Metoder för att bekämpa LPP-isbildning. Metod för att förhindra isbildning av luftlinjer av växelströmslinjer

Kuvinov A.A., D.T., Togliatti State University;
KARMANOV V.F., Allmän direktör,
Akhmetzhanov N.G., Chief Specialist of Energy T LLC (Togliatti);
Skuropat I.A., Ph.D., CJSC "GK" Electrical TM-Samara ", Samara;
Galiyev I.t., Postgraduate Student of the Department av Nou Mei,
Aleksandrov N.M., Graduate Student of the Department of Aero Hesgt;
Khrennikov A.YU., D.T.N., JSC "NTC FGC UES"

Introduktion

Vid drift av luftledningar (VL) kraftöverföring i ett antal regioner finns det ett allvarligt problem med kopplingar i höstens vinterperiod, eftersom den genomsnittliga tiden för eliminering av holoidolyckor överstiger den genomsnittliga tiden för att eliminera olyckor som orsakats av andra skäl , 10 eller flera gånger. Studier visar att hollyavlagringar på WL-ledningarna uppträder vid lufttemperaturen på ca 5 ° C och vindhastigheten på 5-10 m / s. Den tillåtna tjockleken på iskopplingens vägg är från 5 till 20 mm för en spänningsspänning på 3-330 kV, belägen i klimatområden av is I-IV-kategorier.

Som en passiv åtgärd för att bekämpa is kan olika höghållfasta ledningar användas. Till exempel, ASC-tråd (aluminiumledarkompositkärna - aluminiumtråd med en kompositkärna från olika material. Ledarens ledare ACCC är stabil i storlek, eftersom den termiska expansionskoefficienten (1,6,10-6 ° C-1) är nästan en order av storleksordning mindre än stål (11,5,10-6 ° C-1). Därför möjliggör ACCC-ledningarna en lång tid att motstå en hög temperatur, förhindra isbildning.

Aero-Z®-tråden bör också noteras, som består av ett eller flera koncentriska lager av runda ledningar (interna lager) och tråd med ett tvärsnitt i form av "Z" (yttre skikt). Varje lager av tråd har en vridning i längd, gjord med ett visst steg. Den släta ytan minskar vindbelastningen med 30-35% och förhindrar lukten av snö och is. Aero-Z®-tråden har dock en begränsning på isvingen, eftersom den inte tillåter en långsiktig ökning av temperaturen över 80 ° C.

I allmänhet är det praktiska genomförandet av passiva metoder för bekämpning av is, endast möjlig vid utformning och implementering av nya kraftledningar. Rekonstruktionen av den "gamla" ll är relaterad till betydande kostnader.

Därför förlorar det inte relevansen av uppgiften att utveckla aktiva metoder för att bekämpa holly deponeringar på ledningar av WL. De traditionella metoderna kan hänföras till isflottor på trådarna i variabelns ström genom att artificiellt skapa korta kretsar eller likström med hjälp av omanställda eller kontrollerade likriktarblock. I det första fallet kan det dock vara skador på WL: s ledningar, och i det andra fallet används inte dyra likriktarblock inte det mesta av kalenderåret. Samtidigt öppnar det nuvarande tillståndet för den elementära basen av kraftelektronik ytterligare egenskaper och stimulerar utvecklingen av nya metoder för att bekämpa holly deponeringar fritt från dessa brister. Ett stort antal vetenskapliga publikationer ägnas åt frågor om forskning av hollyutbildning och bekämpning av hollyinlåning. Detta papper är inställt på systematiserings- och jämförande analys av befintliga metoder för att bekämpa hollyavlagringar, vars lösning gör det möjligt att välja mellan den befintliga uppsättningen tekniska lösningar som är mest rationella för lokala förhållanden.

