Системы прогнозирования и мониторинга сброса гололеда

Page 1
background image

Page 2
background image

24

СЕТИ  РОССИИ

В

 

 

период

когда

 

действующие

 

на

 

провода

 

нагрузки

 

еще

 

не

 

достигли

 

опасных

 

величин

 

и

 

существует

 

определенный

 

запас

 

времени

чтобы

 

удалить

 

фор

-

мирующиеся

 

на

 

проводах

 

отложения

 

или

 

внести

 

коррективы

 

в

 

режимы

 

ра

-

боты

 

объектов

 

сетевой

 

инфраструк

-

туры

эффективным

 

является

 

мони

-

торинг

 

отложений

 

гололеда

 

и

 

снега

.

С

 

эксплуатационной

 

точки

 

зре

-

ния

довольно

 

сложно

 

разработать

 

такую

 

общую

 

стратегию

которая

 

по

-

зволила

 

бы

 

предотвратить

 

возникно

-

вение

 

проблем

 

для

 

всех

 

линий

 

элек

-

тропередачи

 

в

 

условиях

 

развития

 

тя

-

желых

 

гололедных

 

ситуаций

Одним

 

из

 

первичных

 

элементов

 

разработ

-

ки

 

общей

 

стратегии

 

является

 

оцен

-

ка

 

ожидаемых

 

гололедных

 

нагрузок

 

на

 

основе

 

анализа

 

имеющейся

 

базы

 

данных

 

о

 

характере

 

и

 

периодах

 

по

-

вторяемости

 

экстремальных

 

гололед

-

ных

 

явлений

Следующим

 

элементом

 

стратегии

 

предотвращения

 

опасных

 

последствий

 

является

 

изучение

 

су

-

ществующих

 

методов

 

уменьшения

 

и

 

удаления

 

гололедных

 

отложений

 — 

de-icing (DI) 

или

 

предотвращения

 

ин

-

тенсивных

 

гололедных

 

образований

 

anti-icing (AI) 

на

 

проводах

 

и

 

тросах

Обычно

 AI-

методы

 

предотвращения

 

гололедообразования

 

применяют

 

за

-

благовременно

т

.

е

до

 

наступления

 

сезона

 

гололедов

. DI-

методы

 

приме

-

няются

 

непосредственно

 

в

 

период

 

гололедообразования

 

или

 

иногда

 

по

-

сле

 

возникновения

 

гололедных

 

отло

-

жений

.

Подробно

 

системы

 

мониторинга

 

гололедообразования

 

и

 

сброса

 

го

-

лоледа

а

 

также

 

применяемые

 

в

 

раз

-

личных

 

странах

 

методы

 

предотвра

-

щения

 

гололедообразования

 

и

 

уда

-

ления

 

гололеда

 

с

 

проводов

 

воздуш

-

ных

 

линий

 

электропередачи

 (

ВЛ

опи

-

саны

 

в

 

рекомендательном

 

матери

-

але

разработанном

 

группой

 

В

2.29 

Исследовательского

 

комитета

  «

Воз

-

душные

 

линии

» 

Международной

 

кон

-

ференции

 

СИГРЭ

 

и

 

опубликованном

 

в

 

форме

 

технической

 

брошюры

 

ТВ

 

438 

в

 

декабре

 2010 

г

Настоящая

 

публикация

 

является

 

кратким

 

изло

-

Системы 

прогнозирования 

и мониторинга сброса 

гололеда

Тяжелые отложения в форме льда или мокрого снега на токоведущих проводах и 
грозозащитных тросах воздушных линий электропередачи могут вызывать мно-
гочисленные и продолжительные нарушения в работе электрических сетей. В чис-
ле наиболее эффективных практических решений, способствующих противодей-
ствию отрицательным последствиям гололедных явлений, — процедуры монито-
ринга появления, роста и сброса отложений гололеда и снега.

Владимир ШКАПЦОВ, ведущий аналитик Группы компаний ОПТЭН, к.т.н. 


Page 3
background image

25

№ 1 (4), январь-февраль, 2011

жением

 

основных

 

положений

при

-

веденных

 

в

 

указанной

 

технической

 

брошюре

 (

ТБ

СИГРЭ

СОВРЕМЕННЫЕ

 

СИСТЕМЫ

 

ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

 

ГОЛОЛЕДООБРАЗОВАНИЯ

В

 

последние

 

годы

 

новые

 

методы

 

метеомоделирования

 

и

 

прогнозиро

-

вания

 

атмосферных

 

процессов

 

по

-

зволяют

 

с

 

более

 

высокой

 

точностью

 

и

 

достоверностью

 

оценивать

 

как

 

ко

-

личественные

 

параметры

 

уже

 

сфор

-

мировавшихся

 

гололедных

 

отложе

-

ний

так

 

и

 

ожидаемые

 

свойства

 

