НОМ вместо 3НОМ, разземление нейтрали ОФКУ, разземление нейтрали ДФКУ.

4. Изложенные в статье вопросы рассматривались применительно к объекту, где они требовали срочного решения – вставке постоянного тока между энергосистемами России и Финляндии, но описание, физическое объяснение и рекомендации по устранению наблюдавшихся неблагоприятных процессов носят общий характер и могут быть использованы для предотвращения подобных процессов и на других объектах.

Список литературы

1.Глинтерник С. Р. Тиристорные преобразователи со стати- ческими устройствами. Л.: Энергоатомиздат, 1988.

2.Крайчик Ю. С. Ограничение высших гармоник тока в линиях, отходящих от преобразовательной подстанции. – Тр. НИИПТ, 1984.

3.Îïûò создания и работы Выборгской выпрямительно-ин- верторной подстанции / Балыбердин Л. Л., Галанов В. И., Ковалев В. Д. и др. – Электрические станции, 2001, ¹ 12.

4.Experience of reconstruction and expansion of Vyborg back-to- back link / Ivakin V. N., Kovalev V. D., Lazarev N. S. a.o. CIGRE, 2002, ¹ 14 – 301.

5.Зихерман М. Х., Левковский А. И. Резонансные процессы в сетях 35 кВ с трансформаторами напряжения. – Электриче- ские станции, 1996, ¹ 5.

6.Комплекс программ “Подстанция” для разработки электрооборудования передач и вставок постоянного тока / Скрыпник А. И., Равлик А. М., Соколов Л. Н., Шульга Р. Н. – Электротехника, 1986, ¹ 12.

7.Кадомская К. П., Челазнов А. А. Всероссийская научнотехническая конференция “Режимы заземления нейтралей сетей 3 – 6 – 10 – 35 кВ”. – Электрические станции, 2000, ¹ 10.

Воздушные линии электропередачи согласно нормам РАО “ЕЭС России” рассчитываются на прочность с учетом воздействия атмосферных нагрузок (гололед, ветер и их сочетание) и температуры воздуха.

На основании гл. 2.5 ПУЭ габариты провод – земля не должны нарушаться с ежегодной надежностью 0,9 при нормативной гололедной нагрузке, частота которой определяется на площадке метеостанции. Опоры ВЛ рассчитываются на воздействие расчетных нагрузок, определяемых умножением нормативных атмосферных нагрузок на коэффициенты перегрузки, условно принятые одинаковыми для всей территории РФ. С учетом фактиче- ских коэффициентов перегрузки в регионах расчетные нагрузки на провода ВЛ, полученные в результате анализа статистических данных измерений на метеостанциях, соответствуют ежегодной надежности от 0,92 до 0,98 и более [1]. Надежность расчетных нагрузок не нормируется.

Сверхрасчетная гололедная нагрузка обычно формируется при атмосферном процессе, действующем одновременно на территории одной – трех энергосистем, парализуя систему электроснабжения потребителей на территории одной – трех административных областей, вследствие массовых обрывов проводов и поломок опор ВЛ. Аварии при гололедно-ветровых нагрузках в основном обусловлены несовершенством методов прогнозирования атмосферных нагрузок. Не учитывается, что на пространственно-распределенные системы

ВЛ воздействуют пространственно-распределен- ные по величине атмосферные нагрузки, значение и частота воздействия которых не соответствуют таковым на площадке метеостанции [2].

Аварии одной – двух ВЛ при гололедных нагрузках обусловлены, как правило, их износом или особенностями орографии местности по трассе ВЛ (в основном на возвышенных участках местности).

Предусмотрена система мероприятий и способов повышения надежности электроснабжения по ВЛ в условиях гололедообразования на действующих линиях электропередачи.

Êчислу мероприятий относится уточнение метода определения гололедно-ветровых нагрузок на территории энергосистемы с учетом воздействия пространственно-распределенных гололедно-вет- ровых нагрузок на пространственно-распределен- ные системы ВЛ и соответствующая реконструкция ВЛ с учетом воздействия бульших величин нагрузок при нормированной ежегодной надежности [3].

