Экспериментальные исследования динамической работы опор линий электропередачи при разработке измерительного комплекса «ЛЭПтон» для оценки их технического состояния

Page 1
background image

Page 2
background image

126

ДИАГНОСТИКА

И  МОНИТОРИНГ

Экспериментальные исследования 
динамической работы опор
линий электропередачи при разработке 
измерительного комплекса «ЛЭПтон» 
для оценки их технического состояния

УДК

 621.315.66

Кравченко

 

А

.

Я

.,

инженер

 1 

категории

 

сектора

 

по

 

методологии

 

управления

 

электросетевыми

 

активами

 

ПАО

 «

ТРК

»

Роденко

 

С

.

В

.,

директор

 

ООО

 «

Институт

 

электроэнергетики

 

НГТУ

»

Сафонов

 

О

.

Н

.,

начальник

 

отдела

 

технологического

 

развития

 

и

 

инноваций

 

ПАО

 «

ТРК

»

Снежков

 

И

.

И

.,

 

старший

 

научный

 

сотрудник

 

НИЛ

 

«

Мосты

» 

СГУПС

Чаплин

 

И

.

В

.,

младший

 

научный

 

сотрудник

 

кафедры

 «

Мосты

» 

СГУПС

В

 

статье

 

приведены

 

результаты

 

экспериментальных

 

исследований

 

динамической

 

рабо

-

ты

 

опор

 

ВЛ

Первоначально

 

на

 

моделях

 

опор

 

ВЛ

 

были

 

определены

 

оптимальные

 

места

 

установки

 

вибродатчиков

 

и

 

необходимая

 

чувствительность

 

вибродатчиков

-

акселероме

-

тров

 

для

 

фиксации

 

частот

 

собственных

 

колебаний

Также

 

на

 

одной

 

из

 

моделей

 

проана

-

лизировано

 

влияние

 

действия

 

проводов

 

на

 

частоты

 

собственных

 

колебаний

 

модели

 

опо

-

ры

 

ВЛ

Затем

 

результаты

 

лабораторных

 

исследований

 

были

 

апробированы

 

на

 

реальных

 

конструкциях

В

 

ходе

 

проведения

 

экспериментов

 

на

 

реальных

 

объектах

 

определено

что

 

для

 

возбуждения

 

частот

 

собственных

 

колебаний

 

наиболее

 

удобно

 

использовать

 

пассив

-

ный

 

метод

 

возбуждения

 (

под

 

действием

 

ветра

), 

поскольку

 

опоры

 

с

 

проводами

 

находятся

 

достаточно

 

высоко

 

от

 

уровня

 

земли

а

 

действие

 

ветровой

 

нагрузки

 

постоянно

По

 

резуль

-

татам

 

исследований

 

разработан

 

измерительный

 

комплекс

 «

ЛЭПтон

» 

для

 

оценки

 

техни

-

ческого

 

состояния

 

опор

 

линий

 

электропередачи

.

Ключевые

 

слова

:

опора

 

ВЛ

оценка

 

технического

 

состо

-

яния

диагностика

измерительный

 

комплекс

динамические

 

параметры

частоты

 

собственных

 

колебаний

Keywords:

overhead line support, technical 
condition assessment, diagnostics, 
measuring complex, dynamic 
parameters, natural vibration 
frequencies

О

ценка

 

технического

 

со

-

стояния

 

опор

 

линий

 

электропередачи

 

при

 

выполнении

 

требова

-

ний

 

СТО

 56947007-29.240.55.111-

2011 «

Методические

 

указания

 

по

 

оценке

 

технического

 

состояния

 

ВЛ

 

и

 

остаточного

 

ресурса

 

ком

-

понентов

 

ВЛ

» 

является

 

трудоза

-

тратным

 

процессом

Тенденция

 

совершенствования

 

методов

 

оценки

 

технического

 

состояния

 

сводится

 

к

 

минимизации

 

трудо

-

затрат

 

на

 

обследование

 

с

 

при

-

менением

 

инновационного

 

обо

-

рудования

 

на

 

основе

 

цифровых

 

технологий

.

