Обледенение провода

Обледенение провода

9zip.ru Инструкции Обледенение проводов

С образованием некоторых служб в энергетические, им были переданы функции контроля за работой системы телеметрии гололедно-ветровых нагрузок (СТГН) на проводах ВЛ. Здесь можно познакомиться с опытом борьбы с гололедообразованием на ВЛ энергосистем. Опасность нарастания гололеда на проводах линии электропередач заключается в многократном увеличении нагрузки как на провод и сцепную арматуру, так и на саму опору.

Для своевременного выявления гололеда на проводах ВЛ существуют различные системы. СТГН использует прямой метод определения гололеда на проводах ВЛ — путем взвешивания самих проводов с помощью специальных датчиков. Информация от датчиков весовых нагрузок ч/з аппаратуру СТГН по каналам телемеханики поступает в АРМ Диспетчера энергосистемы. При увеличении веса провода выше заранее определенных величин, выдается сообщение о возникновении критической ситуации. Далее, на основании показаний СТГН и других факторов (погодные условия, результаты наблюдений дежурным персонал, и т.д.) диспетчер принимает решение о включении устройства плавки гололеда. На объектах где установлен приемный комплект СТГН, местный оперативный персонал так же ведет контроль за показаниями весовой нагрузки.

Основной проблемой этой системы было снижение сопротивления изоляции обмоток трансформатора датчика из-за постоянного воздействия атмосферных явлений. Поэтому ежегодно по графику демонтажа/монтажа в летний период датчики снимались, для проведения проф. контроля, герметизации и снятия характеристик. Проблему эту, в большей части, удалось решить применением нового силиконового герметика.

Структурная схема СТГН (Система телеметрии гололёдной нагрузки).

Система телеметрии гололедных нагрузок (далее СТГН) включает в себя:

1. Д — Датчики массы. Установлены на опорах, на двух крайних фазах.
2. КС — Конденсатор связи.
3. ВЧ Передатчик
4. ФП — фильтр присоединения,
5. УОМ — устройство отбора мощности
6. КУ — кодирующее устройство
7. ДУ — декодирующее устройство
8. УС-2 — устройство сопряжения с аппаратурой телемеханики.

Работающая в энергосистеме аппаратура СТГН имеет ряд недоработок. Некоторые из них были устранены своими силами во время эксплуатации системы, что позволило добиться относительно устойчивых и достоверных показаний весовых нагрузок. Но основной показатель — надежность работы, остается на низком уровне. Происходит это из-за принципа построения системы, а именно:

1. передача информации с поста гололеда происходит по проводам ВЛ.
2. питание аппаратуры осуществляется от конденсатора связи, поэтому высшие гармоники возникающие при коронации зачастую повреждают электрическую схему поста гололеда.
3. кодировка сигнала с поста гололеда — примитивная, поэтому нет возможности полностью исключить нестабильность работы.
4. локальность весовых измерений, т.е. масса провода измеряется только в пролете с установленными датчиками.
5. элементная база аппаратуры постепенно меняет свои характеристики, что нередко, приводит к пропаданию информации с поста гололеда.
6. Элементы СТГН (КС, УОМ, ФП) зачастую сами являются источником радиочастотных помех, а иногда и причиной отключения ВЛЭП.

На сегодняшний день применяются и другие способы выявления гололеда на ВЛ, например по затуханию ВЧ сигнала в проводах ВЛ. Используются и различные конструктивные решения борьбы с этим явлением.

На текущий момент энергокомпаниями совместно с Специальным Конструкторским Бюро разрабатывается новый тип аппаратуры СТГН с передачей информации через спутниковую систему «Гонец» и питанием от независимого источника. Кроме того, с нового поста сигнализации гололеда планируется получать информацию по температуре наружного воздуха, влажности, скорости и направлении ветра. На основании этой информации совместно с Гидрометеоцентром будут составляться дополнительные критерии возникновения гололеда, что позволит более эффективно использовать аппаратуру СТГН.

Способ очистки от обледенения проводов контактной сети железной дороги посредством электромагнитного излучения

Владельцы патента RU 2564769:

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способу очистки от обледенения проводов контактной сети железной дороги посредством электромагнитного излучения. В способе используют группу микроволновых нагревателей, включающих магнетроны с частотой 2450 МГц и резонаторы открытого типа, которые размещают перед пантографом на крыше электровоза, при этом каждый из нагревателей состоит из двух сферических металлических отражателей, и осуществляют нагрев участка контактного провода, расположенного между отражателями, до температуры +(30…40)°C. В результате воздействия микроволнового излучения ледяная пленка, покрывающая контактный провод, нагревается и тает. Каждый электровоз самостоятельно очищает контактный провод от ледяной пленки, в результате чего обеспечиваются нормальные условия работы для пантографа и исключается быстрое изнашивание графитовых токоприемников. 5 ил.

Одной из серьезных причин нарушения нормального функционирования железнодорожного транспорта во всем мире является обледенение проводов контактной сети. Образование ледяной пленки разной толщины на проводах происходит при определенных метеорологических условиях (температуре и влажности воздуха, направлении и скорости ветра). В результате обледенения создаются дополнительные механические нагрузки, вызывающие обрыв проводов, а по причине ухудшения качества токосъема, сопровождающегося отрывами токоприемника от контактного провода, возникают дуговые разряды с большими токами, обусловливающие возможность пережога провода и повреждения дорогостоящих графитовых токоприемников и их частую замену. Подобные явления возникают даже при образовании на проводах тонкого ледяного слоя в виде инея.