Klassificering av sätt att bekämpa Holly

Kända anordningar och metoder använder följande typer av fysisk påverkan för att avlägsna hollyfryst sediment från kraftledningar (Figur 1):

• termisk exponering genom uppvärmning av tråden till en temperatur av 120-130 ° C, i vilken den holled-kopplingen smälts eller genom profylaktisk uppvärmning av ledningar med 10-20 ° C för att förhindra isbildning;
• den termodynamiska effekten genom förvärmning av bildandet av ett översvämmade mellanskikt mellan tråden och iskopplingen och den efterföljande "skakningen av trådarna hos ampere-kraften" som uppstår genom att passera en kraftfull strömpuls;
• elektromekaniska effekter genom periodisk överföring av strömpulser som orsakar mekaniska oscillationer av ledningar och förstöring av den holled-kopplingen; Effektiviteten av elektromekaniska effekter förbättras med sådana parametrar av strömpulser, vilket orsakar mekanisk resonans;
• den mekaniska effekten genom att flytta skruvarna längs tråden med vindkraft, energin hos det elektromagnetiska fältet av fasströmspänningen, permanenta magneter, en linjär asynkronmotor eller skapandet av trådvibrationer med användning av en mekanisk oscillationsgenerator (beaktas inte i Framtida, eftersom det är praktiskt taget inte använt).

Figur 1 - Klassificering av metoder för avlägsnande av holled sediment från ledningar VL:

WC-hanterad likriktare;

STK - statisk tyristorkompensator;

PC-frekvensomvandlare;

NFCH - Direktfrekvensomvandlare;

COP - Longitudinell kompensationsanordning

Man bör bara notera den övergripande nackdelen med mekaniska system, som består av behovet av manuell installation på en tråd, borttagning från ledningen, liksom ett drag från en tråd till en annan. Detta kräver en speciell teknik (auto) och ledsagare, vilket ökar driftskostnaderna och gör det svårt att använda i svåråtkomliga områden.

Termisk påverkan av växelström

Smältande isväxelström används på en spänning på 220 kV med ledningar med ett tvärsnitt på mindre än 240 mm2. Strömkällan tjänar som regel, 6-10 kV däckstationer eller en separat transformator. Issmältningsschemat bör väljas på ett sådant sätt att flödet av strömtrådar med 1,5-2 gånger högre än en lång tillåten ström. Ett sådant överskott är motiverat av den kortfristiga smältprocessen (~ 1 h), liksom mer intensivt trådkylning på vintern. För stål aluminiumtrådar av typ AC med ett tvärsnitt av 50-185 mm2 ligger det ungefärliga värdet av den en timmes strömmen av is Icewell inom 270-600 A, och den aktuella varningen bildandet av is på ledningarna - i intervall av 160-375 A.

Men endast på grund av valet av issmältningsschemat är det ofta omöjligt att välja den nödvändiga kortslutningsströmmen. Överskridande ovanstående värden av smältströmmen kan leda till en glödgning av ledningar, följt av en irreversibel förlust av styrka. Med mindre värden på engångsöverföring av kortslutning kan det inte vara tillräckligt för att helt ta bort isen. Därefter måste korta kretsar upprepade gånger, vilket dessutom tar konsekvenserna.

Undvik dessa negativa konsekvenser möjliggör användning av en tyristor alternerande spänningsregulator, vars diagram presenteras i figur 2. I issmältningsläget är omkopplaren 7 avstängd, omkopplaren 8 är påslagen. Möjliga metoder Smältströmkontroll är en pulsfas genom att ändra vinklarna för införlivande av krafttyristorerna 1, 2 och 3 eller en puls latitud - genom att ändra antalet spänningsflödesperioder.

Figur 2 - Installation för att kompensera för reaktiv effekt och isis

I det reaktiva effektkompensationsläget är omkopplaren 7 påslagen och omkopplaren 8 är avstängd. I detta fall bildar krafttyristorerna 1, 2, 3 och reaktorerna 4, 5, 6 en tyristorns reaktorgrupp ansluten till en triangel, vilken är ett element av en statisk tyristorkompensator. Författarna tillåter också möjligheten att använda kondensatorer istället för reaktorer. I det här fallet kommer ersättningen av reaktiv effekt att utföras med hjälp av ett justerbart kondensatorbatteri.

Oavsett vilken metod att reglera, utförs isborren med en växelström av industrifrekvensen och kräver signifikant strömförsörjningskapacitet (tiotals mb.a), eftersom flygbolagets aktiva motstånd är signifikant mindre induktivt motstånd . Full styrka Källan ökar på grund av den stora och värdelösa för smältande is av den reaktiva belastningen. Det är möjligt att öka effektiviteten av smältning genom den longitudinella kapacitiva kompensationen av induktivt motstånd i fallet med kondensatorer som en del av den föreslagna installationen. Men författarna ansåg inte denna möjlighet.