Êчислу способов относится предотвращение гололедообразования посредством нагрева провода электрическим током или удаление гололеда на проводах ВЛ методом его плавления посредством нагрева проводов электрическим током.

Когда имеются условия для гололедообразования (отрицательная температура воздуха, туман), на начальной стадии можно предотвратить гололедообразование на проводе ВЛ, увеличивая силу тока до значений, нагревающих провод ВЛ до по-

ложительной температуры (например, до +2°С), чтобы предотвратить замерзание капель воды на проводе ВЛ. В этом случае температура t 2°С должна сохраняться до окончания процесса гололедообразования на проводах ВЛ.

Если на начальной стадии гололедообразования температура провода отрицательная, то образуется односторонний гололед, при котором может возникнуть пляска проводов ВЛ. Для предотвращения пляски проводов целесообразно удалять гололед, создавая силу электрического тока, достаточную для плавления одностороннего гололеда.

При длительном процессе гололедообразования на проводе возле опор ВЛ образуется односторонний гололед. В средней части пролета ВЛ провод закручивается под воздействием момента от веса одностороннего гололеда так, что со временем образуется гололед цилиндрической формы. Чтобы гололед удалить, необходимо нагреть провод ВЛ и расплавить лед массой 1,1dbl0 (d – диаметр провода, см; b – толщина стенки расплавляемого слоя гололеда, см, на длине l0, см; – плотность гололеда, г/см3).

Âкаждом из перечисленных вариантов предотвращения гололедообразования или удаления гололеда существенно различны условия теплового баланса, которые должны быть отражены в соответствующих уравнениях.

Âкаждом варианте имеется стадия нагрева провода (до +2°С – для предотвращения гололедообразования, 0°С – для начала плавки гололеда).

Баланс энергии при нагреве провода в режиме предотвращения гололедообразования на проводе ВЛ. В последующих уравнениях и для

баланса энергии и мощности принято, что в условиях гололедообразования при тумане днем и но- чью поглощение лучистой энергии из окружающей среды равно нулю.

Уравнение баланса энергии (1) при нагреве сухого голого провода приведено далее

ãäå I – сила электрического тока, А; R0 – сопротивление провода по ГОСТ 839-80 при t = 0°С, Ом/м; коэффициент 0,95 учитывает, что фактические значения сопротивлений проволок в проводе имеют разброс в сторону меньших значений по сравнению с принятыми в ГОСТ 839-80; = = 0,004031/°С – температурный коэффициент сопротивления алюминиевых проволок; tâ – температура провода при отсутствии электрического тока, принимаемая равной температуре воздуха, °С; tï – минимальная температура провода, необходимая для предотвращения гололедообразования, °С; – время нагрева провода, с; (CðàPà + + CðñòPñò)(tï – tâ) – энергия, затраченная на нагрев

провода до tï, Âò ñ/ì; Cðà = 0,92; Ñðñò = 0,45 – удельные теплоемкости алюминия и стали,

Âò ñ/(ã °Ñ); Pà, Pñò – вес алюминия и стали в проводе, г/м; Ñ0Ò4S – мощность излучения с поверхности провода, причем T измеряется в кельвинах (1 К = 273°С t ), Вт/м; – степень черноты тела, для окисленного алюминия = 0,11 [4], для льда= 0,64, для изморози = 0,3; для окисленного же-

леза = 0,736; для окисленной меди= 0,57 0,87; C0 = 5,67 10 – 12 Âò/(ñì2 Ê4) – коэффициент излучения абсолютно черного тела [4]; S – площадь поверхности излучения, см2; 1,1Vd(tï tâ ) – потери мощности при вынужден-

ной конвекции, Вт/м; V – скорость ветра в двухминутном интервале осреднения, м/с; d – диаметр провода, см.

Из уравнения (1) определяется время, необходимое для нагрева голого, сухого провода до tï при температуре воздуха tâ

В дальнейшем расчеты и их анализ выполнены для провода АС 120/19.

Результаты расчетов по уравнению (2) для провода АС 120/19 при условиях tï = +2°Ñ, tâ = – 5°Ñ, V = 2 ì/ñ, V = 5 ì/ñ, V = 10 м/с приведены в òàáë. 1.