В

 

распределительной

 

элек

-

тросетевой

 

компании

 

ПАО

 

«

ТРК

», 

входящей

 

в

 

состав

 

ПАО

 

«

Россети

», 

в

 

рамках

 

выполне

-

ния

 

программы

 

инновационного

 

развития

 

ООО

  «

Институт

 

элек

-

троэнергетики

 

НГТУ

» 

выполнил

 

НИОКР

  «

Проведение

 

расчетно

-

экспериментального

 

исследова

-

ния

 

колебательных

 

процессов

 

ВЛ

 

на

 

основе

 

анализа

 

динамиче

-

ского

 

взаимодействия

 

проводов

 

и

 

опор

 

с

 

разработкой

 

измери

-

тельного

 

комплекса

». 

Был

 

разра

-

ботан

 

измерительный

 

комплекс

 

«

ЛЭПтон

» 

для

 

оценки

 

техниче

-

ского

 

состояния

 

опор

 

линий

 

элек

-

тропередачи

В

 

основе

 

принципа

 

работы

 

комплекса

 — 

результаты

 

экспериментальных

 

и

 

натурных

 

исследований

 

динамической

 

ра

-

боты

 

опоры

 

линии

 

электропере

-

дачи

 

как

 

на

 

модели

так

 

и

 

на

 

опо

-

рах

 

действующих

 

ВЛ

Первоначальный

 

экспери

-

мент

 

был

 

проведен

 

на

 

плоской

 

модели

выполненной

 

в

 

виде

 

трехметровой

 

трубы

 

прямо

-

угольного

 

сечения

приваренной

 

к

 

жесткой

 

металлической

 

плат

-

форме

В

 

данном

 

эксперименте

 

была

 

поставлена

 

цель

 — 

опре

-

делить

 

место

 

установки

тип

 

датчика

его

 

чувствительность

а

 

также

 

наличие

 

в

 

измеряемом

 

спектре

 

частот

 

колебания

 

опо

-

ры

 

частот

 

других

 

элементов

 

ВЛ

 

(

проводов

гирлянд

). 

Для

 

этого

 

на

 

плоскую

 

модель

 

было

 

уста

-

новлено

 

по

 

три

 

вибродатчика

 

разного

 

номинала

 

вблизи

 

задел

-

ки

 (

на

 

высоте

 0,25 

м

и

 

на

 

высо

-

те

 1,7 

м

 

плоской

 

модели

и

 

при

-

ложены

 

импульсные

 

нагрузки

 

в

 

различных

 

точках

 

по

 

высоте

 


Page 3
background image

127

модели

  (

рисунок

 1). 

Результаты

 

в

 

виде

 

виброграмм

 

и

 

спектров

 

частот

 

приведены

 

на

 

рисунке

 2. 

В

 

ходе

 

проведенных

 

экспери

-

ментов

 

была

 

подобрана

 

необхо

-

димая

 

чувствительность

 

вибро

-

датчиков

-

акселерометров

 

для

 

фиксации

 

частот

 

собственных

 

колебаний

 

вблизи

 

заделки

 

пло

-

ской

 

опоры

 0,25 

м

При

 

проведении

 

эксперимен

-

тов

 

на

 

плоской

 

модели

 

с

 

под

-

вешенными

 

к

 

ней

 

проводами

 

с

 

большими

 

амплитудами

 

про

-

явились

 

первые

 

две

 

низшие

 

фор

-

мы

 

с

 

частотой

 

колебания

 0,88 

Гц

 

и

 1,86 

Гц

С

 

учетом

 

результатов

по

-

лученных

 

по

 

первому

 

экспери

-

менту

были

 

проведены

 

ана

-

логичные

 

эксперименты

 

на

 

пространственной

 

модели

вы

-

полненной

 

в

 

виде

 

решетчатой

 

П

-

образной

 

рамы

  (

рисунок

 3, 

красным

 

цветом

 

выделены

 

ме

-

ста

 

установки

 

вибродатчиков

-

акселерометров

). 

В

 

ходе

 

иссле

-

дований

 

динамической

 

работы

 

пространственной

 

модели

 

при

-

кладывались

 

импульсные

 

воз

-

действия

 

в

 

различных

 

точках

 

и

 

направлениях

 

для

 

возбужде

-

ния

 

различных

 

форм

 

колеба

-

ний

При

 

приложении

  «

малых

» 

импульсных

 

воздействий

 

в

 

про

-

дольном

 

направлении

 

спектр

 

3

0,25

1,70

0,30

0,75

1,5

Условные обозначения

- Места точек приложения

импульсной нагрузки
в поперечном направлении

- Места точек приложения

импульсной нагрузки
в продольном направлении

- Места установки вибродатчиков

Схема для

экспериментов

№ 1–5

0,25

2,6

0,45

0,55

1,92

2,32

Схема для

эксперимента № 6

Рис

. 1. 