Den kombinerade installationen för att kompensera för den reaktiva effekten och smältningsisen, vars schema presenteras i figur 3, förtjänar uppmärksamhet. I issmältningsläget är omkopplaren 7 påslagen på, genom att skumma reaktorn 6, stänger omkopplaren 9 av kondensorns batteri 8 och omkopplaren 10 är påslagen. Det är möjligt att lukta på alla ledningar i flygbolaget samtidigt.

Figur 3 - Kombinerad installation för ersättning för reaktiv effekt och issmältning

I det reaktiva effektkompensationsläget är omkopplarna 7 och 10 inaktiverade, och omkopplaren 9 är påslagen. Som ett resultat är ett typiskt system av en statisk kompensator baserad på transistorns moduler 1, 2 och 3, reaktorer 5, 6 på sidan växelström och kondensorbatteri 8 på sidan likström. En sådan struktur kan fungera både i generationsläge och i konsumtionsläget för reaktiv effekt.

En väsentlig brist på installationen som visas i figur 3 är den ofullständiga användningen av ventildelen i smältläget. Detta förklaras av det faktum att smältströmmen flyter endast genom de "nedre" tangenterna med faserna 1, 2 och 3 i omvandlarbroen. För att konvertera en brokrets i tre AC-tangenter, krävs ytterligare omkopplingsutrustning och en signifikant komplikation av effektschemat.

Termisk effekt av konstant ström

För första gången noterades med en konstant ström som en lovande riktning mot kampen mot hollyavlagringar på VL-faskrarna. Bland de första seriella smältplattorna av isen, liknade DC-16800-14000-omvandlarna, gjorda enligt LARIONOV-systemet på basis av kiselommanaged VK-200-ventiler med en rätad 14 kV-spänning, en ström med 1200 A och A 16800 KW-utgång. Trä smältande scheman med en rakt ström anses i detalj.

Nackdelarna med metoden bör innehålla vad som ska stängas av, och likriktarblocket används inte det mesta av kalenderåret, eftersom behovet av ismältning endast uppträder på vintern. Det är möjligt att notera iskens erbjudande den pulserande strömmen utan att stänga av VL. Riktifieraren är påslagen i omslaget av den uppvärmda tråden så att den konstanta strömmen inte strömmar genom vindtransformatorerna och strömtransformatorerna. Ledningsuppvärmning utförs av en pulserande ström innehållande en variabel komponent bestämd av Belastningen av VL och en konstant komponent bestämd av den rätade spänningen och den aktiva motståndet hos smältkretsen. Ett sådant förslag ökar emellertid inte användningen av rektifierande block, men för praktiskt genomförande Kräver ytterligare växlingsutrustning.

I detta avseende är expansionsförsöket uppfyllda funktionalitet Genom att kombinera i en installation av likriktarens block för isis och anordningar för att kompensera reaktiv effekt. Detta öppnar möjligheten till året runt utrustning, vilket väsentligt ökar sin ekonomiska effektivitet.

I Niipt OJSC har en container-typ-omvandlare enhet utvecklats för den kombinerade installationen av issmältning och reaktiv effektkompensation (Figur 4).

Figur 4 - Diagram över en omvandlingsanordning av en behållartyp (A) och en kombinerad installation (B) is is och kompensation av reaktiv effekt

Omvandlingsanordningen (Figur 4) innehåller:

• transportbehållare 1,
• tyristormoduler 2 med kontrollblock 3,
• tvingat luftkylsystem 4,
• avbrytare 5 med elektromekanisk enhet 6,
• anod 7, katod 8 och fas 9 omvandling av broomvandling,
• styrsystem, reglering, skydd och automatisering 10,
• koppla från 11, 12 och kondensorbatterier 13.1, 13.2 och 13.3.

Effektutrustning är avsedd för drift i områden med ett tempererat och kallt klimat (UHL 1) och placeras i en sluten stålbehållare, installerad på den öppna delen av substationsstiftelsen. Strömförsörjningen utförs från lindningen av 10 kV av den valda transformatorn. Från omvandlaranordningarna som visas i figur 4A uppsamlas en kombinerad installation, vars diagram visas i figur 4.

