Опора для воздушной линии электропередач высокого и сверхвысокого напряжения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в опорных конструкциях для воздушных линий электропередач высокого и сверхвысокого напряжения. Технический результат состоит в уменьшении просеки, высоты и повышении устойчивости в продольном и поперечных направлениях. Воздушная линия электропередач содержит опору, элементы которой имеют нижние и верхние консоли для крепления электропровода, гирлянды электроизоляторов, устройства подтягивания проводов, устройства для защиты от обледенения и подавления высокочастотных и низкочастотных колебаний электропроводов, сигнализатор начала и конца обледенения. Элементы опоры встречаются по высоте в точке ее вершины и выполнены по форме двух парабол: У₁=K₁X²-L, У₂=-K₁X²+L, где L=a/2 - величина расстояния опоры до проекции точки вершины опоры на координату X, коэффициент К₁ выбирается из величины: 3≥K₁≥1. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к строительству опорных конструкций для ВЛЭП высокого и сверхвысокого напряжения.

Целью изобретения является уменьшение ширины коридора /просеки/ для ВЛЭП высокого и сверхвысокого напряжения, снижение коронарных потерь, защита от обледенения, подавление колебаний линии.

Цель изобретения достигается тем, что элементы опоры

выполняются по форме двух парабол; использованием кольцевых /эллипсообразных/ плоских пружин для подтягивания провисания проводов с устройством для защиты от обледенения; использованием маятниковых устройств для подавления колебаний линии и борьбы с обледенением.

Известна опора для ВЛЭП высокого и сверхвысокого напряжения /1/, содержащая стойку и смонтированные на ней верхне- и нижне расположенные консоли для крепления проводов. Верхнее расположенная стойка соединена с наклонной стойкой. Недостатком является малая устойчивость к продольным нагрузкам. Известна линия электропередач с маятниковой защитой от обледенения /2/, которая обеспечивает перемещение контейнера по проводу для механической поломки и удаление льда за счет аэродинамической силы и за счет смещения центра маятника.

Недостатком является то, что не учитывается роза ветров в зимний период, которая не меняется при гололеде от северного и северо-восточного ветра, в связи с чем это устройство маятниковой защиты будет находиться на одном конце провода в обледененном состоянии.

Известен ограничитель гололедообразования и колебаний проводов воздушных линий электропередач /3/, выполненный в виде упругого демпферного элемента /стального троса/ грузов, закрепленных на концах этого элемента и зажима, которым устройство крепится к проводу и посередине троса. Компоновкой и оптимальным выбором размеров стержней достигается возможность подавления как низкочастотных, так и высокочастотных колебаний проводов линии, а также ограничение образования гололеда на проводах.

Недостатком является сложность устройства, необходимость оптимального выбора элементов, низкая надежность в подавлении колебаний проводов и малая эффективность борьбы с гололедом.

Известен датчик гололедной нагрузки /4/, выполненный в виде токопроводящих подвижных шариков, работающих в специальном подвижном корпусе. Рабочий код выдает съемник, выполненный из изолированных друг от друга токопроводящих площадок.

Недостатком является относительная сложность конструкции, выполняющая только одну функцию. Натурные наблюдения показывают /5/, что ВЛЭП высокого и сверхвысокого напряжения расщепленной трехпроводной линии имеет провисание проводов более 15 м при высоте крепления гирлянд 30 м. Недостатком является большая потеря электроэнергии при коронарном разряде, особенно при осадках и тумане.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель изобретения - уменьшение коридора /просеки/, повышение устойчивости в продольном и поперечном направлениях. Для этого элементы опор выполняются по форме двух парабол: У₁=K₁X²-L; У₂=-K₁X²+L, где L=a/2 - величина расстояния от основания до проекции вершины опоры на координату X /фиг.1/. Коэффициент K₁ выбирается из величины: 3≥K₁>1.

Предпочтительно расчет элементов опор необходимо проводить, используя линию диагонали , для того чтобы все элементы опор встречались на высоте в одной точке /не показано/.