Схема

 

плоской

 

модели

 

опоры

 

ВЛ

 

при

 

проведении

 

экспериментов

Рис

. 2. 

Пример

 

виброграмм

 (

а

и

 

спектров

 

частот

 (

б

колебаний

 

при

 

прове

-

дении

 

экспериментов

 

на

 

плоской

 

модели

б

)

а

)

Рис

. 3. 

Общий

 

вид

 

пространственной

 

модели

оборудованной

 

вибродатчиками

-

акселерометрами

частот

 

колебаний

 

остается

 

не

-

изменным

что

 

объясняется

 

большой

 

жесткостью

 

простран

-

ственной

 

модели

 

в

 

продольном

 

направлении

При

 

приложении

 

аналогичных

 

воздействий

 

в

 

по

-

перечном

 

направлении

 

наибо

-

лее

 

ярко

 

проявляются

 

изгибные

 

 6 (51) 2018


Page 4
background image

128

и

 

крутильные

 

формы

 

колеба

-

ний

Причем

крутильная

 

фор

-

ма

 

в

 

верхней

 

точке

 

посередине

 

фиксируется

 

на

 

уровне

 

шумов

так

 

как

 

в

 

ней

 

находится

 

нулевая

 

точка

 

деформаций

При

 

вынуж

-

денных

 

колебаниях

  (

колебания

 

гирлянды

на

 

пространственной

 

модели

 

на

 

спектрах

 

частот

 

до

-

полнительно

 

фиксируется

 

вы

-

нужденная

 

частота

 

с

 

большей

 

мощностью

 

сигнала

Возникают

 

небольшие

 

биения

 

из

-

за

 

близ

-

ких

 

собственных

 

и

 

вынужденных

 

частот

 

колебаний

 

элементов

 

модели

По

 

результатам

 

анали

-

за

 

исследований

 

динамической

 

работы

 

пространственной

 

мо

-

дели

 

подтверждены

 

результаты

 

первого

 

эксперимента

  (

на

 

пло

-

ской

 

модели

) — 

место

 

установ

-

ки

 

вибродатчика

 

в

 

точке

 

узла

 

крепления

 

пространственной

 

модели

 

к

 

основанию

 

является

 

наиболее

 

оптимальной

 — 

в

 

ней

 

фиксируются

 

все

 

проявляющи

-

еся

 

частоты

 

собственных

 

коле

-

баний

 

и

 

удобно

 

устанавливать

 

вибродатчик

-

акселерометр

Третий

 

эксперимент

 

прово

-

дился

 

на

 

отдельно

 

стоящей

 

узко

-

профильной

 

опоре

 

решетчатого

 

типа

  (

без

 

проводов

) 2

ПС

110

П

-

2

М

 

на

 

полигоне

 

в

 

пос

Линево

НСО

Контроль

 

технического

 

со

-

стояния

 

по

 

динамическим

 

пара

-

метрам

 

данной

 

опоры

 

начался

 

в

 2015 

году

В

 

ходе

 

исследований

 

вибродатчики

-

акселерометры

 

были

 

закреплены

 

на

 

разной

 

вы

-

соте

 

опоры

  (

рисунок

 4). 

Возбуж

-

дение

 

собственных

 

колебаний

 

данной

 

опоры

 

происходило

 

под

 

действием

 «

малых

» 

импульсных

 

воздействий

 

и

 

под

 

действием

 

ве

-

тра

Также

 

были

 

подтверждены

 

полученные

 

результаты

 

о

 

месте

 

установки

 

и

 

чувствительности

 

вибродатчиков

-

акселерометров

 

и

 

получены

 

предпосылки

 

для

 

оценки

 

технического

 

состояния

 

опор

 

линий

 

электропередачи

 

пассивным

 

методом

 

вибродиаг

-

ностики

По

 

результатам

 

сравне

-

ния

 

и

 

анализа

 

измерений

 

с

 

дан

-

ными

 

измерений

 

в

 2015 

году

 

изменений

 

технического

 

состоя

-

ния

 

опоры

 

не

 

зафиксировано

 

по

 

результатам

 

вибродиагностики

 

и

 

подтверждено

 

осмотром

Зна

-

чения

 

первых

 

низших

 

частот

 

1,17 

Гц

 

и

 5,66 

Гц

 

при

 

измерени

-

ях

 2015 

и

 2017 

годов

 