Для очистки от обледенения провода контактной сети их нагревают, пропуская по ним электрический ток от тяговой подстанции. Указанную операцию выполняют в некоторых случаях с прекращением движения поездов на электрической тяге по данному участку.

Экспериментальные исследования, проведенные на высокоскоростной линии Париж — Лион, показали, что для испарения воды на контактном проводе последний следует нагревать до температуры +10°C в течение 15 минут. В процессе эксперимента от тяговой электростанции напряжением 26 кВ по контактному проводу пропускался ток более 600 А, а мощность потребления составила 16 МВт при удельной мощности 600 Вт/м. (см. «Система борьбы с обледенением проводов контактной сети »- ЖДМ-online»- 11-2002 [1]).

Другим способом защиты контактной сети от гололеда является применение специальной жидкости-атифриза в рамках системы ProFil (Швейцария). В сухую погоду такая антиобледенительная защита эффективна всего от 5 до 7 дней.

Наиболее близким к заявляемому способу по защите контактных линий электропередачи от гололеда является техническое решение, описанное в патенте РФ №2356148 «Устройство для плавки гололеда на проводах и тросах воздушных линий (варианты)» [2].

Прототип [2] характеризуется тем, что провода линий электропередачи замыкаются и по ним пропускается ток повышенной величины, плавящий гололед. Таким образом, при данном методе необходимо останавливать движение поездов, что в большинстве случаев является совершенно недопустимым.

Таким образом, можно констатировать, что эффективных методов и средств борьбы с обледенением проводов контактной сети, особенно на линиях с высокоскоростным движением, где обледенение приводит к наиболее серьезным последствиям, во всем мире не существует.

Обратимся к характеристике предлагаемого метода. Предположим, что каким-либо способом перед пантографом электровоза удавалось бы очистить контактную линию от ледяной пленки путем ее быстрого нагрева до температуры +30-40°С, что сопровождалось бы практически мгновенным таянием этой ледяной пленки (рис. 1).

Расчеты показывают, что такой нагреватель, двигаясь вдоль контактного провода впереди пантографа при скорости электровоза со скоростью 36 км/ч или 10 м/с, должен каждую секунду расходовать энергию в 20 кДж.

При этом нагреваемый участок контактного провода полностью освободится от ледяной пленки и графитовый токоприемник будет соприкасаться с проводом, свободным ото льда или жесткого инея. Требуемую энергию в сторону контактного провода для практически мгновенного уничтожения на нем тонкой ледяной пленки можно передать с помощью микроволнового излучения мощностью в 20 кВт.

Рассмотрим эту проблему более подробно. Обратимся сначала к устройству бытовой микроволновой печи, схематичное устройство которой показано на рис. 2, (см., например, Диденко А.Н., Зверев Б.В. СВЧ энергетика, Наука, 2000 г., [3]). В ней нагрев предметов осуществляется путем их размещения внутри камеры — прямоугольного резонатора, в котором возбуждается СВЧ электромагнитное поле с помощью магнетрона непрерывного излучения сигнала частотой 2450 МГц. Именно эта частота является резонансной для молекул воды, при которой происходит наиболее эффективное преобразование электромагнитной энергии в тепло, что и приводит к быстрому нагреву воды.

Заменим теперь прямоугольный резонатор открытым со сферическими металлическими отражателями (См., например, Л.А. Вайнштейн. Открытые резонаторы и открытые волноводы, Советское радио, 1961 г. [4]). Разместим резонаторы на крыше специально оборудованного локомотива впереди токоприемника таким образом, чтобы контактный провод все время находился между отражателями в центре электромагнитного поля. Магнетрон частотой 2450 МГц может находиться в специальном отсеке и быть связанным с одним из отражателей коаксиальным кабелем (рис. 3).

Примем во внимание, что провод по отношению к движущемуся локомотиву непрерывно меняет в некоторых пределах свое расположение в пространстве, что требует правильного выбора размещения отражателей, расстояние между которыми должно равняться целому числу полуволн (λ/2=6,12 см) для установления внутри резонатора режима стоячей волны.

Таким образом, с помощью модернизированного типа микроволнового нагревателя можно реализовать идею по практически мгновенному нагреву участка контактного провода и ликвидации на нем ледяной пленки.

Для увеличения времени нагрева каждого участка контактного провода с учетом скорости движения локомотива на его крыше следует расположить группу микроволновых нагревателей. Каждый из нагревателей включает магнетрон частотой 2450 МГц и резонатор открытого типа, состоящий из двух сферических металлических отражателей, между которыми перемещается нагреваемый контактный провод. Число таких нагревателей (магнетронов) частотой 2450 МГц мощностью до 8-10 кВт может равняться от 5 до 10 в зависимости от скорости движения электровоза и метеорологических условий (рис. 4).

Смотрите так же:  Номинальные токи сип

В результате воздействия микроволнового излучения ледяная пленка, покрывающая контактный провод, быстро нагревается и тает. Таким образом, каждый электровоз самостоятельно очищает контактный провод от ледяной пленки, в результате чего обеспечиваются нормальные условия работы для пантографа и исключается быстрое изнашивание графитовых токоприемников.