от

-

ложений

 

льда

 

на

 

поверхностях

 

раз

-

личных

 

объектов

Важным

 

аспек

-

том

 

этих

 

разработок

 (

см

ТБ

являет

-

ся

 

возможность

 

интеграции

 

моделей

 

локального

 

масштаба

 

с

 

глобальными

 

системами

 

метеорологического

 

про

-

гнозирования

Эффекта

 

удалось

 

до

-

стичь

 

путем

 

создания

 

ряда

 

переход

-

ных

 

элементов

 

моделирования

что

 

позволило

 

преодолеть

 

технические

 

сложности

 

резкого

 

перехода

 

от

 

гло

-

бальных

 

моделей

 

к

 

локальному

 

мо

-

делированию

 

с

 

масштабами

 

в

 

не

-

сколько

 

сотен

 

метров

Эти

 

достиже

-

ния

 

имеют

 

большое

 

практическое

 

значение

поскольку

 

более

 

раннее

 

предупреждение

 

о

 

гололедной

 

опас

-

ности

 

позволяет

 

подготовить

 

и

 

реа

-

лизовать

 

ряд

 

превентивных

 

мер

на

-

правленных

 

на

 

уменьшение

 

отрица

-

тельных

 

последствий

 

гололедообра

-

зования

 

на

 

ВЛ

ПРОЦЕСС

 

ЕСТЕСТВЕННОГО

 

СБРОСА

 

ГОЛОЛЕДА

 

И

 

СНЕГА

 

С

 

ПРОВОДОВ

 

И

 

СПОСОБЫ

 

ЕГО

 

ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

Механизмы

 

сброса

 

гололеда

 

с

 

проводов

 

и

 

грозотросов

 

состоят

 

в

 

следующем

.

• 

При

 

температуре

 

воздуха

 

выше

 

0

о

С

 

начинается

 

таяние

 

на

 

наруж

-

ной

 

и

 

внутренней

 

поверхностях

 

гололедного

 

отложения

Далее

 

происходит

 

процесс

 

формирова

-

ния

 

канавки

 

на

 

границе

 

раздела

 

льда

 

и

 

поверхности

 

провода

 

или

 

троса

Когда

 

канавка

 

в

 

ледяной

 

муфте

 

достигает

 

ее

 

верхней

 

гра

-

ницы

участок

 

ледяного

 

покры

-

тия

 

отламывается

происходит

 

его

 

сброс

 

под

 

действием

 

собственно

-

го

 

веса

 

и

 

ветрового

 

давления

.

• 

Под

 

действием

 

тепла

 

воздушной

 

среды

 

происходит

 

сублимацион

-

ное

 

испарение

 

с

 

поверхности

 

ле

-

дяного

 

покрытия

Скорость

 

этого

 

процесса

 

зависит

 

от

 

влажности

температуры

 

воздуха

 

и

 

скорости

 

ветра

.

• 

Механическое

 

разрушение

 

голо

-

ледной

 

муфты

 

зависит

 

от

 

прочно

-

сти

 

сцепления

 (

адгезии

покрытия

 

определенного

 

вида

 

и

 

формы

 (

чи

-

стый

 

лед

мокрый

 

снег

изморозь

 

или

 

смешанные

 

формы

с

 

поверх

-

ностью

 

провода

Резкий

 

сброс

 

го

-

лоледа

 

может

 

вызвать

 

подскок

 

провода

иногда

 

приводящий

 

к

 

перекрытию

 

изолирующих

 

про

-

межутков

 

между

 

фазами

кото

-

рые

 

наиболее

 

вероятны

 

при

 

вер

-

тикальном

 

расположении

 

фаз

 

или

 

цепей

 

многоцепных

 

линий

.

• 

Сброс

 

снега

 (

включая

 

налипание

 

мокрого

 

снега

 

на

 

провода

 

и

 

тро

-

сы

), 

прочность

 

сцепления

 

которо

-

го

 

с

 

проводами

 

и

 

тросами

 

ниже

чем

 

при

 

гололедных

 

образовани

-

ях

может

 

происходить

 

под

 

дей

-

ствием

 

сильных

 

и

 

порывистых

 

ве

-

тров

МЕХАНИЗМЫ

 

АДГЕЗИИ

 

ГОЛОЛЕДНЫХ

 

ОТЛОЖЕНИЙ

Как

 

показали

 

проведенные

 

ис

-

следования

на

 

адгезию

 

гололед

-

ных

 

отложений

 

влияют

 

два

 

основных

 

фактора

электростатические

 

воздей

-

ствия

существующие

 

на

 

границах

 

раздела

 

гололедной

 

среды

 

и

 

прово

-

да

а

 

также

 

шероховатость

 

поверхно

-

сти

на

 

которой

 

происходит

 

гололедо

-

образование

Что

 

касается

 

сил

 

