4%

Razlog gre iskati v tem, da je merodajni obtežni primer D, ki je v primerjavi s TP, enak obt. primer A, le da je dodan vpliv vetra (30%), kar posledično povečuje vplive in posledično maso konstrukcije. Večja je razlika pri stebru ZC74 (TP) in ZC76 (SIST), kjer steber ZC74 odstopa po teži. Razlog je v tem, da je steber ZC74 projektiran za lomni kot 120° ter hkrati uporabljen tudi kot končni steber za lom od 0° do 30°, steber ZC76 pa je projektiran samo za lomni kot 120°

Grafikon 2

Pri nosilnih stebrih se masa konstrukcije zmanjša in to pri stebru NC76 (SIST) v primerjavi s stebrom NC73 (TP) za 4 do 5 %, pri stebru NC77 (SIST) v primerjavi s stebrom NC74 (TP) pa za od 11 do 13.5 %. Razlog za zmanjšanje je v faktorju razpetine Gc: Gc = 1,00 za razpetine do 200 m Gc = 0,60 + 80/L za razpetine nad 200 m NC76 Gc = 0.60 + 80/360=0.82 NC77 Gc = 0.60 + 80/460=0.77 To pomeni, da se je obtežba vetra na vodnike (QWc) zmanjšala za 18% oz. 23%. In ker je to bistvena obremenitev za nosilne stebre, se je posledično zmanjšala obremenitev na stebre in na koncu masa stebra. Na masah stebrov se to odraža pri zmanjšanju mase za 4% pri NC76 ter za 10% za steber NC77.

4. Druge ugotovitve

Pri zasnovi stebrov v praksi je prišlo do naslednjih ugotovitev:

- SIST uvaja pojem razbremenilni steber, - pri dimenzioniranju stebrov so razlike med

zahtevami Evrokoda 3 in SIST EN-50341-1, - TP definira obtežni primer G za križanje z

železnicami, medtem ko v SIST ni te zahteve, - SIST uvaja izračun nateznih sil pri -20°C, +5°C, - uvaja novosti pri temeljenju stebrov.

4.1 Funkcije stebrov

V organigramu 1 so prikazane delitve stebrov glede na uporabo v trasi daljnovoda. SIST uvaja pojem razbremenilni steber, ki ga TP ni definiral. V praksi smo vse napenjalne stebre zdimenzionirali kot razbremenilne. V bodoče bo potrebno posvetiti pozornost temu delu standarda in definirati namen posameznih tipov stebrov. Posamezne definicije so razvidne v organigramu 1.

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

16 18 20 22 24 26 28 30

masa [kg]

h [m]

Primerjava mase po SIST in TP - napenjalni stebri

ZC75 ZC76 ZC73 ZC74

2000

3000

4000

5000

6000

16 18 20 22 24 26

masa [kg]

h [m]

Primerjava mase po SIST in TP - nosilni stebri

NC76 NC77 NC73 NC74

Page 7: Vpeljava standarda SIST EN 50341 v prakso projektiranja ... · (SIST EN 50341-1 and SIST EN 50341-3-21) were adopted. Obligatory use of principles and eurocode rules are considered

10. KONFERENCA SLOVENSKIH ELEKTROENERGETIKOV – Ljubljana 2011 CIGRE ŠK B2 - 14

7/8

OPOMBA 1: Potrebno je opozoriti, da je interpretacija tipov daljnovodnih stebrov avtorjeva interpretacija, saj so bili tudi člani delovne skupine slovenskega zavoda za standardizacijo precej neenotni glede razdelitve oz. poimenovanja stebrov. OPOMBA 2: V praksi se uporabljajo tudi drugi tipi stebrov, npr. kotno-odcepni in za tovrstne stebre bi bilo potrebno podati pogoje za uporabo in zasnovo.

4.2 Dimenzioniranje stebrov

V splošni projektantski praksi se za dimenzioniranje jeklenih konstrukcij uporabljata standarda:

- SIST EN 1993-1-1, Evrokod 3: Projektiranje jeklenih konstrukcij – 1-1. del: Splošna pravila za stavbe,

- SIST EN 1993-3-1, Evrokod 3: Projektiranje jeklenih konstrukcij – 3-1. Del: stolpi, jambori in dimniki – Stolpi in jambori,

ki pa v delih, ki so vezani na kontrole prerezov elementov in kontrole nosilnosti spojev niso enake z standardom SIST EN-50341-1. Le-te preverbe bi morale biti usklajene.