Как следует из результатов расчета, для голого провода АС 120/19 при его нагреве от –5°С до +2°С изменение скорости ветра по трассе ВЛ существенно влияет на возможность предотвращения гололедообразования.

Из уравнения (1) при = вычисляются значе- ния температуры tï в установившемся режиме для сухого голого провода АС 120/19 (òàáë. 2) ïðè

tâ = –5°Ñ.

Из результатов расчета tï, приведенных в òàáë. 2 для провода АС 120/19, следует, что наибо-

лее устойчиво можно осуществить предотвращение гололедообразования при расчетном ветре 2 м с. В случае увеличения скорости ветра до 10 м с по трассе ВЛ остановить процесс гололедообразования можно при нагреве провода током I 400 À.

Необходимо учитывать также, что увеличение температуры сухого голого провода до 2°С и более обусловливает увеличение его электрического сопротивления.

При нагреве током 400 А изменение скорости ветра от 2 до 10 м с изменяет температуру провода в установившемся режиме в пределахtï = + 11,6 2,8°С. При этих условиях электриче- ское сопротивление провода, а следовательно, и электрический ток, будут изменяться в пределах около 3,5%, если схема нагрева проводов питается от источника постоянного напряжения.

Из результатов расчета, приведенных в òàáë. 1, следует, что наиболее надежно предотвращение гололедообразования (для провода АС 120 19) при V 2 ì ñ è tâ –5°С при нагреве провода электри- ческим током I 400 А. При этих погодных условиях изменение скорости ветра по трассе ВЛ не мешает предотвращению гололедообразования.

Ò à á ë è ö à 3

$* 2% ! 4 " $

Мощность, необходимая для нагрева провода АС 120 19 до tï = +2°С электрическим током 400 А, минимальна и составляет 34,8 кВт км, а

при 500 А – около 55 кВт км.

Баланс энергии в режиме предотвращения гололедообразования при нагретом проводе.

При нагретом до +2°С проводе, чтобы сохранить температуру провода tï = +2°С и предотвратить начало гололедообразования, требуется дополнительная мощность на нагрев капель воды, оседающих на проводе. Если исходить из интенсивности гололедообразования b = 1 см в сутки, т.е. 716 г м (для гололеда цилиндрической формы), то это эквивалентно оседанию в 1 с на проводе АС 120 19 переохлажденной воды весом m = 0,00828 г (м с). Для нагрева воды, переохлажденной до температуры tâ, необходима энергия Cðâ m (tï – tâ), ãäå Cðâ = 4,18 Âò ñ (ã °Ñ); tâ – температура воздуха, °С. Уравнение баланса энергии для предотвращения гололедообразования приведено далее

В результате деления уравнения (3) на полу- чается уравнение баланса мощностей в режиме предотвращения гололедообразования при нагретом проводе, из которого вычисляются необходимая мощность и сила электрического тока.

Для принятых ранее условий (температура окружающего воздуха tâ = –5°С), если гололедооб-

t = 2 – (–5) = 7°С. За это время (24 ч) затрачивается энергия 34,8 24 = 885,5 кВт ч при силе элект-

рического тока нагрева 400 А и 1320 кВт ч при токе нагрева 500 А.

В последующих разделах будет дана сравнительная оценка эффективности способа предотвращения гололедообразования.

Баланс энергии в режиме непрерывной плавки гололеда цилиндрической формы для удаления его с провода ВЛ в заданный отрезок

времени. Определение силы электрического тока и затрат времени на удаление гололеда цилиндри- ческой формы. Удаление гололеда с провода ВЛ состоит из двух стадий переходного во времени процесса. На первой стадии после включения электрического тока происходит нагрев провода. Температура провода со временем увеличивается от tâ äî t0 = 0°С, при которой начинает плавиться лед. На первой стадии за счет теплопроводности льда происходит также небольшой нагрев гололеда цилиндрической формы на проводе ВЛ. На второй стадии, когда провод нагрет до t0 = 0°С, сверху на границе провод – гололед цилиндрической формы начинает плавиться канавка объемом 1,1dbl0 (d – диаметр провода, см; b – толщина стенки гололеда на проводе ВЛ, см; l0 = 100 см – расчетная длина участка провода) и продолжается нагрев гололеда. При нагреве гололеда цилиндрической формы температура на его поверхности повышается вплоть до установившегося значения t1. В этом случае t1 > tâ, что обусловливает потери энергии на вынужденную конвекцию с поверхности гололедного цилиндра. На обеих стадиях имеют место потери энергии излучением с поверхности гололеда согласно закону Стефана – Больцмана [4].

