Эксплуатация воздушных линий электропередачи — Борьба с гололедом
Гололедно-изморозевые отложения на проводах и тросах ВЛ происходят при температуре воздуха около -5°С и скорости ветра 5. 10 м/с. Полная масса гололедно-изморосевых отложений приводится к форме полого цилиндра льда с толщиной стенки, равной b (рис. 4).
Рис. 4. Идеализированное представление гололеда на проводах
По толщине стенки гололеда при повторяемости 1 раз в 25 лет территория страны делится на 8 районов:
I район b=10 мм;
II район b=15 мм;
III район b=20 мм;
IV район b=25 мм;
V район b=30 мм;
VI район b=35 мм;
VII район b=40 мм;
особый b>45 мм.
Карты районирования страны приводятся в [Правила устройства электроустановок: 7-е изд.-СПб.: ДЕАН, 2004].
Гололед обуславливает дополнительные механические нагрузки на все элементы ВЛ. При значительных гололедных отложениях возможны обрывы проводов, тросов, разрушения арматуры, изоляторов и даже опор ВЛ. Гололед может откладываться по фазным проводам достаточно неравномерно. Стрелы провеса проводов с гололедом и без гололеда могут отличаться на несколько метров. Такая разрегулировка 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.
На небольших участках ВЛ производится, как правило, механическое удаление гололеда. Для этой цели используются шесты, веревки и другие подручные средства. При механическом удалении гололеда без отключения ВЛ должны использоваться шесты из бакелита, стеклопластика и другого изоляционного материала.
Основным методом борьбы с гололедом при эксплуатации протяженных ВЛ является его плавка за счет нагревания проводов протекающим по ним током. Существует достаточно большое количество схем плавки гололеда, определяемых схемой электрической сети, нагрузкой потребителей, возможностью отключения линий и другими факторами.
Схема плавки гололеда переменным током искусственного короткого замыкания показана на рис. 5,а.
Рис. 5. Принципиальные схемы плавки гололеда переменным (а) и выпрямленным (б) током
ВЛ одним концом подключается к источнику питания, которым, как правило, служат шины 6 — 10 кВ подстанций или отдельный трансформатор, провода на другом конце ВЛ замыкаются. Напряжение и мощность источника выбираются таким образом, чтобы обеспечить протекание по проводам ВЛ тока в 1,5. 2 раза превышающего длительно допустимый ток. Такое превышение допустимого длительного тока оправдано кратковременностью процесса плавки (~1 ч), а также более интенсивным охлаждением провода в зимний период. Следует помнить, что допустимые длительные токи приводятся в справочной литературе для температуры воздуха 25°С.
Ориентировочные величины токов при различной продолжительности плавки гололеда переменным током приведены а табл. 3, в последнем столбце которой указан ток, предупреждающий образование гололеда на проводах.
Для ВЛ напряжением 220 кВ и выше с проводами сечений 240 мм и более плавка гололеда переменным током требует очень больших мощностей источника питания (десятки MB*А). Для параметров проводов ВЛ такого класса справедливо соотношение R « X . Полная мощность источника увеличивается за счет большой и бесполезной для плавки гололеда реактивной нагрузки. На таких ВЛ плавка гололеда осуществляется выпрямленным током.
Ток плавки, А, при продолжительности, мин
МЕРОПРИЯТИЯ ПО БОРЬБЕ С ГОЛОЛЕДОМ НА ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»
В статье рассматривается проблематика борьбы с гололедом, образующимся на проводах линий электропередачи и описаны основные мероприятия по борьбе с гололедообразованием. Детально изучены и проанализированы пассивные и активные методы борьбы с гололедом, а также изучены способы механической очистки проводов и тросов от гололеда.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Иванова И.Х.
Гололед и система измерения его нагрузки на провода воздушных линий электропередачи в Белорецком районе
Методы раннего предупреждения и борьбы с гололедными отложениями на проводах ЛЭП
Современные методы обнаружения гололеда на проводах воздушных линий электропередачи часть 1. Методы прогнозирования и взвешивания проводов
ОСОБЕННОСТИ БОРЬБЫ С ГОЛОЛЕДОМ В ЗАКОЛЬЦОВАННЫХ СЕТЯХ 10 КВ НА ПРИМЕРЕ ЕЙСКОГО РЭС ПАО «КУБАНЬЭНЕРГО»
Локационное обнаружение гололеда на воздушных линиях электропередачи. Часть 1. Способы обнаружения гололеда
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Текст научной работы на тему «МЕРОПРИЯТИЯ ПО БОРЬБЕ С ГОЛОЛЕДОМ НА ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ»
Вестник магистратуры. 2018. № 12-4(87)
Т Е Х Н И Ч Е С К И Е
МЕРОПРИЯТИЯ ПО БОРЬБЕ С ГОЛОЛЕДОМ НА ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ
В статье рассматривается проблематика борьбы с гололедом, образующимся на проводах линий электропередачи и описаны основные мероприятия по борьбе с гололедообразованием. Детально изучены и проанализированы пассивные и активные методы борьбы с гололедом, а также изучены способы механической очистки проводов и тросов от гололеда.
