Воздушная линия электропередачи

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК Збд) Н 02 00 Н 02 С 7 1 Е ИЗ Н АВТОРСК СВИДЕТЕЛЬСТВ ЙЙЬФи,. сстояниеа распоряжести и и альная сила провода жиме нерави проводов 1 ИНИЯ ЭЛ провода,ТРО- две 4) (57) 1РЕДАЧК,ВОЗДУШ держащ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕКЙЙ И ОТКРЫТИ(56) 1, Авторское свидетельство СССР В 484598, кл; Н 02 С 7/14, 1973.2. Авторское свидетельство СССР Р 674136, кл. Н 02 С 7/14, 1977.3. Энергетика за рубежом. Воздушные линии электропередачи. Переводы докладов международной конференции . по большим электрическим системам (СИГРЭ). Под ред. В,В. Бургсдбр фа, Х., "Энергия", 1978, с. 9, рис. 2. ЯО 1073835шенные к опорам в несколько ярусов .по высоте и соединенные в пролетах распорками, выполненными из,тяг и зажимов, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надеж- ности работы линии путем предотвращения скручивания проводов в голо ледный период, распорки, соединяю" щие провода двух нижних ярусов, выполнены с центром тяжести, расположенным у зажима, прикрепленного к нижнему проводу, а,их вес определен соотношением Р - вес распорки;с - соответственно рот верхнего зажимки до ее центранижнего зажима7 - расчетная вертикдавления нижнегона распорку в реномерной загрузкгололедом.1073832. Воздушная линия по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью унификации элементов распорок, распорки, соединяющие цровода двух нижних ярусов, снабжены грузом, центр тяжести которого расположен на оси нижнего провода.3. Воздушная линия по и. 1, о т л и ч а ю щ й я с я тем, что груз прикреплен к зажиму распорки. 4. Воздушная линия по п.2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что груз прикреплен к проводу у зажима распорки.5. Воздушная линия по п,1, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эФФективности работы распорок, соединяющих провода двух нижних ярусов, и снижения их веса, распорки снабжены консолями, жестко прикрепленными к распорке со стороны нижнего провода.1Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к воздушным линиям электропередачи высокого напряжения с междуфазными или дистанционными распорками в расщепленных фазах или грозозащитных тросах.Известна воздушная линия электропередачи, содержащая провода, подвешенные к опорам в несколько ярусов по высоте и соединенные в пролетах распорками, выполненными из тяг зажимов, при этом провод соединен с опорой с помощью тросовых растяжек, которые закреплены на опоре жестко и присоединены к проводу на расстоянии 0,25-0,35 длины пролета 11.Линия отличается малой надежностью работы в.гололедный период, так как в ней не устраняется скручивание проводов при неравномерном отложении или сбросе гололеда, например при его сбросе только с ниж- . него провода. Кроме того, данная линия электропередачи практически не может быть выполнена на напряжении выше 20 кВ и с пролетами более 100-150 и.Известна также воздушная линия электропередачи, содержащая провода, подвешенные к опорам в несколько ярусов по высоте и соединенные в пролетах распорками, выполненными кз тяг и зажимов, а также демпфирующие элементы, выполненные из груза, подвешенного к проводам через тросовую оттяжку и изолирующий злемент и расположенного в емкости а жидкой средой 2 1.Эта линия также не обладает необходймой надежностью в гололедный .период, не препятствуя скручиванию проводов. При напряжениях выше 20 кВ и пролетах более 100-150 м она, кроме того, требует непропорционально больших затрат на демпфирующие устройства, что существенно увеличивает ее стоимость. 1Наиболее близким техническим решением к предложенному являетсявоздушная линия электропередачи,содержащая провода, подвешенные копорам в несколько ярусов по высоте и соединенные в пролетах распорками, выполненными из тяг и зажимов 3.Данная линия может быть выполнена на любые классы напряжения. Одна ко при малых междуфазных расстоянияхи больщих пролетах она также отличается низкой надежностью в гололедный период из-за большой вероятности возникновення скручиванияпроводов при неравномерном отложени% или сбросе гололеда, В силуэтого при использовании линии увеличивают междуфазные расстояния иликоличество распорок в пролетах,чтоприводит к увеличению затрат на соору жение линии.