не

 

измени

-

лись

По

 

результатам

 

трех

 

про

-

веденных

 

экспериментов

 

была

 

определена

 

оптимальная

 

высота

 

установки

 

датчиков

 

для

 

опреде

-

ления

 

собственных

 

частот

 

опоры

 

и

 

было

 

подтверждено

что

 

в

 

из

-

меряемом

 

спектре

 

частот

 

опоры

 

есть

 

собственные

 

частоты

 

других

 

элементов

 

ВЛ

Это

 

важно

 

знать

 

при

 

анализе

 

собственных

 

частот

 

опоры

 

для

 

целей

 

диагностики

 

ее

 

состояния

Здесь

 

же

 

следу

-

ет

 

пояснить

что

 

эксперименты

 

проводились

 

с

 

использованием

 

датчиков

 

и

 

других

 

блоков

 

изме

-

рительного

 

комплекса

исполь

-

зуемого

 

для

 

диагностики

 

мостов

 

(

рисунок

 5).

Существуют

 

активный

 

и

 

пас

-

сивный

 

методы

 

возбуждения

 

и

 

определения

 

собственных

 

частот

 

колебаний

 

конструкций

При

 

активном

 

методе

 

необхо

-

димо

 

специальное

 

оборудова

-

ние

 

для

 

возбуждения

 

колебаний

 

или

 

приложения

 

импульсной

 

нагрузки

 

при

 

помощи

 

различ

-

ных

 

приспособлений

  (

например

«

малые

» 

импульсные

 

воздей

-

ствия

 — 

раскачивание

 

опоры

 

человеком

 

или

 

при

 

помощи

 

от

-

тяжки

 

и

 

отпускания

 

шнура

при

-

крепленного

 

к

 

верхней

 

части

 

конструкции

). 

Активные

 

методы

 

трудозатратны

а

 

вышеописан

-

ные

 

исследования

 

указывают

 

на

 

возможность

 

применения

 

пас

-

сивной

 

вибродиагностики

 

под

 

воздействием

 

ветровых

 

нагру

-

зок

 

на

 

систему

 

опора

-

провода

 

[1]. 

Также

 

возбуждение

 

частот

 

собственных

 

колебаний

 

под

 

дей

-

ствием

 

ветра

 

является

 

удобным

 

на

 

линиях

 

электропередачи

по

-

скольку

 

элементы

 

опоры

 

и

 

про

-

Рис

. 4. 

Схема

 

установки

 

датчиков

 

при

 

проведении

 

экспериментов

 

 1 (

а

и

 

 2 (

б

на

 

отдельно

 

стоящей

 

опоре

 

решетчатого

 

типа

 (

без

 

проводов

)

 

3,4

6,8

10,2

 

6,8

а

)

б

)

Рис

. 5. 

Мачта

 

анемометра

оборудованная

 

вибродатчиками

а

общий

 

вид

 

опоры

 

анемометра

б

установка

 

измерительного

 

комплекса

 

на

 

опору

 

ане

-

мометра

а

)

б

)

ДИАГНОСТИКА

И  МОНИТОРИНГ


Page 5
background image

129

вода

 

находятся

 

достаточно

 

вы

-

соко

 

от

 

уровня

 

земли

действие

 

ветровой

 

нагрузки

 

постоянно

Однако

 

для

 

фиксации

 

частот

 

ко

-

лебаний

 

в

 

штиль

 (

когда

 

уровень

 

амплитуд

 

колебаний

 

низкий

не

-

обходимо

 

использовать

 

высоко

-

чувствительное

 

оборудование

 

(

способное

 

фиксировать

 

даже

 

самые

 

низкие

 

уровни

 

колеба

-

ний

). 

Это

 

реализовано

 

в

 

раз

-

работанном

 

специализирован

-

ном

 

измерительном

 

комплексе

 

«

ЛЭПтон

». 