На фиг.1 изображена опора для ВЛЭП высокого и сверхвысокого напряжения, где 1 - элементы опоры, 2 - нижняя и верхняя консоли с проводами электропередач U_B, два на нижней и один на верхней консоли. На другой стороне верхней консоли и верхнем рычаге опоры установлены провода линии грозозащиты

U_оз. При этом созданы условия, когда консоли и провода электропередач оказываются в пространстве с шириной, равной двойному фазному изоляционному расстоянию, измеряемому между проводами и осью ВЛЭП.

Стойки элементов опоры могут иметь различные сечения: круглые, эллиптические, квадратные, прямоугольные и др. и выполняются по форме параболы любым известным способом: стальными решетчатыми, многогранными, из гнутых профилей и т.д.

Технический результат - уменьшение коридора /просеки/ до 10 м.

Цель изобретения - уменьшение коронарных потерь уменьшением провисания проводов 15 м при расстоянии между опорами 500 м, что возможно с помощью плоских пружин /проект/, соединенных эллипсообразно /фиг.2/ с дальнейшей нагрузкой их на электролинию /фиг.3, фиг.4/.

Проведен расчет дуги провисания по формуле /7/ .

Таким образом, линейно подтягивая электропровода на 1,1 м с помощью плоских эллипсообразных пружин /ФИГ.3/, выдерживающих нагрузку до 3 тонн. С гирляндами до 6÷7 тонн можно убрать провисание 15 м до 1÷3 м.

На фиг.3 и фиг.4 изображены системы плоских пружин 1, нагруженных на линию электропередачи 11 /на фиг.3 - нагрузка штатная, на фиг.4 - перегрузка линии льдом/, подвешенных к гирлянде изоляторов 3 и к опоре 2. Проект борьбы с гололедом: к пружинам 1 крепится /сбоку/ штырь 4 с зубчатой насечкой, к нему примыкает рычаг 5, прижимаемый пружиной 12. На другом конце рычага укреплен груз 6, ударяющий по устройству 7 линии электропередачи, убирая обледенение при гололедице, когда плоские пружины вытянутся в эллипс (фиг.4). На штыре 4 установлен датчик гололедной нагрузки /аналог 4/, представляющий собой пластину 10 с нанесенными на нее проводниками, обеспечивающими выдачу через съемник 9 сигналов начала и конца обледенения на провод 8 абоненту.

Плоские рессорные пружины размером до 1,5 м, шириной 8-12 см, толщиной 8-12 мм изготавливаются из легированной рессорно-пружинной стали /8/ ГОСТ 14959-79 с легирующим элементом (никель, предпочтительно до 5%) для работы при температуре до -40°С.

Навесные элементы штырь 4 и др. изготавливаются из термопластических пластин, в частности из полистирола.

Технический результат - снижение провисания электропроводов до 1-3 м, уменьшение коронарных потерь электричества до 15%, борьба с ледообразованием.

Цель изобретения - подавление высокочастотных и низкочастотных колебаний и защита от обледенения /аналог 2, 3/ достигается применением маятниковой защиты.

На фиг.5 изображено устройство маятниковой защиты с крыльями 14, одеваемое на провод 11 через отверстие на металлическую скрутку 15, обеспечивающую поворот устройства на проводе до 90° и ограничивающую движение по оси. Закрепляется маятниковое устройство на проводе шпильками 16. Ориентировочные габариты: длина 10 см, крылья 10×15 см, диаметр обжима провода - два диаметра провода, масса от 2 до 4 масс обжимаемого провода, материал - полистирол и др. Оно устанавливается посередине линии электропередачи (100÷150 м по обе стороны от середины).

Работа маятникового устройства при подавлении колебаний.

При достижении проводом крайнего положения он начинает возвращаться в другое крайнее положение. Однако маятник, увлеченный ускоренным движением провода, достигает провода, своей массой ударяет его и гасит его движение в противоположную сторону.

При обледенении в первую очередь обмерзает скрутка и не дает поворачиваться маятнику. При ветре от 4 м/сек срабатывает аэродинамическая сила крыльев и она начинает поворачивать провод вокруг своей оси, убирая наледь.