Приведем результаты экспериментальной проверки предлагаемого метода уничтожения ледяной пленки на контактном проводе. Фотография лабораторной установки приведена на рис. 5. Установка включает магнетрон мощностью 800 Вт с блоком питания от серийно выпускаемой микроволновой печи и два рефлектора, в качестве которых применены наземные спутниковые сферические антенны диаметром 60 см. Банка с водой, помещенная в свободное пространство между рефлекторами, за 2 минуты при мощности магнетрона 800 Вт нагревается на 75°С, а при мощности 600 Вт — на 40°С, что примерно в два раза меньше, чем при нагреве того же количества воды при закрытом резонаторе. Следовательно, при открытом резонаторе половина излучаемой магнетроном мощности рассеивается в окружающее пространство, но вторая половина преобразуется в тепло, способствуя быстрому таянию ледяной пленки и обеспечению надежного контакта графитового токоприемника с медным контактным проводом.

Таким образом, экспериментально подтверждена возможность нагрева воды не только с помощью общепринятого закрытого резонатора, но и резонатора открытого типа, а, следовательно, подтвержден и принцип уничтожения ледяной пленки контактной сети с помощью микроволнового генератора (магнетрона) частотой 2450 МГц с резонатором открытого типа, располагаемого перед пантографом.

Для лучшего понимания существа заявляемого изобретения приводятся следующие графические материалы:

Фиг. 1. Структурная схема нагрева контактного провода с помощью нагревателя, располагаемого на крыше электровоза перед пантографом, где 1 — графитовый токоприемник пантографа, 2 — контактный провод с ледяной пленкой, 3 — нагреватель, 4 — испаряющаяся вода.

Фиг. 2. Структурная схема микроволновой печи, где 5 — магнетрон, 6 — закрытый прямоугольный резонатор.

Фиг. 3. Структурная схема микроволновой печи с резонатором открытого типа, где 7 — открытый резонатор с отражателями сферической формы, 8 — ВЧ-коаксиальный кабель, 9 — область перемещения контактного провода.

Фиг. 4. Структурная схема нагрева контактного провода с помощью группы микроволновых нагревателей, располагаемых на крыше электровоза перед пантографом, где 11 — группа открытых резонаторов, 12 — группа магнетронов.

Фиг. 5. Фотография лабораторной установки с магнетроном и двумя отражателями сферической формы.

Способ очистки от обледенения проводов контактной сети железной дороги посредством электромагнитного излучения, отличающийся тем, что используют группу микроволновых нагревателей, включающих магнетроны с частотой 2450 МГц и резонаторы открытого типа, которые размещают перед пантографом на крыше электровоза, при этом каждый из нагревателей состоит из двух сферических металлических отражателей, и осуществляют нагрев участка контактного провода, расположенного между отражателями, до температуры +(30…40)°C.

Обледенение проводов и гололед прогнозируются на Дону

Водителям и пешеходам рекомендовано быть осторожными на дорогах

Обледенение проводов и гололед прогнозируются в Ростовской области.

Как сообщает ГУ МЧС РФ по региону со ссылкой на Росгидромет, сильные гололедно-изморозевые отложения ожидаются 4-5 февраля на севере региона.

В связи с этим жителям Дона рекомендуется при выходе на улицу обращать внимание на целостность воздушных линий электропередачи.

Водителей просят, по возможности, воздержаться от поездок на дальние расстояния и соблюдать скоростной режим, пешеходам — соблюдать повышенную осторожность при переходе дорог.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Обледенение — проводы

Обледенение проводов чаще всего возникает от осаждения на них переохлажденной воды, находящейся в воздухе в виде тумана, мороси, дождя и слоистых облаков. Мокрый снег налипает при незначительной положительной температуре воздуха. Иней, представляющий собой тонкий слой кристалликов льда, не имеет значения в расчетах. [1]

К обледенению проводов и тросов может привести также налипание мокрого снега. [3]

С обледенением проводов борются путем прогрева их нагрузочным током или токами короткого замыкания ( плавка гололеда) и механической очистки. [4]

С обледенением проводов борются путем прогрева их нагрузочным гоком или токами короткого замыкания ( плавка гололеда) и механической очистки. [5]

При очень сильном обледенении проводов необходимо несколько раз проехать по пути отправления. [6]

Наблюдения над обледенением проводов ведутся на гидрометеорологических станциях и постах, оборудованных для этого стандартными гололедными станками, на которых подвешивают в широтном и меридианальном направлении стальную проволоку диаметром 5 мм. Два нижних провода подвешивают на высоте 190 — 290 см от поверхности земли в зависимости от толщины снегового покрова на гидрометеостанции, а два верхних провода — на 30 см выше нижних. [7]

Часто зимой происходит обледенение проводов ЛЭП , при этом толщина корки льда достигает 25 — 50 мм. Это может привести к обрыву проводов, поломкам опор и соответственно к длительным перерывам в электроснабжении. Для предотвращения массовых разрушений линий ВЛ вследствие обледенения внедрено расплавление льда токами короткого замыкания. Такой метод борьбы с обледенением позволяет предотвратить разрушение магистральных фидеров. [8]

В наблюдениях над обледенением проводов указывается строение отложения, дата случая, продолжительность нарастания и случая, диаметр, толщина и вес отложения на 1 м, наинизшая температура за регистрируемый случай обледенения, скорость и направление ветра. [9]

