Анализ основных направлений технического перевооружения воздушных линий электропередачи

Page 1
background image

Page 2
background image

60

Анализ основных направлений 
технического перевооружения 
воздушных линий 
электропередачи

УДК 621.315.14

В

 

статье

 

выполнен

 

сравнительный

 

анализ

 

основных

 

направлений

 

технического

 

перевооружения

 

воздушных

 

линий

 

электропередачи

работающих

 

в

 

сложных

 

климатических

 

условиях

Выбраны

 

следующие

 

стратегии

 

технического

 

перевооружения

уменьшение

 

длины

 

пролета

замена

 

провода

 

АС

 

на

 

компактные

 

провода

 

типа

 AAAC-Z, 

AACSRZ, GZTACSR 

без

 

замены

 

опор

 

и

 

с

 

заменой

 

опор

 

на

 

многогранные

 

металлические

 

с

 

уменьшением

 

габаритного

 

пролета

 

и

 

увеличением

 

периода

 

повторяемости

 

норма

-

тивных

 

нагрузок

 

до

 50 

лет

Составлено

 

восемь

 

вариантов

 

реконструкции

Проведен

 

анализ

 

ожидаемых

 

механических

 

нагрузок

 

при

 

изменяющихся

 

метеоусловиях

Наибольшей

 

надежностью

 

обладают

 

варианты

 

с

 

уменьшенным

 

пролетом

 

многогранных

 

металлических

 

опор

 

при

 

замене

 

провода

 

АС

 

на

 

провода

 AAAC-Z 

и

 AACSRZ.

Шевченко

 

Н

.

Ю

.,

к.т.н., доцент кафедры 

«Электроснабжение промышленных 

предприятий» Камышинского 

технологического института 

(филиала) ВолгГТУ

Сошинов

 

А

.

Г

.,

к.т.н., доцент, заместитель 

директора института по учебной 

работе, заведующий кафедрой 

«Электроснабжение промышленных 

предприятий» Камышинского 

технологического института 

(филиала) ВолгГТУ

Лебедева

 

Ю

.

В

.,

к.т.н., доцент кафедры 

«Электроснабжение промышленных 

предприятий» Камышинского 

технологического института 

(филиала) ВолгГТУ

Елфимова

 

О

.

И

.,

к.т.н., доцент кафедры 

«Электроснабжение промышленных 

предприятий» Камышинского 

технологического института 

(филиала) ВолгГТУ

Ключевые

 

слова

:

воздушные линии электропередачи, 

компактные и высокотемпературные 

провода, гололедные отложения

О

дной  из  основных  причин  роста  повреждаемости  воз-

душных линий электропередачи (ВЛ) является ухудше-

ние их технического состояния. Износ ВЛ напряжением 

110–500 кВ в Российской Федерации составляет пример-

но шестьдесят процентов. Положение усугубляется воздействием 

гололедно-ветровых нагрузок на все элементы воздушных линий 

электропередачи [1].

Для  повышения  эффективности  работы  электрических  сетей 

высокого напряжения необходима их модернизация и реконструк-

ция, а дальнейшее развитие электросетевого хозяйства, связан-

ное со строительством новых воздушных линий электропередачи, 

нуждается в выборе стратегии их развития [2].

РАЗРАБОТКА

 

СТРАТЕГИЙ

 

ТЕХНИЧЕСКОГО

 

ПЕРЕВООРУЖЕНИЯ

 

ВЛ

Так как жизненный цикл развития воздушных линий состоит из трех 

составляющих: проектирование, монтаж и эксплуатация, то следует 

рассмотреть пути повышения надежности на этих трех этапах.

Надежность  принятых  расчетных  нагрузок  определяет-

ся  вероятностью  того,  что  ни  в  одном  году  за  срок  службы  ВЛ

(

n

 = 40÷50 лет) нагрузка не превзойдет заданную величину:

P

проект.

 = 

p

n

 = (1 – 1/

T

норм.

)

n

.

Согласно ПУЭ-7 [3] период для определения расчетных климати-

ческих нагрузок 

T

норм.

 увеличен с 10 лет до 25 лет. Однако этот период 

не связан со сроком службы опор 

T

сл.опор

, поэтому увеличение пери-

ода повторяемости теряет свою практическую ценность [4]. В целях 

повышения проектной надежности воздушных линий электропереда-

чи необходимо согласовать период повторяемости нормативных на-

грузок 

T

норм.