Пель изобретения - повышение надежности работы линии путем предотвращения скручивания проводов в гололедный период.25 Поставленная цель достигаетсятем, что в воздушной линии электропередачи, содержащей провода, подвешенные к опорам в несколько ярусовпо высоте и соединенные в пролетах 30 распорками, выполненными из тяг изажимов, распорки, соединяющие провода двух нижних ярусов, выполненыс центром тяжести, расположенным узажима, прикрепленного к нижнемупроводу, и их вес определен соотноЗ 5 шениемР-7Ьгде Р - вес распорки;Ь и с - соответственно расстояниеот верхнего зажима распор ки до ее центра тяжести инижнего зажима;у - расчетная вертикальная силадавления нижнего провода нараспорку в режиме неравно мерной загрузки проводов гололедом.1073835С целью унификации элементов рас- ний провод 2 и верхний 3 выполненФпорок, распорки, соединяющие прово- . ные из изолирующей тяги б и двух одида двух нижних ярусов, могут быть иаковых зажимов 7. Вес таких распоснабжены грузом, центр тяжести ко- Рок принимают минимальным исходя изторого лежит на осиа оси нижнего провода. механических нагрузок и электричесГруз может быть прикреплен к за ких параметров, линии в конкретныхжи 1 у распорки или к проводу вблйэи условиях применения. Центр тяжестизажима. распорки.. этих распорок расположен в их сереС целью повышения эффективности . . дине на равном расстоянии от зажиработы распорок, соединяющих прово- мов 7 в точке О . Рк 1. аспорки, соедида двух нижних ярусов,и снижения их .щ няющие нижний провод 1 и среднийвеса, распорки могут быть снабжены 2, выполнены из изолирующей тяги 8консолями, жестко прикрепленными к. и двух, в общем случае различных,распорке со стороны нижнего провода. зажимов 9 и 10. Данные распорки выНа фиг. 1 показан один пролет ли- полнены таким образом, что их центрнии, вариант с расположением прово тяжести расположен вблизи зажимадов в три яруса по высоте, с соедине,.прикрепленного к нижнему провонием проводов распорками в середине ду 1, например, выше провода 1 впролета, с подвеской проводов на- точке О(фиг. 1), на оси провода 1тяжными гирляндами, вид перпенди- в точке ОЭ (фиг, 2)или ниже прокулярно линии; на Фиг. 2 - то же, вода 1 в точке О (фиг, 6), Вес Рвариант с расположением проводов в 20 нижних распорок в несколько раздва яруса по высоте, с установкойбольше, чем вес верхних распорок.Придвух распорок с консолями в проле-Расположении проводов в два ярусате; на Фиг. 3 - вариант выполнения по высоте (фиг. 2) применяются тоМьмеждуфазной распорки, соединяющий ко распорки с элементами 8-10. Еслипровода двух нижних ярусов, с мас по линии имеются запасы в габаритах,сивным зажимом, прикрепленным к ниж- то к тяге 8 может. быть жестко принему проводу, вид перпендикудярно креплена консоль 11 со стороны нижлинии; на Фиг. 4 - то же, вариантнего провода 1.с дополнительным грузом, с его Варианты выполнения распорокФкреплением к зажиму, вид вдоль ли соединяющих провода 1 и 2 нижнихнии; на фиг. 5 - то же, вариант с ярусов, приведены на Фиг.3-6. Накреплением груза у зажима распорки, ФигЗ изображен вариант с массив-,вид перпендикудярно линии на фиг.6 ным нижним зажимом 10, что сокра"то же, что и на Фиг. 4, но вариантщает.общее количество элементов,с,консолью; на Фиг. 7 - вариант вы из которых выполнена эта распорка,полнения участка линии с фазой, рас- Чтобы максимально унифицировать защепленной на три провода, с рас- жимы 9, 10 этой распорки и выпол. порками, центр, тяжести, которых сме- нять их одинаковыми, можно дополнищен к нижнему зажиму, вид в ансонс- тельно применять .груз 12, который метрии; на фиг, 8 - то же, вариант подвешивают к зажиму 10 например40Р У с грузом, укрепленным к нижнему с помощью болта 13 (фиг. 4) или припроводу у зажима распорки; на крепляют к проводу у зажима 10 фиг. 9 в работа. линии на примере (фиг. 5), В первом варианте достиодного пролета с анкерным крепле- гается минимальное количество креплением двух проводов, расположенных . ний к проводу 1, что способствует вертикально, с одной распоркой в , "5 его сохранности, второй вариант середине пролета, вид перпендику- имеет технологические преимущества, лярно линии, положение при гололеде, облегчая монтаж и эксплуатацию маона всех проводах; на фиг. 10 - порки. В вариантах на фиг. 4, 5 то же, но положение после сброса центр тяжести груза .12 располагают гололеда только с нижнего провода; 50. на оси провода 1, что позволяет изна фиг. 11 - то же; вид вдоль линии;. бежать дополнительных крутильных нана Фиг. 12 - то же, но для варианта грузок на провод 1 и на изолирующуюс консольными распорками; на фиг.13 - тягу 8 в Различныхдинамических режимах;расчетная схема, поясняющая порядоквыбора веса распорок, соединяющих 55 В ваРиантах на фиг. 3-5 центр тяпровода двух нижних ярусов, вид пер- жсти РаспоРок может находиться тольпендикулярнб линии. ко вцле .