При нагреве провода, согласно [4], значение разности температур на поверхности провода t0 и на поверхности гололедного цилиндра t1 в установившемся режиме вычисляется по уравнению (4)

где = 2,25 Вт (м °С) – коэффициент теплопроводности льда; = 0,465 Вт (м °С) – для снега и изморози.

Как следует из уравнения (4), разность

t = t0 – t1 ïðè t0 = 0 äàåò t1 = – t, т.е. изменение температуры на поверхности гололедного цилиндра по отношению к t0 = 0°С. Поэтому, если до нагрева провода температура на поверхности гололедного цилиндра была равна tâ, то в результате нагрева она увеличилась на t и стала равна t1. Следовательно, t1 – tâ – это разность температур

Ò à á ë è ö à 4

2% ! 4 5 $

воздуха и на поверхности гололедного цилиндра при tï = t0 = 0°Ñ.

Баланс энергии в режиме непрерывной плавки для удаления гололеда в заданный отрезок времени определяется следующим уравнением:

Ñïë J ïë C 0T 4 S 11, V (d 2b) (t1 t â ),

ãäå Gí = 4[(d + 2b)2 – d 2] ã 100, ã ì, ã – плотность гололеда, г см3; Jïë = 110 db – вес 1 м расплавляемого гололеда, г; Cïë = 333 Вт с г – скрытая теплота плавления гололеда; Cðë = = 2,26 Вт с (г °С) – удельная теплоемкость льда; Cðë = 2,09 Вт с (г °С) – удельная теплоемкость изморози [4].

Для получения надежного значения необходимо в расчетах по уравнению (5) принимать зна- чение t1, соответствующее установившемуся состоянию, вычисляя t1 по уравнению (4).

По уравнению (5) выполнены расчеты значе- ний электрического тока, необходимых для удаления гололеда и изморози, при заданных временах удаления гололеда 15, 30, 45 и 60 мин для провода марки АС 120 19, в том числе для грозозащитного троса типа ОКГТ, при различных сочетаниях погодных условий (температура воздуха, скорость ветра, ветер направлен нормально оси ВЛ).

По результатам расчетов (òàáë. 3, 4) для плавки гололеда плотностью = 0,9 г см3 необходимы в 1,5 – 2,0 раза большие электрические токи, чем для плавки изморози плотностью = 0,3 г см3. При одинаковых затратах времени на плавку при увеличении толщины стенки гололеда в 2 раза необходим примерно в 1,5 раза больший электриче- ский ток. При увеличении скорости ветра в 2 раза требуется примерно в 1,2 раза больший электриче- ский ток. При уменьшении tâ в 2 раза для плавки гололеда необходим в 1,035 раза больший электри- ческий ток.

По данным òàáë. 3, 4 выполнены расчеты затрат мощности (òàáë. 5). Затраты мощности для плавки гололеда увеличиваются при уменьшении затрат времени на плавку гололеда. При уменьше-

нии затрат времени в 4 раза (с 60 до 15 мин) необходима в 1,5 – 2 раза большая мощность источника энергии. Затраты мощности для плавки гололеда увеличиваются при увеличении толщины стенки гололеда цилиндрической формы. При увеличе- нии толщины стенки гололеда в 4 раза необходимая мощность возрастает в 2,5 раза.

Выполнены расчеты затрат энергии (òàáë. 6). Затраты энергии при плавке уменьшаются в 2 – 2,5 раза при уменьшении затрат времени в 4 раза. При одинаковых затратах времени на плавку гололеда затраты энергии увеличиваются в 2 – 3 раза при увеличении толщины стенки гололеда в 4 раза.

В целях экономии электроэнергии необходимо плавить гололед небольших размеров при минимальном времени плавки. Такое решение существенно повышает надежность электроснабжения по системам ВЛ.

