РЕКОНСТРУИРОВАННЫЙ АНКЕРНЫЙ ПРОЛЕТ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ И СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ АНКЕРНОГО ПРОЛЕТА ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Российский патент 2004 года по МПК H02G1/02 

Область техники

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к эксплуатации, ремонту и реконструкции воздушных линий электропередачи (ВЛ).

В процессе эксплуатации ВЛ ее провода вытягиваются, что приводит к увеличению стрел провеса проводов в пролетах между опорами. Возникает проблема реконструкции пролетов ВЛ, связанная с необходимостью восстановления в отдельных пролетах габарита провода до земли и/или пересекаемых объектов (ВЛ низших классов, коммуникаций, инженерных/гражданских сооружений и пр.) до значений, определяемых действующей нормативной документацией. Схожая проблема возникает в тех случаях, когда габарит провода до земли и/или пересекаемых объектов (далее габарит провода) в отдельных пролетах хотя и соответствует первоначальному проектному решению и действующим нормам, однако, ограничивает возможности повышения (максимального использования) нагрузочной способности линии электропередачи, которое сопровождается увеличением провеса проводов вследствие существенного роста температуры провода при протекании тока повышенной плотности. При решении указанных проблем может быть эффективно применено предлагаемое изобретение.

Уровень техники

Известны реконструированные ВЛ, в которых габарит провода увеличен за счет наращивания первоначальной высоты опор и/или за счет введения дополнительных опор в первоначально образованные пролеты [1]. Недостатком такого технического решения является значительная трудоемкость и стоимость реконструкции ВЛ, а также необходимость длительного отключения линии и вывода ее из системы электроснабжения потребителей.

Известен, выбранный в качестве устройства-прототипа, реконструированный анкерный пролет ВЛ с увеличенным габаритом провода, содержащий две анкерные опоры с элементами линейной изоляции и провод, закрепленный на них в натяжных зажимах [2]. Увеличение габарита провода при реконструкции пролета выполнено путем вырезки части провода и монтажа соединительного зажима, сращивающего разделенные части провода. В результате на проводе реконструированного пролета имеется, по меньшей мере, один соединительный зажим.

Недостаток устройства-прототипа - наличие на проводе соединительного зажима, снижающего механическую и электрическую надежность, а также необходимость отключения ВЛ и вывода ее из системы электроснабжения на время реконструкции.

Известен способ реконструкции анкерного пролета с увеличением габарита провода путем изменения крепления проводов к опорам [2, стр.136-137]. При этом к изолирующей гирлянде с натяжным зажимом (натяжной гирлянде), закрепленной на анкерной опоре, подводится монтажная площадка, с которой выполняется, по крайней мере, одна из следующих работ по укорочению натяжных гирлянд:

- замена изоляторов гирлянды на малогабаритные;

- замена сцепной арматуры на более короткую;

- изменение узла крепления гирлянды к опоре.

Известен, выбранный в качестве прототипа, способ реконструкции анкерного пролета с увеличением габарита провода, по которому провод укорачивают путем перестановки на нем натяжных и поддерживающих зажимов [3].

Недостаток способа-прототипа - необходимость выполнения ряда трудоемких операций (перекладки провода на всех промежуточных опорах анкерного пролета из поддерживающих зажимов в монтажные ролики, закрепления на проводе специального монтажного натяжного зажима и присоединения его к тяговому механизму, перетяжки провода, обратной перекладки провода из монтажных роликов в поддерживающие зажимы, закрепления его в стационарном натяжном зажиме после завершения процедуры перетяжки провода), что на практике требует снятия напряжения с ВЛ [2].

Задача изобретения - снизить трудозатраты на реконструкцию анкерного пролета, повысить надежность реконструированной ВЛ, обеспечить возможность реконструкции и последующего регулирования тяжения без снятия напряжения и вывода ВЛ из работы.

Раскрытие изобретения

Предметом изобретения является реконструированный анкерный пролет ВЛ, содержащий две анкерные опоры с элементами линейной изоляции и провод, закрепленный на них в натяжных зажимах, отличающийся согласно изобретению тем, что провод содержит, по меньшей мере, один локально провисающий участок между парой дополнительно установленных на проводе натяжных зажимов, связанных стяжкой фиксированной длины.

При наличии в анкерном пролете промежуточных опор локально провисающие участки провода выполняются в зависимости от реального состояния провода с одной либо с обеих сторон промежуточной опоры.

Предметом изобретения также является способ реконструкции анкерного пролета ВЛ, заключающийся в том, что в анкерном пролете выбирают, по меньшей мере, один локальный участок провода, доставляют к нему изолированную от земли монтажную площадку, с которой устанавливают по концам выбранного локального участка, сохраняя целостность провода, пару натяжных зажимов, монтируют на них стягивающий механизм, сближают им натяжные зажимы установленной пары и связывают их стяжкой фиксированной длины, после чего демонтируют стягивающий механизм и удаляют монтажную площадку.