4.3 Križanje z železnicami

Pri križanju voda z železniško progo, je bilo potrebno po TP napenjalna stebra v križnem polju preveriti na t.i. obtežni primer G, ki predpostavlja natezno silo vseh vrvi enostransko. V praksi to pomeni, da se je na teh mestih uporabilo končni steber. V SIST posebnih zahtev za križanja s pomembnimi infrastrukturnimi objekti ni.

4.4 Natezne sile pri -20°C, +5°C

SIST uvaja za izračun obtežb tudi natezne sile pri -20°C brez žledne obtežbe. Vplivi iz tega obtežnega primera so merodajni pri razpetinah manjših od električne razpetine. Problem nastaja pri nosilnih podporah na terenih, ki so zelo razgibani (kratke razpetine, velike višinske razlike). V takih pogojih je potrebno posvetiti posebno pozornost izračunu nateznih sil vrvi v sosednjih poljih nosilnih stebrov. TP je uvedel izračun nateznih sil v t.i. idealni razpetini, ki pa jo slovenski nacionalni dodatek ne navaja.

4.5 Temeljenje

SIST loči temeljenje razčlenjenih plitvih temeljev na: - temelje betonirane v raščen teren, - temelje betonirane v opažu.

Slednje prinaša v prakso dobrodošlo novost, saj je dejansko težko zagotoviti pogoje, da se temelj vbetonira v raščen teren.

IV. ZAKLJUČKI

Novi standarda SIST EN 50341-1 prinaša: - statična preverba jeklenih predalčnih (paličnih)

stebrov po Evrokodu, - definira nove tipe stebrov – razbremenilni steber, - višji faktor žledu, - nove obtežne primere in nove obtežne

kombinacije, - večjo maso napenjalnih (razbremenilnih) stebrov, - manjšo maso nosilnih stebrov, - temeljenje v opažu.

Nacionalni dodatek SIST EN 50341-3-21, ki je postal nadomestni dokument za Pravilnik o tehničnih normativih za graditev nadzemnih elektroenergetskih vodov z nazivno napetostjo od 1 kV do 400 kV, prinaša novosti pri projektiranju daljnovodnih konstrukcij, ki pa so v nekaterih delih nedorečene in jih je težko uporabiti pri projektiranju v praksi. Tako bo potrebno precej pozornosti nameniti določitvi parametrov obtežbi, ki jo povzroči veter, saj le ta bistveno vpliva na določanje statičnih vplivov predvsem pri dimenzioniranju nosilnih stebrov, poenotenju žledne obtežbe z ostalimi državani v EU, uskladitvi kontrol dimenzioniranja z Evrokodom 3, definirati vloge posameznim tipom stebrov v trasi daljnovoda.

V. REFERENCE

[1] Pravilnik o tehničnih normativih za graditev nadzemnih elektroenergetskih vodov z nazivno napetostjo od 1 kV do 400 kV, objavljen v Ur.l. SFRJ 88/65,

[2] SIST EN 50341-1:2002; Nadzemni električni vodi za izmenične napetosti nad 45 kV – 1. del: Splošne zahteve – Skupna določila

[3] SIST EN 50341-3-21:2009; Nadzemni električni vodi za izmenične napetosti nad 45 kV - 3-21. del: Nacionalna normativna določila (NNA) za Slovenijo (na podlagi SIST EN 50341-1:2002)

Page 8: Vpeljava standarda SIST EN 50341 v prakso projektiranja ... · (SIST EN 50341-1 and SIST EN 50341-3-21) were adopted. Obligatory use of principles and eurocode rules are considered

10. KONFERENCA SLOVENSKIH ELEKTROENERGETIKOV – Ljubljana 2011 CIGRE ŠK B2 - 14

8/8

Organigram 1 – Razdelitev daljnovodnih stebrov po funkciji, ki ga prinaša standard SIST EN 50341-3-21

Daljnovodni srebri

Nosilni stebri Napenjalni stebri

Nosilni

Kotni-nosilni Kotni

Razbremenilni

Kotni-razbremenilni

Končni

Kotni-končni

Ravni del trase

Na mestu v trasi, kjer se vod lomi

Nateg samo z ene strani stebra

Nateg v vrveh je z obe strani podpore

Nateg v vrveh je lahko različen glede na stran

Specialni stebri