Воздушная линия электропередачи Советский патент 1984 года по МПК H02G7/00 H02G7/14 

2. Воздушная линия по п.1, о т личающаяся тем, что, с целью унификации элементов распорокi распорки, соединяющие цровода

снабжены

нижних

двух

ярусов,

грузом, центр тяжести которого расположен на оси нижнего провода.

3. Воздушная линия по п 1, отличающаяся тем, что груз прикреплен к зажиму распорки.

4.Воздушная линия по п.2, о т л и ч аюша яс я тем, что груз прикреплен к проводу у зажима распорки.

5,Воздушная линия по п.1, о т лйчающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы распорок, соединяющих цровода двух нижних ярусов, и снижения их веса, распорки снабжены консолями, жестко прикрепленными к распорке со стороны нижнего провода.

1. ВОЗДУШНАЯ НИЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, содержащая провода, подве«/;:V.;;:-,-..J.i I 13.:.:;:;; 1 V/ . шенные к опорам в несколько ярусов по высоте и соединенные в пролетах распорками, выполненными из.тяг и зажимов, G тли ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежН ости работы линии путём предоТвращения скручивания проводов в гололедный период, распорки, соединяющие провода двух нижних ярусов, выполнены с центром тяжести, расположенным у зажима, прикрепленного к нижнему проводу, а,их вес определен соотношением Р- f -V, где р - вес распорки; Ъис - соответственно расстояние (Л от верхнего зажима распорки до ее центра тяжести и с нижнего зажима Г . V - расчетная вертикальная сила давления нижнего провода на распорку в режиме нерав, номерной загрузки проводов гололедом. со 00 со 01 фи8.1

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к воздушным линиям электропередачи высокого напрязкения с междуфазными или дистационными распорками в расщепленных фазах или грозозащитных тросах.

Известна воздушная линия электро передачи, содержащая провода, подвешенные к опорам в несколько ярусо по высоте и соединенные в пролетах распорками, выполненными из тяг зажимов, при этом провод соединен с опорой с помощью тросовых растяжек, которые закреплены на опоре жестко и присоединены к проводу на расстоянии 0,25-0,35 длины пролета tl3.

Линия отличается малой надежностью работы в гололедный период, так как в ней не устраняется скручибание проводов при неравномерном отложении или сбросе гололеда, например при его сбросе только с нижнего провода. Кроме того, данная Линия электропередачи практически не может быть выполнена на напряжении выше 20 кВ и с пролетами более 100-150 м.

Известна также воздушная линия электропередачи, содержащая провода, подвешенные к опорам в нескольк ярусов по высоте и соединенные в пролетах распорками, выполненными из тяг и зажимов, а также демпфирукицие элементы, выполненные из груза, подвешенного к проводам через тросовую оттяжку и изолирующий элемент и расположенного в емкости ; жидкой средой Г2.

Эта линия также не обладает неОЬЗсодймой надежностью в гололедный .Иервод, не препятствуя скручиванию проводов. При, напряжениях выше 20 КБ и пролетах более 100-150 м она, кроме того, требует непропорцинально больших затрат на демпфирующие устройства, что существенно увеличивает ее стоимо.сть.

Наиболее близким техническим решением к предло5 енному является воздушная линия электропередачи, содержащая провода, подвешенные к 5 опорам в несколько ярусов по высоте и соединенные в пролетах распорками, выполненными из тяг и зажимов 3j. Данная линия может быть выполнена на любые классы напряжения. Однако при малых междуфазных расстояниях и больщих пролетах она также отличается низкой надежностью в гололедный период из-за большой вероятности возникновения скручивания проводов при неравномерном- отложе5 или сбросе гололеда. В силу

этого при исг одьзовании линии увеличивают междуфазные расстояния или количество распорок в пролетах,что приводит к увеличению затрат на соору0 жение линии.

Цель изобретения - повышение надежности работы линии путем предотвращения скручивания проводов в гололедный период.

5 Поставленная цель достигается тем, что в воздушной линии электропередачи, содержащей провода, подвешенные к опорам в несколько ярусов по высоте и соединенные в пролетах

Q распорками, выполненными из тяг и зажимов, распорки, соединяющие провода двух нижних ярусов, вьтолнены с центром тяжести, расположенным у зажима, прикрепленного к нижнему проводу, и их вес определен соотношен ием

Чгде Р - вес распорки;

b и с - соответственно расстояние

от верхнего зажима распор0 ки до ее центра тяжести и

нижнего зажима;

V - расчетная вертикальная сила давления нижнего провода на распорку в режиме неравно5 мерной загрузки проводов гололедом.