провода 1 (в точке О ), Применение консоли 11, жестко прикрепВоздушная линия содержит, напри- ," ленной к тяге 8, позволяет выполнить мер, провода 1-3 соответственнб ниж- ,распорку с центром тяжести на осинего, среднего и верхнего ярусов йо 60 провода 1 (фиг. 2, точка Оз ), или высоте (фиг. 1), принадлежащие фа- ниже провода 1 (фиг. 6, точка О). эам А,В,С, подвешенные через натяж- Это при прочих равных условиях йбзво"ные гирлянты 4 к опорам 5 и соеди- ляет снизить вес нижней распорки, ненные между собой в пролетах рас- что способствует снижению стоимос, порками. Распорки, соединяющие сред ти линии.Линия согласно изобретению может быть выполнена и с расщепленными фазами, например, на три провода, которые расположены в два яруса по высоте (фиг. 7,8). Тяги б, 8 в этом случае могут быть выполнены прово дящими. При этом возможно выполнение тяг 8 массивными, со смещением массы в сторону нижнего зажима 10 (фиг. 7) или выполнение тяг б, 8 одинаковыми с подвеской грузов 12 на проводе 1.Возможны и другие варианты конструктивного выполнения распорок, соединяющих провода двух нижних ярусовРаботу предложенной линии рассмотрим на примере подвески двух проводов к анкерным опорам и их расположении в вертикальной плоскости, с установкой одной распорки (фиг.9,12). Ра фиг. 9 показано положение линии при наличии гололеда на всех прово О дах. В этом случае вес Р распорки поровну распределен на каждый из этих проводов. Соответственно каждый из проводов 1 и 2 давит на распорку с вертикальной силой Ч= Ч = Р/2, При сбросе гололеда с нижнего провода 1 (фиг. 10) этот провод сжимается и давит на распорку с силой ЧР 2. Соответственно реакция верхнего провода уменьшается, ч с Р/2. 30Определим условие, при котором и в режиме неравномерного сброса гололеда распорка занимает устойчивое положение в вертикальной плоскости. На фиг. 11 показана схема работы распорки в поперечной плоскости, при расположении ее центра тяжести вышр провода 1 в точке 02. В начальном положении распорка вертикальна (сплошные линии). Под действием 40 каких-либо случайных горизонтальных сил она может отклониться на малый угол дд.(штриховые линии), при этом силы Чи Ч в новом положении можно считать равными своим значениям 45 в начальном положении распорки. Распорка может возвратиться в вертикальное положение только в том случае, . елИ момент силы Р относительно оси провода 2 больше соответствующего момента силь 1 Ч. Это условие равновесия можно выразить в виде неравенствас Ч 3 ь Ь где Ь и с - соответственно расстояние от оси провода 2(зажима 9) до центра тяжести распорки (точки Ох)и до оси провода 1 (за Ожима 10);Ч - вертикальная сила давления провода 1 на распорку в рассматриваемом.неравномерном режиме. 65 Данное выражение справедливо и приЬс, при этом чем больше размер Ьпри прочих равных условиях, тем значительнее можно снизить вес распорки.Это определяет целесообразность применения консолей 11, работа распоркипри этом аналогична (фиг. 12),При заданной величине силы Ч ирасстоянии с, подбирая параметрй Р иЬ распорки, можно всегда обеспечитьустойчивое положение распорки и соот-ветственно проводов в вертикальнойплоскости. Обе эти возможности реалйзованы в предложенной линии, так какпринятая конструкция распорки, соединяющей провода. 1 и,2 нижних ярусов,максимально способствует сохранениюустойчивости провода при минимальновозможном собственном весе.Если бы провода 1 и 2 были соединены распоркой традиционного исполнения, с элементами б, 7,то ее устойчивость была бы нарушена. В силумалого веса Ро и расположения центраее тяжести в середине распорки онаповернулась бы на большой угол свплоть до 180 , и ее положение (осеовые линии на фиг. 11) определялосьбы только величиной силы Ч, котораяуменьшается с подъемом провода 1 дозначения Ч 2, обеспечивающего равновесие распорки. Это во многих случаях неприемлемо из-за возможностисближения проводов 1 и 2 на участкахмежду распоркой и опорами.5Значение силы .