Ключевые слова: обледенение проводов, противогололедные методы, активные методы, пассивные методы, плавка электрическим током, профилактический нагрев проводов, механическое удаление.
Проблема борьбы с обледенением проводов линий электропередач общеизвестна и особенно актуальна в регионах с высокой влажностью и низкими температурами, так как высокая влажность, ветры, резкие перепады температуры воздуха способствуют интенсивному ледообразованию на проводах воздушных линий с соответствующими нежелательными последствиями в виде обрывов проводов, тросов, разрушения арматуры, изоляторов и даже опор воздушных линий, что приводит к значительным экономическим убыткам.
Выделяют следующие мероприятия по борьбе с гололедом на линиях электропередач:
1) Пассивные методы. Они включают те противогололедные меры, способствующие уменьшению размеров гололедных отложений и прочности их сцепления с тросами и проводами;
2) Активными методами борьбы с гололедом является удаление его с проводов и тросов путем плавки электрическим током, профилактический нагрев проводов (увеличением тока нагрузки) до температур, при которой образование гололеда на проводах не происходит, а также механическое удаление.
В качестве примера применения пассивных мер и методов можно отнести:
1. установку на воздушной линии ограничителей закручивания проводов, применяемых для уменьшения налипания мокрого снега, а также для образования на проводах односторонних гололедных гребешков;
© Иванова И.Х., 2018.
Научный руководитель: Валиуллина Дилия Мансуровна — кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВО «КГЭУ», Россия.
Вестник магистратуры. 2018. № 12-4(87)
2. применение закрепляемых на проводах колец или спиралей, наличие которых способствует сбросу мокрого снега при его скольжении по наружному повиву провода,
3. использование различных проводов повышенной прочности.
Ограничители кручения проводов в совокупности с применением закрепляемых на проводах колец или спиралей позволяют снизить размеры и массу наледи, а также приводят к ускоренному сбросу отложений в форме мокрого снега, гололеда или изморози.
К активным мерам по борьбе с гололедом относят:
1. удаление его с проводов и тросов путем плавки электрическим током;
2. профилактический нагрев проводов (увеличением тока нагрузки) до температур, при которой образование гололеда на проводах не происходит;
3. механическое удаление.
Применяется несколько способов плавки гололеда на воздушной линии: током короткого замыкания, постоянным током от специального источника, током нагрузки.
Для механической очистки проводов и тросов от гололеда могут быть применены следующие способы:
— сбивание гололеда деревянными и стеклопластиковыми шестами;
— срезание гололеда металлическим крюком, протаскиваемым по проводу с помощью двух шестов;
— срезание гололеда металлическим тросиком, перекинутым через провод или трос, концы которого тянут два человека, идущие вдоль воздушной линии;
— очистка гололеда с помощью деревянной рогатки, которая накидывается на провод или трос и протаскивается вдоль очищаемого пролета с помощью верейки.
Для очистки гололеда на ВЛ, которая находится под напряжением используются шесты и канаты из изоляционного материала.
Проанализировав и сравнив существующие методы можно сказать, что широкое распространение по всему миру получили методы плавки гололеда электрическим током, так как их следует отнести к наиболее эффективным инженерным подходам, в большинстве случаев сводящим к минимуму возможные катастрофические последствия интенсивных гололедных штормов.
1. Способ удаления гололеда с проводов контактных сетей и линий электропередач / В.М. Козин, В.А. Соловьев, С.И. Сухоруков, Д.А. Орлов // Прикладные задачи механики деформируемого твердого тела и прогрессивные технологии в машиностроении: сборник статей. Вып. 4. Комсомольск-на Амуре: ИМиМ ДВО РАН, 2013. 126-137 с.;
2. ПУЭ. Изд. 7-е. — М.: ЭНАС, 2010;
3. http://forca.ru/instrukcii-po-ekspluatacii/vl/ekspluataciva-vozdushnvh-linii-elektroperedachi 4.html (дата обращения 22.11.2018);
ИВАНОВА ИЛЬВИНА ХАМИТОВНА — магистрант, ФГБОУ ВО «КГЭУ», Россия.