Монтажная площадка может доставляться к проводу на телескопической вышке с изолирующей вставкой или с помощью вертолета.

Это позволяет увеличить габарит провода до земли или пересекаемых объектов без вывода ВЛ из работы и без снижения ее надежности, обеспечить возможность последующего регулирования тяжения (например, путем увеличения стрелы провеса) без вывода ВЛ из работы, снизить трудозатраты на реконструкцию анкерного пролета ВЛ.

Краткое описание фигур чертежей

На фиг.1 представлен реконструированный анкерный пролет ВЛ с учетом развития изобретения. Фиг.2 и 3 иллюстрируют выполнение работ по предлагаемому способу. Для упрощения и наглядности на фиг.1-3 показан одиночный провод ВЛ. Провода других фаз, другие провода расщепленной фазы и провода других цепей (в случае многоцепной ВЛ) имеют аналогичный вид и реконструируются аналогично.

Осуществление изобретения

Реконструированный анкерный пролет ВЛ, представленный на фиг.1, содержит:

1 - анкерные опоры;

2 - элементы линейной изоляции анкерных опор (изоляторы или натяжные гирлянды изоляторов);

3 - провод;

4 и 5 - натяжные зажимы, в которых закреплен на опорах 1 провод 3;

6 и 7 - пара натяжных зажимов, дополнительно установленных на проводе 3;

8 - стяжка фиксированной длины, связывающая между собой зажимы 6 и 7;

9 - локально провисающий участок провода 3, между зажимами 6 и 7;

10 - промежуточная опора анкерного пролета, по обе стороны которой образованы локально провисающие участки 9;

11 - элементы линейной изоляции промежуточной опоры.

Пунктирной линией на фиг.1 показано положение провода 3 до реконструкции. Габариты провода до и после реконструкции обозначены h₁ и h₂ соответственно. Стрела провеса провода до реконструкции и ее уменьшение в результате реконструкции обозначены соответственно F и ΔF.

Представленный на фиг.1 анкерный пролет содержит промежуточную опору 10, поддерживающую провод в середине пролета. Во избежание отклонения элементов 11 от вертикального положения на проводе образовано по одному локально провисающему участку 9 с обеих сторон опоры 10. Поскольку целостность провода не нарушена, стяжки 8 несут только механические функции и могут быть выполнены из плохо проводящего материала, например стали, или из диэлектрика, например кевлара.

Работы по реконструкции пролета начинаются с выбора на проводе локального участка, по концам которого должны быть установлены дополнительные натяжные зажимы 6, 7. Для этого проводят визуальный или инструментальный замер габарита h₁, расчеты по определению нового значения габарита h₂, избыточной длины ΔS провода и выбирают место на проводе 3 для образования локального провисающего участка 9. Кроме того, рассчитывают или выбирают длину D стяжки 8.

Величина ΔF, на которую уменьшается стрела провеса F (см.фиг.1) при сокращении длины провода на величину ΔS, может быть определена для анкерного пролета без промежуточных опор по упрощенной формуле

где S - исходная длина провода в пролете при ΔF=ΔS=0;

L - длина пролета.

Приняв в качестве примера, что в пролете длиной L=300 м избыточная длина провода, имеющего стрелу провеса F=30 м, будет сокращена на ΔS=0,5 м, по формуле (1) можно определить, что уменьшение стрелы провеса ΔF составит 0,95 м. При этом обеспечивается соответствующее увеличение габарита провода до земли или пересекаемых объектов, достаточное в большинстве практических случаев.

Для протяженного анкерного пролета, содержащего N промежуточных опор, суммарная избыточная длина провода ΔS_c может быть определена [2] по следующей формуле:

где F₂ - стрела провеса после сокращения избыточной длины провода;

F_l - стрела провеса до сокращения избыточной длины провода;

L_P - длина приведенного пролета (определяется согласно [2]);

L_A - длина протяженного анкерного пролета, содержащего промежуточные опоры;

Е - модуль упругости провода;

γ - удельная нагрузка от массы провода.

Под L в этом случае понимается длина пролета, в котором измеряют F₁ и F₂.

Избыточная длина провода в каждом из N+1 промежуточных пролетов протяженного анкерного пролета определяется, приближенно, как

ΔS=ΔS_c/(N+1).

Место установки зажимов 6 и 7, как правило, выбирают на достаточном расстоянии от центра пролета или от места с минимальным габаритом, с тем, чтобы локально провисающий участок 9 не лимитировал габарит. С другой стороны, расстояние от этих зажимов до других зажимов (натяжных, поддерживающих или соединительных), имеющихся в данном пролете, должно быть не менее 2 м.

Расчеты и выбор места для участка 9 целесообразно проводить на ЭВМ с помощью соответствующего программного обеспечения, например моделирующего положение провода, включая его провисающие участки.

