Способ предупреждения образования гололеда на проводах воздушных линий электропередачи 35 кв

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) С 7/16 ИСАН ОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМ(71) Челябинский ордена Трудового Красного Знамени институт механизации и электрификации сельского хозяйства(56) Авторское свидетельство СССР У 649078, кл. Н 02 О 7/16, 1974.Авторское свидетельство СССР У 65618, кл, Н 02 О 7/16, 1945. (54) СПОСОБ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ГОЛОЛЕДА НА ПРОВОДАХ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 35 кВ (57) Изобретение относится к электроэнергетике, а.именно к способам защиты проводов воздушных линий электропередачи (ВЛ) 35 кВ от опасного гололедоиэморозевого образования в СЛ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ холодный период года. Цель - обеспечение надежного электроснабжения вгололедный период путем сохранениябесперебойного питание потребителей без усиления изоляции линии.При гололедообраэовании по сигналудатчика гололеда подключается выпрямительная установка, подающая в нейтраль силового трансформатора и наземлю напряжения постоянного тока.При этом не прекращается подача переменного тока потребителю. Величину напряженности электрического .поля постоянного тока у поверхностипровода устанавливают равной (0,50,15) Е , где Е - напряженностькоронирования провода при постоянном токе. Цель достигается путем,выбора величины напряженности электрического поля постоянного тока уповерхности провода. 3 ил.ключается. пряжения. 11275Изобретение относится к электроэнергетике, конкретнее к способамзащиты проводов воздушных линий электропередачи (ВЛ) 35 кВ от опасногогололедоизморозевого образования вхолодный период года, кроме того,оно может быть испольйзвано на грозозащитных тросовых молниеотиодахвоздушных линий электропередачи вусловиях гололедообразования, 10Цель изобретения - обеспечениенадежного электроснабжения в гололедный период путем сохранения бес-перебойного питания потребителей безусиления изоляции линии, 15На фиг, 1 представлено устройство, реализующее предлагаемый способсогласно изобретению; на фиг. 2 -зависимости веса гололеда от напря- .женности электрического поля у поверхности электрода при различныхвидах напряжения, поданного на электрод; на фиг, 3 - зависимость весагололеда па проводе в относительныхединицах в зависимости от напряжения, дподанного на провод,Согласно предлагаемому способуна линию электропередачи, находящуюся в рабочем режиме, подают постоянное напряжение, а величину напряженности электрического поля постоянного тока у поверхности провода устанавливают равной (0,05-0,15)ЕОР,где Е, - напряженность коронированияпровода при постоянном токе.Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит силовой транс-форматор 1 питающей подстанции с выведенной и изолированной нейтральювысоковольтной обмотки, выпрямительную установку 2 с независимым источ 40ником питания, подключенную черезвысоковольтный однополюсныйотделиТель 3 двухстороннего действия к нейтрали трансформатора 1, Вентильныйразрядник 4 защищает источник посто 45янного тока и нейтраль силового трансформатора 1 от перенапряжений, Приемная подстанция 5 потребителя связанавоздушной линией 6 электропередачис силовым трансформатором 1 питающейподстанции,Способ предупреждения образованиягололеда на проводах воздушной. линииэлектропередачи 35 кВ осуществляетсяследующим образом, 55При гололедообразовании отделителем 3 (срабатывает от датчика гололедного оповещения) подключается выпряб 15 2 мительная установка 2, которая подает в цейтраль силового трансформатора1 и на землю напряжение постоянноготока, без прекращения подачи напряжения переменного тока подстанции 5потребителя. Наложение напряжения постоянного (выпрямленного) тока нарабочий режим линии электропередачидлится в течение всего периода обледнения, по окончанию которого схема возвращается в исходное состояние,т.е, выпрямительная установка 2 отФизическая сущность предлагаемого способа заключается в следующем, В нормальном режиме работы ВЛ 35 кВ энергия электрического поля проводов не достаточна для частичной ионизации молекул воздуха, прилегающих к поверхности проводов. А если ионизация есть, то в последующем полупериоде переменного тока она полностью нейтрализуется противоположным зарядом, Атмосферный водный аэрозоль, подлетая к поверхности провода, поляризуется и, взаимодействуя с электрическим полем провода, притягивается к его поверхности, Поэтому вес гололедного осадка на проводах с напряжением переменного тока всегда больше веса гололеда на проводах без наПри наложении напряжения постоянного тока на напряжение переменного тбка промышленной частоты изменяется структура электрического поля проводов ВЛ относительно земли, возраста"ет напряженность электрического поляу поверхности проводов, В результатепредлагаемого технического решенияэнергия электрического поля становится достаточной для процесса частичной ионизации воздуха и образованияионной зоны вокруг провода. Атмосферный водный аэрозоль, пролетая