 со сроком службы опор: 

T

норм.

  ≥ 

T

сл.опор

Предлагаемые периоды повторяемости, представлены в таб лице 1.
Степень риска принятых расчетных нагрузок — это вероятность 

того, что нагрузка превзойдет заданную величину хотя бы один раз за 

срок службы линии (

n

, лет).

 

R

 = 1 – 

P

проект.

 

(1)

ВОЗДУШНЫЕ

ЛИНИИ


Page 3
background image

61

Безопасная  работа  воз-

душной  линии  электропе-

редачи  в  сложных  клима-

тических  условиях  лими-

тируется  габаритом  линии 

и обрывом провода, поэто-

му  в  качестве  показателей 

надежности можно принять 

эксплуатационный  коэф-

фициент  запаса  прочности 

T

э

  и  допустимую  стрелу 

провеса 

f

м

.  Так  как  самые 

тяжелые последствия вызывают гололедно-ветровые 

нагрузки, то эксплуатационный коэффициент запаса 

прочности можно заменить отношением предельной 

толщины  стенки  гололеда 

b

п

,  разрывающей  провод 

при максимальной скорости ветра и температуре воз-

духа –5°С, к расчетной толщине стенки 

b

р

 гололеда до 

реконструкции (

k

 = 

b

п

/

b

р

 ).

Стрелу провеса провода можно выразить из урав-

нения изменения состояния провода при постоянной 

нагрузке:

f

х

 

G

п

 

l

р

/ 8

T

х

, или

 

3

T

х

 

G

п

 

f

м

 

T

х

 – 

T

м

 

f

х

 = —   — + 

(

t

х

 

– 

t

м

) + — , 

(2)

 

G

п

  3

T

м

 

F

п

 

E

п

где 

G

п

 — вес провода, кг; 

l

р

 — расчетная длина про-

лета, м; 

T

х

T

м

 — тяжения провода при изменяющей-

ся нагрузке, дН; 

f

м

 — максимальная стрела провеса, 

м;     



—  температурный  коэффициент  удлинения 

провода, 1/°C; 

F

п

 — расчетное сечение провода, мм

2

E

п

 — модуль упругости, Н/мм

2

; (

t

х

 

– 

t

м

) — изменение 

температуры.

Из  уравнения  (2)  следует,  что  при  уменьшении 

отношения 

f

м

/

T

м

 в исходном режиме температурного 

коэффициента  удлинения  провода 

,  веса  прово-

да   

G

п

 и увеличении упругой деформации провода

(

T

х

  – 

T

м

)/

F

п

E

п 

возможно  создать  запас  по  габариту 

провод-земля 

f

х

 < 

f

max

.

Для увеличения разрушающей нагрузки при усло-

вии  сохранения  нормированных  вертикальных  рас-

стояний между проводом и землей, к рассмотрению 

можно  предложить  следующие  пути  реконструкции 

воздушной линии электропередачи: уменьшить про-

лет  между  опорами;  заменить  сталеалюминевые 

провода компактными проводами с увеличенным се-

чением или упругой деформацией провода; с умень-

шенным температурным коэффициентом удлинения 

провода и весом провода.

С целью увеличения сроков службы линии до 50–

75 лет, уменьшения потока отказов от климатических 

нагрузок, сокращения сроков строительства, умень-

шения времени восстановления после аварий и сни-

жения  затрат  на  эксплуатацию  можно  предложить 

замену  железобетонных  или  металлических  решет-

чатых опор на многогранные металлические опоры.

РАЗРАБОТКА

 

ВАРИАНТОВ

 

ТЕХНИЧЕСКОГО

 

ПЕРЕВООРУЖЕНИЯ

 

Цель работы — выполнить сравнительный анализ 

основных  направлений  технического  перевоору-

жения  (реконструкции)  воздушных  линий  электро-

передачи,  работающих  в  сложных  климатических 

условиях.

Для  исследования  возьмем  ВЛ  напряжением 

110 кВ. Линия расположена в IV климатическом рай-

оне по толщине стенки гололеда и III климатическом 

районе по скорости ветра. На унифицированных од-

ноцепных железобетонных опорах ПБ 110-5 смонти-

рован провод марки АС 240/39.

При 

T

  =  25  лет  принята  нормативная  толщина 

стенки отложений 

b

г.н.