Буч к некий В. Б. Атлас обледенения проводов . [10]

Следует упомянуть еще о так называемом брызговом обледенении проводов , которое является следствием замерзания водяной пыли, переносимой ветром ( чаще штормовым) с больших водоемов в морозную погоду. Брызговое обледенение проводов может быть также при расположении воздушной линии вблизи брызгальных бассейнов и градирен. Изморозь, гололед и мокрый снег могут также отлагаться и на опорах воздушной линии ( см., например, рис. 2 — 10) и при больших размерах создавать своим весом нагрузку на стержни опор. Кроме этого, с увеличением парусности стержней ( особенно при решетчатой конструкции опоры) давление ветра на опору может сильно возрасти. [11]

В наставлении гидрометеорологическим станциям и постам Инструментальные наблюдения над обледенением проводов обледенения разделены на гололед, зернистую изморозь, кристаллическую изморозь, отложение мокрого снега и замерзшее отложение мокрого снега. [12]

В районах с тяжелыми климатическими условиями эффективным средством борьбы с обледенением проводов является плавление гололеда на проводах. Нагрузки проводов токами нормальных режимов не предотвращают образования гололеда на проводах. [14]

Галопирование проводов линий электропередачи по всему пролету наиболее характерно при обледенении проводов . [15]

Защита проводов от обледенения

Вместе с зимними холодами приходят и зимние проблемы: борьба с обледенением проводов линий электропередач. В регионах с высокой влажностью и низкими температурами зимой обледенение проводов становится причиной многочисленных аварий.

Все о том же гудят провода

Для передачи энергии на большие расстояния широко применяют воздушные линии электропередачи (ЛЭП) из-за их относительно небольшой стоимости. Одним из основных элементов ЛЭП являются провода. При эксплуатации воздушных линий электропередач возникает проблема их обледенения.

Высокая влажность, ветры, резкие перепады температуры воздуха способствуют образованию наледи на проводах воздушных линий. Толщина льда на них может достигать 60-70 мм, существенно утяжеляя провода.

Наличие гололеда обусловливает дополнительные механические нагрузки на все элементы воздушных линий. В результате значительного увеличения массы проводов и воздействующих на них динамических и статических нагрузок происходят опасные и нежелательные явления, особенно при сильном ветре. К их числу относятся обрыв токопроводящих проводов и грозозащитных тросов под тяжестью снега и льда, недопустимо близкое сближение проводов и их сильное раскачивание (так называемая пляска), ухудшение защитных свойств изоляторов, разрушение опор. Подобные аварии наносят значительный экономический ущерб, на их устранение уходит несколько дней и затрачиваются огромные средства. Среднее время ликвидации гололедных аварий превышает среднее время ликвидации аварий, вызванных другими причинами, в 10 и более раз. В таблицах 1 и 2 приведены нормативные значения стенки гололеда для различных климатических районов и гололедные районы для некоторых городов России

Гололед может откладываться по фазным проводам достаточно неравномерно. Стрелы провеса проводов с гололедом и без гололеда могут отличаться на несколько метров. Неравномерность отложения льда на фазных проводах, приводящая к различным значениям стрел провеса, а также неодновременный сброс гололеда при его таянии, вызывающий «подскок» отдельных проводов, могут привести к перекрытию воздушной изоляции. Гололед является одной из причин «пляски» проводов, способной привести к их схлестыванию.

Борьба с обледенением проводов линий электропередачи является серьёзной проблемой, актуальной для многих стран, имеющих регионы с высокой влажностью и низкими температурами. Несколько подобных регионов есть и в России (Северный Кавказ, Башкирия, Камчатка и некоторые другие).

Борьба с гололедом осуществляется в большинстве случаев примитивно, путем обивки проводов от мокрого снега и льда. Установка опор через небольшие интервалы и даже примитивная борьба с гололедом требуют больших затрат труда и материальных ресурсов. В результате энергокомпании и потребители несут крупные убытки, а восстановление оборванных проводов — дорогостоящий и трудоемкий процесс. Энергетики рассматривают обледенение ЛЭП в качестве одного из наиболее серьезных бедствий. Самый простой способ механического удаления гололеда — сбивание, которое производится при помощи длинных шестов с земли или с корзины автовышки, но этот способ требует доступа к ЛЭП, что нарушает нормальную работу участка. К тому же механическое воздействие не препятствует обледенению, а устраняет его.

Профилактический подогрев

Сейчас в энергосетевых хозяйствах регионов все большую популярность приобретают электротермические способы удаления льда. Они заключаются в нагреве проводов электрическим током, обеспечивающим предотвращение образования льда, — профилактический подогрев или плавку. Профилактический подогрев проводов заключается в искусственном повышении тока сети ЛЭП до такой величины, при которой провода нагреваются до температуры выше 0 °С. При такой температуре лед на проводах не откладывается.

Смотрите так же:  Схемы электрические ваз 21093

Профилактический подогрев необходимо начинать до образования гололеда на проводах при климатических условиях, когда его образование становится возможным. При профилактическом подогреве следует, как правило, применять такие схемы питания, которые не требуют отключения потребителей. Плавка гололеда на проводах осуществляется при уже образовавшемся гололеде путем искусственного повышения тока сети ЛЭП до такой величины, при которой выделяемой в проводах теплоты достаточно для расплавления гололеда с нормативной толщиной стенки при нормативных значениях температуры окружающей среды и скорости ветра.