Монтаж и эксплуатация электрических сетей
Монтаж и эксплуатация воздушных линий электропередачи
Защита воздушных линий электропередачи от гололёда
Защита воздушных линий от гололёда
В зимний период на проводах, опорах и других элементах ВЛ может наблюдаться гололёд, изморозь, отложения мокрого снега и т.п. образования. Гололёдно-изморозевые отложения представляют опасность для нормальной эксплуатации электрических сетей и часто приводят к повреждению опор, линейной арматуры и изоляции, а также обрывам проводов линий электропередачи, вследствие воздействия повышенных механических нагрузок на эти элементы. Кроме этого при прохождении трассы линии через лесные массивы, повреждения могут происходить в результате падения деревьев на провода ВЛ, из-за налипания больших объёмов снега на их ветках и стволах.
Рисунок. Гололедные отложения на воздушных линиях электропередачи
При наличии относительно небольших гололедных отложений в сочетании с порывистым ветром могут возникать различные виды колебаний проводов ВЛ: пляска проводов при одностороннем отложении гололеда либо вибрация при цилиндрической форме гололёдных образований.
Пляска проводов приводит к их схлестыванию и иногда пережиганию электрической дугой, а так же к схлестыванию проводов с тросом. При пляске возникают значительные динамические усилия в линейной арматуре и в траверсах опор, наблюдаются повреждения проводов, линейной арматуры, изоляторов и самих опор. Вибрация проводов при продолжительном действии приводит к усталостному разрушению проводов, арматуры, изоляторов и некоторых элементов опор.
Ваш браузер не поддерживает HTML5 видео
Аварии при гололедно-ветровых нагрузках парализуют систему энергоснабжения потребителей на значительных территориях и требуют от эксплуатационно-ремонтного персонала предприятий электрических сетей значительных усилий по их устранению.
Рисунок. Устранение аварии на ВЛ, вызванной гололёдными отложениями
Для предотвращения гололёдных аварий применяют следующие мероприятия.
-
Усиление ВЛ, за счет применения дополнительных опор либо более прочных элементов (опор, проводов). При проектировании ВЛ определение расчетных условий по гололеду производится на основании соответствующих карт климатического районирования территории. Если трасса ВЛ проходит в зоне где ожидаются гололедные отложения с большой толщиной стенок, то опоры и другие элементы линии электропередачи рассчитываются на повышенную нагрузку.
Рисунок. Карта районирования территории РФ по толщине стенки гололёда
а | б |
Рисунок. Ограничитель гололёдообразования: а – типа ОГК; б – типа ГВКУ.
а | б |
Рисунок. Гасители пляски проводов: а — типа ГПС; б – типа ГПР.
а | б |
Рисунок. Гасители вибрации проводов: а — типа ГВ; б – спирального типа.
Рисунок. Провод с кольцами, препятствующими скольжению снега
Удаление гололеда с провода может производиться как на отключенной ВЛ, так и на ВЛ, находящейся под напряжением. В последнем случае используются шесты и канаты из изоляционного материала.
Рисунок. Удаление гололёда путём сбивания шестом
Ваш браузер не поддерживает HTML5 видео
- ТКП 641-2019 (33240) Линии электропередачи воздушные. Ветровые воздействия, гололедные нагрузки и ветровые воздействия при гололеде. [Скачать]
- РД 34.20.510 Методические указания по применению сигнализаторов гололёда и прогнозированию гололёдоопасной обстановки. [Скачать]
- РД 34.20.511 Методические указания по плавке гололёда постоянным током. Часть 2. [Скачать]
- РД 34.20.512 Руководящие указания по плавке гололеда на ВЛ напряжением до 20 кВ, проходящих в сельской местности. [Скачать]
- РД 34.20.568 Методические указания по применению устройств ограничения налипания мокрого снега на провода ВЛ 10-220 кВ. [Скачать]
Темы лекций
- Монтаж и эксплуатация электрических сетей
- Монтаж и эксплуатация ВЛ
- Монтаж и эксплуатация КЛ
- Монтаж и эксплуатация силовых трансформаторов
- Монтаж электропроводок
- Монтаж шинопроводов на напряжение до 1 кВ
- Охрана труда в электроэнергетике
СПОСОБЫ БОРЬБЫ С ГОЛОЛЕДООБРАЗОВАНИЕМ НА ПРОВОДАХ ВЛ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»
Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Стрелецкий Н.Б.
В данной статье рассматриваются особенности борьбы с обледенением , актуальность данной тематики, классические способы, а также новые решения проблем, связанных с обледенением в низкотемпературных странах.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Стрелецкий Н.Б.