Для

 

подтверждения

 

отклика

 

опор

 

именно

 

на

 

ветро

-

вые

 

воздействия

 

проведена

 

ви

-

бродиагностика

 

отдельно

 

стоя

-

щих

 

мачт

 

с

 

анемометрами

 

двух

 

типов

Анемометры

установлен

-

ные

 

на

 

верху

 

мачт

фиксировали

 

мгновенную

 

скорость

 

ветра

ос

-

редненную

 

в

 

течение

 

минуты

На

 

рисунках

 5

а

 

и

 5

б

 

приведен

 

общий

 

вид

 

решетчатой

 

мачты

 

с

 

установленными

 

на

 

ней

 

вибро

-

датчиками

-

акселерометрами

а

 

на

 

рисунке

 6 — 

виброграммы

 

и

 

спектры

 

частот

 

колебаний

На

 

рисунке

 7 

приведен

 

график

 

мгно

-

венной

 

скорости

 

фактический

 

и

 

график

 

изменения

 

ускорений

построенный

 

по

 

данным

полу

-

ченным

 

с

 

вибродатчика

Кривые

 

этих

 

графиков

 

похожи

Воздей

-

ствие

 

ветровой

 

нагрузки

 

нахо

-

дится

 

в

 

прямой

 

связи

 

с

 

откликом

 

конструкции

 

на

 

воздействие

 

этой

 

ветровой

 

нагрузки

а

 

значит

 

мо

-

жет

 

быть

 

использовано

 

для

 

ви

-

бродиагностики

 

опор

 

линий

 

элек

-

тропередачи

.

С

 

наработанной

 

методикой

полученной

 

по

 

результатам

 

вы

-

шеперечисленных

 

и

 

других

  (

не

 

вошедших

 

в

 

статью

экспери

-

ментов

были

 

выполнены

 

изме

-

рения

 

на

 

действующих

 

опорах

 

линии

 

электропередачи

 110 

кВ

 

СВ

-5 

в

 

г

Стрежевом

 

Томской

 

об

-

ласти

Эта

 

линия

 

была

 

выбрана

поскольку

 

именно

 

на

 

этой

 

ли

-

нии

 

произошло

 

единовременное

 

повреждение

 

нескольких

 

опор

 

в

 2010 

году

Измерения

 

прово

-

дились

 

дважды

 — 

в

 

октябре

 

2016 

года

 

и

 

в

 

апреле

 2017 

года

Периоды

 

выездов

 

выбраны

 

для

 

фиксации

 

возможного

 

влияния

 

промерзания

 

грунтов

  (

выпучива

-

ние

 

фундаментов

 

и

 

др

.) 

основа

-

ния

 

опор

 

на

 

частоты

 

собственных

 

колебаний

Было

 

исследовано

 

60 

промежуточных

 

одноцепных

 

опор

 

типа

 

П

110-3. 

Предварительно

 

была

 

постро

-

ена

 

конечно

-

элементная

 

модель

 

опоры

 

П

110-3. 

Модель

 

создана

 

по

 

чертежу

 

 3078

ТМ

-113

а

 

со

-

гласно

 

типовому

 

проекту

 «

Унифи

-

цированные

 

стальные

 

нормаль

-

ные

 

опоры

 

ВЛ

 35, 110 

и

 150 

кВ

 

 3.407-68/73. 

Том

 9». 

Рассчита

-

ны

 

частоты

 

трех

 

опор

:

1) 

опора

 

без

 

дефектов

;

2) 

опора

 

с

 

дефектом

 

в

 

виде

 

ото

-

рванного

 

раскоса

 

в

 

нижнем

 

поясе

3) 

опора

 

с

 

дефектом

 

в

 

виде

  «

за

-

висшей

» 

пяты

 

опоры

На

 

каждой

 

опоре

 

проведена

 

вибродиагностика

 

и

 

диагности

-

ческое

 

обследование

 

посред

-

ством

 

визуального

 

осмотра

По

 

результатам

 

диагностического

 

обследования

 

зафиксировано

 

два

 

характерных

 

места

 

возмож

-

ной

 

потери

 

локальной

 

устойчи

-

вости

 

главных

 

несущих

 

уголков

 

в

 

месте

 

стыковки

 

уголков

 

через

 

накладку

 

из

 

уголка

 

под

 

нижней

 

траверсой

 

и

 

стыковкой

 

первого

 

и

 

второго

 

поясов

 (

рисунок

 8).

По

 

результатам

 

расчета

 

на

-

пряжений

 

по

 

программе

 

модели

-

Рис

. 6. 

Измерение

 

виброускорений

 

на

 

мачте

 

анемометра

 

решетчатого

 

типа

 (

красным

 — 

поперечные

 

колебания

зеленым

 — 

продольные

 

колебания

): 

а

виброграмма

 

ускорений

 

мачты

б

спектр

 

частот

 

колебаний

 

мачты

а

)

а

)

б

)

б

)

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

1

3

5

7

0

20

40

60

80

1

2

3

4

5

6

Рис

. 7. 