С целью унификации элементов распорок, распорки, соединяющие прово- . да двух нижних ярусов, могут быть снабжены грузом, центр тяжести которого лежит на оси нижнего провода.

Груз может быть прикреплен к зажиту распорки или к проводу вблизи зажима распорки.

С целью повышения эффективности , работы распорок, соединяющих провода двух нижних ярусов и снижения их веса, распорки могут быть снабжены консолями, жестко прикрепленными к распорке со стороны нижнего провода.

На фиг. 1 показан один пролет линии, вариант с расположением проводов в три яруса по высоте, с соединением проводов распорками в середине пролета, с подвеской проводов натяжными гирляндами, вид перпендикулярно линии; на фиг. 2 - то же, вариант с расположением проводов в два яруса по высоте, с установкой двух распорок с консолями в пролете; на фиг. 3 - вариант выполнения междуфазной распорки, соединяющий провода двух нижних ярусов, с массивным зажимом, прикрепленным к нижнему проводу,, вид перпендикудярно линии; на фиг. 4 - то же, вариант с дополнительным грузом, с его креплением к зажиму, вид вдоль линии; на фиг. 5 - то же, вариант с креплением груза у зажима распорки, вид перпендикудярно линии; на фиг.б то же, что и на фит.-4, но вариант с .консолью; на фиг. 7 - вариант выполнения участка линии с фазой, расщепленной на три провода, с распорками, центр .тяжести, которых смещен к нижнему зажиму, вид в аксонометрии; на фиг. 8 - то же, вариант с грузом, укрепленным к нижнему проводу у зажима распорки; на фиг. 9 - работа.линии на примере одного пролета с анкерным креплением двух проводов, расположенных вертикально, с одной распоркой в . середине пролета, вид перпендикулярно линии, положение при гололеде, на всех проводах; на фиг. 10 то же, но положение после сброса гололеда только с нижнего провода; на фиг. 11 - то же, вид вдоль линии; на фиг. 12 - то же, но для варианта с консольными распорками; на фиг.13 расчетная схема, поясняющая порядок выбора веса распорок, соединяющих провода двух нижних ярусов, вид перпендикулярно линии.

Воздушная линия содержит, например, провода 1-3 соответственно нижнего, среднего и верхнего ярусов по высоте (фиг. 1), принадлежащие фазам А,В,С, подвешенные через натяжные гирлянты 4 к опорам 5 и соединенные между собой в пролетах распорками. Распорки, соединяющие средНИИ провод 2 и верхний 3, выполненные из изолирукяцей тяги 6 и двух одинаковьвс Зажимов 7. Вес таких распорок принимают минимальным исходя из механических нагрузок и электрических параметров.ли 15ии в конкретных условиях применения. Центр тяжести этих распорок расположен в их середине на равном расстоянии от зажимов 7 в точке О. Распорки, соединяющие нижний провод 1 и средний 2, выполнены из изолирующей тяги 8 и двух в общем случае различных, зажимов 9 и 10. Данные распорки выполнены таким образом, что их центр тяжести расположен вблизи зажима

5 10, прикрепленного к нижнему проводу 1, например, выше провода 1 в точке . 1), на оси провода 1 в точке О (фиг. 2)/или ниже провода 1 в точке О (фиг. 6). Вес Р

0 нижних распорок в несколько раз больше, чем вес верхних распорок.При , расположении проводов, в два яруса по Высоте (фиг. 2) применяются тоЛько распорки с элементами 8-10. Если

5 по линии имеются запасы в габаритах, то к тяге 8 м.ожет.быть жестко прикреплена консоль 11 со стороны нижнего провода 1. .

Варианты выполнения распорок, соединяющих провода 1 и 2 нижних

0 ярусов, приведены на фиг.З-б. На фиг. 3 изображен вариант с массив-, ным нижним зажимом 10, что сокращает .общее количество элементов, . из которых выполнена эта распорка.