Гололед и система измерения его нагрузки на провода воздушных линий электропередачи в Белорецком районе
Анализ методов плавки гололеда на воздушных линиях электропередачи в условиях Южного региона
Алгоритм поиска оптимальных параметров термоэлектроволокна для защиты высоковольтных проводов воздушных линий электропередач от обледенения
Методы раннего предупреждения и борьбы с гололедными отложениями на проводах ЛЭП
ПРОБЛЕМА БОРЬБЫ С ГОЛОЛЕДОБОРАЗОВАНИЕМ НА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЯХ ПЕРЕДАЧ
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Текст научной работы на тему «СПОСОБЫ БОРЬБЫ С ГОЛОЛЕДООБРАЗОВАНИЕМ НА ПРОВОДАХ ВЛ»
студент-магистрант Сибирского государственного университета водного транспорта
(Россия, г. Новосибирск)
СПОСОБЫ БОРЬБЫ С ГОЛОЛЕДООБРАЗОВАНИЕМ
Аннотация: в данной статье рассматриваются особенности борьбы с обледенением, актуальность данной тематики, классические способы, а также новые решения проблем, связанных с обледенением в низкотемпературных странах.
Ключевые слова: обледенение, ЛЭП, борьба, механический способ, электротермический.
Обледенение — опасное явление, которое приводит к ухудшению таких характеристик, как прочность, долговечность и безопасность ЛЭП. При обледенении проводов ЛЭП увеличивается их лобовое сопротивление ветру, что может привести к разрушению конструкций ЛЭП.
Борьба с обледенением является актуальной задачей во многих отраслях промышленности. Нередко большое внимание уделяется и уменьшению толщины образующегося гололеда на проводах ВЛ.
Обледенение поверхностей возникает в результате замерзания переохлажденных капель дождя или мокрого снега при резком переходе температуры окружающего воздуха от положительной к отрицательной. Самый надежный способ борьбы с гололедом — зачехление, то есть использование специального материала, который защитит конструкцию от намерзания переохлажденного дождя и мокрого снега. Однако такой способ борьбы можно применять не во всех случаях из-за особенности защищаемых конструкций, кроме того при использовании такого вида борьбы с гололедом чехол может примерзнуть к
конструкции, которую защищает что в свою очередь может привести к полному разрушению защищаемого объекта.
Основными методами борьбы с гололедообразованием на проводах ВЛ являются: механические, электротермических, электромеханические и физико-химические методы.
Механический способ борьбы с гололедом заключаются в использовании специальных устройств для удаления гололедных образований с проводов ВЛ посредством приложения механической силы. Одним из самых простых способов механического удаления гололедных образований является сбивание, которое производится с помощью длинных
шестов с земли или вышек, установленных на специальных механизмах и/или транспортных средствах. К недостаткам механического способа можно отнести значительные трудозатраты, большая длительность проводимых работ, невозможность применения в труднодоступных местах.
Электротермический способ заключаются в повышении температуры проводов ВЛ электрическим током. Можно выделить два основных метода: профилактический подогрев проводов ВЛ и плавка гололедных образований на провода ВЛ.
Профилактический подогрев заключается в искусственном повышении тока проводов ВЛ, который разогревает провода ВЛ до температуры выше 0°С. При применении данного метода, как правило, используются схемы, которые не требуют отключения потребителей.
Плавка гололеда на проводах и тросах ВЛ выполняется при уже образовавшемся гололеде путем искусственного повышения тока проводов ВЛ до такой величины, при которой выделяемой проводами теплоты достаточно для расплавления гололеда [1].
Плавка гололеда — наиболее распространенный метод борьбы с гололедом на проводах ВЛ. Удаление гололеда осуществляется посредством нагрева проводов ВЛ постоянным или переменным током (частотой 50 Гц) до температуры 100-130 °С.
Физико-химический метод борьбы с обледенением заключается в нанесении на
провода растворов специальных веществ, которые замерзают при температурах
значительно более низких, чем вода.
Электромеханический способ удаления льда заключается в следующем: по проводам линии пропускают импульс тока определенной частоты и формы, в процессе протекания этого тока по проводам возникает сила Ампера, вызывающая механические колебания проводов. Колебания 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 [2].
В настоящей работе приводятся электротермические способы борьбы с гололедом. Основное внимание сосредоточено на способе плавки гололеда с помощью трехфазных тиристорных мостов.
Способы удаления льда с проводов линий элетропередач / Никитин И.Э., Абдрахманов Н.Х., Никитин С.А. // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2015. №3. С. 794 — 823.
Герасимова В.Г. Производство, передача и распределение электрической энергии // Под общ. ред. профессоров МЭИ (гл. ред. А.И. Попов). Электротехнический справочник в 4-х т. 9-е изд., стер. М.: Изд-во МЭИ, 2004, Т. 3. 964 с.