Ви є тут

Конструктивний захист повітряних ліній електропередачі від галопування проводів

Автор: 
Удод Тарас Євгенович
Тип роботи: 
Дис. канд. наук
Рік: 
2008
Артикул:
3408U003555
129 грн
Додати в кошик

Вміст

РОЗДІЛ 2
ОБГРУНТУВАННЯ ПРОЦЕСУ ГАЛОПУВАННЯ ПРОВОДІВ
ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧІ
2.1. Відстані між проводами з умов галопування проводів
Основні габаритні параметри повітряних ліній електропередачі обумовлені габаритом проводів до землі, довжиною підтримуючої гірлянди ізоляторів і відстанями між проводами та між проводом і конструктивними елементами опори. Відстані між точками кріплення проводів і ізолюючих гірлянд до опори визначаються з урахуванням ймовірності пробою повітряного проміжку між проводами, що наближаються під дією вітру та ймовірного галопування. Умови пробою по поверхні ізоляторів у разі зволоження та забруднення докладно досліджені багатьма авторами. Наприклад, у [62] найбільша увага приділена можливості пробою проміжку між проводами. Щодо можливих зближень проводів у межах прогону. Мінімальна відстань між проводами в просторі в межах прогону може бути у разі несинхронного галопування проводів і одночасному відхиленні їх вітром.
Коливання типу галопування можуть бути як синхронними так і несинхронними, з різною кількістю напівперіодів. У випадку, коли під час ходу одного з проводів у напрямку догори, а другий рухається йому назустріч, це може спричинити їх зближення. При цьому не обов'язково проводи повинні торкатись один одного, оскільки пробивна напруга ліній може бути достатньою, щоб сталося перекриття зменшеного проміжку між проводами. Розрахунок взаємного розташування проводів у просторі (як по горизонталі, так і вертикалі) повинен виконуватись з урахуванням інтенсивності галопування проводів.
Згідно [11, 16], розрахункова схема з еліпсами проводів буде мати такий вигляд, як наведено на рис. 2.1. На показаній схемі рис. 2.1 площа еліпса огинаючої зони можливого розташування проводу з початковим центром у точці С (нижчий провід) та аналогічна площа еліпса з початковим центром С' (для вище розташованого проводу) найменша відстань у найбільш несприятливих умовах становить величину ? . При цьому слід зазначити, що ця відстань визначається найнесприятливішою вздовж усього прогону. Тому, у разі однакової кількості напівхвиль у обох проводах це буде місце у точці найбільшого провисання проводу. А у разі різних кількостей напівхвиль точка вимірювання зміщується.
Кожний з еліпсів являє собою геометричне місце можливих розташувань верхнього і нижчого проводів під час галопування. Центр системи координат розташовано у центральній точці одного з еліпсів коливань (рис. 2.1), наприклад нижчого, вісь абсцис (0-Х) направлена вздовж великого діаметру цього еліпсу у напрямку до другого еліпсу. Вісь ординат (0-Y) направимо вздовж малого діаметру еліпса нижчого проводу.
Якщо обидва проводи і гірлянди мають подібні механічні характеристики і властивості і коливання відбуваються за ідентичних умов для кожного з розглядаємих проводів, то обидва еліпси будуть тотожні, але розміщені так, щоб нижчі фокуси кожного з еліпсів (точки С і С') були розташовані у місцях вихідного положення проводів [80]. Відстань між цими точками дорівнює відстані між проводами (задається конструкцією опори) і залишається незмінною за всіх значень кута нахилу гірлянди з проводом (?).
Параметри точки центра другого еліпсу визначаться за даними відхилення проводів по горизонталі та вертикалі.
(2.1)
де n - відхилення еліпса другого проводу вздовж осі Х;
m - відхилення еліпса другого проводу вздовж осі Y;
L1 - зсув проводів по вертикалі;
L2 - зсув проводів по горизонталі;?
? - кут нахилу гірлянди ізоляторів разом з проводом під дією вітру (мається на увазі, що через ідентичність умов і характеристик проводів вони обидва мають однаковий нахил).

Рис. 2.1. Схема поведінки проводів під час галопування.

Відомо [3, 12], що кут відхилення від вертикалі великої осі еліпса коливань проводу дорівнює по величині і протилежно спрямований до кута відхилення гірлянди. Якщо припустити, що всі проводи будуть відхилятися однаково, а це найбільш ймовірно через одночасний вплив вітру на них, то кути нахилу великої осі еліпса кожного з проводів будуть змінюватися одночасно і будуть дорівнювати один одному.
Виходячи з залежності між координатами центрів еліпсів і вихідного взаємного розташування проводів, можемо записати:
. (2.2)
У результаті пошуку мінімальної відстані способом вищих похідних, визначено, що D=min у разі m=0 . Це відповідає взаємному розташуванню еліпсів коливань проводів по одній лінії під кутом
(2.3)
З цього випливає, що мінімальна відстань між проводами складе
. (2.4)
Як відомо з [84], середній рівень ізоляції повітряного проміжку за умов рівномірного розподілу напруженості електричного поля становить , де Uп - 50 відсоткова розрядна напруга; Uфm - амплітуда фазової напруги лінії. При цьому ймовірність перекриття хоча б один раз на рік складе:
(2.5)
Таким чином, ймовірність 50% пробою відповідає сполученню ймовірностей наявності вітру з швидкістю, за якої відбудеться відхилення проводу на кут згідно (2.3) і при цьому відбудеться досягнення ймовірної величини амплітуди коливання проводу під час галопування. У рівнянні (2.5) враховується та обставина, що максимальні значення швидкості вітру і амплітуди розгойдування під час галопування можуть перевищувати розрахункові значення цих параметрів, які розраховуються з умови kп=1. Тому ймовірність перекриття ізоляційного проміжку визначається у інтервалі від kп= kп min до kп=1 , що відповідає інтервалу швидкостей вітру (вітрового напору) від ?max до ?розр та амплітуди коливань від amin до розрахункового значення.

Рис.2.2. 50%-а розрядна напруга (U , кВ) повітряного проміжку
між проводом та стійкою опори залежно від до