Графики

 

мгновенной

 

скорости

 

ветра

 

по

 

данным

 

анемометра

 (

а

и

 

из

-

мерения

 

виброускорений

 

мачты

выполненной

 

из

 

круглой

 

трубы

 (

б

)

Рис

. 8. 

Место

 

стыковки

 

первого

 

и

 

второго

 

поясов

 6 (51) 2018


Page 6
background image

130

рования

 

совместных

 

нелинейных

 

колебаний

 

проводов

 

и

 

опор

 

ВЛ

 

(

участка

 

электросети

при

 

дей

-

ствии

 

ветровой

 

нагрузки

 (1, 2) 

получены

 

максимальные

 

концен

-

трации

 

динамической

 

нагрузки

 

именно

 

в

 

этих

 

точках

В

 

результате

 

выполненных

 

исследований

 

определены

 

па

-

раметры

 

для

 

определения

 

суще

-

ственных

 

дефектов

возникающих

 

в

 

опорах

Первая

 

собственная

 

частота

 

характеризует

 

общее

 

состояние

 

опоры

Снижение

 

первой

 

часто

-

ты

 

на

 0,1–0,3 

Гц

 

свидетельствует

 

о

 

неравномерной

 

затяжке

 

бол

-

товых

 

соединений

что

 

приводит

 

к

 

снижению

 

жесткости

 

конструк

-

ции

У

 

шестидесяти

 

обследован

-

ных

 

опор

включающих

 19 

но

-

вых

 

опор

установленных

 

после

 

аварии

и

 41 

старую

первая

 

частота

 

была

 

ниже

 

расчетной

 

на

 0,1–0,3 

Гц

Снижение

 

первой

 

собственной

 

частоты

 

колеба

-

ний

 

опоры

 

на

 

значения

 

от

 0,3 

до

 

0,8 

Гц

 

может

 

говорить

 

о

 

неплот

-

ном

 

прилегании

 

одной

 

пяты

 

опо

-

ры

Здесь

 

следует

 

указать

что

 

расчетное

 

снижение

 

частоты

 

опоры

 

с

 

дефектом

 

в

 

виде

 

ото

-

рванного

 

раскоса

 

в

 

нижнем

 

по

-

ясе

 — 0,3 

Гц

а

 

расчетное

 

сниже

-

ние

 

частоты

 

опоры

 

с

 

дефектом

 

в

 

виде

  «

зависшей

» 

пяты

 

опо

-

ры

 — 0,8 

Гц

.

Высокие

 

частоты

 

характери

-

зуют

 

состояние

 

связей

 

опоры

 

(

ослабление

 

натяжения

 

болтов

 

или

 

дефекты

 

в

 

сварных

 

соедине

-

ниях

и

 

находятся

 

в

 

определен

-

ном

 

диапазоне

 

частот

определя

-

емом

 

по

 

результатам

 

расчетов

На

 

рисунке

 9 

приведены

 

приме

-

ры

 

спектров

 

частот

 

собственных

 

колебаний

 

целых

 

и

 

дефектных

 

опор

 

ВЛ

При

 

реализации

 

мониторинга

 

может

 

быть

 

выявлена

 

явная

 

тен

-

денция

 

снижения

 

собственных

 

частот

что

 

позволит

 

определять

 

появление

 

дефекта

Степень

 

кри

-

тического

 

состояния

 

дефектов

 

опор

 

оценивается

 

сравнением

 

ча

-

стот

полученных

 

при

 

измерениях

 

с

 

расчетными

 

частотами

 

данного

 

типа

 

опоры

хранящимися

 

в

 

базе

 

данных

 

ноутбука

Оценка

 

техни

-

ческого

 

состояния

 

опор

 

ЛЭП

 

с

 

по

-

мощью

 

разработанного

 

измери

-

тельного

 

комплекса

 

проводится

 

в

 

следующем

 

порядке

:

1. 

Измерительный

 

комплекс

 

«

ЛЭПтон

» 

устанавливается

 

на

 

один

 

из

 

поясных

 

уголков

 

диа

-

гностируемой

 

опоры

 

ВЛ

 

и

 

осу

-

ществляется

 

замер

 

собствен

-

ных

 

частот

 

опоры

Данные

 

передаются

 

на

 

смартфон

 

по

 

каналу

 

связи

 Bluetooth (

рису

-

нок

 10).

2. 