 = 25 мм, нормативный скорост-

ной напор ветра 

q

.н.

 = 650 Н/м

2

, максимальная ско-

рость ветра 

 = 32 м/с [3].

В целях повышения проектной надежности пери-

од повторяемости увеличим до 50 лет (

p

 = 0,98). Тог-

да нормативная толщина стенки отложений составит 

b

г.н.

 = 33 мм; нормативный скоростной напор ветра — 

768 Н/м

2

; максимальная скорость ветра 

 = 35 м/с. 

Выбраны следующие стратегии технического пе-

ревооружения: 

 

– уменьшение  длины  пролета  путем  подстановки 

дополнительных опор;

 

– замена провода АС на компактные провода типа 

AAAC-Z,  AACSRZ,  GZTACSR  (производитель 

ООО «Ламифил») без замены опор;

 

– замена  провода  АС  на  компактные  провода  тех 

же типов с заменой опор на многогранные метал-

лические  с  уменьшением  габаритного  пролета, 

увеличение периода повторяемости до 50 лет.

Характеристики указанных проводов представле-

ны в таблице 2.

Табл. 1. Степень риска и надежность принятых расчетных нагрузок

Повторяе-

мость один 

раз в 

T

норм.

 

лет

Вероятность 

непревышения 

климатических 

нагрузок 

T

Надежность принятых 

расчетных на грузок 

P

проек.

при сроках службы ВЛ

Степень риска 

R

 при 

сроках службы ВЛ

40 лет

50 лет

40 лет

50 лет

25

0,96

0,2

0,13

0,8

0,87

40

0,97

0,3

0,235

0,7

0,77

50

0,98

0,45

0,36

0,55

0,64

Табл. 2. Характеристика проводов

Марка

провода

F

n

, мм

2

d

пр

, мм

G

n

 , кг/км

, 10

-6

/°С

E

,

10

4

 Н/мм

2

I

доп

, А

Предел прочности при рас-

тяжении провода, 

p

, Н/мм

2

АС240/39

274,6

21,6

952

19,2

8,25

610

290

AAAC-Z 301

306

21

856

23

5,6

793

320

AACSR Z 251

251

19,1

875

19

7,49

651

490

GZTACSR 240

280,1

20,6

956

11,5

7,14

1190

310

 1 (58) 2020


Page 4
background image

62

AAAC-Z  (All  Aluminium  Alloy  Conductor, 

Z-type)  —  компактные  провода  из  термообрабо-

танного  алюминиевого  сплава  АВ-Е,  наружный 

повив имеет Z-образную форму; межпроволочное 

пространство  провода  заполнено  нейтральной 

смазкой  повышенной  нагревостойкости.  Плот-

ная  компоновка  позволяет  значительно  снизить 

коэффициент  аэро динамического  сопротивле-

ния и увеличить эффективное сечение провода. 

Стоимость  монтажа  провода  AAAC-Z  ниже,  чем 

провода  АС,  за  счет  меньшей  удельной  массы

провода. 

AACSRZ  (Aluminium  Alloy  Conductor  Steel  Re in-

forced,  Z-type)  —  компактные  провода  с  сердеч-

ником  из  стальной  оцинкованной  проволоки,  то-

копроводящая  часть  имеет  Z-образную  форму, 

выполнена  из  алюминиевого  сплава  АВ-Е,  меж-

проволочное  пространство  провода  заполнено 

нейтральной  смазкой  повышенной  нагревостой-

кости. 

Рабочая температура проводов типа Z не пре-

вышает 90°С.

GTACSR  (Gap-type  ZTal-Alloy  Conductor  Steel 

Re in for ced)  —  провода  с  многопроволочным  сер-

дечником из оцинкованной высокопрочной стали, 

с зазором между сердечником и токопроводящей 

частью, выполненной из нескольких повивов тра-

пециевидной  формы  алюминий-циркониевого 

сплава  ZTAL  с  максимальной  температурой  экс-

плуатации 210°С [5].

Максимальное  тяжение  компактных  проводов 

при монтаже не более 40% от разрывной прочно-

сти провода.

Рассмотрено  восемь  альтернативных  вариан-

тов  реконструкции  линии,  представленных  в  таб-

лице 3.

