Влияние климата на лэп

Влияние климатических факторов на изменение параметров линии электропередачи

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 28.11.2019 2019-11-28

Статья просмотрена: 650 раз

Библиографическое описание:

Авдеюк, Д. Н. Влияние климатических факторов на изменение параметров линии электропередачи / Д. Н. Авдеюк. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 48 (286). — С. 32-35. — URL: https://moluch.ru/archive/286/64574/ (дата обращения: 16.02.2023).

При изменении климатических условий могут меняться параметры линии электропередачи. В зависимости от состава (чернозем, песок, глина и т. п.), размеров и плотности прилегания друг к другу частиц, влажности и температуры, наличия растворимых химических веществ (кислот, щелочей, продуктов гниения и т. д.) удельное сопротивление грунтов изменяется в очень широких пределах.

Наиболее важными факторами, влияющими на величину удельного сопротивления грунта, являются влажность и температура. На рис. 1 и 2 в качестве примера приведены кривые изменения удельного сопротивления суглинка (а) и красной глины (б) в зависимости от влажности и температуры.

Рис. 1. Кривая изменения удельного сопротивления суглинка (а) и красной глины (б) в зависимости от ее температуры

Рис. 2. Кривая изменения удельного сопротивления суглинка (а) и красной глины (б) в зависимости oт ее влажности

В течение года в связи с изменением атмосферных и климатических условий содержание влаги в грунте и его температура изменяются, а, следовательно, изменяется и удельное сопротивление. Наиболее резкие колебания удельного сопротивления наблюдаются в верхних слоях земли, которые зимой промерзают, а летом высыхают. Из данных измерений следует, что при понижении температуры воздуха от 0 до -10 °С удельное сопротивление грунта на глубине 0,3 м увеличивается в 10 раз, а на глубине 0,5 м — в 3 раза [1,3].

Используя данные зависимости, произведем расчеты, как изменяется активное сопротивление при изменении температуры окружающей среды и как изменяется индуктивность при изменении удельного сопротивления грунта.

Зависимость активного сопротивления от температуры провода определяется:

где R₀₂₀ — табличное значение удельного сопротивления при температуре провода 20 ○ С; t_пр — температура провода, ○ С; α — температурный коэффициент электрического сопротивления, Ом/град.

Температура проводов воздушной линии электропередачи зависит от условий охлаждения в окружающей среде (температуры воздуха) и протекающего по ним тока. При предельных по условиям нагрева токовых нагрузок температура провода может достигать +70 ○ С, а при низкой температуре окружающей среды и малых нагрузках до — 50 ○ С, следовательно, удельное активное сопротивление может увеличиться на 20 % и уменьшиться на 30 %.

Определимотклонениеактивногосопротивлениячерез отклонение температуры окружающей среды.

Результаты вычислений представлены на графике (рис. 3).

Рис. 3. График зависимости абсолютной погрешности активного сопротивления от температуры

Абсолютная погрешность активного сопротивления:

Рассчитаем относительные погрешности активного сопротивления по формуле:

Индуктивное сопротивление определяется по формуле:

Ом/км

Где f – частота, Гц; γ – удельное сопротивление грунта; X_L – сопротивление индуктивности.

Определим отклонение индуктивности через отклонение удельного сопротивления при изменении температуры и влажности грунта:

Результаты вычислений приведены на графиках (рис. 3.5).

,

,

где W — влажность грунта

Рассчитаем относительные погрешности индуктивности по формуле:

,

Диэлектрическая проницаемость слабо зависитот влажности, что показано на рис. 4.

Рис. 4. Зависимость диэлектрической проницаемости от влажности

Значительно изменяется диэлектрическая проницаемость при выпадении осадков в виде сухого или мокрого снега (рис. 3.12) [2].

Рис. 5. Зависимость диэлектрической проницаемости от сухого снега и мокрого снега при W = 0.1p_c

Используя данные зависимости изменения параметров линии необходимо проводить коррекцию, которая в свою очередь скорректирует фазовую скорость и, следовательно, расстояние до места повреждения, что уменьшит погрешность определения места повреждения линии электропередачи при использовании такого устройства, как рефлектометр.

