Способ предупреждения образования гололеда на проводах воздушных линий электропередачи 35 кв Советский патент 1986 года по МПК H02G7/16 

Изобретение относится к электроэнергетике, конкретнее к способам защиты проводов воздушных линий элетропередачи (ВЛ) 35 кВ от опасного гололедоизморозевого образования в холодный период года, кроме того, оно может быть исполь Ъвано на грозозащитныхтросовых молниеотводах воздушных хп-ший электропередачи в условиях гололедообразования.

Цель изобретения - обеспечение .надежного электроснабжения в гололедный период путем сохранения бесперебойного питания потребителей бе усиления изоляции линии.

На фиг. 1 представлено устройство, реализующее предлагаемый способ согласно изобретению; на фиг. 2 зависимости веса гололеда от напряженности электрического поля у по верхности электрода при различных видах напряжения, поданного на электрод; на фиг. 3 - зависимость веса гололеда на проводе в относительных единицах в зависимости от напряжения, 25 ;Поданного на провод. Согласно предлагаемому способу на линию электропередачи, находящуюся в рабочем режиме, подают постоянное напряжение, а величину напряженности электрического поля постоянно.го тока у поверхности провода устанавливают равной (о,05-0,1 5), где - напряженность коронировани провода при постоянном токе. Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит силовой трансформатор 1 путающей подстанции с выведенной и изолированной нейтралью высоковольтной обмотки, выпрямительную установку 2 с независимым источником питания, подключенную через высоковольтный однополюсный I отделитель 3 двухстороннего действия к ней трали трансформатора 1. Вентильный разрядник 4 защищает источник постоянного тока и нейтраль силового тран форматора 1 от перенапряжений. Прием ная подстанция 5 потребителя связана воздушной линией 6 электропередачи 9 силовым трансформатором питающей подстанции. Способ предупреждения образования гололеда на проводах воздушной линий электропередачи 35 кВ осуществляется следующим образом. При гололедообразовании отделителем 3 (срабатьшает от датчика гололе ного оповещения) подключается выпрямительная установка 2, которая подает в централь силового трансформатора 1 и на землю напряжение постоянного тока, без прекращения подачи напряжения переменного тока подстанции 5 потребителя. Наложение напряжения постоянного (выпрямленного) тока на рабочий режим линии электропередачи длится в течение всего периода обледнения, по окончанию которого схема возвращается в исходное состояние, т.е. выпрямительная установка 2 отключается.

Физическая сущность предлагаемого способа заключается в следующем. В нормальном режиме работы ВЛ 35 кВ энергия электрического поля проводов не достаточна для частичной ионизации молекул воздуха, прилегающих к