электростатиче

-

ского

 

воздействия

то

 

они

 

незначи

-

тельны

 

для

 

тех

 

материалов

 

или

 

по

-

крытий

которые

 

обладают

 

низкой

 

диэлектрической

 

проницаемостью

таких

например

как

 

фторсодержа

-

щие

 

полимеры

Критическое

 

влия

-

ние

 

на

 

прочность

 

сцепления

  (

адге

-

зию

гололеда

 

оказывает

 

шерохова

-

тость

 

поверхности

Поэтому

 

сниже

-

ние

 

прочности

 

сцепления

 

гололед

-

ных

 

отложений

 

с

 

поверхностью

 

мо

-

жет

 

быть

 

достигнуто

 

путем

 

уменьше

-

ния

 

ее

 

шероховатости

 

и

 

применения

 

материалов

 

с

 

низкой

 

диэлектриче

-

ской

 

проницаемостью

.

Среди

 

других

 

факторов

влия

-

ющих

 

на

 

механизмы

 

адгезии

 

голо

-

ледных

 

отложений

следует

 

отметить

 

температуру

 

и

 

характер

 

осадков

а

 

именно

 

скорость

 

падения

 

и

 

размер

 

капель

 

переохлажденной

 

воды

ко

-

торые

 

определяют

 

проникновение

 

влаги

 

в

 

трехмерные

 

поверхностные

 

структуры

 

и

 

оказывают

 

влияние

 

на

 

форму

 

и

 

размеры

 

образующихся

 

кристаллов

 

льда

 

и

 

прочность

 

их

 

сце

-

пления

 

с

 

поверхностью

 

гололедо

-

образования

МЕТОДЫ

 

ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

 

И

 

УДАЛЕНИЯ

 

ГОЛОЛЕДНЫХ

 

ОТЛОЖЕНИЙ

Способы

 

предотвращения

 — anti-

icing 

и

 

удаления

 — de-icing 

гололед

-

ных

 

отложений

 

могут

 

быть

 

отнесены

 

к

 

одной

 

из

 

следующих

 

четырех

 

кате

-

горий

:

• 

пассивный

 

метод

 AI, 

базиру

-

ющийся

 

на

 

использовании

 

есте

-

ственных

 

физических

 

свойств

 

ма

-

териалов

 

и

 

процессов

;

• 

использование

 

активных

 AI-

покрытий

 

и

 

устройств

;

• 

методы

 

механического

 

разруше

-

ния

 DI 

и

 

удаления

 

гололедных

 

об

-

разований

;

• 

методы

 

теплового

 DI-

воздейст

-

вия

 — 

плавка

 

гололеда

.

Пассивные

 

методы

 

не

 

требуют

 

ис

-

пользования

 

дополнительных

 

источ

-

ников

 

энергии

 

и

 

характеризуются

 

воз

-

действием

 

таких

 

факторов

как

 

ветер

гравитация

солнечная

 

радиация

гео

-

метрическое

 

размеры

 

и

 

положение

 

проводов

 

ВЛ

Они

 

предполагают

 

учет

 

влияния

 

нагрева

 

проводов

 

действую

-

щих

 

линий

 

токами

 

нагрузки

Пассив

-

ные

 

методы

 

включают

 

также

 

те

 

проти

-

вогололедные

 

меры

которые

 

способ

-

ствуют

 

уменьшению

 

размеров

 

голо

-

ледных

 

отложений

 

и

 

прочности

 

их

 

сце

-

пления

 

с

 

проводами

 

и

 

тросами

В

 

качестве

 

примера

 

применения

 

таких

 

мер

 

и

 

методов

 

можно

 

назвать

 

установку

 

на

 

ВЛ

 

ограничителей

 

за

-

кручивания

 

проводов

применяемых

 

для

 

уменьшения

 

налипания

 

мокро

-

го

 

снега

а

 

также

 

для

 

образования

 

на

 

проводах

 

односторонних

 

гололедных

 

гребешков

которые

 

раньше

чем

 

концентрические

 

гололедные

 

муфты

сбрасываются

 

при

 

повышении

 

тем

-

пературы

 

окружающей

 

среды

 

или

 

собственно

 

провода

.

К

 

категории

 

пассивных

 

способов

 

можно

 

отнести

 

применение

 

закре

-

пляемых

 

на

 

проводах

 

колец

 

или

 

спи

-

ралей

наличие

 

которых

 

способствует

 

сбросу

 

мокрого

 

снега

 

при

 

его

 

сколь

-

жении

 

по

 

наружному

 

повиву

 

прово

-

да

что

 

в

 

совокупности

 

с

 

ограничите

-

лями

 

кручения

 

проводов

 

позволяет

 

снизить

 

размеры

 

и

 

массу

 

наледи

а

 

также

 

приводит

 

к

 

ускоренному

 

сбро

-

су

 

отложений

 

в

 

форме

 

мокрого

 

сне

-

га

гололеда

 

или

 

изморози

.