Ч которая принимается в качестве расчетной для выбора параметров распорок, зависитот конструктивного выполнения конкретного анкерного участка и возможной последовательности сброса гололеда. При этом в качестве расчетнойможно принимать не максимальное извозможных усилий Ч, которое можетвозникнуть при самом неблагоприятномрежиме сброса гололеда (такое усилиемаловероятно ), а меньшееего значениекоторое соответствует более вероятным режимам. В качестве последнего можно принять режим частичногоили полного сброса гололеда с нижнего провода рассматриваемого пролетапри его сохранении на всех другихпроводах и вдругих пролетах нижнегопровода. Порядок выбора веса Р распорок рассмотрим на примере расчетной схемы, приведенной на фиг. 13, составленной для двух проводов, подвешенных поддерживаюшими гирляндами 14 в вертикальной плоскости. Количество распорок и в пролете и расстояниямежду ними определяются как и для прототипа. Заданы также положение центра тяжестираспорок Ь, расстояние между проводами с, а также тяжения Н и Н в проводах 1 и 2,1073835 50 5 когда на проводе 1 нет гололеда, а на проводе 2 - расчетный гололед.По условию распорки в рассматриваемом режиме занимают устойчивое положение в вертикальной плоскости, следовательно, расстояние между 5 проводами по вертикали в местах установки распоров равно б. Это позволяет для выбора веса распорки с номером 1 рассматривать только участок пролета длиной ; + 3; . На этом 1 р1 1 участке провода 1 и 2 имеют одинаковую стрелу провеса Г;, а силы Ч и Ч.в критический период перед потерей устойчивости определяются выражениями15Ч - Р - Ч - Рд с-Ь1, 1 с . 2 кс Согласно методике расчета проводов с распределенными и сосредоточенными механическими нагрузками условие равенства стрел процеса 1 запишется в видеН 1 1 .М где Р и .Р - соответственно собст 3 венный вес единицы длины провода и вес . единицы его длины сгололедом.Подставив значение сил Чи Чг .в полученное уравнение, после преобразований определим минимально необхоимый вес Р, распоркиСЕ,. гУ, Н 1-РН,) Р - 2 ЬН -сН +ЬН )г 1 1Тяжение Н 1 всегда меньше Нг Если взять предельный случай, Н 1 д Нг и принять также Ь : с, то получим ЕЕ.,)(Р, - Р)45 где С,- вес гололеда на участкепровода длиной ( + Р;+1),В действитеЛьностй же Р. в несколько раэ мЕньше, чем 0,5 0 щ,так как в большинстве случаев можнопринять Н 1Нг.Тяжение Н для рассматриваемогорежима определяется таким образом,чтобы в режиме отложения гололедана проводах и при ветре тяжения впроводах не превышали нормируемых.Аналогично можно производитьвыбор параметров линии и при другомрасположении или количестве проводов.Наибольшую область применения предложенная линия может иметь при классах напряжения 35-220 кВ с установкой междуфазных вертикальных изолирующих распорок, и при классахнапряжения 330 кВ и более - с установкой дистанционных распорок.Технический эффект предложеннойлинии заключается в повышении надежности раббты в гололедном режиме засчет возможности полного предотвращения скручивания проводов. Уменьшаютсяи сжимающие усилия на распор-ки, что позволяет снизить требования к их прочности. Более надежнойстановится линия и при пляске проводов, так как смещение масс в нижних распорках в сторону нижнегопровода благоприятно сказывается науменьшении амплитуды колебания проводов. Дополнительные затраты материалов при этом незначительны. Сдругой стороны, появляется возможность уменьшить междуфазные расстояния, сократить количество распорокв пролетах, что снижает материалоемкость и стоимость.Экономический эффект от применения предложенной линии достигаетсяза счет снижения ущерба от перерывов в электроснабжении, экономииматериала опор от снижения расстояний между фазами, уменьшения количества распорок.1073835 Уаа цфис 7 АР,Составитель Л. ЯнвареваРедактор О. Колесникова ТехРед И,МетелЕва Корректор В. Макаренкое Ш Ш ш шюшмшшш шш мж Заказ 357/51 ПодпиСР/5 илиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул ктная, 4 ВНИИПИ Гос по делам13035, Моск Тираж дарстве изобрет а, Ж ШЩ ЕШ614ого комитета Сий и открытийРаушская наб.т