I ismältningsläget är avkonkopplare 11, 12 stängda (Figur 4B), Kopplingarna 5 (Figur 4A) är öppna. Ett diagram över en trefasbrygglikriktare är monterad, vilket ger en nominell rätspänning av 14 kV, den nominella strömmen av smältning 1400 A och reglering av smältströmmen i intervallet 200-1400 A.

I det reaktiva effektkompensationsläget är avkopplingarna 11 och 12 öppna, och avkopplingarna 5 är stängda. En krets av ett kondensatorbatteri 13.1, 13.2 och 13.3, styrt av tyristormoduler 2, anslutna dem - parallellt. I kompensationsläge är emellertid endast stegvis reglering av reaktiv effekt möjlig.

Den sista nackdelen kan undvikas i en kombinerad installation för isis och kompensation av reaktiv effekt, vars schema presenteras i figur 5 (utveckling av Niipt OJSC).

Figur 5 - Kombinerad installation för is is och reaktiv effektkompensation

Den kombinerade installationen innefattar en matningstransformator 1, trefasen avbrytare 2 och 16, trefasreaktorer 3 och 15, högspänningsbrokonverterare 4, DC kondensorbatteri 5, enfasen avbrytare 6 och 7, styrsystem 8, montering 9-14 Fullt kontrollerade anordningar med omvända dioder och resonanskransformator 17.

I ismältningsläget ingår disconnecerna 6, 7 och 16. Smältning utförs med konstant ström. Reglering av smältströmmen utförs med metoden för högfrekvent PWM. När exempelvis passerar en lastström genom monteringsdioderna 13 och 10 är en helt styrd anordning från aggregatet 9 eller 14 ansluten i PWM-läge. Samtidigt bildas konturen av den tvåfasiga kortslutningen 9-10 eller 13-14. Belastningen är spunnen och smältströmmen är justerbar. Hastigheten för att öka kortslutningsströmmen är begränsad till reaktorn 3. Genom att välja frekvensen och koefficienten för PWM-modulering sker tyristorlåsningen innan den korta kretsströmmen ökar. I det här fallet är konduktivitetsintervallet för en tyristor mindre än i reaktivt effektkompensationsläge. I reaktivt effektkompensationsläge är avstängningar 6, 7 och 16 inaktiverade. Högspänningsbrokonverteraren 4 fungerar i "STAT" -läget.

Enligt ett antal författare som är beroende av sin egen erfarenhet, är det bara från 7 till 30% av längden på den uppvärmda ledningen under smältning verkligen täckt med is. Detta förklaras av det faktum att de enskilda sektionerna berodde på svängens hörn och oförmågan att förutsäga vindriktningen vid tiden för bildandet av den holly som visar sig i olika klimatförhållanden. Följaktligen är en betydande del av el bortkastad. I detta avseende föreslagits mobilinstallationsom låter dig resa till VL-plottarna där ledningarna hittas.

Mobilgenerator För smältande is på ledningar utförs WL på bilplattformen, strömförsörjningen (0,4 kV) av trefas-likriktarbroen utförs från två dieselgeneratorer av ADV320 320 kW vardera. Ledare med terminaler är anordnade för anslutning till ledningar VL och elektriska däck för anslutning av ledningar på spännen mellan stöden enligt issmältningsschemat. Den ansedda tekniska lösningen ger isflotta längst två flyg till flygbolaget på faskablar och en threaker-kabel.

Den allmänna nackdelen med alla anordningar som implementerar den termiska exponeringen för konstant ström är behovet av att applicera is-tråds-issmältningsschemat eller "tråd två trådar". Under alla omständigheter ökar tidpunkten för smältning och följaktligen elkostnader. För att minska smältningstiden bör preferensen ges till smältningssystemet "Tre trådar - jord", men jordningsanordningarna av substationer är inte beräknade som regel på ett relativt långt flöde av likström med ett värde upp till 2000 A.

Värmekontakt av den ultra-låga frekvensen

Det tekniska innehållet av denna typ av exponering är att vävning framställs av en ström lågfrekvens som alstras av en trefas autonom spänningsomriktare, och det effektiva värdet av smältströmmen är inställd och bibehålls vid önskad nivå genom att ändra matningsspänningsvärdet .