Page 4
background image

26

СЕТИ  РОССИИ

К

 

числу

 

активных

 

способов

 

борьбы

 

с

 

гололедом

 (AI) 

могут

 

быть

 

отнесены

 

диэлектрические

 

покры

-

тия

 

токоведущих

 

проводов

кото

-

рые

 

принадлежат

 

к

 

категории

 

фер

-

ромагнитных

 

и

 

подвержены

 

нагре

-

ву

 

за

 

счет

 

потерь

 

на

 

перемагничи

-

вание

 

в

 

материале

 

покрытия

Ука

-

занный

 

нагрев

 

покрытия

 

при

 

опре

-

деленных

 

метеорологических

 

усло

-

виях

  (

низкая

 

скорость

 

ветра

от

-

носительно

 

невысокая

 

интенсив

-

ность

 

гололедонесущего

 

потока

может

 

способствовать

 

предотвра

-

щению

 

отложения

 

гололеда

 

благо

-

даря

 

поддерживанию

 

температу

-

ры

 

покрытия

 

выше

 

точки

 

замерза

-

ния

 

капель

 

оседающей

 

на

 

прово

-

дах

 

влаги

Методы

 

механического

 

разруше

-

ния

 

гололедных

 

отложений

 

ускоря

-

ют

 

сброс

 

и

 

освобождение

 

проводов

 

и

 

грозозащитных

 

тросов

 

от

 

соответ

-

ствующих

 

гололедных

 

и

 

комбиниро

-

ванных

 

гололедно

-

ветровых

 

нагру

-

зок

Сравнительные

 

оценки

 

показы

-

вают

что

 

для

 

применения

 

механиче

-

ских

 

методов

 

разрушения

 

и

 

удаления

 

гололеда

 

требуется

 

в

 100 

тысяч

 

раз

 

меньше

 

энергии

чем

 

при

 

использо

-

вании

 

тепловых

 

методов

 

удаления

 

сформировавшихся

 

гололедных

 

от

-

ложений

  (

плавки

 

гололеда

). 

Техноло

-

гия

 

механических

 

методов

 

удаления

 

основана

 

на

 

применении

 

одного

 

из

 

двух

 

известных

 

альтернативных

 

под

-

ходов

Первый

 

предполагает

 

удале

-

ние

 

гололеда

 

посредством

 

его

 

среза

-

ния

Устройство

 

подобного

 

типа

 

по

-

казано

 

на

 

рис

. 1 

и

 

представляет

 

со

-

бой

 

питаемую

 

от

 

аккумуляторных

 

ба

-

тарей

 

перемещающуюся

 

по

 

прово

-

ду

 

каретку

оснащенную

 

режущими

 

устройствами

 

высокой

 

прочности

взламывающими

 

за

 

счет

 

толкаю

-

щих

 

усилий

 

каретки

 

гололедную

 

муф

-

ту

освобождая

 

провод

 

от

 

отложений

 

Второй

 

подход

 

основан

 

на

 

удале

-

нии

 

отложений

 

посредством

 

возбуж

-

дения

 

ударных

 

волн

 

изгиба

 

или

 

кру

-

чения

 

провода

/

троса

чтобы

 

таким

 

путем

 

разрушить

 

и

 

сбросить

 

гололед

-

ную

 

муфту

Преимущества

 

механиче

-

ских

 

методов

 

состоят

 

в

 

относитель

-

ной

 

простоте

 

их

 

реализации

 

по

 

срав

-

нению

 

с

 

методами

 

плавки

 

гололеда

Механические

 

методы

 

также

 

имеют

 

предпочтение

 

в

 

смысле

 

быстроты

 

их

 

реализации

 

в

 

тех

 

случаях

когда

 

не

-

обходимо

 

удалить

 

гололед

 

на

 

относи

-

тельно

 

коротких

 

участках

 

ВЛ

Одна

-

ко

 

такие

 

механические

 

методы

ко

-

торые

 

предполагают

 

создание

 

интен

-

сивных

 

изгибных

 

или

 

крутильных

 

де

-

формаций

неприемлемы

 

для

 

удале

-

ния

 

гололеда

 

с

 

волоконно

-

оптических

 

кабелей

 (

ОКГТ

 

или

 

ОКСН

), 

поскольку

 

могут

 

привести

 

к

 

недопустимым

 

де

-

формациям

 

оптических

 

волокон

 

Метод

 

удаления

 

гололедных

 

отло

-

жений

 

посредством

 

возбуждения

 

ин

-

тенсивных

 

изгибных

 

колебаний

 

про

-

вода

 

был

 

использован

 

канадскими

 

специалистами

 

при

 

разработке

 

ав

-

томатизированного

 

механического

 

устройства

 