Дальнейшая

 

оценка

 

состояния

 

опоры

 

производится

 

на

 

ноут

-

буке

 

с

 

помощью

 

специальной

 

программы

 

после

 

передачи

 

на

 

него

 

данных

 

со

 

смартфона

 

по

 

каналу

 

связи

 Bluetooth.

Измерительный

 

комплекс

 

«

ЛЭПтон

» 

способен

 

фиксиро

-

вать

 

виброперемещения

 

в

 

трех

 

плоскостях

температуру

В

 

нем

 

предусмотрена

 

возможность

 

подключения

 

дополнительно

 

до

 

четырех

 

датчиков

 

для

 

проведе

-

ния

 

исследовательских

 

задач

Диапазон

 

фиксируемых

 

частот

 

0,1–50 

Гц

Ориентировочная

 

дли

-

тельность

 

работы

 

измеритель

-

Рис

. 9. 

Примеры

 

спектров

 

частот

 

собственных

 

колебаний

 

целых

 

и

 

дефектных

 

опор

а

спектр

 

низких

 

частот

 

це

-

лой

 

опоры

б

спектр

 

низких

 

частот

 

дефектной

 

опоры

в

спектр

 

высоких

 

частот

 

целой

 

опоры

г

спектр

 

высоких

 

частот

 

дефектной

 

опоры

а

)

в

)

б

)

г

)

Рис

. 10. 

Работа

 

с

 

измерительным

 

комплексом

 «

ЛЭПтон

» 

и

 

смартфо

-

ном

ДИАГНОСТИКА

И  МОНИТОРИНГ


Page 7
background image

131

ного

 

комплекса

  «

ЛЭПтон

» 

со

-

ставляет

 

порядка

 8 

часов

 

без

 

подзарядки

В

 

полевых

 

условиях

 

для

 

увеличения

 

длительности

 

работы

 

смартфон

 

и

 

измеритель

-

ный

 

комплекс

  «

ЛЭПтон

» 

подза

-

ряжаются

 

с

 

помощью

 

внешнего

 

аккумулятора

.

По

 

заявке

 

 2017143250/28 

(074528) 

от

 11.12.2017 

получено

 

решение

 

о

 

выдаче

 

патента

 

на

 

по

-

лезную

 

модель

  «

Устройство

 

для

 

оценки

 

технического

 

состояния

 

металлических

 

решетчатых

 

кон

-

струкций

» [2].

На

 

рисунке

 11 

изображено

 

обо

-

рудование

входящее

 

в

 

измери

-

тельный

 

комплекс

:

1) 

ноутбук

 ASUS;

2) 

измерительный

 

комплекс

 

«

ЛЭПтон

»;

3) 

внешняя

 

аккумуляторная

 

бата

-

рея

;

4) 

смартфон

 BlackView.

ВЫВОДЫ

Измерительный

 

комплекс

 

по

-

зволяет

 

определить

 

наличие

 

дефектов

 

опоры

не

 

проводя

 

стандартные

 

инструментальные

 

измерения

 

элементов

 (

измерения

 

степени

 

коррозии

 

элементов

 

опо

-

ры

сварных

болтовых

 

соедине

-

ний

 

и

 

др

.). 

По

 

конструктивным

 

ре

-

шениям

 

измерительный

 

комплекс

 

имеет

 

следующие

 

преимущества

 

по

 

сравнению

 

с

 

аналогичными

 

приборами

 

по

 

частотной

 

диагно

-

стике

:

1) 

для

 

проведения

 

измерения

 

используется

 

один

 

датчик

 

и

 

одно

 

место

 

присоединения

 

к

 

опоре

что

 

позволяет

 

сокра

-

тить

 

время

 

измерения

 

на

 

одну

 

опору

2) 

высокая

 

чувствительность

 

прибора

 

позволяет

 

регистри

-

ровать

 

естественные

 

колеба

-

ния

 

опоры

 

от

 

небольшой

 

силы

 

ветра

 

и

 

проводить

 

измерения

 

без

 

использования

 

дополни

-

тельного

 

внешнего

 

источника

 

колебаний

что

 

упрощает

 

про

-

ведение

 

измерений

.