Vid utgångsspänningsfrekvensen hos den autonoma omvandlaren i tiondelarna av Hz och under det aktuella värdet i linjens ledningar är begränsad till nästan endast aktivt motstånd. Som ett resultat ökar den tillåtna längden på luftledningen jämfört med smältningen av den växlande strömmen hos industrifrekvensen, förenklar smältorganisationen, varaktigheten av issmältningsprocessen reduceras, antalet ytterligare omkopplingsutrustning minskar.

Schemat för den kombinerade installationen för isissmältning och kompensation av den reaktiva effekten som implementerar den föreslagna metoden presenteras i figur 6.

Figur 6 - Kombinerad installation för isis och reaktiv effektkompensation

Kompositionen av den kombinerade installationen innefattar trefasbroomvandlare på fullständigt kontrollerade halvledarknappar 1 och 7, trepoliga omkopplare 2, 5, 8, 9, trefas-chokes 3, 4, kondensatorbatteri 6 och styrsystemet 10.

I ismältningsläge är omkopplarna 5 och 8 påslagna och omkopplaren 9 är inaktiverad. Broomvandlaren 1 arbetar i ett kontrollerat likriktat läge, och broomvandlaren 7 arbetar i ett trefas autonomt spänningsomriktare. Smältning utförs samtidigt på tre flygbolag. I det reaktiva effektkompensationsläget är omkopplarna 5 och 8 avstängda och omkopplaren 9 är påslagen. Bridge omvandlare 1 och 7 arbetar parallellt.

Inklusionsvinkeln väljs något mindre än 180 °. Nätverket förbrukar den aktiva effekten som krävs för att bibehålla spänningen på kondensorns batteri 6. Alternerande spänning bildas på sidan av bryggomvandlarna 1 och 7 hos AC. Den första harmoniska fasen förskjuts mot fasspänningarna i strömförsörjningen i vinkeln. Om amplituden för den första harmoniska av den bildade spänningen överstiger amplituden hos strömförsörjningsspänningen genererar bryggansvandlarna 1 och 7 reaktiv effekt och om mindre konsumerar reaktiv effekt. En förändring i moduleringskoefficienten för högfrekvent PWM regleras av amplituden för den första harmoniska av den bildade spänningen och följaktligen värdet och riktningen av reaktiv effekt.

Termisk exponering för högfrekvent ström

Metoden är att utan att koppla från konsumenterna till faskablar genom matchningsanordningen och högspännilevereras från generatorn av en ström på 50-500 MHz. I en enhetlig ledare koncentreras växelströmmen i ytskiktet, vars gallring med ökande frekvens leder till en ökning av motståndet hos ledarens del, som passerar strömmen. Detta innebär att med samma ström som strömmar över ledningen desto högre är signalfrekvensvärdet, den mer värmekraft som släpps ut på ledaren. Till exempel, med MHz, ökar motståndet hos aluminiumtrådar 600 gånger eller mer.

Det visas att med kraften hos en högfrekvent generator finns flera tiotals kW av uppvärmningen av kabeln 10-20 ° C, vilket bör förhindra bildning av holled-deponier. För att eliminera den extremt formade isen och smältande isen kommer det att ta upp värme till en temperatur av 100-180 ° C. Följaktligen krävs betydligt höga elkostnader och ett längre smältprocedur.

Därför är denna metod mest lämplig att tillämpa i profylaktiska ändamål för att förhindra isbildning, eftersom den implementeras utan att koppla loss konsumenterna. Användningen av generatorer med ett frekvensområde på 87,5-108 MHz är emellertid fylld med risken att skapa intensiv radiostörning i VHF-sortimentet.

Termodynamisk påverkan

Uppvärmd tråd med en ström Högfrekvens kan inte bara förhindra bildning av hollande sediment, men också används för att underlätta förfarandet för avlägsnande av den redan bildade holled-kopplingen. Detta används speciellt i anordningen, vars schema presenteras i figur 7.

Figur 7 - Anordning för avlägsnande av snö-isbeläggningen från kraftledningar

Den automatiska arbetsplatsen för AWP-armen av avsändaren 6 och styrenheten 5 säkerställer den kontinuerliga driften av substationen med displayen av operativ information på den lätta resultattavlan 7.