1. Шилин, А. А. Интеллектуальный рефлектометр для мониторинга воздушных линий электропередачи [Электронный ресурс] / А. А. Шилин, Над.С. Кузнецова, Д. Н. Авдеюк // Пром-Инжиниринг (The 4th International Conference on Industrial Engineering 2018): тр. IV междунар. науч.-техн. конф. (г. Москва — г. Челябинск — г. Новочеркасск, 15–18 мая 2018 г.) / отв. ред.: А. А. Радионов; ФГАОУ ВО «Южно-Уральский гос. ун-т» (национальный исследовательский ун-т). — Челябинск, 2018. — C. 352–355. — Режим доступа: http://icie-rus.org/issues/ICIE-2018RU.pdf.
2. Кузнецова, Н. С. Рефлектометр с автоматической коррекцией методической погрешности для определения места повреждения линии электропередачи. [Текст]: дис. канд. тех. наук: 05.11.16: защищена 01.12.17: /Кузнецова Надежда Сергеевна. — Волгоград, 2017. — 111 с.
3. Шилин, А. Н. Intelligent Device for Measuring Distance to Point of Damage to Power Lines [Электронный ресурс] / А. Н. Шилин, Над.С. Кузнецова, Д. Н. Авдеюк // 2019 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM) (Sochi, Russia, 25–29 March, 2019) / South Ural State University (national research university), IEEE Industry Applications Society, IEEE Power Electronics Society [et al.]. — [Publisher: IEEE], 2019. — P. 1–5. — DOI: 10.1109/ICIEAM.2019.8743077.

Похожие статьи

Методы измерения удельного сопротивления.

Ключевые слова: удельное сопротивление, контактный метод, бесконтактный метод, двухзондовый метод, однозондовый метод

Для измерения удельного сопротивления образцов, имеющих правильную геометрическую форму и постоянное поперечное сечение.

Удельное объёмное электрическое сопротивление , Ом*см.

Величина удельного сопротивления одной нити при 20 о С составила Ом×м. Для связки нитей изменение температура изменения характера проводимости оказалась несколько ниже — 50 о С. Из полученных в этом эксперименте результатов было рассчитано сопротивление одной.

Метод расчета активного сопротивления цилиндрического.

Выведена расчетная формула для активного сопротивления цилиндрического провода на

Гн/м ; µ — относительная магнитная проницаемость; µ 0= 4·π·10–7 Гн/м — магнитная

Рис. 2. Зависимость активного сопротивления алюминиевых проводов различных сечений от.

Удельное сопротивление различных тканей человека

активное сопротивление, зондирующий ток, удельное сопротивление, реактивное сопротивление, полезная информация, кожный регион, кожная ткань, здоровый человек, жировая ткань, эквивалентная схема.

Тяговое сопротивление центрального рабочего органа.

Удельное давление почвы на переднюю грань стойки зависит от физико-механических свойств почвы, глубины хода рабочего органа, скорости его движения и других факторов.

Kv- коэффициент, учитывающий влияние скорости движения на удельное сопротивление почвы.

Исследование полупроводниковых материалов методом.

Исследование полупроводниковых материалов методом микроскопии сопротивления растекания.

На рисунке 1 схематически показан зондовый датчик для проведения измерений в режиме сопротивления растекания, где 1 — омический контакт; 2 — зонд; 3 — лазерный луч.

Определение удельного сопротивления почвообрабатывающей.

Среднее значение удельного сопротивления почвообрабатывающих машин в зависимости от колебания твердости почвы, формы и расположения рабочих органов и других

Удельное сопротивление (кН/м) почвообрабатывающей машины определяется по формуле

Исследование и разработка устройства для измерения больших.

Значимое место среди измерителей параметров занимают измерители сопротивлений. Из всех существующих измерительных приборов измерители сопротивлений охватывают самый широкий диапазон измерений (от 10– 8 до 10 18 Ом, т. е. 26 порядков).

Исследование функций преобразования емкостных уровнемеров.

Известно, что жидкости, имеющие удельное сопротивление ρ > 107 ÷ 108Ом·м и относительную диэлектрическую проницаемость ɛж ≤ 5 ÷ 6, относятся к группе неэлектропроводных, а жидкости, имеющие ρ ≤ 105 ÷ 106 Ом·м и ɛж ≥ 7 ÷ 10.

Источник

IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2017

АТМОСФЕРНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОПОРЫ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

Также климатические условия влияют на габариты опор, сечения элементов, фундаменты и сечения проводов и пр.

При расчете ВЛ и их элементов должны учитываться следующие климатические условия: ветровое давление, толщина стенки гололеда, температура воздуха, степень агрессивного воздействия окружающей среды, интенсивность грозовой деятельности, пляска проводов и тросов, вибрация.