Ледяную корку на высоковольтных линиях ликвидируют, нагревая провода постоянным или переменным током частотой 50 Гц до температуры 100–130 °С. Сделать это проще всего, замкнув накоротко два провода (при этом от сети приходится отключать всех потребителей). Отечественной промышленностью для целей плавки гололеда выпускаются как нерегулируемые выпрямительные блоки, так регулируемые.

Плавка льда

Ниже приведены параметры одного из наиболее распространенных выпускаемых отечественной промышленностью нерегулируемых выпрямительных блоков, подключаемых к переменному напряжению 10 кВ: выпрямленное напряжение 14 кВ; выпрямленный ток 1200 А; мощность на выходе 16800 кВт. Для получения большей мощности выпрямительные блоки можно включать последовательно или параллельно. Придание выпрямительному блоку управляющих свойств (регулирования выходных параметров) обеспечивает повышение энергоэффективности процесса плавки.

Плавка гололеда осуществляется от стационарной системы плавки гололеда или от передвижной мобильной системы плавки гололеда. В 2009 году ОАО «НИИПТ» был разработан управляемый выпрямитель для плавки гололеда (ВУПГ) на проводах и грозозащитных тросах ВЛ.

Как наиболее эффективное средство предупреждения гололедных аварий ОАО «НИИПТ» предлагает ряд управляемых выпрямителей. Наиболее универсальным вариантом установки является ВУПГ-14/1200, которая обеспечивает необходимый ток плавки для проводов ВЛ классов 110, 220 кВ в районах

Тема: Обледенения проводов. Возможные пути решения. — презентация

Презентация была опубликована 3 года назад пользователемАнфиса Яковлева

Похожие презентации

Презентация на тему: » Тема: Обледенения проводов. Возможные пути решения.» — Транскрипт:

1 Тема: Обледенения проводов. Возможные пути решения

2 Пути решения обледенения проводов : 1) Замкнутым контуром 2) Замена проводов 3) Применение тиристорного управляемого выпрямителя 4) Охранная зона ВЛ

3 Ограничения В рассматриваемой системе используется эффект Джоуля Ленца, основанный на тепловом действии электрического тока. Должна быть предусмотрена установка датчиков обнаружения инея, которые следует настроить так, чтобы они сигнализировали о его появлении еще до образования наледи, так как выделяемой тепловой энергии недостаточно для растапливания толстого слоя льда на контактном проводе.

4 Одним из способов оптимизировать конструкцию провода является замена круглых проволок Z- образными, что позволяет получить компактную компоновку с более гладкой поверхностью. В зависимости от цели использования существует несколько вариантов замены: 1) Сохранение веса и передаваемой мощности при одновременном уменьшении диаметра провода (примерно на 10%). Преимущества: меньшая нагрузка на провода от наледи и ветра, меньшая нагрузка на опоры, снижение тепловых потерь (13-14%), меньшее воздействие на окружающую среду. 2)Сохранение диаметра провода и увеличение при этом эффективного сечения (примерно на 20%). Преимущества: увеличенная передаваемая мощность. 3)Некая средняя конструкция с достаточной прочностью и проводимостью для обеспечения эффективности электропередачи. Более высокий коэффициент заполнения алюминия или сплава (до 98,5%) при использовании в конструкции провода Z-образных проволок позволяет, с одной стороны, уменьшить нагрузку от климатических воздействий, а с другой – сократить потери. Провода данного типа применяются в Европе уже несколько десятилетий, но в России только начинается их внедрение (например, использование провода AACSRZ при строительстве подстанции 110 кВ «Вишневая», Сочи, 2010 год).

5 Провода GZTACSR и GTACSR Несколько вариантов проводов производства Lamifil предлагается для использования при повышенных температурах. В их конструкции используются различные сплавы алюминия с цирконием (спецификации МЭК 62004) для повышения рабочей температуры провода до 230ºС или 310ºС при пиковой нагрузке. Это решение было разработано для сохранения провиса в пределах допустимых границ при повышенной рабочей температуре провода и позволяет значительно увеличить пропускную способность линии. В конструкции проводов GZTACSR и GTACSR используется несколько слоев трапециевидных термостойких проволок с высоким заполнением, расположенных вокруг высокопрочного стального сердечника. Чтобы обеспечить свободу движения внешних проволок, вокруг сердечника оставлен зазор. Данный зазор, заполненный термостойкой смазкой, — неотъемлемая часть провода, которая обеспечивает ему особые характеристики. Провода с зазором являются отличным решением для улучшения технических характеристик ВЛ без значительных изменений в опорах и конструкции линии. Термостойкие усиленные провода с зазором за счет своей высокой прочности обеспечивают значительное сокращение теплового провиса при различных условиях нагрузки и благодаря своей термостойкости позволяют существенно увеличить пропускную способность на существующих линиях. Провод АААС UHC В конструкции провода AAAC UHC могут использоваться проволоки различных форм (круглые, трапециевидные, Z-образные) из специального сплава повышенной проводимости (спецификация МЭК 60121). Благодаря уникальным качествам этого материала провод AAAC UHC более эффективен в использовании по сравнению с другими проводами: провод с повышенной проводимостью уменьшает потери линии до 9% по сравнению со стандартными алюминиевыми проводами аналогичного размера и веса (результаты натурных испытаний), что, в конечном счете, приводит к сокращению энергозатрат и выбросов в атмосферу; замена существующих стале-алюминиевых проводов на AAAC UHC позволяет увеличить пропускную способность до 35% и сократить расходы на реконструкцию магистральных и распределительных сетей.