5 Чтобы максимально унифицировать зажимь 9, 10 этой распорки и .выполнять их одинаковыми, можно дополнительно применять .груз 12, который подвешивают к зажиму 10, например,

0 с помощью болта 13 (фиг. 4) или прикрепляют к проводу у зажима 10 (фиг. 5). В первом варианте достигается минимальное количество креплений к проводу 1, что способствует

5 его сохранности, второй вариант имеет технологические преимущества, облегчая монтаж и эксплуатацию распОрки, В вариантах на фиг.4,5 центр тяжести груза 12 располагают

0 на оси провода 1, что позволяет избежать дополнительных крутильных нагрузок на провод 1 и на изолирующую тягу 8 в различных динамических режимах.

В вариантах на фиг. 3-5 центр тя5жести распорок может находиться только выше провода 1 (в точке О). Применение консоли 11, жестко прикрепленной к тяге 8, позволяет выполниргь .распорку с центром тяжести на оси

0 правода 1 (фиг. 2, точка Oj), или ниже провода 1 (фиг. 6, точка О). Это при прочих равных условиях позволяет снизить вес нижней распорки, что способствует снижению стоимос5ти линии. Линия согласно изобретению может быть выполнена и с расщепленными фазами, например, на три провода, которые расположены в два яруса по высоте (фиг 7,8). Тяги 6, 8 в этом случае могут быть выполнены проводящими. При этом возможно выполнени тяг 8 массивными, со смещением массы в сторону нижнего зажима 10 (фиг. 7) или выполнение тяг 6, 8 од наковыми с подвеской грузов 12 на проводе 1.Возможны и другие вариант конструктивного выполнения распорок соединяющих провода двух нижних яру сов. Работу предлож1енной линии рассмо РИМ на примере подвески двух проводов к анкерным опорам и их расположении в вертикальной плоскости, с установкой одной распорки (фиг.9,12 Fa фиг. 9 показано положение линии при наличии гололеда на всех проводах. В этом случае вес Р распорки поровну распределен на каждый из этих приводов. Соответственно кажды из проводов 1 и 2 давит на распорку с вертикальной силой V Vg Р/. При сбросе гололеда с нижнего прово да- 1 (фиг. 10) этот провод сжимается и давит на распорку с силой V Р/а. Соответственно реакиня вер него провода уменьшается, Vj : Р/2. Определим условие, при котором и в режиме неравномерного сброса голо леда распорка занимает устойчивое положение в вертикальной плоскости. На фиг. 11 показана схема работы распорки в поперечной плоскости, при расположении ее центра тяжести выше провода 1 в точке Oj. В начальном положении распорка вертикальна (спловшые линии). Под действием каких-либо случайных горизонтальных сил она может отклониться на малый угол дсС (штриховые линии), при этом силы Vj в новом положении можно считать равными своим значениям в начальном положении распорки. Распорка может возвратиться в вертикаль ное положение только в том случае, ели момент силы Р относительно оси провода 2 больше соответствуклцего момента силы v. Это условие равновесия можно выразить в виде неравенствагде Ъ и с - соответственно расстояние от. оси провода 2 (зажима 9) до центра тяжести распорки (точки Oi и оси провода 1 (зажима 10); V - вертикальная сила давления провода 1 на распорку в рассматриваемом-неравномерном режиме. Данное выражение справедливо и при Ъ , с, при этом чем больпге размер Ъ при прочих равных условиях, тем значительнее можно снизить вес распорки. Это определяет целесообразность применения консолей 11, работа распорки при этом аналогична (фиг, 12). При заданной величине силы v и расстоянии с, подбирая параметры Р и Ъ распорки, можно всегда обеспечить устойчивое положение распорки и соответственно проводов в вертикальной плоскости. Обе эти возможности реализованы в предложенной линии, так как принятая конструкция распорки, соединяющей провода. 1 и .2 нижних ярусов, максимально способствует сохранению устойчивости провода при минимально возможном собственном весе. Если- бы провода 1 и 2 были соеди-нены распоркой традиционного исполнения, с. элементами б, 7,то ее устойчивость была бы нарушена. В силу малого веса PQ и расположения центра ее тяжести в середине распорки она повернулась бк на большой угол oi , вплоть до.180°, и ее положение (осевые линии на фиг. 11) определялось бы только величиной силы V, которая уменьшается с подъемом провода 1 до значения 2 , обеспечивающего равновесие распорки. Это во многих случаях неприемлемо из-за возможности сближения проводов 1 и 2 на участках между распоркой и опорами. Значение силы v , которая принимается в качестве расчетной для выбора параметров распорок, зависит от конструктивного выполнения конкретного анкерного участка и возможной последовательности сброса гололеда. При этом в качестве расчетной можно принимать не максимальное из возможных усилий V, которое может возникнуть при самом неблагоприятном режиме сброса гололеда (такое усилие маловероятно), а меньшееего значение, -которое соответствует более вероятным режимам. В качестве последнего можно принять режим частичного или полного.сброса гололеда с нижнего провода рассматриваемого пролета при его сохранении на всех других проводах и в других п-ролетах нижнего провода. Порядок, выбора веса Р распорок рассмотрим на примере расчетной схемы, приведенной на фиг. 13, составленной для двух проводов, подвешенных поддерживающими гирляндами 14 в вертикальной плоскости. Количество распорок п в пролете и расстояния 1 между ними определяются и для прототипа. Заданы также положение центра тяжести распорок Ъ, расстояние между проводами с, а также тяжения Н и Н в проводах 1 и 2,