Рассмотрим влияние климатических факторов на воздушные линии электропередач.

Влияние температуры воздуха.

Температура воздуха влияет на степень натяжения либо провисания провода воздушной линии.

Температуры воздуха — определяются по строительным нормам и правилам и на основании данных метеорологических станций.

В расчетах опор ЛЭП учитываются следующие температуры: максимальная, минимальная, среднегодовая температуры, а также температура, при которой образуются гололедные отложения на проводах воздушных линий и температура при наибольшей скорости ветра.

Влияние гололедно-изморозевых образований.

Гололедно-изморозевые отложения имеют различную форму и виды. Наблюдаются отложения чистого гололеда, инея и зернистой изморози, мокрого снега, а также сочетания отложений различных видов.

Иней для проводов воздушных линий не представляет существенной нагрузки и не влияет на механическую прочность.

Зернистая изморозь способствует закручиванию провода, прочно сцепляется с ним и своими размерами увеличивает парусность провода, что при поперечном ветре приводит к дополнительным нагрузкам на опоры и провода воздушных линий.

Гололед − это плотно намерзший лед. Ледяная корка плотно сцепляется с проводом воздушной линии. В случае несимметричного образования гололед вызывает закручивание провода, а при большой толщине стенки гололеда его вес может во много раз превысить вес самого провода.

Мокрый снег выпадает при плюсовой температуре и оседает на проводах, покрывая их большим слоем. Если температура воздуха понизится и перейдет к отрицательным значениям, то налипший на проводе влажный снег начнет замерзать, его структура станет кристаллической и образуется прочное сцепление с проводом. А это дополнительная нагрузка на провода.

Воздушные линии электропередачи являются наземными сооружениями, поэтому для них главную помеху представляет горизонтальная слагающая ветра. Именно направление и скорость горизонтальной слагающей регистрируются и в дальнейшем принимаются в качестве исходных данных при определении расчетных горизонтальных нагрузок. Непосредственным влиянием ветра на работу воздушной линии является его давление на провода, тросы и опоры. Кроме того, создавая поперечную нагрузку на провода и тросы, ветер увеличивает их натяжение. Появляются также дополнительные изгибающие усилия на опоры. Давление ветра может вызвать поломку и падение опор с вырыванием недостаточно прочно укрепленных в грунте фундаментов.

Влияние вибрации проводов.

Вибрацией провода называют периодические колебания провода в вертикальной плоскости с большой частотой и малой амплитудой (Рис.1). Опыт эксплуатации показывает, что вибрации наиболее подвержены провода, расположенные высоко над землей и в открытой ровной местности, когда равномерное движение воздушного потока не нарушается рельефом или наземными препятствиями. Кроме того, вероятность возникновения вибрации увеличивается с увеличением длины пролёта (для пролётов более 120 м). Особенно опасна вибрация проводов при переходах через реки и водные пространства с пролётами более 500 м. Опасность вибрации заключается в обрывах отдельных проволок на участках их выходов из зажимов, однако разрушение наступает лишь в том случае, когда результирующие механические напряжения в проводе (статические и динамические) оказываются больше предела усталости металла.

Рис. 1. Волны вибрации на проводе в пролете

Влияние пляски проводов.

Пляска проводов, так же как и вибрация, возбуждается ветром, но отличается от вибрации большой амплитудой, достигающей 12 — 14 м, и большой длиной волны (Рис.2).Опасность пляски заключается в том, что колебания проводов отдельных фаз, а также проводов и тросов происходят несинхронно; часто наблюдаются случаи, когда провода перемещаются в противоположных направлениях и сближаются или даже схлестываются. Пляска проводов, вызывает значительные динамические усилия в линейной арматуре и в траверсах опор, иногда наблюдается повреждение линейной арматуры, изоляторов, перекос или сброс распорок, а также заброс подвесных гирлянд на траверсы. Последствия пляски проводов могут вывести воздушную линию из работы на длительное время.

Рис. 2. Волны пляски на проводе в пролете

Крюков К.П. Конструкции и механический расчет линий электропередачи/ К.П. Крюков, Б.Н. Новгородцев – Ленинград: Энергия, 1979. – 312 с.

Правила устройства электроустановок. Издание 7. – Утвержден приказом Минэнерго России от 08.07.2002 № 204.

Источник