6 Обледенение проводов воздушных линий характерно для южного региона в осенне-зимний период, что зачастую приводит к возникновению нештатных ситуаций — провода под тяжестью льда нередко рвутся. Раньше в Краснодарском крае для плавки гололеда применялись нерегулируемые выпрямители. В новом устройстве применен тиристорный управляемый выпрямитель, который оперативно регулирует ток плавки гололеда, не допуская перегрева проводов и грозотросов. Новые управляемые устройства ускоряют процесс плавки и не требуют повышения мощности установленного трансформаторного оборудования. Контролировать работу установок можно будет в режиме реального времени из Центра управления сетями. Линии электропередачи в гололедных районах будут для этого оборудованы датчиками гололедообразования, которые будут передавать в центр нужную информацию. Управляемый выпрямитель — это отечественная разработка ФГУП «Всероссийский электротехнический институт», он изготовлен ОАО «Электровыпрямитель» (город Саранск). Сейчас «ФСК ЕЭС» разрабатывает проект «Гололедно-ветровые воздействия», которым предусмотрена замена существующих устройств плавки гололеда на системы с управляемыми устройствами во всех гололед о опасных районах России.

7 Охранная зона воздушных линий электропередачи и воздушных линий связи 1. Зона вдоль ВЛ в виде земельного участка и воздушного пространства, ограниченных вертикальными воображаемыми плоскостями, расположенными по обе стороны линии от крайних проводов при не отклоненном их положении на расстоянии, м: для ВЛ напряжением до 1 кВ и ВЛС для ВЛ 1, 3, 6, 10, 20 кВ для ВЛ 35 кВ для ВЛ 110 кВ для ВЛ 154, 220 кВ для ВЛ 330, 400, 500 кВ переменного тока и 800 кВ постоянного тока для ВЛ 750 кВ Зона вдоль переходов ВЛ через водоемы (реки, каналы, озера и др.) в виде воздушного пространства над водной поверхностью водоемов, ограниченного вертикальными воображаемыми плоскостями, расположенными по обе стороны линии от крайних проводов при неотклоненном их положении для судоходных водоемов на расстоянии 100 м, для несудоходных — на расстоянии, предусмотренном для установления охранных зон вдоль воздушных линий, проходящих по суше.

БОРЬБА С ОБЛЕДЕНЕНИЕМ ПРОВОДОВ НА ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

Транскрипт

1 УДК И.Н. ПАСКАРЬ, старший преподаватель каф. ЭГиПП (КузГТУ) А. А. ЧЕРНОСЛИВ, студент ИЭ, гр. ЭЭб-141(КузГТУ) О. Н. СКВОРЦОВ, студент ИЭ, гр. ЭЭб-141(КузГТУ) г. Кемерово БОРЬБА С ОБЛЕДЕНЕНИЕМ ПРОВОДОВ НА ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ В настоящее время для передачи энергии на большие расстояния применяют воздушные линии электропередачи (ЛЭП). Одним из основных элементов ЛЭП являются провода. В регионах с высокой влажностью и низкими температурами зимой, стоит проблема борьбы с обледенением проводов ЛЭП. Наличие гололеда обуславливает дополнительные механические нагрузки на все элементы воздушных линий. Во всем мире разными организациями активно ведется исследование и разработка экономически выгодных, менее затратных и эффективных способов для борьбы с обледенением ЛЭП. Высокая влажность, ветры и резкие перепады температуры воздуха способствуют образования наледи на проводах воздушных линий (ВЛ). Толщина наледи может достигать мм, во много раз утяжеляя провода (рис. 1). Это приводит к тому, что провода обрываются и ломаются металлические опоры (рис. 2). Рис. 1. Обледенение проводов Рис. 2. Последствие обледенения проводов Такие аварии приносят большой экономический ущерб. На ликвидацию этих аварии уходит большое количество дней, и затрачиваются огромные средства. Среднее время устранения проблем превышает среднее время ликвидации аварий, вызванных другими причинами, в 10 и более раз. В результате сетевые энергокомпании и потребители несут крупные убытки. Восстановление оборванных проводов дорогостоящий и трудоемкий процесс. Поэтому борьба с обледенением ЛЭП является серьезной проблемой.