Ò à á ë è ö à 6

$/ * / $*

Стадия нагрева от tâ äî t0 = 0°Ñ провода ВЛ, расположенного в середине гололедного цилиндра. Расчеты изменения времени нагрева провода, покрытого гололедом цилиндрической формы, при изменении погодных условий по трассе ВЛ позволяют правильно выбрать силу электрического тока для плавки гололеда, чтобы удалить гололед по всей длине ВЛ.

Баланс энергии при нагреве до t0 = 0°С провода диаметром d при толщине стенки гололеда цилиндрической формы b при ветре скоростью V, нормальном оси провода, и температуре воздуха tâ определяется следующим уравнением:

11, V (d 2b)(t1 t â ) C ðëGí (t 0 t1 )2 ,

ãäå Cðë = 2,26 Вт с (г °С) – удельная теплоемкость льда; Gí = 4[(d + 2b )2 – d2]ã 100, ã ì; ã – плотность гололеда, г см3.

Время на нагрев провода до t0 определяется из выражения (6) по уравнению (7)

Рассчитанные времена нагрева по уравнению

(7) для провода АС 120 19 приведены в òàáë. 7 – 9, ãäå предв – предварительное время, необходимое для нагрева провода до t0 = 0°Ñ.

Из результатов расчета времени нагрева провода до 0°С в òàáë. 7 – 9 при его расположении в гололедном цилиндре следует, что чем больше времени предусмотрено для удаления гололеда, тем большее время необходимо для нагрева провода до 0°С. При уменьшении температуры воздуха и увеличении скорости ветра на трассе ВЛ по сравнению с расчетными значениями создаются условия, когда при расчетном электрическом токе провод не нагревается до 0°С и плавка гололеда не на- чинается.

Баланс энергии при удалении одностороннего гололедообразования. При температуре возду-

ха – 2 0°С гололед образуется с наветренной стороны провода.

Электрические токи в проводах ВЛ при нормированной плотности в зимних условиях ночью нагревают провод не более чем на 0,5°С, поэтому при отрицательной температуре воздуха, если своевременно не воспользоваться достаточным предупредительным нагревом провода ВЛ, при погодных условиях, соответствующих гололедообразованию, на проводе начинает образовываться гололед, толщина стенки которого увеличивается навстречу ветру.

При расчетах токов для удаления одностороннего гололеда толщиной стенки 1 – 2 см необходимо знать время нагрева провода до tï = 0°С и время, необходимое для плавления тонкого слоя льда толщиной 1 – 1,5 мм. После плавления тонкого слоя льда односторонний гололед упадет под действием собственного веса. Поскольку плавка гололеда не начнется до того, как провод нагреется до 0°С, то надо отдельно рассматривать:

процесс нагрева провода до 0°С при наличии на нем одностороннего гололеда;

процесс плавки гололеда, когда на границе гололед – провод температура не изменяется.

Процесс нагрева провода до 0°С на границе односторонний гололед – провод. Удаление одностороннего гололеда должно выполняться при нагреве провода током более 1 кА в течение нескольких секунд. За несколько секунд температура t1 на наружной поверхности гололеда изменится так

мало, что можно пренебречь при расчетах потерями энергии на конвекцию с поверхности гололеда. В результате приближенное уравнение баланса энергии при нагреве провода с односторонним гололедом имеет следующий вид:

0,5 11, Vd (t 0 t â ) ,

ãäå 0,5 1,1Vd(t0 tâ ) – затраты энергии на конвекцию с поверхности голого провода.

Из уравнения (8) определяется время , необходимое для нагрева провода до 0°С,

0,95I 2 R0 0,5 11, Vd (t 0 t â )

 òàáë. 10 приведены результаты расчета затрат времени на нагрев провода АС 120 19 до 0°С при одностороннем гололеде, эквивалентном по весу цилиндрическому гололеду при b = 1 см, затрат мощности и энергии при токах в диапазоне 3000 8000 А. Время нагрева провода до 0°С составляет доли секунды.

Для нагрева провода до 0°С необходима мощность при коротком замыкании до 14,5 тыс. кВт км провода. При этом затраты энергии составляют не более 0,5 кВт ч км провода.