сброса

 

гололеда

Закре

-

пляемый

 

на

 

проводе

 

корпус

 (

рис

. 2) 

содержит

 

трансформатор

 

тока

 

для

 

от

-

бора

 

мощности

 

от

 

токоведущего

 

про

-

вода

 

действующей

 

ВЛ

датчик

 

кон

-

троля

 

гололеда

генератор

 

высокоча

-

стотных

 

сигналов

 

и

 

электромагнит

-

ный

 

вибратор

Устройство

 

устанав

-

ливается

 

на

 

проводе

 

или

 

тросе

 

в

 

се

-

редине

 

пролета

 

ВЛ

По

 

сигналу

 

дат

-

чика

 

гололеда

 

автоматически

 

вклю

-

чается

 

электромагнитный

 

вибратор

возбуждающий

 

интенсивные

 

изгиб

-

ные

 

колебания

 

провода

Устройство

 

было

 

разработано

 

и

 

установлено

 

на

 

ВЛ

 230 

кВ

находящейся

 

на

 

севере

 

Канады

  (

Ньюфаундленд

в

 2004 

г

Однако

 

за

 

период

 

до

 2006 

г

ни

 

одно

-

го

 

успешного

 

случая

 

работы

 

данного

 

устройства

 

зафиксировано

 

не

 

было

Другое

 

устройство

 

виброударно

-

го

 

действия

 

было

 

разработано

 

так

-

же

 

в

 

Канаде

 

и

 

установлено

 

на

 

опыт

-

ном

 

пролете

 

длиной

 150 

м

Устрой

-

ство

 

включает

 

мотор

приводящий

 

в

 

Рис

. 1. 

Дистанционно

 

управляемое

 

устройство

 

для

 

механического

 

удаления

 

льда

Рис

. 2. 

Автоматизированное

 

механическое

 

устройство

 

сброса

 

гололеда


Page 5
background image

27

№ 1 (4), январь-февраль, 2011

движение

 

несбалансированный

 

груз

 

(

рис

. 3). 

В

 

диапазоне

 

частот

 1,5—

Гц

 

устройство

 

способно

 

возбуждать

 

колебания

 

провода

 

с

 

амплитудой

 

до

 

33 

см

 

и

 

ускорением

 

от

 0,5 

до

 14 g. 

Ожидается

что

 

устройство

 

будет

 

эф

-

фективно

 

разрушать

 

и

 

сбрасывать

 

с

 

провода

 

или

 

троса

 

гололед

 

значи

-

тельных

 

размеров

Однако

 

оно

 

еще

 

не

 

прошло

 

практической

 

проверки

 

и

 

пока

 

не

 

предлагается

 

для

 

коммерче

-

ской

 

реализации

В

 2005 

г

группа

 

специалистов

 

из

 

компании

 «

Хайдро

-

Квебек

» 

во

 

главе

 

с

 

Андре

 

Леблоном

 

разработала

 

и

 

про

-

вела

 

практические

 

испытания

 

мно

-

гозарядного

 

пневматического

 

устрой

-

ства

  (

рис

. 4) 

для

 

удаления

 

гололеда

Поскольку

 

гололед

 

является

 

достаточ

-

но

 

хрупким

 

образованием

ударные

 

воздействия

 

позволяют

 

разрушать

 

по

-

крытия

 

на

 

локальных

 

участках

 

прово

-

да

 

или

 

грозозащитного

 

троса

Другое

 

усовершенствованное

 

приспособление

 

было

 

также

 

разра

-

ботано

 

в

 

Канаде

 (

рис

. 5) 

и

 

представ

-

ляет

 

собой

 

передвижное

 

устройство

управляемое

 

с

 

земли

Оно

 

является

 

электроимпульсным

 

и

 

за

 

достаточно

 

короткий

 

промежуток

 

времени

 

по

-

зволяет

 

освободить

 

от

 

гололеда

 

про

-

вод

 

в

 

пролете

 

длиной

 260 

м

Методы

 

теплового

 

воздейст

-

вия

 

предполагают

 

использование

 

средств

 

повышения

 

температуры

 

проводов

 

или

 

грозозащитных

 

тросов

 

для

 

предотвращения

 

процесса

 

голо

-

ледообразования

 

или

 

с

 

целью

 

созда

-

ния

 

необходимых

 

условий

 

для

 

про

-

плавления

 

и

 

сброса

 

сформировав

-

шихся

 

гололедных

 

муфт

Первые

 

при

-

меры

 

практического

 

использования

 

эффекта

 

Джоуля

 

относятся

 

к

 

перио

-

ду

 

начала

 

прошлого

 

века

В

 1920 

г

энергетическая

 

компания

 

Новой

 

Ан

-

глии

  (

США

применила

 

этот

 

эффект

 

для

 

предотвращения

 

повреждения

 

линии

 

электропередачи

 

во

 

время

 

го

-

лоледного

 

шторма

В

 

последующие

 

годы

 

тепловые

 

методы

 

для

 

предот

-

вращения

 

и

 

удаления

 

гололедных

 

об

-

разований

 

были

 

широко

 

использова

-

ны

 

в

 

США

Канаде

 

и

 

СССР

Однако

 

по

 

мере

 

увеличения

 

протяженности

 

и

 

классов

 

напряжений

 

ВЛ

 

применение

 

подобных

 

методов

 

становилось

 

все

 

более

 

проблематичным

.