ВЫБОР

 

КРИТЕРИЕВ

 

ЭФФЕКТИВНОСТИ

Для проверки эффективности вариантов реконструк-

ции предложены следующие критерии:

 

– полное тяжение в проводе должно быть меньше 

допустимого значения 

T

х

 < 

T

доп

 при низшей темпе-

ратуре 

t

 = –40°C, максимальной скорости ветра 

, нормативной толщине стенки отложений 

b

г.н.

;

 

– стрела  провеса  при  изменяющихся  климатиче-

ских  воздействиях  меньше  стрелы  провеса  про-

вода при высшей температуре 

f

х

 < 

f

max

;

 

– напряжение  в  проводе  при  максимальной  (голо-

ледно-ветровой  — 

7

)  нагрузке  не  превышает 

допустимого значения: 

доп

 ≥ 

.

АНАЛИЗ

 

ОЖИДАЕМЫХ

 

МЕХАНИЧЕСКИХ

 

НАГРУЗОК

 

ПРИ

 

ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ

 

МЕТЕОУСЛОВИЯХ

 

Механический расчет проводов производился по ме-

тоду допускаемых напряжений для периода повторя-

емости 

T

 = 25 лет и 

T

 = 50 лет [6, 7]. 

Приняты следующие значения температур:

 

– среднегодовая температура 

t

э

 = 15°С;

 

– низшая температура 

t

 = –40°C;

 

– высшая температура 

t

+

 = +40°С;

 

– температура при гололеде 

t

г

 = –5°С;

 

– температура воздуха при нормативном ветровом 

давлении 

t

в

 = –5°С.

В качестве исходного режима принято состояние 

ВЛ при отсутствии воздействия ветра при темпера-

туре провода +15°С. Определение полного тяжения 

провода 

T

t

  при  изменении  температуры  (–40°С  ÷ 

+40°С) и стрелы провеса произведено с определени-

ем механического напряжения в проводах 

t

 из урав-

нения состояния провода: 
 

1

l

р

2

 

1

l

р

2

 

E

t

 – — = 

доп

 – — – 

E

(

t

 – 

t

). 

(3)

 

24

t

2

 

24

д

2

оп

Стрела провеса провода при 

изменении температуры 

f

t

, м: 

 

1

l

р

2

 

f

t

 = —, 

(4)

 

24

t

где 

1

  —  удельная  нагрузка  от 

собственной  массы  провода, 

Н/м∙мм

2

l

р

  —  расчетная  дли-

на  пролета,  м; 

t

  —  напряже-

ние  в  низшей  точке  провода,

Н/мм

2

.

Полные тяжения провода при 

изменении температуры 

T

t

, дН:

 

l

р

G

п

∙10

-3

∙(

l

р

2

 + 64 

f

t

2

)

1/2

T

t

 = —.  (5)

 

8

f

t

Полные тяжения Т

,

t

г

 и стре-

лы  провеса 

f

.

t

г

,  возникающие 

в проводах от действия на них 

ветра  со  скоростью 

  =  32  м/с 

и  отложений  чистого  гололеда 

плотностью 

g

0

  =  900  кг/м

3

  раз-

ной толщины 

b

г.н.

 = 0÷50 мм при 

фиксированной  температуре 

воздуха 

t

г

 = –5°C определялись 

по формулам 6–8 [8]: 

Табл. 3. Матрица стратегий технического перевооружения ВЛ

Варианты

реконструкции 

Тип опоры

Тип провода

Пролет, м

T

 = 25 лет

T

 = 50 лет

Исходный вариант ПБ 110-5 (ЖБО)

АС-240/39

280

1

2

3

4

5

Варианты реконструкции
Уменьшение габаритного пролета в два раза

вариант 1

ПБ 110-5 (ЖБО)

АС-240/39

140

Замена провода АС без замены опор

вариант 2

ПБ 110-5 (ЖБО)

AAAC-Z 301

280

вариант 3

ПБ 110-5 (ЖБО)

AACSR Z 251

280

вариант 4

ПБ 110-5 (ЖБО)

GZTACSR 240

280

Замена провода АС с заменой ЖБ опор на многогранные (ММО)

и уменьшением пролета в два раза

вариант 5

ПС35-110ПУ-9 (ММО) АС-240/39

140

вариант 6 

ПС35-110ПУ-9 (ММО) AAAC-Z 301

140

вариант 7

ПС35-110ПУ-9 (ММО) AACSR Z 251

140

вариант 8 

ПС35-110ПУ-9 (ММО) GZTACSR 240

140

ВОЗДУШНЫЕ

ЛИНИИ


Page 5
background image

63

 

7

l

р

2

 

1

l

р

2

 

E

·

t

г

 – — = 

доп

 – — – 

E

(

t

г

 – 

t

), 

(6)

 

24

2

·

t

г

 

24

д

2

оп

где 

7

 — удельная нагрузка от массы провода, массы 

гололеда и от давления ветра, Н/м∙мм

2

Стрелы провеса при гололедно-ветровой нагруз-

ке 

f

·

t

г

, м:

 

7

l

р

2

 

f

·

t

г

 = —. 