Elektromekanisk påverkan

Det är känt att när nuvarande flöden är parallella ledningar attraheras eller avvisa under verkan av ampere-kraften mellan dem. Med en periodisk överföring av nuvarande pulser kommer WL-kablarna att utföra mekaniska oscillationer som förstör holly-frysta sediment. Frekvensen av strömpulser bör vara nära mekanisk resonans och amplitud som är tillräcklig för att övervinna de yttre och inre friktionskrafterna. Att ändra den överförda strömmen kan vara strängt periodisk, för att ha en svängande frekvens, förändring av harmonisk lag, ha form av pulsförpackningar med angivna lagar med förändringar i frekvens, amplitud och välbefinnande. Figur 8 visar en av möjliga alternativ Försäljning automatiserat system Ta bort is som implementerar den föreslagna metoden.

Figur 8 - Elektromekaniskt slagsystem på flygbolagsledningar för hollyborttagning

Power Transformer 1 omvandlar matningsspänningen till önskat värde. Effektelektronikenheten korrektiverar spänningen erhållen från effekttransformatorn 1 och genererar strömpulser av det erforderliga värdet, formen och frekvensen, som sänds genom ledningarna 2 VL. Styrsystemet, som är en programmerbar logisk styrenhet, bearbetar information från de externa sensorerna av holling-vindbelastningar 3, fuktighet 4 och temperatur 5, sätter den önskade formen och frekvensen av strömpulser för kraftelektronikenheten och hanterar driften av systemet som helhet.

Med praktisk användning den här metoden En grundlig och noggrann beräkning av värdet och frekvensen av nuvarande pulser behövs för att eliminera eventuella negativa konsekvenser av resonans. För att öka effektiviteten av förstörelse av hollande sediment, bör nuvarande pulser passeras på ledningar som ligger på olika nivåer. Detta gör att du kan använda is tröghet och tyngdkraft, som en ytterligare destruktiv faktor.

Denna metod såväl som smältning kräver en avstängning av VL. Men tiden för mekanisk förstörelse av is är betydligt mindre än den tid som spenderas på smältning. Därför kommer kostnaden för el att rengöra att vara lägre än vid vävning av holly.

Slutsatser

Den dominerande trenden i utvecklingen av nya medel för att bekämpa hollyavlagringar på trådtrådar är att använda kombinerade konverteringsanläggningar som kan utföra behovet av isis, och allt annat ersättning för reaktiv kraft.

Det mest lovande bör erkännas som en frekvens ultra-låg ström, som kombinerar fördelen med att smälta genom alternerande ström av industrifrekvensen (på tre ledningar samtidigt) och smältning med en likström (begränsad endast till aktivt motstånd, jämnt kontroll av smältströmmen). En ytterligare fördel är att installationen för is-is ultra-låg smältning lätt omvandlas till en statisk reaktiv effektkompensator. Detta gör att du kan utnyttja dyra konverteringsutrustning under kalenderåret. Ändå bevaras en sådan fel som behovet av att stänga av WL för att rengöra.

Fulltig från den sista nackdelen kan tillåta tekniken för flexibel växelströmsöverföring, som en del som används av omvandlingsutrustning, teoretiskt som kan säkerställa exempelvis profylaktisk uppvärmning av ledningar som förhindrar bildandet av holoid sediment.

Bibliografi

Elektroteknisk katalog: 3T. T.3. I 2kn. KN.1. Produktion och distribution av elektrisk energi (under total. Ed. Professorer Mei: I.n. Oorlova (ch. Röd.) Och andra). 7 ed., Act. och lägg till. - m.: Energoatomidat. - 1988 - 880 s.

Alekseev B.A. Höja bandbredd Luftlinjer och användningen av ledningar av nya märken // elektriska. - 2009. - №3. - s.45-50.

RD 34.20.511 (Mu 34-70-028-82) Metodiska instruktioner För isflöde växelström. Del 1: SoyuceHenergo, 1983.

RD 34.20.511 (MU 34-70-028-82) Metodiska riktlinjer för isdrift genom likström. C.2.m.: Soyucehenergo, 1983.

Patent av Ryska federationen 2505898 MKI H02G7 / 16, H02J3,18. Installation för att kompensera för reaktiv effekt och smältande is // yu.p. stashinov, v.v. Corpelko. - publ. 01/27/2014.