Для

 

организации

 

плавки

 

гололе

-

да

 

в

 

различных

 

странах

 

применяют

-

ся

 

как

 

установки

основанные

 

на

 

ис

-

пользовании

 

переменного

 

тока

так

 

и

 

системы

 

плавки

 

постоянным

 

током

Преимущества

 

плавки

 

переменным

 

током

 

состоят

 

в

 

том

что

 

для

 

ее

 

прове

-

дения

 

используются

 

элементы

 

суще

-

ствующей

 

сетевой

 

инфраструктуры

Однако

 

для

 

того

чтобы

 

удалить

 

голо

-

лед

 

с

 

достаточно

 

протяженных

 

линий

требуются

 

источники

 

значительной

 

мощности

Плавка

 

постоянным

 

то

-

ком

 

более

 

предпочтительна

 

для

 

длин

-

ных

 

линий

 

с

 

проводами

 

большого

 

се

-

чения

 

и

 

для

 

ВЛ

 

с

 

расщепленными

 

фа

-

зами

Так

например

для

 

ВЛ

 220 

кВ

 

при

 

плавке

 

постоянным

 

током

 

необ

-

ходимо

 20% 

от

 

той

 

мощности

кото

-

рая

 

используется

 

установками

 

плав

-

ки

 

переменным

 

током

В

 

рассматриваемой

 

технической

 

брошюре

 

СИГРЭ

 

даны

 

примеры

 

при

-

менения

 

систем

 

плавки

 

гололеда

 

в

 

сетевых

 

компаниях

 

США

 

и

 

Канады

Отмечено

что

 

в

 

США

 

получен

 

поло

-

жительный

 

опыт

 

применения

 

при

 

ор

-

ганизации

 

плавки

 

фазоповоротных

 

трансформаторов

Использование

 

устройств

обеспечивающих

 

поворот

 

фаз

 

на

 60

о

позволяет

по

 

мнению

 

ав

-

торов

 

брошюры

повысить

 

эффектив

-

ность

 

плавки

 

на

 

ВЛ

 

протяженностью

 

до

 55 

км

 

без

 

отключения

 

потребите

-

лей

Для

 

организации

 

плавки

 

на

 

ВЛ

 

большей

 

протяженности

 

могут

 

най

-

ти

 

применение

 

устройства

 

поворота

 

фаз

 

на

 120

о

.

В

 

ТБ

 

приведено

 

также

 

несколько

 

схем

 

коммутации

 

ВЛ

 

переменного

 

тока

 

с

 

установками

 

плавки

 

гололеда

 

(

УПГ

постоянным

 

током

Наиболее

 

простой

 

вариант

 

последовательного

 

пофазного

 

подключения

 

УПГ

 

постоян

-

ного

 

тока

 

к

 

ВЛ

 

переменного

 

тока

 

по

-

казан

 

на

 

рис

. 6. 

В

 

ТБ

 

достаточно

 

широко

 

и

 

деталь

-

но

 

нашел

 

отражение

 

российский

 

опыт

 

борьбы

 

с

 

гололедными

 

явлени

-

ями

Отмечено

что

 

в

 

энергосистемах

 

СССР

 

и

 

РФ

 

были

 

в

 

больших

 

масшта

-

бах

 

разработаны

 

и

 

стандартизова

-

ны

 

для

 

ВЛ

 

всех

 

классов

 

напряжения

включая

 500 

кВ

различные

 

техноло

-

гии

 

плавки

 

гололеда

Даны

 

схемы

 

и

 

технологические

 

особенности

 

плав

-

ки

 

гололеда

 

на

 

ВЛ

 110 

и

 220 

кВ

 

по

 

Рис

. 5. 

Передвижное

 

устройство

 

для

 

удаления

 

гололеда

Рис

. 4. 

Пневматическое

 

устройство

 

для

 

удаления

 

гололеда

 

с

 

провода

 

или

 

троса

 

длиной

 

до

 100 

м

Рис

. 3. 