(7)

 

8

·

t

г

Полные  тяжения  провода  при  гололедно-ветро-

вой нагрузке 

T

·

t

г

, даН:

 

l

р

2

·[((

G

п

·10

-3

 + 

g

·

F

отл

·10

-6

)

P

2

)·(

l

р

+ 64

f

·

t

г

)]

1/2

T

·

t

г

 = ——,  (8)

 

8

f

·

t

г

где 

P

v

  —  расчетная  ветровая  нагрузка  на  ветро-

вой  пролет,  Н  [4]; 

F

отл

  —  площадь  поперечного 

сечения  стенки  отложений,  мм

2

,  вычисляется  по

формуле:

 

F

отл

 = 

·((

d

п

 + 2

b

г

)

– 

d

п

2

)/4. 

(9)

РЕЗУЛЬТАТЫ

 

РАСЧЕТОВ

 

Для исходного (АС 240/39, опоры ПБ 110-5, 

= 25 лет,  

l

р

 = 280 м), первого (АС 240/39, ПБ 110-5, 

= 25 лет, 

l

р

  =  140  м)  и  пятого  (АС  240/39,  ПС35-110ПУ-9, 

= 140 м, 

= 50 лет) вариантов построены зависи-

мости полных тяжений в проводах при гололедно-ве-

тровой нагрузке (рисунок 1) и при изменении темпе-

ратуры (рисунок 2). 

Для  вариантов  реконструкции  2  (ПБ  110-5, 

= 25 лет, 

l

р

 = 280 м) и 6 (ПС35-110ПУ-9, 

= 150 м, 

= 50 лет) построены зависимости полных тяжений 

в проводах AAAC-Z 301 при гололедно-ветровой на-

грузке (рисунок 3) и при изменении температуры (ри-

сунок 4).

Зависимости  полных  тяжений  в  проводах 

AACSRZ-251 при гололедно-ветровой нагрузке пока-

заны на рисунке 5 и при изменении температуры на 

Рис

. 1. 

Гололедно

-

ветровая

 

нагрузка

 

провода

 

АС

 240

Рас

че

тные тяж

ения, дН

Толщина стенки гололеда, мм

T

г

 (АС 240/39, ММО, 

пролет, уменьшенный 

в 2 раза)

T

г

 (АС 240/39, ЖБО, 

пролет, уменьшенный 

в 2 раза)

T

г

 (АС 240/39, ЖБО,

нормативный пролет)

T

доп

 (АС 240/39)

T

э

 (АС 240/39)

Рис

. 2. 

Нагрузка

 

на

 

провод

 

АС

 240 

при

 

изменении

 

темпе

-

ратуры

Рас

че

тные тяж

ения, дН

Температура воздуха, °С

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

–40

40

20

0

–20

T

г

 (ММО, пролет,

уменьшенный в 2 раза)

T

г

 (ЖБО, пролет,

уменьшенный в 2 раза)

T

г

 (ЖБО, нормативный пролет)

T

доп

 (АС 240/39, ЖБО)

Рис

. 3. 

Гололедно

-

ветровая

 

нагрузка

 

провода

 AAAC-Z 301

AAAC-Z 301

Тяж

ения, дН

Толщина стенки гололеда, мм

T

доп

, ММО

T

г

, ММО

T

г

, ЖБО

T

доп

, ЖБО

Рис

. 4. 

Нагрузка

 

на

 

провод

 AAAC-Z 301 

при

 

изменении

 

температуры

 

воздуха

Тяж

ения, дН

Температура воздуха, °С

4500

4000

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

–40

0

40

60

20

0

30

40

–20

20

10

50

T

г

 (AAAC-Z 301-2Z, ЖБО)

T

г

 (AAAC-Z 301-2Z, ММО)

T

доп

T

э

T

э

, ММО

T

э

, ЖБО

Рис

. 5. 