Удаление одностороннего гололеда с проводов ВЛ. Многообразны условия нагрева и теплоотдачи при одностороннем гололедообразовании на проводе ВЛ. Для решения вопроса об удалении одностороннего гололеда с проводов ВЛ необходимо применять условные модели теплоотдачи с поверхностей голого провода и одностороннего отложения гололеда.

Основная идея заключается в том, что потери энергии на конвекцию с поверхности голой части провода, экранированного односторонним гололе-

Ò à á ë è ö à 7

3 ) / 2 * * / * / $* [ 4 9

Ò à á ë è ö à 8

3 ) / 2 * * / * / $* [ 4

Ò à á ë è ö à 9

3 ) / 2 * * / * / $* [ , 4

дом, рассчитываются, как это сделано в уравнении (1), с учетом коэффициента 0,5, а потери энергии на нагрев и плавление слоя гололеда с наветренной стороны рассчитываются по уравнению (10) с учетом специфики плавления тонкого слоя одностороннего льда

C ïë J ïë 0,5 11, Vd ( t â 2) ,

ãäå J ïë – вес слоя гололеда толщиной 1 – 1,5 мм на длине 1 м.

Удаление одностороннего гололеда предусматривает нагрев провода током с последующим плавлением тонкой пленки льда на границе провод – гололед, который под действием собственного веса должен падать.

Задача сводится к определению затрат времени, необходимых для плавления пленки гололеда толщиной 1 – 1,5 мм на границе провод – гололед. Провод предварительно будет нагрет до t0 = 0°C, когда происходит плавление гололедной пленки с последующим опаданием гололедного отложения.

Из уравнения (10) определяется время, необходимое для плавления одностороннего гололедообразования,

Результаты расчета по уравнению (11) приведены в òàáë. 11 для провода АС 120 19 при tâ = –5°C, V = 5 ì ñ.

Из полученных результатов следует, что наиболее приемлемый диапазон электрических токов находится в пределах 5000 – 8000 А. В этом слу- чае время плавки гололеда (с учетом времени нагрева провода) находится в пределах 3,42 – 1,05 с.

Необходимая мощность от 5,6 до 14,5 тыс. кВт км провода. Затраты электроэнергии на нагрев провода и плавление гололеда не более 4,24 кВт ч км провода.

Сравнение эффективности способов удаления гололедообразований. Выполненные расче-

ты позволяют сравнить эффективность рассмотренных способов удаления гололедообразований на проводах ВЛ.

Результаты расчетов сведены в òàáë. 12.

Как видно из данных òàáë. 12, способ удаления одностороннего гололедообразования – наиболее эффективный по затратам как времени, так и электроэнергии. Этот способ дает возможность в тече- ние одного рабочего дня удалить гололед пооче- редно на всех ВЛ на территории, где гололедные нагрузки увеличиваются интенсивнее, чем в других частях энергосистемы, и могут быть опасны для прочности ВЛ. Применимость данного способа зависит от технических возможностей в энергосистеме.

При применении традиционного способа удаления гололеда цилиндрической формы в эксплуатации обычно ориентируются на длительное время плавления гололеда наименьшими возможными электрическими токами. Из результатов рас- четов, приведенных в òàáë. 8, следует, что при скорости ветра V = 5 м с, температуре воздуха tâ = –5°C и электрическом токе 503 А ( = 60 мин) время нагрева провода до 0°С увеличивается до 16 мин. При ухудшении метеоусловий на отдельных участках трассы ВЛ (V = 10 ì ñ èëè tâ = –10°C) нагреть провод до 0°C невозможно, т.е. плавка гололеда не начнется. При этом способе эффективнее плавить гололед большим электриче- ским током, сокращающим время плавления до 15 мин, поскольку ухудшение метеоусловий по трассе ВЛ при этих токах не приводит к охлаждению провода до температуры меньше 0°C. Однако

Ò à á ë è ö à 1 0

$ * * 4\< *&

$*

Ò à á ë è ö à 1 1

*$ $&

*

ное опадание гололеда вблизи опор ВЛ и перегрев провода сверх допустимой температуры 90°С.