Выполнение последующих работ по реконструкции иллюстрируется фиг.2 и 3.

На фиг.2 показан локально провисающий участок 9 провода 3 в процессе проведения работ.

Работы могут вестись без снятия напряжения и без отключения ВЛ с изолированной от земли монтажной площадки 12, которая вместе с производителем работ доставляется к выбранному участку 9. Для доставки площадки 12 к месту работ на ВЛ может быть использован, например, подъемник с изолирующей вставкой, рассчитанной на номинальное напряжение ВЛ, или вертолет [4, 5].

Работы ведут в следующем порядке.

На выбранном участке провода на расстоянии ΔS+D друг от друга устанавливают натяжные зажимы 6 и 7 предпочтительно спирального типа (поскольку они не создают дополнительной опасности усталостных повреждений от эоловой вибрации провода).

В состав зажимов 6 и 7 входят коуши 13. К ним с помощью болтов 14 и элементов 15 линейной арматуры (скобы вывернутые) крепятся крайние звенья 16 стяжки 8, выполненные, например, из промежуточных звеньев линейной арматуры, и механизм 17.

С помощью механизма 17, в качестве которого могут быть использованы, например, лебедка или стяжной болт, стягивают зажимы 6 и 7 на расстояние D. Затем (см. фиг.3) устанавливают недостающее промежуточное звено 18 стяжки 8.

После того, как расстояние D зафиксировано стяжкой 8, связывающей зажимы 6 и 7, механизм 17 вместе с элементами 15 демонтируют и удаляют от провода монтажную площадку 12.

На фиг.3 показан участок 9 после завершения работ по реконструкции пролета.

Промышленная применимость

Изобретение может быть осуществлено с использованием выпускаемых промышленностью стандартных элементов сцепной линейной арматуры, стягивающих механизмов, используемых при монтаже проводов, и средств для выполнения работ на ВЛ, находящейся под напряжением. Возможно также использование специально разработанных средств.

Источники информации

1. F.Kiessling et all. Upgrading High-Voltage Lines to Increase their Capacity and Mitigate Invironmental Impacts. - CIGRE - Report 22-208, 1998.

2. В.Н.Андриевский, А.Н.Голованов, А.С.Зеличенко. Эксплуатация воздушных линий электропередачи. - М.: “Энергия”, 1976, разд. 2-12. Регулирование стрел провеса проводов и тросов.

3. J.E.Koop. Advanced Technology for Transmission Line Modeling. - Transmission & Distribution World, April, 2002.

4. Авт. св. СССР №1488905, H 02 G 1/02, 1989 г.

5. Авт. св. СССР №1714736, H 02 G 1/02, 1992 г.

Изобретение относится к электроэнергетике и может найти применение при реконструкции действующих воздушных линий электропередачи (ВЛ) различных классов напряжения для приведения габаритов провода до земли и/или пересекаемых объектов в соответствие с действующей нормативной документацией. Реконструированный анкерный пролет ВЛ содержит две анкерные опоры с элементами линейной изоляции и провод, закрепленный на них в натяжных зажимах. Провод содержит, по меньшей мере, один локально провисающий участок между парой дополнительно установленных на проводе натяжных зажимов, связанных стяжкой фиксированной длины. При наличии в анкерном пролете промежуточных опор локально провисающие участки выполняются на проводе с обеих сторон промежуточной опоры. Способ реконструкции анкерного пролета предусматривает доставку и установку изолированной от земли монтажной площадки к предварительно выбранному локальному участку провода, установку по его концам пары натяжных зажимов и монтаж на них стягивающего механизма. С помощью стягивающего механизма натяжные зажимы сближают и затем связывают их стяжкой фиксированной длины. После этого демонтируют стягивающий механизм и удаляют от провода монтажную площадку. Техническим результатом является снижение трудозатрат на реконструкцию анкерного пролета, повышение надежности реконструированной ВЛ. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Реконструированный анкерный пролет воздушной линии электропередачи (ВЛ), содержащий две анкерные опоры с элементами линейной изоляции и провод, закрепленный на них в натяжных зажимах, отличающийся тем, что провод содержит, по меньшей мере, один локально провисающий участок между парой дополнительно установленных на проводе натяжных зажимов, связанных стяжкой фиксированной длины.2. Реконструированный анкерный пролет по п.1, содержащий, по меньшей мере, одну промежуточную опору и локально провисающие участки провода по обе ее стороны.3. Способ реконструкции анкерного пролета ВЛ, заключающийся в том, что в анкерном пролете выбирают, по меньшей мере, один локальный участок провода, доставляют к нему изолированную от земли монтажную площадку, с которой устанавливают по концам выбранного локального участка, сохраняя целостность провода, пару натяжных зажимов, монтируют на них стягивающий механизм, сближают им натяжные зажимы установленной пары и связывают их стяжкой фиксированной длины, после чего демонтируют стягивающий механизм и удаляют монтажную площадку.