Гололедно

-

ветровая

 

нагрузка

 

на

 

провод

 AACSR Z 251

AACSR Z

Тяж

ения, дН

Толщина стенки гололеда, мм

T

доп

Рис

. 6. 

Нагрузка

 

на

 

провод

 AACSR Z 251 

при

 

изменении

 

температуры

 

воздуха

Тяж

ения, дН

Температура воздуха, °С

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

–40

0

40

60

20

0

30

40

–20

20

10

50

T

доп

 (AACSR Z 251, ММО)

T

доп

 (AACSR Z 251, ММО)

T

доп

 (AACSR Z 251, ЖБО)

T

г

 (AACSR Z 251, ММО)

T

э

 (AACSR Z 251, ММО)

T

г

 (AACSR Z 251, ММО)

T

доп

 (AACSR Z 251, ЖБО)

T

г

 (AACSR Z 251, ЖБО)

 1 (58) 2020


Page 6
background image

64

рисунке 6 для вариантов реконструкции 3 (ПБ 110-5, 

T

 = 25 лет, 

l

р

 = 280 м) и 7 (ПС35-110ПУ-9, 

l

 = 140 м, 

= 50 лет). 

Для  вариантов  реконструкции  4  (ПБ  110-5, 

= 25 лет, 

l

р

 = 280 м) и 8 (ПС35-110ПУ-9, 

= 140 м, 

= 50 лет) построены зависимости полных тяжений 

в  проводах  GTACSR  240  при  гололедно-ветровой 

нагрузке (рисунок 7) и при изменении температуры 

(рисунок 8). 

В таблице 4 приведены значения критериев эф-

фективности вариантов реконструкции.

Результаты расчетов показали, что при среднего-

довой температуре тяжения в проводах не превыша-

ют допустимого значения, а стрелы провеса меньше 

максимальных,  следовательно,  в  нормальном  ре-

жиме работы все варианты реконструкции надежно 

работают.

При понижении температуры тяжения в проводах 

растут и приближаются к критическим значениям при 

достижении температуры воздуха 

t

 = –40°С для ва-

риантов (2, 3, 6, 7) с проводами AAAC-Z и AACSRZ. 

Для  остальных  вариантов  реконструкции  условие 

T

х

 < 

T

доп

 выполняется. 

Рис

. 7. 

Гололедно

-

ветровая

 

нагрузка

 

на

 

провод

 GTACSR 240

GTACSR 240

Тяж

ения, дН

Толщина стенки гололеда, мм

Рис

. 8. 

Нагрузка

 

на

 

провод

 GTACSR240 

при

 

изменении

 

температуры

 

воздуха

Тяж

ения, дН

Температура воздуха, °С

4500

4000

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

–40

0

40

60

20

0

30

40

–20

20

10

50

T

доп

T

г

 (GTACSR 240, ММО)

T

г

 (GTACSR 240, ММО)

T

доп

 (GTACSR 240, ММО)

T

доп

 (GTACSR 240, ЖБО)

T

э

 (GTACSR 240, ЖБО)

T

э

 (GTACSR 240, ММО)

T

г

 (GTACSR 240, ЖБО)

T

г

 (GTACSR 240, ЖБО)

T

э

При температуре +40°С стрела провеса для всех 

вариантов  реконструкции  меньше  стрелы  провеса 

провода при высшей температуре .

Наибольшее  значение  механического  запаса 

прочности у вариантов 6, 7 с многогранными опора-

ми,  проводами AAAC-Z  и AACSRZ  и  уменьшенным 

расчетным пролетом. 

Напряжение  в  проводе  при  гололедно-ветровой 

нагрузке  не  превышает  допустимого  значения,  то 

есть условие 

доп

 ≥ 

 выполняется для всех вариан-

тов реконструкции. 

Для выбора оптимального варианта необходимо 

провести технико-экономическое сравнение.