2 Допустимая толщина стенки льда линий зависит от гололедного района. В таблицах 1 и 2 приведены нормативные значения толщины стенки для различных гололедных районов России. Таблица 1 Нормативная толщина стенки гололеда, мм, для высоты 10 м над поверхностью земли Гололедный район Толщина стенки гололеда, мм Не менее Не менее 20 Таблица 2 Гололедные районы некоторых городов России Город Гололедный Город Гололедный район район Москва 1 Краснодар 4 Санкт-Петербург 1 Магадан 5 Екатеринбург 2 Кемерово 2 Несмотря на многолетние усилия энергетиков и ученых, гололедные аварии в электрических сетях многих энергосистем по-прежнему вызывают наиболее тяжелые последствия и периодически дезорганизуют электроснабжение регионов страны. Борьба с обледенением проводов ЛЭП осуществляется 4 современными методами: 1 механический; 2 электротермический; 3 физико-химический; 4 электромеханический. 1) Механический способ Механический способ заключается в применении специальных приспособлений, обеспечивающих сбивание льда с проводов. Самый простой способ механического удаления гололеда сбивание, которое производится при помощи длинных шестов. Обивка осуществляется боковыми ударами, вызывающие волнообразное колебание провода (рис. 3). Но этот способ требует доступа к ЛЭП, что нарушает нормальную работу участка. К тому же механическое воздействие не препятствует обледенению, а устраняет его. Удаление гололеда с проводов шестами практически неосуществимо без большого количества рабочих. Этот метод требует много времени и применяется только на коротких участках линий, из-за чего в большинстве случаев признается нецелесообразным. Поэтому в настоящее время наиболее распространенным способом борьбы с гололедом на проводах ЛЭП является плавка гололеда переменным или постоянным током большой величины (в зависимости от сечения провода) в течение длительного периода времени (время плавки достигает 100 минут). При

Смотрите так же:  Электрические схемы сандеро

3 этом расходуется значительное количество энергии и требуется отключение линии от потребителей на длительный срок. Рис. 3. Сбивание льда с проводов 2) Электротермический способ Электротермический способы удаления льда заключаются в нагреве проводов электрическим током, обеспечивающим предотвращение образования льда профилактический подогрев или его плавку. Профилактический подогрев проводов заключается в искусственном повышении тока в сети ЛЭП до такой величины, при которой провода нагреваются до температуры выше 0 С. При такой температуре гололед на проводах не откладывается. Профилактический подогрев необходимо начинать до образования гололеда. При этом способе следует применять такие схемы питания, которые не требуют отключения потребителей. Плавка гололеда на проводах осуществляется при уже образовавшемся гололеде путем искусственного повышения тока сети ЛЭП. Провода нагревают постоянным или переменным током частотой 50 Гц до температуры С. Сделать это проще, замкнув накоротко два провода, при этом от сети приходится отключать всех потребителей. Плавка гололеда переменным током применяется только на линиях с напряжением ниже 220 кв с проводами сечением меньше, чем 240 мм 2. Для ВЛ напряжением 220 кв и выше с проводами сечений 240 мм 2 и более плавка гололеда переменным током требует значительно больших мощностей источника питания. Преимущество этого метода это то, что он снижает энергозатраты. Однако к недостаткам такого метода можно отнести следующее: необходимость постоянного подогрева проводов для предотвращения гололедообразования, высокая стоимость источников высокочастотного тока необходимой мощности. 3) Электромеханический способ Электромеханические способы удаления льда с проводов линий электропередач образуют класс новых способов и устройств борьбы с

4 гололедом на ЛЭП. Удаление гололеда предлагается производить не с помощью термического воздействия от протекающего по проводам тока, а с помощью электромеханического воздействия на лед. Принцип работы устройств — следующий. По проводам линии пропускают импульсы тока определенной частоты и формы. При протекании тока по проводам возникает сила Ампера, под действием которой происходят механические колебания, которые предупреждают образование обледенения и разрушают корку льда. В результате, так как применяется не термическое, а механическое воздействие, прогнозируется существенное снижение времени и энергии, требуемых на очистку. Электромеханический способ, предотвращающий образование льда на проводах линий электропередачи в штатном режиме их работы без необходимости отключения на обслуживание, реализуется известным электромеханическим устройством. Устройство содержит упруго связанный с проводом ударный элемент, представляющий собой надетую на провод прямоугольную рамку, две противоположные стороны, которой выполнены в виде пластинчатых постоянных магнитов, намагниченных аксиально и обращенных друг к другу разноименными полюсами и свободно охватывающих провод с возможностью относительных смещений. Две другие стороны прямоугольной рамки выполнены в виде соединяющих магниты пластин из неферромагнитного материала, в частности дюралюминия, и прикреплены к магнитам с помощью винтов, ввернутых в заармированные в магниты резьбовые втулки. При этом каждая из пластин с обращенной к магнитам стороны в своей центральной части снабжена выступающим цилиндрическим бойком и свободно надетой на него втулкой из упругого эластичного материала, введенной в контакт своим наружным торцом с поверхностью провода. Работа данного устройства осуществляется следующим образом. Постоянные магниты вплотную прижаты к проводу, и в рабочем зазоре между полюсами, равном диаметру провода, создается постоянное магнитное поле. При протекании по проводу переменного тока возникает знакопеременная электромагнитная сила взаимодействия провода и магнитного поля постоянных магнитов, вызывающая смещения ударного элемента относительно провода, то есть происходят колебания ударного элемента относительно провода. Ударный элемент автоматически и непрерывно работает в вибрационном режиме, что придает электромеханическим воздействиям на провод вибрационный характер и обеспечивает непрерывность процесса удаления с проводов капель воды на ранней стадии до ледообразования. Достоинством предлагаемого устройства является способность работать в двух режимах: в вибрационном и в ударно-встряхивающем, что расширяет его функциональные возможности. В профилактическом режиме устройство работает непрерывно за счет взаимодействия с переменным током, протекающим по проводам ЛЭП в штатном режиме их работы, без необходимости отключения на обслуживание, что придает