Технический результат применения маятникового устройства: подавление высокочастотных и низкочастотных колебаний до 30% по сравнению с /4/, устраняется наледь на проводах до 250 м.

РАБОТА ВЛЭП ВЫСОКОГО И СВЕРХВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Опора ВЛЭП, элементы которой выполнены по форме параболы, выдерживает ветровые нагрузки в продольном и поперечном направлении больше 10%, чем /1/. Укрепленные на гирляндах изоляторов кольцеобразные нагруженные плоские пружины подтягивают электропровод до 1÷3 м провисания, выполняя роль демпфера. Навесное устройство на них выполняет роль борьбы с обледенением до 150÷200 м от опоры и обеспечивает выдачу сигнала начала и конца обледенения абоненту.

Технический результат - уменьшение коридора /просеки/ до 10 м, снижение высоты опоры до 45 м.

Первая консоль устанавливается на высоте 25 м, вторая верхняя консоль для крепления электропровода - на высоте 40 м. Обеспечивается уменьшение коронарных потерь электроэнергии до 15% по сравнению с /5/.

Установка маятникового устройства посередине линии (100-150 м по обе стороны от середины) обеспечивают технический результат - подавление высокочастотных и низкочастотных колебаний до 30% по сравнению с /4/, устраняя лед на проводах до 250 м посередине. Проведенные сравнительные испытания с /4/ на изготовленных макетах показали повышение подавления высокочастотных и низкочастотных колебаний более 20%.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. ПАТЕНТ РФ №2302502, 31.07.2007.

2. ПАТЕНТ РФ №2092952, 12.01.1998.

3. ПАТЕНТ РФ №2249893, 30.07.2003.

4. ПАТЕНТ №2109386, 05.09.1988.

5. Г.ИВАНТЕЕВКА, МОСКОВСКОЙ ОБЛ. ВЛЭП ВЫСОКОГО И СВЕРХВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ.

6. ПАТЕНТ РФ №2236953, 25.08.2004.

7. СПРАВОЧНИК ПО МАТЕМАТИКЕ, И.П.БРОНШТЕЙН И ДР., ГОС. ИЗД. ТЕХНИКО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ,МОСКВА, 1957, стр.169.

8. МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. ИЗД. МАШИНОСТРОЕНИЕ, Г.МОСКВА, 1986 г. /стр.203/.

1. Воздушная линия электропередач высокого и сверхвысокого напряжения, содержащая опору, элементы которой имеют нижние и верхние консоли для крепления электропровода, гирлянды электроизоляторов, устройства подтягивания проводов, устройства для защиты от обледенения и подавления высокочастотных и низкочастотных колебаний электропроводов, сигнализатор начала и конца обледенения, отличающаяся тем, что элементы опоры встречаются по высоте в точке ее вершины и выполнены по форме двух парабол: У₁=K₁X²-L, У₂=-K₁X²+L, где L=a/2 - величина расстояния опоры до проекции точки вершины опоры на координату X, коэффициент K₁ выбирается из величины: 3≥K₁≥1.

2. Воздушная линия электропередач по п.1, отличающаяся тем, что устройства подтягивания проводов выполнены в виде плоских эллипсообразных пружин, прикрепленных к гирляндам электроизоляторов или консолям для крепления электропровода, а сигнализатор начала и конца обледенения выполнен в виде датчика гололедной нагрузки, установленный на штыре, прикрепленном к указанным пружинам.

3. Воздушная линия электропередач по п.2, отличающаяся тем, что устройство для борьбы с обледенением и подавления высокочастотных и низкочастотных колебаний электропроводов выполнено в виде рычага, подпружиненного к указанному штырю, с выполненной на нем зубчатой насечкой, на другом конце рычага укреплен груз.

4. Воздушная линия электропередач по п.1 или 2, отличающаяся тем, что устройство для борьбы с обледенением и подавления высокочастотных и низкочастотных колебаний электропроводов выполнено в виде маятниковых устройств с крыльями, закрепленных на проводах линии электропередач по обе стороны от ее середины с возможностью поворота на 90°.