Устройство для предотвращения гололеда на тросах воздушных линий электропередачи

Устройство для предотвращения образования гололеда на тросах воздушных линий содержит участок грозозащитного троса, разделенный вдоль на изолированную и неизолированную группы проволок. Две группы проволок на одном конце участка грозозащитного троса последовательно соединены между собой, а на другом конце участка грозозащитного троса между изолированной и неизолированной группами проволок подключен независимый источник напряжения. В неизолированную группу проволок введены проволоки с меньшим удельным сопротивлением, что устраняет влияние сопротивления заземлителей опор на процессы плавки или предотвращения гололеда на грозозащитных тросах.

Область техники

Полезная модель относится к области электротехники, в частности, к устройствам, препятствующим образованию гололеда на проводах и тросах воздушных линий (ВЛ) электропередачи.

Уровень техники

Известно, что отложение гололеда на проводах и грозозащитных тросах воздушных линий приводят к обрыву проводов и тросов, коротким замыканиям и даже падениям опор.

Так, например, за 1973-1984 годы в Ставропольэнерго [1] произошло большое число повреждений опор, тросов и проводов:

Это существенно осложняет питание электроэнергией потребителей (особенно не имеющих резервного электропитания) и приводит к чрезвычайным обстоятельствам в жизни обесточенных жилых районов.

Плавка гололеда на грозозащитных тросах воздушных линий представляет более сложную задачу по сравнению с плавкой на проводах из-за имеющегося заземления троса через заземлители опор. Во время плавки гололеда происходит резкое изменение сопротивления заземлителей по разному у разных опор, что приводит к повышению вероятности пережога троса и к необходимости отказа от плавки гололеда на тросе [1].

Имеющиеся технические решения (например [2]) связаны с плавкой уже образовавшегося гололеда на грозозащитных тросах.

До настоящего времени отсутствовали попытки устранения влияния сопротивления заземлителей опор, которые затрудняют как плавку гололеда, так и предотвращение его осаждения на тросе.

Сущность полезной модели

Целью предлагаемой полезной модели является предотвращение начала осаждения и дальнейшего накопления льда на грозозащитных тросах.

Указанная цель достигается тем, что, изолируя одну группу стальных проволок троса, и введя в другую неизолированную группу стальных проволок проволоки с меньшим удельным сопротивлением, например, алюминиевые, устраняется влияние сопротивления заземлителей опор на процессы плавки или предотвращения гололеда на грозозащитных тросах.

Сущность полезной модели состоит в том, что устройство для предотвращения гололеда на тросах воздушных линий электропередачи содержит участок грозозащитного троса и независимый источник напряжения, участок грозозащитного троса разделен вдоль на две группы проволок: изолированную и неизолированную группы проволок, которые на одном конце участка грозозащитного троса последовательно соединены между собой, а на другом конце участка грозозащитного троса между изолированной и неизолированной группами проволок подключен независимый источник напряжения, а в неизолированную группу проволок введены проволоки с меньшим удельным сопротивлением.

Осуществление полезной модели

Сущность заявляемой полезной модели поясняется с помощью фиг.1 на примере троса С35, наружный диаметр которого равен 7.6 мм, сечение стальных проволок - 35 мм², число и диаметр проволок (мм) соответственно равны 1×1,6+18×1,5. Согласно данным [3], для предотвращения гололеда у такого троса необходимо выделение мощности 27 кВт на длине 10 км. При такой мощности перепад температуры троса относительно окружающей среды составляет 3.5°С при скорости ветра 5.5 м/с.

Предлагаемое устройство состоит из изолированной группы проволок 1, отделенной изоляционным слоем 2 от неизолированной группы проволок 3, которая последовательно соединена с изолированной группой проволок 1 и параллельно соединена с заземлителями опор 4. Независимый источник напряжения 5 приложен между изолированной группой проволок 1 и неизолированной группой проволок 3. Ток определяется сопротивлением последовательного соединения изолированной группы проволок 1 и неизолированной группы проволок 3, к которой параллельно подключено сопротивление заземлителей опор 4. Последнее может либо полностью закоротить (мокрый грунт) сопротивление неизолированной группы проволок, либо полностью отключится (сухой грунт) от сопротивления неизолированной группы проволок.

Для равномерного нагрева вдоль троса величина сопротивления изолированной группы проволок должна быть на порядок выше, чем сопротивление неизолированной группы проволок. В этом случае изменение тока из-за влияния грунта будет находиться в пределах 10%.

У троса С35 длиной 10 км сопротивление всех стальных проволок составляет 44 Ом. В этом случае сопротивление изолированной группы должно быть не ниже 440 Ом (диаметр такой стальной проволоки составит 2,1 мм). При мощности нагрева 27 кВт величина напряжения составляет 3.4 кВ. Если принять, что максимальная напряженность в изоляции не должна превышать 1 кВ/мм, то при диаметре изолированной группы, равной 2.1 мм величина наружного диаметра изоляционного слоя 2 составит 52 мм, что совершенно неприемлемо для троса.

Введение одной или нескольких алюминиевых проволок в неизолированную группу стальных проволок снижает сопротивление неизолированной группы проволок и, в результате, существенно уменьшает толщину изоляционного слоя. Так, если снизить сопротивление, например, в 4 раза (до 11 Ом во неизолированной группе проволок и 110 Ом в изолированной группе проволок), то толщина изоляционного слоя уменьшится до 2.6 мм. вместо 26 мм в первом случае. В этом случае неизолированная группа проволок состоит из 10 стальных проволок и 3 алюминиевых проволок с диаметром 3 мм, общий диаметр троса составляет 15 мм, а сечение стальных проволок 32 мм ².

Включение независимого источника напряжения 5 производится после прогноза о возможном образовании гололеда.

Независимым источником напряжения может быть высоковольтный трансформатор напряжения.

Источники информации

[1] Дьяков Ф.А., Карабуров B.C., Аренберг В.М. О гололедных нагрузках и борьбе с ними в Ставропольэнерго. ЭНЕРГЕТИКА, 2002, 11, с 16-19.

[2] Балыбердин Л.Л. и др. Индукционная плавка гололеда на грозозащитных тросах воздушных линиях электропередачи. Электрические станции, 2002, 1. с.31-37.

[3] Мамин Ф.Н. О тепловом режиме плавки гололеда на проводах и тросах горных линий электропередачи // Ветровые и гололедные воздействия на конструкции горных ВЛ: Сборник научных трудов / ЭНИН им. Г.М.Кржижановского. М. 1988. с.150-155.

Устройство для предотвращения гололеда на тросах ВЛ электропередачи, содержащее участок грозозащитного троса и независимый источник напряжения, отличающееся тем, что участок грозозащитного троса разделен вдоль на две группы проволок: изолированную группу проволок и неизолированную группу проволок, которые на одном конце участка грозозащитного троса последовательно соединены между собой, а на другом конце участка грозозащитного троса между изолированной и неизолированной группами проволок подключен независимый источник напряжения, причем в неизолированную группу проволок введены проволоки с меньшим удельным сопротивлением.