Распределение напряжения вдоль поддерживающей изолирующей подвески проводов.

Конструкции проводов и тросов воздушных линий СВН.

и увлажнении.

 

Электрические поля воздушных линий различного исполнения.

 

 

Распределение напряжённости поля по поверхности расщеплённых проводов.

В расщепленном проводе напряженность поля распределена по поверхности составляющих проводов неравномерно. Обычно составляющие провода расположены по вершинам правильного п- угольника, сторона которого равна шагу расщепления a. При этом средняя напряженность Е поля на поверхности провода определяется по формуле

(3)

где r 0 - радиус составляющих расщепленного провода, см (10-2 м). Максимальная напряженность, которая возникает в точках А (рис. 1), определяется по формуле

Рис. 1. Расщепленный провод (n = 4)

ЕМ = кн · Е кВ/см (105 В/м), (4)

где кн - коэффициент неравномерности распределения заряда по поверхности составляющего провода.

(5)

где rр - радиус расщепления (см. приложение 1);

а - шаг расщепления расщепленного провода, см (10-2 м).

Значение b в зависимости от числа составлявших проводов в расщепленном проводе определяется по формуле

(6)

и приведено в табл. 1.

Таблица 1

Значение коэффициента b в зависимости от числа составляющих проводов

n	b	n	b	n	b
2			5,00		5,56
	3,46		5,21		5,64
	4,24		5,36		5,69
	4,70		5,47	-	-

При n = const величина кн зависит только от отношения r 0 /а. Оптимальное значение отношения r 0 /а, при котором величина ЕМ минимальна, равно примерно 0,05.

Оптимизация расположения проводов в пространстве. Предельная натуральная мощность воздушных линий СВН.

Кривая провисания провода. Определение зависимости допустимых стрел провеса от длины пролёта.

Конструктивные схемы изолирующей подвески проводов.

Компактные линии СВН.

Колебание проводов воздушных линий и способы их подавления.

Изоляторы для воздушных линий СВН.

Рисунок 1 - Расчетная модель двух гибких проводников

На рисунке 1 и далее приняты следующие обозначения:

а - расстояние между осями проводников смежных фаз до КЗ, м;

М - масса проводника расчетного пролета, кг;

f - стрела провеса проводника в середине пролета, м;

L - расстояние от прямой, соединяющей точки крепления проводника одного пролета, до центра масс этого проводника (длина маятника), м;

a - угол отклонения проводника от вертикали, рад;

Fэ - электродинамическая сила, Н;

g - ускорение силы тяжести, м/с2.

После отключения КЗ проводники сначала движутся по инерции, преодолевая действие силы тяжести и сохраняя при этом в течение некоторого времени, пока имеет место натягивающая проводники сила, форму, близкую к форме плоской гибкой нити, загруженной собственным весом. На этом этапе движения проводников их поведение уже менее точно описывается принятой расчетной моделью, хотя и здесь оценки их смещения оказываются приемлемыми.

Тяжение в проводниках исчезает, когда центры масс проводников оказываются выше точек их крепления к опорам, и центробежные силы оказываются недостаточными для поддержания прежней формы проводников в виде гибкой натянутой нити. На этом этапе движения проводники подобны телам, падающим под действием инерционных сил и сил тяжести. Поэтому расчет смещений проводников с использованием модели в виде маятника здесь невозможен.

При КЗ проводники под действием электродинамических сил отталкиваются друг от друга, а их максимальное сближение имеет место после отключения КЗ, при колебаниях проводников вокруг исходного положения равновесия.

Баланс сил в расчетных зонах

При движении гибких проводников в результате возникшего на ВЛ или в РУ короткого замыкания расчетными нагрузками на расчетный маятник являются (рисунок 2):

а)

б)

а - траектории движения проводников (их центров масс) при большом кратковременном токе КЗ: АВ - участок траектории, который проходит проводник во время КЗ; ВС - участок траектории, который проходит проводник, натянутый действующими на него силами, после отключения тока КЗ; CD - участок траектории, где ненатянутый провод "падает" под действием силы тяжести и инерционных сил; б - траектории движения проводников при малом токе КЗ; Fцб - центробежная сила

Рисунок 2 - Траектории движения проводников при КЗ и после него

- сила тяжести Mg, направленная вертикально вниз и действующая постоянно на всех этапах движения проводников;