этузону, приобретает одноименный с ионной зоной заряд, в результате чеговозникает кулоновская сила, отталкивающая аэрозоль от поверхности провода,Как установлено экспериментами,ионная зона вблизи проводов ВЛ 35 кВвозникает при наложении напряженияпостоянного тока горядка 20-25 кВ,что вполне допустимо для изоляционной конструкции линии электропередачи, При этом вес. гололедного осадка на проводах не достигает опаснойз 1275величины, вызывающей разрушение опорВЛ или разрыв проводов,Экспериментальные данные, подтверждающие справедливость предлагаемогоспособа иллюстрируются кривыми а, би в, приведенными на фиг. 2, гдепредставлена зависимость веса гололеда от напряженности электрическогополя у поверхности электрода при различных видах напряжения: кривая а - 1 Опри напряжении постоянного тока,кривая б - при напряжении переменного тока промышленной частоты; кривая в - при наложении напряжения постоянного тока на напряжение перемен ного токаУстановлено, что при напряженностях электрического поля Е Ъ 16 мВ/ммасвес гололедного осадка на электродес напряжением постоянного тока (кри- Овая а) заметно снижается по сравнению с весом гололеда контрольногообразца без напряжения на которыйбыло подано напряжение постоянноготока (кривая а). То же самое получено и для электрода с наложенным напряжением постоянного тока на напряжение переменного тока (кривая в).Для электрода с напряжением переменного тока (кривая б) вес гололедногоосадка увеличивается. Величина напряжения постоянного тока, прикладываемого между нейтралью трансформатора и землей, определена с учетом результатов, приведенных на фиг.2, иуровня изоляционной конструкции УС 35тановки. Результаты опытов на реальной конструкции трансформатор - линия35 кВ дали положительный эффект - 40 вес гололеда на проводах ВЛ не превышает 10-30% веса гололеда на проводах со снятым напряжением постоянного и переменного тока. Таким образом, отталкивающий эффект атмос-.45 ферного водяного аэрозоля от проводов ВЛ получен экспериментально как в лабораторных исследованиях, так и на реальной конструкции. Фиг. 3 наглядно подтверждает положительный 50 эффект предлагаемого способа, Высота столбиков на фиг. 3 показывает вес гололеда в относительных единицах при: напряжении переменного тока на проводе по отношению к земле, равном 55 35/3 кВ действ, (столбик а)1 напряжение постоянного тока на проводе по отношению к земле 20 кВ (стол 615 4бик б); напряжение постоянного тока на проводе 20 кВ, наложенное на напряжение переменного тока35/.13 действ. (столбик в).Вес гололеда отнесен к весу гололедного осадка, полученного на проводе беэ напряжения постоянного и переменного тока, Относительная величина гололедного осадка найдена путем усреднения данных опытов (повторность пятикратная) при времени гололедообразования 20 мин,Как видно из фиг. 3, наложение напряжения постоянного тока на сеть трехфазного переменного тока (столбик в) снижают вес гололеда на проводах в 4 раза, На проводах, находящихся под одним напряжением постоянного тока (столбик б) вес гололеда не изменяется по сравнению с весом гололеда на проводах без напряжения.На проводах с напряжением только переменного тока вес гололеда увеличивается в 1,4 раза. Следовательноположительный эффект предлагаемого способа, заключающийся в снижении веса гололедного осадка на проводах ВЛ 35 кВ до безопасной величины (для механической прочности опор и проводов), проявляется при бесперебойном электроснабжении потребителя.Технические преимущества предлагаемого способа по сравнению с известным состоят в том, что используетсяизоляционная конструкция ВЛ 35 кВ нормального исполнения, сохраняется бесперебойное электроснабжение потребителей и величина напряжения постоянного тока, накладываемая на сеть трехфазного тока, составляет 20-50 напряжения, при которой возникает коронный разряд. Кроме того, отсутствует источник больших радиопомех, источник постоянного (выпрямленного), тока может быть взят типового исполнения (например АИИ) его мощностьневелика, а также практически реализуется энергия электрического поляпроводов на ВЛ 35 кВ для предупреждения образования гололеда,Формула и э о б р е т е и и яСпособ предупреждения образования гололеда на проводах воздушных линий электропередачи 35 кВ с помощью энергии электрического поля про-, водов путем подачи на линию напряжения постоянного тока, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью3 1 обеспечения надежного электроснабжения в гололедный период путем сохранения бесперебойного питания потребителей беэ усиления изоляций линии, напряжение постоянного тока подают на линию, находящуюся в рабо 275615 чем режиме, а величину напряженности электрического поля постоянноготока у поверхности провода устанав.ливают равной (0,05-0,15)Е , гдеЕ ОР - напряженность коронированияпровода при постоянном токг,юю ф р гр г(Риг. 2 оставитель Л,Январеехред М.Ходанич Редактор Н.Яц раж 612Государственного коми лам изобретений и откр осква, Ж-Э 5, Раушская аказ 6574 НИ 13035 оектная,ород ческое иятие, г Производственно-поли Корректор А.Зимокос Подписноетета СССРтийаб., д. 4/