ВЫВОДЫ

Предложены  восемь  альтернативных  вариантов 

реконструкции линии: 

 

– уменьшение  длины  пролета,  путем  подстановки 

дополнительных опор;

 

– замена провода АС на компактные провода типа 

AAAC-Z, AACSR Z, GZTACSR без замены опор;

 

– замена  провода  АС  на  компактные  провода 

с  заменой  опор  на  многогранные  металлические 

Табл. 4. Оценка эффективности варианта реконструкции 

Тип

провода

Номер варианта реконструкции

исх

1

2

3

4

5

6

7

8

АС

АС

AAAC-Z

AACSRZ GZTACSR

АС

AAAC-Z

AACSRZ GZTACSR

Тип опоры

ЖБО

ЖБО

ЖБО

ЖБО

ЖБО

ММО

ММО

ММО

ММО

l

р

, м

280

140

280

280

280

140

140

140

140

Изменения тяжений проводов при низшей температуре воздуха 

t

 = –40°С

T

доп

, кН

25

37,8

40,56

50,67

39,97

37,78

40,56

50,67

39,97

T

х

, кН

13

34,3

40,56

50,67

16,61

20,0

40,56

50,67

10,9

Изменение стрелы провеса при высшей температуре 

t

+

 = +40°С

f

max

10

10

10

10

10

6,7

6,7

6,7

6,7

f

х

9,8

2

4,6

3,2

8,9

2,97

1,55

0,92

2,4

Значения толщины стенки гололедных отложений с ветром 

 = 32 м/с при фиксированной температуре 

t

г

 = –5°С

b

, мм

25

27

28

45

26

33

58

65

33

Увеличение значения механического коэффициента запаса прочности

k

, раз

1

1,08

1,12

1,8

1,04

1,32

2,32

2,6

1,32

ВОЗДУШНЫЕ

ЛИНИИ


Page 7
background image

65

с уменьшением габаритного пролета и увеличением периода повторя-

емости расчетных нагрузок до 50 лет.

Сформулированы условия формирования экстремальных факторов 

механических  метеорологических  воздействий  на  воздушную  линию 

электропередачи и определены их параметры для предложенных вари-

антов технического перевооружения.

Тяжения в проводах AAAC-Z и AACSRZ приближаются к критическим 

значениям при достижении температуры воздуха –40°С.

Для остальных вариантов реконструкции температурные воздействия 

на провода в диапазоне от –40°С до +40°С не являются аварийно-опас-

ными.  Наибольшей  надежностью  обладают  варианты  с  уменьшенным 

пролетом многогранных металлических опор при замене провода АС на 

провода AAAC-Z и AACSRZ при температуре воздуха до –40°С.  

ЛИТЕРАТУРА

1.  Угаров Г.Г., Шевченко Н.Ю., Лебе-

дева Ю.В., Сошинов А.Г. Повыше-

ние  эффективности  воздушных 

линий  электропередачи  напря-

жением 110–220 кВ в гололедных 

районах. М.: Перо, 2013.186 с.

2.  Шевченко  Н.Ю.,  Лебедева  Ю.В., 

Доронина О.И. Концепции разви-

тия воздушных линий электропе-

редачи напряжением 110–220 кВ 

в  гололедных  районах  //  Элек-

трооборудование:  эксплуатация 

и ремонт, 2010, № 12. С. 8–12.

3.  Правила устройства электроуста-

новок.  7-е  и  6-е  издания.  СПб: 

Деан, 2014. 1108 с.

4.  Левченко  И.И.,  Засыпкин  А.С., 

Аллилуев  А.А.,  Сацук  Е.И.  Диа-

гностика,  реконструкция  и  экс-

плуатация  воздушных  линий 

электропередачи  в  гололедных 

районах.  М.:  НИУ  «МЭИ»,  2007. 

448 с.

5.  Угаров  Г.Г.,  Шевченко  Н.Ю.,  Ле-

бедева  Ю.В.,  Кириллова  Ю.В. 

Обзор  и  анализ  конструктивных 

особенностей  проводов  воз-

душных  линий  электропередачи 

с повышенной стойкостью к голо-

ледно-ветровым нагрузкам // Во-

просы  электротехнологии,  2018, 

№ 4(21). C. 53–63.

6.  Глазунов  А.А.  Основы  механи-

ческой  части  воздушных  линий 

электропередачи.  М.:  Госэнерго-

издат, 1959. 274 с.

7.  Кузнецов  П.А.,  Аверьянов  С.В. 

Анализ ожидаемых механических 

нагрузок на провода (грозотросы) 

воздушных линий электропереда-

чи в процессе их эксплуатации // 

Вестник СГТУ, 2007, № 3, вып. 1. 

С. 131–140.

