Способ предотвращения обледенения проводов воздушных линий электропередачи переменного тока

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в предотвращении образования льда на проводах линий электропередачи без необходимости отключения линии на обслуживание. Способ заключается в соединении двойных проводов линии электропередачи, подключенных к одной фазе, упругими перемычками, например, пружинами, обеспечивающими механические колебания проводов при штатных параметрах протекающего через них электрического тока. В штатном режиме работы линии электропередачи при прохождении переменного тока, соединенные пружиной пары проводов одной фазы постоянно, совершают колебательные движения, что обеспечивает непрерывное стряхивание с них капель влаги и снега и тем самым предотвращает обледенение. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при эксплуатации линий электропередачи переменного тока. Известны механические [1, 2], электрические [3-7] и химические [9] способы удаления льда с проводов линий электропередачи.

Механические способы заключаются в применении специальных приспособлений, обеспечивающих удаление льда с проводов. Недостатком таких устройств является низкая производительность и возможность повреждения и деформации проводов в процессе удаления гололеда, что приводит к обрывам сети и сопровождается ускоренным износом проводов.

Химические способы заключаются в нанесении на провода специальных веществ, предотвращающих образование льда или обеспечивающих его разрушение. Процесс нанесения характеризуется большой трудоемкостью. Кроме того, такие вещества недолговечны, поэтому в течение всего гололедного сезона нуждаются в периодическом обновлении.

Электрические способы удаления льда заключаются в нагреве или встряхивании проводов импульсами тока, обеспечивающими плавку льда или предотвращение его образования.

В качестве прототипа выбран способ удаления гололеда с проводов контактной сети и линий электропередачи, заключающийся в пропускании по двойным или кратным проводам линии электропередачи переменного тока или импульсов тока с частотой, близкой к их механическому резонансу [4]. Возникающие при этом механические колебания проводов обеспечивают удаление с них влаги и льда. Недостатками этого способа являются:

- необходимость отключения линии электропередачи на обслуживание в связи с тем, что параметры тока, требуемые для обеспечения механического резонанса проводов, могут существенно отличаться от стандартного тока;

- необходимость во вспомогательном источнике импульсного или переменного тока с настройкой частоты импульсов на частоту резонанса проводов;

- необходимость использования выездных бригад для доставки оборудования к местам обледенения, что может быть связано со значительными издержками при работе в труднодоступных районах и в условиях интенсивного гололедообразования;

- невозможность частого применения данного способа требует увеличения мощности импульсов тока, встряхивающих провода, что может приводить к механическому повреждению и разрыву проводов.

Целью изобретения является предотвращение образования льда на проводах линий электропередачи в штатном режиме их работы без необходимости отключения на обслуживание.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе пары проводов линии электропередачи, подключенные к одной фазе, соединяются упругими перемычками, например, пружинами, параметры которых подобраны таким образом, чтобы обеспечить непрерывные механические колебания проводов при штатных параметрах тока, проходящего через линию электропередачи. Схема расположения проводов и перемычек приведена на фиг.1.

Способ предотвращения обледенения представлен на фиг.2 и заключается в том, что в штатном режиме работы линии электропередачи при прохождении переменного тока соединенные упругими перемычками пары проводов одной фазы постоянно совершают колебательные движения, отталкиваясь под действием силы упругости перемычки F_У и притягиваясь под действием силы Лоренца F_Л:

,

где d - расстояние между проводами; I₁, I₂ - сила тока в проводах; µ, µ₀ - магнитная проницаемость среды и вакуума; l - длина проводов [8].

Непрерывная вибрация проводов приводит к стряхиванию с них капель воды, снега и льда и тем самым предотвращает обледенение, а также приводит к раскалыванию ледяной корки при ее образовании.

Таким образом, в штатном режиме работы линии электропередачи ликвидируются причины обледенения проводов, а не его последствия, что избавляет от необходимости отключения на обслуживание, снижает требуемые затраты ресурсов и энергии.

Источники информации

1. Устройство для удаления гололедных отложений. МКИ H02G 7/16. А.С. №957332, 07.09.1982.

2. Встряхиватель проводов. МПК H02G 7/16. Российская Федерация, пат. №2318279, 20.06.2006.

3. Линия электропередачи. МПК H02G 7/16. Российская Федерация, пат.№2076418, 27.03.1997.

4. Способ удаления гололеда с проводов контактной сети и линий электропередачи. МПК H02G 7/16, В60М 1/12. Российская Федерация, пат. №2166826, 27.04.2001.

5. Устройство для предотвращения образования гололеда на воздушной линии. МПК H02G 7/16. Российская Федерация, пат. №2316866, 10.02.2008.

6. Способ и устройство для борьбы с гололедом на линиях электропередачи. МПК H02G 7/16. Российская Федерация, пат.№2356148, 20.05.2009.

7. Высоковольтная сеть. МПК H02G 7/16, H02J 3/18. Российская Федерация, пат. №2365011, 20.08.2009.

8. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. - М.: Наука, 1976.

9. Марквардт К.Г. Контактная сеть. - М.: Транспорт, 1994.

1. Способ предотвращения обледенения проводов воздушных линий электропередачи переменного тока, заключающийся в пропускании переменного тока по двойным или кратным проводам линии электропередачи, отличающийся тем, что провода, подключенные к одной фазе, соединены упругими перемычками, обеспечивающими механические колебания проводов при штатных параметрах протекающего через них электрического тока.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пропускаемый электрический ток имеет штатные параметры, что обеспечивает непрерывность процесса удаления с проводов капель воды, снега и льда.