Проведение

 

измерений

 

при

-

бором

 

является

 

менее

 

трудоза

-

тратным

 

по

 

сравнению

 

с

 

оцен

-

кой

 

технического

 

состояния

 

ВЛ

 

в

 

соответствии

 

с

 

СТО

 56947007-

29.240.55.111-2011 «

Методичес

-

кие

 

указания

 

по

 

оценке

 

техниче

-

ского

 

состояния

 

ВЛ

 

и

 

остаточного

 

ресурса

 

компонентов

 

ВЛ

», 

так

 

как

 

не

 

требуется

 

подъем

 

на

 

опору

применение

 

гидроподъемника

 

Рис

. 11. 

Общий

 

вид

 

комплекса

 

для

 

оценки

 

технического

 

состояния

 

опор

или

 

телескопической

 

вышки

от

-

ключение

 

ВЛ

 

для

 

безопасно

-

го

 

выполнения

 

работ

При

 

этом

 

с

 

помощью

 

измерительного

 

ком

-

плекса

 

можно

 

получить

 

сопо

-

ставимые

 

по

 

информативности

 

и

 

достоверности

 

результаты

 

об

-

следования

 

ВЛ

.

В

 

настоящее

 

время

 

в

 

ПАО

 

«

ТРК

» 

совместно

 

с

 

ООО

  «

Инсти

-

тутом

 

электроэнергетики

 

НГТУ

» 

ведется

 

работа

 

по

 

накоплению

 

базы

 

данных

 

измерений

прове

-

денных

 

на

 

ВЛ

 35–110 

кВ

 

для

 

даль

-

нейшей

 

обработки

 

с

 

целью

 

улуч

-

шения

 

качества

 

оценки

 

состояния

 

опор

.  

ЛИТЕРАТУРА

1. 

Кравченко

 

А

.

Я

., 

Красноруцкий

 

Д

.

А

., 

Левин

 

В

.

Е

., 

Роден

-

ко

 

С

.

В

Расчет

 

совместных

 

колебаний

 

проводов

 

и

 

опор

 

участка

 

воздушной

 

линии

 

электропередачи

 

при

 

дей

-

ствии

 

периодической

 

ветровой

 

нагрузки

 // 

ЭЛЕКТРО

-

ЭНЕРГИЯ

Передача

 

и

 

распределение

, 2018, 

 2(47). 

С

. 58–63.

2. 

Свидетельство

 

о

 

государственной

 

регистрации

 

про

-

граммы

 

для

 

ЭВМ

 

 2018616567 KLPVL-v.1. 

Правооб

-

ладатель

ПАО

  «

Томская

 

Распределительная

 

Компа

-

ния

», 

дата

 

регистрации

 04 

июня

 2018 

г

.

REFERENCES

1. Kravchenko A.Ya., Krasnorutskiy D.A., Levin V.E., 

Rodenko S.V Joint oscillations calculation of conductors 
and transmission poles within section of an overhead 
transmission line under the action of periodic wind 
load.  

ELEKTROENERGIYa: peredacha i raspredelenie

 

[ELECTRIC POWER: Transmission and Distribution], 
2018, no. 2(47), pp. 58–63. (in Russian)

2. Joint-stock company "Tomsk distribution company". 

Computer program registration certi

 cate, no. 2018616567 

KLPVL-v.1

 6 (51) 2018


Читать онлайн

В статье приведены результаты экспериментальных исследований динамической работы опор ВЛ. Первоначально на моделях опор ВЛ были определены оптимальные места установки вибродатчиков и необходимая чувствительность вибродатчиков-акселерометров для фиксации частот собственных колебаний. Также на одной из моделей проанализировано влияния действия проводов на частоты собственных колебаний модели опоры ВЛ. Затем, результаты лабораторных исследований были апробированы на реальных конструкциях. В ходе проведения экспериментов на реальных объектах определено, что для возбуждения частот собственных колебаний наиболее удобно использовать пассивный метод возбуждения (под действием ветра), поскольку опоры с проводами находятся достаточно высоко от уровня земли, а действие ветровой нагрузки постоянно. По результатам исследований разработан измерительный комплекс «ЛЭПтон» для оценки технического состояния опор линий электропередачи.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 3(72), май-июнь 2022

От НИОКР до промышленной эксплуатации: новая разработка ПАО «Россети Ленэнерго» успешно интегрирована в ССПИ ОМП «ИНБРЭС»

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Воздушные линии Диагностика и мониторинг
Спецвыпуск «Россети» № 2(25), июнь 2022

Программный комплекс для мониторинга, оптимизации и визуализации структуры противоаварийной автоматики — ПК «ПАУК»

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Релейная защита и автоматика Диагностика и мониторинг
ПАО «Россети Кубань»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»