8.  Шевченко  Н.Ю.  Анализ  прогно-

зируемых  механических  нагру-

зок  на  провода  реконструиру-

емого  участка  воздушной  линии 

электропередачи  //  Научно-тех-

нические  ведомости  Санкт-Пе-

тер бургского ГПУ, 2010, № 4(110). 

С. 66–72.

REFERENCES

1.  Ugarov  G.G.,  Shevchenko  N.Yu.,  Le-

be deva Yu.V., Soshinov A.G. Improve-

ment of effi  ciency of 110-220 kV over-

head  transmission  lines  in  ice-coated 

regions.  Moscow,  Pero  Publ.,  2013. 

186 p. (in Russian)

2.  Shevchenko  N.Yu.,  Lebedeva  Yu.V., 

Doronina O.I. Concepts of 110-220 kV 

overhead  transmission  line  develop-

ment  in  ice-coated  regions  // 

Elektro-

oborudovaniye: ekspluatatsiya i remont 

[Electrical  equipment,  maintenance 

and repair], 2010, no.12, pp. 8–12. (in 

Russian)

3.  Electric  installation  code.  Editions  7th 

and 6th. Saint-Petersburg, Dean Publ., 

2014. 1108 p.

4.  Levchenko  I.I.,  Zasypkin  A.S.,  Alli lu-

yev  A.A.,  Satsuk  E.I.  Diagnosis,  re-

construction and maintenance of over-

ehead transmission lines in ice-coated 

regions. Moscow, 

NIU "MEI"

 [National 

Research  University  MPEI],  2007. 

448 p. (in Russian)

5.  Ugarov G.G., Shevchenko N.Yu., Lebe-

deva Yu.V., Kirillova Yu.V. Summary and 

study of design peculiarities of overhead 

transmission  line  wires  with  improved 

resistance  to  gust-and-glaze  loading 

// 

Voprosy elektrotekhnologii

  [Prob-

lems  of  electrical  techniques],  2018,

no.4 (21), pp. 53–63. (in Russian)

6.  Glazunov A.A. Essentials of overhead 

transmission  line  mechanical  compo-

nents. Moscow, Gosenergoizdat Publ., 

1959. 274 p. (in Russian)

7.  Kuznetsov  P.A.,  Averiyanov  S.V. 

Study of estimated mechanicals loads 

on  overhead  transmission  line  wires 

(ground  wires)  being  in  operation  // 

Vestnik SGTU

 [News of Saratov State 

Technical  University],  2007,  no.  3,  is-

sue 1, pp. 131–140. (in Russian)

8.  Shevchenko  N.Yu.  Study  of  estimated 

mechanical loads on wires of overhead 

transmission line section under recon-

struction  // 

Nauchno-tekhnicheskiye 

vedomosti SPbGPU 

[Research journal 

of Peter the Great St. Petersburg Poly-

technic  University,  2010,  no.  4(110), 

pp. 66–72. (in Russian)

Провода

нового

поколения

для ЛЭП:

 

провода типа Z марки 

AAAC-Z из алюми-

ниевого сплава; 

 

провода типа Z марки 

AACSRZ из алюминие-

вого сплава с высоко-

прочным стальным 

сердечником;

 

провода с композитным 

сердечником марки 

AССC

®

;

 

провода термостой-

кие с зазором марки 

GZTACSR.

ООО «Ламифил»

152616,

Ярославская область, г. Углич,

Камышевское шоссе, 10-Д

+7 (499) 649-36-08

E-mail: info@lamifil.su

www.lamifil.su

www.ламифил.рф

На прав

ах рек

ламы

 1 (58) 2020


Читать онлайн

В статье выполнен сравнительный анализ основных направлений технического перевооружения воздушных линий электропередачи, работающих в сложных климатических условиях. Выбраны следующие стратегии технического перевооружения: уменьшение длины пролета; замена провода АС на компактные провода типа AAAC-Z, AACSRZ, GZTACSR без замены опор и с заменой опор на многогранные металлические с уменьшением габаритного пролета и увеличением периода повторяемости норма­тивных нагрузок до 50 лет. Составлено восемь вариантов реконструкции. Проведен анализ ожидаемых механических нагрузок при изменяющихся метеоусловиях. Наибольшей надежностью обладают варианты с уменьшенным пролетом многогранных металлических опор при замене провода АС на провода AAAC-Z и AACSRZ.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»