Механический

 

сбрасыватель

 

гололеда

Мотор

 (

двигатель

)

Устройство

 

электронного

 

управления


Page 6
background image

28

СЕТИ  РОССИИ

методу

 

двух

и

 

трехфазного

 

короткого

 

замыкания

Описаны

 

режимы

 

плав

-

ки

  (

величины

 

токов

 

и

 

продолжитель

-

ность

 

процесса

 

плавки

гололедных

 

отложений

 

различных

 

видов

 

и

 

разме

-

ров

 

для

 

АС

-

проводов

 

наиболее

 

широ

-

ко

 

распространенных

 

марок

НОВЫЕ

 

МАТЕРИАЛЫ

 

И

 

ПОКРЫТИЯ

 

ДЛЯ

 

ЗАЩИТЫ

 

ОТ

 

ГОЛОЛЕДА

Информация

 

о

 

достижениях

 

в

 

об

-

ласти

 

разработки

 

водоотталкиваю

-

щих

 

и

 

препятствующих

 

интенсивно

-

му

 

гололедообразованию

 

покрытий

 

активизировала

 

интерес

 

к

 

результа

-

там

 

подобных

 

разработок

получен

-

ных

 

в

 

последнее

 

время

Наиболее

 

су

-

щественные

 

требования

предъявля

-

емые

 

к

 

подобным

 

покрытиям

фор

-

мулируются

 

следующим

 

образом

.

1. 

Покрытие

 

должно

 

значительно

 

уменьшать

 

прочность

 

адгезии

 

с

 

гололедом

.

2. 

Покрытие

 

должно

 

быть

 

стойким

 

и

 

долговечным

.

3. 

В

 

расчете

 

на

 

определенный

 

срок

 

службы

 

цена

 

покрытия

 

должна

 

быть

 

приемлемой

.

4. 

Покрытие

 

должно

 

быть

 

простым

 

в

 

применении

.

Одна

 

из

 

наиболее

 

существенных

 

проблем

 

как

 

раз

 

и

 

состоит

 

в

 

том

что

 

антигололедные

 

покрытия

 

проводов

 

или

 

опор

 

ВЛ

 

должны

 

сохранять

 

актив

-

ное

 

влияние

 

на

 

протяжении

 

десятков

 

лет

 (

идеально

 

до

 70 

лет

).

Авторы

 

ТБ

 

отмечают

что

 

в

 

приро

-

де

 

известны

 

растения

 

и

 

живые

 

ор

-

ганизмы

обладающие

 

суперводо

-

отталкивающими

 

свойствами

С

 

по

-

верхностей

 

с

 

такими

 

свойствами

 

капли

 

воды

 

скатываются

как

 

жем

-

чужины

если

 

данные

 

поверхности

 

имеют

 

наклон

 

или

 

естественные

 

ис

-

кривления

Ряд

 

ученых

 

и

 

некоторые

 

компании

 

разрабатывают

 

материа

-

лы

 

с

 

подобными

 

свойствами

 

для

 

про

-

мышленного

 

применения

.

Одна

 

из

 

разработанных

 

техно

-

логий

 — 

плазменное

 

напыление

 

ис

-

паряемым

 

химическим

 

составом

 

(PECVD) 

обеспечивает

 

возможность

 

создания

 

покрытия

напоминающе

-

го

 

алмазное

которое

 

является

 

плот

-

ным

твердым

долговечным

 

и

 

об

-

ладает

 

высоким

 

уровнем

 

адгезии

 

с

 

объектом

 

покрытия

Его

 

водо

и

 

голо

-

ледоотталкивающие

 

свойства

 

нахо

-

дятся

 

в

 

стадии

 

изучения

В

 

последнее

 

время

 

внимание

 

специалистов

 

привлекают

 

разработ

-

ки

 

в

 

области

 

нанотехнологии

Мно

-

жество

 

исследований

 

проводится

 

с

 

целью

 

создания

 

супергидрофобных

 

микро

и

 

нанотекстурных

 

покрытий

Для

 

повышения

 

гидрофобности

 

фор

-

мируются

 

поверхностные

 

покрытия

 

(

компаунды

), 

в

 

частности

на

 

основе

 

упомянутой

 

выше

 

технологии

 PECVD, 

когда

 

на

 

поверхность

 

наносится

 

са

-

мозакрепляющийся

 

слой

 

компаунда

пассивируемый

 

стеариновой

 

кисло

-

той

В

 

ТБ

 

обсуждается

 

также

 

публикуе

-

мая

 

в

 

различных

 

источниках

 

инфор

-

мация

 

о

 

свойствах

 

нановолокон

соз

-

даваемых

 

из

 

группы

 

сополимеров

 

полистирен

-

б

-

диметилсилоксан

Ди

-

аметр

 

волокон

 

составляет

 150—400 

нанометров

Из

 

волокон

 

с

 

примене

-

нием

 

электротехнологий

 

формируют

-

ся

 

пряди

 

и

 

основы

 

для

 

гидрофобных

 

покрытий

Очевидно

что

 

в

 

ближайшем

 

буду

-

щем

 

следует

 

ожидать

 

появления

 

но

-

вых

 

материалов

которые

 

позволят

 

эффективно

 

защищать

 

как

 

вновь

 

из

-

готавливаемые

так

 

и

 

существующие

 

провода

 

и

 

тросы

 

от

 

гололедных

 

отло

-

жений

.