5 электромеханическим взаимодействиям устройств с проводом ЛЭП вибрационный характер и обеспечивает непрерывность процесса удаления с проводов капель воды на ранней стадии до ледообразования. Таким образом, в профилактическом режиме работы линии электропередачи ликвидируются причины обледенения проводов, а не его последствия, что избавляет от необходимости отключения на обслуживание, снижает требуемые затраты ресурсов и энергии. Подчеркнём: в профилактическом режиме устройство позволяет не допускать появления гололёда на проводах, а не начинать с ним бороться после того, как ледяная «шуба» их окутает. экстремальном режиме электромеханическому взаимодействию устройства с проводом линии электропередачи придается ударно-встряхивающий характер за счет периодического пропускания по проводам пролета линии электропередачи импульсов постоянного тока от специального источника электропитания, создавая механические ударные воздействия на провод с периодическим его встряхиванием и вызывая этим разрушение и стряхивание налипшего на провод льда. В диапазоне частот 1,5-8 Гц устройство способно возбуждать колебания провода с амплитудой до 33 см и ускорением от 0,5 до 14 g. Ожидается, что устройство будет эффективно разрушать и сбрасывать с провода или троса гололед значительных размеров. Для этого при возникновении опасности обрыва проводов ЛЭП из-за их обледенения отключают высоковольтное переменное напряжение. После чего к двум проводам ЛЭП подключают импульсный источник постоянного электрического тока 2, вырабатывающий ток величиной, достаточной для ударного встряхивания проводов и удаления обледенения. Использование механических колебаний для разрушения льда, а не нагрева, как это делается в настоящее время, позволит существенно уменьшить время, необходимое для очистки линии ото льда, и энергию, затрачиваемую на очистку. 4) Физико-химический метод Этот метод заключается в нанесении на провода растворов специальных веществ, которые замерзают при температурах значительно более низких, чем вода. Метод предполагает получение покрытий с низкой адгезией к водным средам, снегу и льду. Одним из наиболее перспективных методов снижения адгезии является создание супергидрофобных покрытий (рис. 4).

6 Рис. 4. Испытание супергидрофобного покрытия Физико-химический способ в отличие от других предотвращает появления обледенения проводов. Полученные результаты позволяют говорить о новом физико-химическом методе в борьбе с обледенением проводов ЛЭП, эффективность которого существенно превышает возможности традиционных методов. Также этот метод не требует каких либо больших экономических затрат. Поэтому он является более перспективным. Единственным недостатком физико-химического метода является то, что срок действия таких жидкостей недолог, а регулярно наносить их на сотни и тысячи километров проводов нереально. 5) Метод будущего Такое название методу дали мы. Метод заключается в том, чтобы не изобретать никаких второстепенных приборов для очистки проводов ото льда, а создать новые высокотехнологичные провода. Эти провода должны выполнять следующие требования: — увеличить пропускную способность существующих линии; — снизить механические нагрузки, прикладываемые к опорам ЛЭП, из-за пляски проводов; — повышение коррозионной стойкости проводов и тросов; — снижение риска обрыва провода при частичном повреждении нескольких внешних проволок из-за внешних воздействий, в том числе в результате удара молнии; — улучшение механических свойств проводов при налипании снега или образовании льда Для этого, внешние слои провода нужно выполнять из таких проводников, которые будут плотно прилегать друг к другу. Таким образом, за счет более плотной скрутки проводников и более гладкой внешней поверхности возможно использование более тонких и более легких проводов. Это, в свою очередь приводит к снижению электрических потерь в проводах (на %), в том числе потери на

Похожие статьи:

  • Отличие провода пунп от ввг Чем отличается ВВГ от ПУНП? Чем отличается ВВГ от ПУНП? Вроде сечение одинаковое, изоляция двойная. Можно ли проводку делать ПУНПом, если она заштукатуривается? Сырьём для ПВХ, методикой испытаний. Этот кабель выпускается по ГОСТ, а […]
  • Как соединить провода интернета обжать Как обжать витую пару В сегодняшней статье я расскажу о том, как правильно обжать сетевой кабель “витая пара” и какие инструменты и аксессуары для этого понадобятся. Конечно, до сих пор встречаются умельцы, которые могут это сделать с […]
  • Заземление гру Заземление гру п. 2.2.19 ПБ 12-529-03: 2.2.19. Надземные газопроводы при пересечении высоковольтных линий электропередачи, должны иметь защитные устройства, предотвращающее падение на газопровод электропроводов в случае их обрыва. […]
  • Обрыв телефонного кабеля куда звонить Не работает стационарный телефон Ростелеком, что делать? Городской телефон, хоть давно и пережил себя, но все равно остается на дежурстве у многих абонентов. А вот проблемы, связанные с отсутствием связи или качеством работы городской […]
  • Можно ли подключить узо без заземления Подключение УЗО без заземления Специальные устройства защитного отключения (УЗО) рекомендуют устанавливать там, где существует высокая вероятность поражения током. Задачей устройства является оперативное отключение всего электрического […]
  • Заземление этажного щита Этажный щиток. Заземление. дом 9-ти этажный, 7-ми подъездный, 87 года выпуска (сделан из блок-комнат). 2 ввода. от ТП идет два кабеля 4-х жильного. щитки на этажах на 4-ре квартиры. к этажным щиткам идет 4 кабеля: 3 фазы, ноль. в этижном […]