поверхности проводов. А если ионизация есть, то в последующем полупериоде переменного тока она полностью нейтрализуется противоположным зарягдом. Атмосферный водный аэрозоль. подлетая к поверхности провода,поляризуется и, взаимодействуя с электрическим полем провода, притягивается к его поверхности. Поэтому вес гололедного осадка на проводах с напряжением переменного тока всегда больше веса гололеда на проводах без напряжения. При наложении напряжения постоян- ; ного тока на напряжение переменного тока промышленной частоты изменяется структура электрического поля проводов ВЛ относительно земли, возрастает напряженность электрического поля у поверхности проводов. В результате предлагаемого технического рещения энергия электрического поля становится достаточной для процесса частичной ионизации возр,уха и образования ионной зоны вокруг провода. Атмосферный водньй аэрозоль, пролетая эту зону, приобретает одноименный с ионной зоной заряд, в результате чего возникает кулоновская сила, отталкивающая аэрозоль от поверхности провода. . Как установлено экспериментами, ионная зона вблизи проводов ВЛ 35 кВ возникает при наложении напряжения постоянного тока порядка 20-25 кВ, что вполне допустимо для изоляционной конструкции линии электропередачи. При этом вес гололедного осадка на проводах не достигает опасной величины, вызывающей разрушение опор ВЛ или разрыв проводов. Экспериментальные данные, подтвер дающие справедливость предлагаемого способа иллюстдируются кривыми а, 6 и в, приведенными на фиг. 2, где представлена зависимость веса гололе да от напряженности электрического поля у поверхности электрода при раз личных видах напряжения: кривая а при напряжении постоянного тока; кривая б - при напряжении переменного тока промьшленной частоты; кривая в - при наложении напряжения постоянного тока на напряжение перемен ного тока, Установлено, что при напряженностях электрического поля Е ,6 мБ/м вес гололедного осадка на электроде с напряжением постоянного тока (кривая а) заметно снижается по сравнению с весом гололеда контрольного образца без напряжения, на который было подано напряжение постоянного тока (кривая а). То же самое- получено и для электрода с наложенным напряжением постоянного тока на напряжение переменного тока (кривая в). Для электрода с напряжением переменн го тока (кривая б) вес гололедного осадка увеличивается. Величина напряжения постоянного тока, прикладываемого между нейтралью трансформато ра и землей, определена с учетом результатов, приведенных на фиг.2, и уровня изоляционной конструкции уйтановки. .Результаты опытов на реальной кон струкции трансформатор - линия 35 кВ дали положительный эффект вес гололеда на проводах ВЛ непревышает 10-30% веса го лоледа на :проводах со снятым напряжением постоянного и переменного тока. Таким образом, отталкивающий эффект атмосферного водяного аэрозоля от проводов ВЛ получен экспериментально как в лабораторных исследованиях, так и на реальной конструкции. Фиг. 3 наглядно подтверждает положительный эффект предлагаемого способа. Высота столбиков на фиг. 3 показывает вес гололеда в относительных-единицах при: напряжении переменного тока на проводе по отношению к земле, равном 35/-4з кВ действ, (столбик а) j напряжение постоянного тока на проводе по отношению к земле 20 кВ (столбик б); напряжение постоянного тока на проводе 20 кВ, наложенное на напряжение переменного тока 35/43 действ, (столбик в). Вес гололеда отнесен к весу гололедного осадка, полученного на проводе без напряжения постоянного и переменного тока. Относительная величина гололедного осадка найдена путем усреднения данных опытов (повторность пятикратная) при времени гололедообразования 20 мин. Как видно из фиг, 3, наложение напряжения постоянного тока на сеть трехфазного переменного тока (столбик в) снижают вес гололеда на проводах в 4 раза. На проводах, находяш 1хся под одним, напряжением постоянного тока (столбик б) вес гололеда не изменяется по сравнению с весом гололеда на проводах без напряжения. На проводах с напряжением только переменного тока вес гололеда увеличивается в 1,4 раза. Следовательно, положлтельньш эффект предлагаемого способа, заключающийся в снижении веса гололедного осадка на npoaofjax ВЛ 35 кВ до безопасной величины (для механической прочности опор и проводов), проявляется при бесперебойном электроснабжении потребителя. Технические преимущества предлагаемого способа по сравнению с известным состоят в том, что используется изоляционная конструкция ВЛ 35 кВ нормального исполнения, сохраняется бесперебойное электроснабжение потребителей и величина напряжения постоянного тока, накладываемая на сеть трехфазного тока, составляет 20-50% напряжения, при которой возникает коронный разряд. Кроме того, отсутствует источник больших радиопомех, источник постоянного (вып мленного) тока может быть взят типового исполнения (например АИИ-70), его мощность невелика, а также практически реализуется энергия электрического поля проводов на ВЛ 35 кВ для предупреждения образования гололеда. Формула изобретения Способ предупреждения образования гололеда на проводах воздушных линий электропередачи 35 кВ с помощью энергии электрического поля прот водов путем подачи на напряжения постоянного тока, отличающийся -тем, что, с целью обеспечения надежного электроснабжения в гололедный период путем сохранения бесперебойного питания потребителей без усиления изоляций линии, напряжение постоянного тока подают на линию, находящуюся в рабочем рещше, а величину напряженности электрического поля постоянного тока у поверхности провода устанав-. ливают равной (0,05-0,1 5) Щ ЕКОО. напряженность коронирования провода при постоянном токр . fpiiz. 1

Изобретение относится к электроэнергетике,, а именно к способам защиты проводов воздушных линий электропередачи (ВЛ) 35 кВ от опасного гололедоизморозевого образования в холодньй период года. Цель - обеспечение надежного электроснабжения в гололедньй период путем сохранения бесперебойного питания- потребителей без усиления изоляции линии. При гололедообразовании по сигналу датчика гололеда подключается вьшрямительная установка, подающая в нейтраль силового трансформатора и на землю напряжения постоянного тока. При этом не прекращается подача переменного тока потребителю. Величину напряженности электрического «поля постоянного тока у поверхности провода устанавливают равной

f