ВЫВОДЫ

В

 

рассматриваемой

 

ТБ

 

СИГРЭ

 

обсуждаются

 

наиболее

 

перспектив

-

ные

 

методы

 

борьбы

 

с

 

представляю

-

щими

 

серьезную

 

опасность

 

для

 

экс

-

плуатации

 

ВЛ

 

гололедными

 

отложе

-

ниями

 

на

 

проводах

 

и

 

грозозащит

-

ных

 

тросах

Дается

 

обзор

 

существу

-

ющих

 

технологий

 

предотвращения

 

и

 

удаления

 

гололедных

 

отложений

включающих

 

пассивные

 

методы

 

и

 

устройства

а

 

также

 

активные

 

мето

-

ды

 

механического

 

удаления

 

гололе

-

да

например

пневматические

 

мно

-

гозарядные

 

устройства

 

виброудар

-

ного

 

действия

 

на

 

локальных

 

участ

-

ках

 

линий

 

небольшой

 

протяженно

-

сти

Более

 

эффективны

 

так

 

называ

-

емые

 

айс

-

скрайперы

срезающие

 

гололед

 

с

 

провода

 

в

 

пролете

 

любой

 

протяженности

В

 

настоящее

 

вре

-

мя

 

разработаны

 

и

 

проходят

 

испы

-

тания

 

дополняющие

 

их

 

дистанци

-

онно

 

управляемые

 

роботизирован

-

ные

 

устройства

предназначенные

 

для

 

перемещения

 

как

 

самих

 

этих

 

устройств

так

 

и

 

айс

-

скрайперов

 

из

 

пролета

 

в

 

пролет

.

Анализ

 

и

 

сравнение

 

существу

-

ющих

 

методов

 

показывает

что

 

ши

-

роко

 

распространенные

 

по

 

всему

 

миру

 

методы

 

плавки

 

гололеда

 

элек

-

трическим

 

током

 

следует

 

отнести

 

к

 

наиболее

 

эффективным

 

инженер

-

ным

 

подходам

в

 

ряде

 

случаев

 

сво

-

дящим

 

к

 

минимуму

 

возможные

 

ка

-

тастрофические

 

последствия

 

интен

-

сивных

 

гололедных

 

штормов

Как

 

переменный

так

 

и

 

постоянный

 

ток

 

применяются

 

для

 

организации

 

плав

-

ки

Техника

 

и

 

технология

 

плавки

 

го

-

лоледа

развивающиеся

 

уже

 

не

-

сколько

 

десятилетий

достаточно

 

от

-

работаны

Тем

 

не

 

менее

 

новые

 

тех

-

нологии

основанные

 

на

 

примене

-

нии

 

гидро

и

 

гололедоотталкиваю

-

щих

 

материалов

активно

 

развива

-

ются

 

и

 

обсуждаются

Подобные

 

под

-

ходы

 

являются

 

многообещающи

-

ми

 

и

 

имеют

 

хороший

 

потенциал

 

для

 

перспективного

 

применения

Кро

-

ме

 

того

поскольку

 

эффективность

 

применения

 

антигололедных

 

меро

-

приятий

 

в

 

значительной

 

степени

 

за

-

висит

 

от

 

своевременного

достовер

-

ного

 

прогноза

 

и

 

мониторинга

 

голо

-

ледной

 

опасности

разработка

 

но

-

вых

 

современных

 

методов

 

метеоро

-

логического

 

прогнозирования

 

явля

-

ется

 

актуальной

 

задачей

 

научных

 

и

 

инженерных

 

разработок

.

Рис

. 6. 

Схема

 

подключения

 

УПГ

 

постоянного

 

тока

 

к

 

проводам

 

ВЛ

 

переменного

 

тока

 

в

 

неполнофазном

 

режиме

 

работы

 

последней


Оригинал статьи: Системы прогнозирования и мониторинга сброса гололеда

Читать онлайн

Тяжелые отложения в форме льда или мокрого снега на токоведущих проводах и грозозащитных тросах воздушных линий электропередачи могут вызывать многочисленные и продолжительные нарушения в работе электрических сетей. В числе наиболее эффективных практических решений, способствующих противодействию отрицательным последствиям гололедных явлений, — процедуры мониторинга появления, роста и сброса отложений гололеда и снега.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 2(83), март-апрель 2024

Молниезащита оборудования ПС 110–220 кВ с помощью ОПН от набегающих волн перенапряжений с линий электропередачи при демонтаже грозозащитного троса на подходе к подстанциям

Воздушные линии
АО «Полимер-Аппарат»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»