когда на проводе 1 нет гололеда, а на проводе 2 - расчетный гололед.

По условию распорки в рассматриваемом режиме занимают устойчивое положение в вертикальной плоскости, йледовательно, расстояние между проводами по вертикали в местах установки распоров равно е. Это позволяет для выбора веса распорки с номером i рассматривать только участок пролета длиной ( этом участке провода 1 и 2 имеют одинаковую стрелу провеса ff , а силы V- и V в критический период перед потерей устойчивости определяются выражениями

с-Ъ

. р. V . р, (. 1 с t 2т. i

Согласно методике расчета проводов с распределенными и сосредоточeнны 1и механическими нагрузками

условие равенства стрел процеса f, запишется в виде

Гз . . HHiM

г.+е.

ч . V 1 Ч+-1 / 2

1 ч соответственно собственный вес единицы длины провода и вес .единицы его длины с гололедом.

Подставив значение сил V и V. в полученное уравнение, после преобразований определим минимально неОбхоимый вес Р, распорки i

- ° 2(ЬН2-сН +ЪН)

Тяжение Н всегда меньше Н.. Если взять предельный случай, Н . 2 принять также ъ « с, то получим

)

р.

0,56

гол

где - вес гололеда на участке провода длиной (г + С, .

В действительности же Р, в несколько раз MSeHbure, чем 0,5 0, ( так как в большинстве случаев можно

принять Н; « Н2.

Тяжение H,g для рассматриваемого режима определяется таким образом, чтобы в режиме отложения гололеда на проводах и при ветре тяжения в

Q проводах не превышали нормируемых.

Аналогично можно производить выбор параметров линии и при другом расположении или количестве проводов.

Наибольшую область применения предлрженная линия может иметь при клас5сах напряжения 35-220 кВ с установкой междуфазных вертикальных изолирующих распорок, и при классах напряжения 330 кВ и более - с установкой дистанционных распорок.

0

Технический эффект предложенной линий заключается в пoвьшJeHии надежности работы в гололедном режиме за счет возможности полного предотвращения скручивания проводов. Умень5 игаютсяи сжимающие усилия на распорки, что позволяет снизить требования к их прочности. Более надежной становится линия и при пляске проводов, так как смещение масс в ниж0 них распорках в сторону нижнего

провода благоприятно сказывается на уменьшении амплитуды колебания проводов. Дополнительные затраты материалЬв при этом незначительны. С

5 другой стороны, появляется возможность уменьшить междуфазные расстояния, сократить количество распорок в пролетах, что -снижает материало, емкость и стоимость.

Экономический эффект от примене0ния предложенной линии достигается за счет снижения jaaep6a от порерывов в электроснабжении, экономии материала опор от снижения расстояний между фазами, уменьшения коли5 чества распорок.

tfiuf.Z

V

50

55

X

60

9 г

,8

Ot / fO

f фиг.5

6

/

W 11

фиг. В ) фие.9 9 X4N XK /; Cs X/:AN VX4VXXS J фuf.fO

Фие.П /,f )/ cpueO