Расчет температуры провода и грозозащитного троса со встроенным оптическим кабелем (ОКГТ) на участках досрочного опадания гололеда в процессе плавки по условию сохранения прочности провода. При опадании гололеда в

процессе плавки на голом участке провода и ОКГТ (далее провода) устанавливается другой баланс энергии: энергия, выделяемая в проводе ВЛ, расходуется сначала в переходном процессе на нагрев провода в соответствии с уравнением (12), на потери конвекцией и на излучение с поверхности провода.

Уравнение баланса энергии при нагреве провода после опадания гололеда

0,95I 2 R0 [1 (t x t 0 )]

Ò à á ë è ö à 1 2

В установившемся режиме (при = ) мощность, выделяемая в проводе, расходуется на потери конвекцией и излучение с поверхности провода в соответствии с уравнением (13)

(t 0 t õ ) C(273 t x ) 4 S 11,Vd (t x t 0 ).

Из уравнения (13) вычисляется электрический ток, при котором в установившемся режиме температура провода tx = 90°С – предельно допустимая для провода по ГОСТ 839-80 (изменение ¹ 1) по условию сохранения его прочности. Для грозозащитного троса ОКГТ по условию сохранения работоспособности оптических волокон должно быть tx 80°Ñ. Â òàáë. 3 è 13 приведены значения токов плавки при различных метеоусловиях и зна- чения допустимых токов I90° è I80° при тех же метеоусловиях. Как видно из полученных результатов, токи I90° превышают токи при плавке гололеда при малых скоростях ветра в сочетании с tâ (–10°Ñ),

когда потери энергии на конвекцию с поверхности голого провода незначительны, Iïë > I90° в основном при значениях b 2 ñì.

Аналогичный результат получен для грозоза-

щитного троса ОКГТ-3П-96Е-33,5 204 (òàáë. 13).

Соблюдение габаритов провод – земля при частичном опадании гололеда. При опадании од-

ностороннего гололеда на части провода со стороны поддерживающих зажимов гололедная нагрузка, сосредоточенная в середине пролета, обусловливает дополнительное провисание провода, когда возможно нарушение габарита провод – земля. ПУЭ седьмого издания (п. 2.5.201) не допускают уменьшения габарита провод – земля при неравномерном опадании гололеда. Для соблюдения требований п. 2.5.201 рекомендуется удалять гололед с проводов ВЛ при гололедной нагрузке в 2 раза меньше нормативной, принятой для данной ВЛ при ее проектировании.

Выводы

1.Предложены уравнения для определения токов и времени плавки гололеда на проводах и тросах ВЛ: способом предупредительного нагрева провода ВЛ для предотвращения гололедообразования; удалением гололеда цилиндрической формы способом плавки; удалением одностороннего гололеда посредством нагрева провода токами плавки.

2.Сделан вывод, что наиболее эффективно ежедневное удаление с проводов ВЛ небольших

по весу гололедообразований, с наименьшими затратами времени, что обеспечивает минимальные затраты электроэнергии на плавку гололеда, сокращает ущерб потребителя и энергосистемы за счет уменьшения недоотпуска (недовыработки) электроэнергии.

3.Рекомендуется удалять с проводов ВЛ гололедообразования с толщиной стенки гололеда цилиндрической формы (или одностороннего) менее 1 см, используя для плавки максимально возможные электрические токи.

4.Расчеты по условию сохранения прочности провода при неодновременном опадании гололеда показали, что перегрев провода сверх 90° (не допустимый по ГОСТ 839-80, изменение 1) возмо-

жен при скоростях ветра при гололеде менее 2 м с, температуре воздуха больше –5°С и толщине стенки гололеда 2 см и более (требующей больших токов плавки).

Список литературы

1.Никифоров Е. П. О периоде повторяемости и интервалах градации расчетных нагрузок ВЛ в гололедном, ветровом и гололедно-ветровом режимах. – Труды ВНИИЭ, 1989.

2.Никифоров Е. П. Повышение надежности электроснабжения по системам ВЛ при сверхрасчетных атмосферных нагрузках. – Электрические станции, 2003, ¹ 9.

3.Никифоров Е. П. О повышении надежности ВЛ при воздействии атмосферных нагрузок. – Электрические станции, 2004, ¹ 2.

4.Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977.