- электродинамическая сила Fэ, которая при двухфазном КЗ на линиях с проводниками, закрепленными в одной горизонтальной плоскости, направлена горизонтально и действует до момента отключения тока КЗ;

- инерционная сила Fин, направленная противоположно вектору окружного ускорения центра массы проводника в пролете и действующая в периоды, когда проводник натянут и его можно рассматривать как маятник;

- инерционные силы, свойственные телам, которые после воздействия нескольких сил двигаются в пространстве в поле силы тяжести: это имеет место на этапе движения гибких проводников, когда они не натянуты.

Принятые допущения

Принятие расчетной модели гибкого проводника в виде маятника, определение электродинамических сил по формулам, справедливым для параллельных бесконечно тонких и длинных проводников, оправданы многолетним опытом их использования. Эти гипотезы положены в основу рекомендаций МЭК по расчетам электродинамической стойкости электроустановок с гибкими проводниками. Целесообразность принятия этих гипотез подтверждена проведенными за рубежом достаточно обстоятельными экспериментами.

Упрощенный учет влияния отводов и гирлянд изоляторов, влияния нагрева проводников, отказ от учета деформаций растяжения проводников оправдываются сравнительными оценками, сделанными на базе многочисленных расчетов.

Распределение напряжения вдоль поддерживающей изолирующей подвески проводов.

Электрическое поле провода на опоре определяется близостью земли, заземленных траверсы и стойки или стоек опоры. Наличие гирлянды несущественно искажает общую картину электрического поля, однако, распределение напряжения вдоль гирлянды зависит от параметров изоляторов. Изоляторы в сухом состоянии представляют собой конденсаторы, емкость которых изменяется от 25 до 80 пФ. Металлические части изоляторов обладают, кроме того, емкостями относительно земли, провода и других изоляторов. Упрощенная схема замещения гирлянды изоляторов пред­ставлена на рис. 15.7.

Рис. 15.7. Упрощенная схема замещения гирлянды изоляторов

Поскольку частичные емкости изоляторов относительно земли больше, чем относительно провода и соизмеримы со «сквозной» емкостью гирлянды С_г, распределение напряжения по изоляторам неравномерно и наибольшее падение напряжения приходится на ближайшие от провода изоляторы. С увеличением длины гирлянды ее сквозная емкость уменьшается, а емкость относительно земли возрастает, что приводит к еще более неравномерному распределению напряжения. Уже на ВЛ. 330 кВ падение напряжения на ближайших от провода изоляторах превышает допустимое по уровню радиопомех и поэтому необходимо выравнивать распределение напряжения вдоль гирлянды. Для этого в нашей стране ближайшие от провода изоляторы утапливают между проводами расщепленной фазы, что приводит к увеличению емкостей этих изоляторов относительно про­вода. Для примера на рис. 15.8 приведено распределение напряжения в о.е. по изоляторам гирлянды для ВЛ 500 кВ. Для выравнивания распределения напряжения по длине натяжных гирлянд применяют тороидальные экраны, которые практически не изменяют разрядных напряжений гирлянды, но

 

Рис. 15.8. Зависимость напряжения на изоляторе AU в % от напряжения на гирлянде и_г из 22 изоляторов ПС120 ВЛ 500 кВ от порядкового номера изолятора при отсчете от провода

устраняют радиопомехи. В некоторых случаях для выравнивания распределения напряжения гирлянду около провода расщепляют на две, тем самым увеличивают эквивалентную сквозную емкость расщепленного участка гирлянды. Выравнить распределение напряжения можно также путем применения изоляторов с полупроводящим покрытием.

Требуемая надежность работы изоляции линии при воздействии меха­нических нагрузок обеспечивается правильным выбором коэффициента запаса механической прочности. Повышение надежности работы изоляции линии электропередачи может быть достигнуто путем замены одно цепных на двух цепные и много цепные гирлянды. В нашей стране двух цепные гирлянды крепятся к опоре вдоль оси линии, что позволяет заглубить изоляторы между проводами расщепленной фазы и тем вырав­нивать распределение напряжения.

Надежность работы при электрических воздействиях обеспечивается правильным выбором длины и типа изоляторов в гирлянде.