Patent av Ryska federationen 2505903 MKI H02J3 / 18, H02G7 / 16. Kombinerad installation för att kompensera för reaktiv effekt och ismältning // yu.p. Stashinov, V.V. Corpelko. - publ. 01/27/2014.

Burgsdorf v.v. Smältis är konstant utan att koppla bort linjen // elektriska stationerna. - 1945. - №11.

Högspänningsrectifierare Installationstyp WCN-16800-14000. En annoterad lista över stort forsknings- och utvecklingsarbete som utförts i det mordoviska forskningselektrotekniska institutet (1965-1968). - InformeLectro, 1970.

Henry G.A., Denisenko G.i., Mishin v.n., Stryadap v.n. Särskilda driftssätt av kraftfulla statiska omvandlare av issmältningsinstallationer på kraftledningar. - Publishing Association "Vice School". - 1975. - 242 s.

RF-patent 2390895 MKI H02G7 / 16, H02J3 / 18. Converter Type Converter-enhet för kombinerad issmältning och reaktiv effektkompensation // MK Gurevich, ma Kozlova, A.V. Lobanov, A.V. Repin, yu.a. Shershnev. - publ. 05/27/2010.

RF-patent 2376692 MKI H02G7 / 16, H02J3 / 18. Kombinerad installation för isisis och kompensation av reaktiv kraft // mk Gurevich, A.V. Repin, yu.a. Shershnev. - publ. 20.12.2009.

Patent av Ryska federationen 2522423 MKI H02G7 | 16. Mobilströmgenerator för isis på ledning av luftlinjer // A.V. Kozlov, A.n. Chulkov, A.V. Sculpov, A.A. Vinogradov. - publ. 07/10/2014.

Patent av Ryska federationen 2505897 MKI H02G7 / 16. Metod för hanterad smältande is på elkraftledningar genom alternerande ström // yu.p. Stashinov, V.V. Corpelko. - publ. 05/31/2012.

RF-patent 2356148 MKI H02G7 / 16. Metod och anordning för bekämpning av is på kraftledningar // V.I. Kaganov. - publ. 05/20/2009.

Patent RF 2520581 MKI H02G7 / 16. Enhet för att ta bort snö-isbeläggningen från ledningarna av kraftledningar // HD Shelkovnikov, D.n. Mullbär. - publ. 06/27/2014.

RF-patentet 2166826 MKI H02G7 / 16, B60m1 / 12. Metoden för att avlägsna is från kontaktnätets och kraftledningarna // A.V. Efimov, A.g. Galkin. - publ. 10.05.2001.

Patent av Ryska federationen 93184 MKI H02G7 / 16 på en verktygsmodell. Enhet för rengöring av ledningarna av kraftledningar // R.R. Sattarov, F.R. Ismagilov, ma Almaty. - publ. 04/20/2010.

Kochkin V.I. Ny teknik för att öka LPP: s bandbredd. Kontrollerad strömöverföring // Nyhets elektroteknik. - 2007. - №4 (46).

Artikeln "High Energy" ("PM" nr 9 "2015) nämns att bekämpa isbildning av LEP-ledningar. För att värma ledningarna med AC krävs stor energiförbrukning, det är ekonomiskt olönsam. Därför, för detta ändamål en konstant Elektrisk ström används. Men för varv med ett lågspänningsvärde (mindre än 220 kV), med hänsyn till systemet med strömförsörjning och tekniska egenskaper, är det ganska möjligt att använda och AC. Varningsåtgärder görs i förebyggande uppvärmning av Ledningar för att förhindra dem. Med hjälp av speciella transformatorer i det ringformiga systemet skapas ytterligare konturströmmar som möjliggör uppvärmningsledningar och förhindrar isutbildning. Det är inte nödvändigt att energin inte är nödvändig här, som i fallet med användningen av DC, och säkerställer därmed oavbruten drift av nätverket. Alexey Grunev

Prata genom jorden

Artikeln "på väg till Myelofon" ("PM" nr 8 "2015), som ett exempel på användningen av ferrimagneter, ges dess användning utbyte av data med elektronik av borrning" skal ". Det är värt att citera det Vi pratar om de så kallade telemetrisystem som är avsedda att samla in data från djup vid körning och överföring av information till ytan, till exempel för att styra borrhuvudet, såväl som för ett snabbt beslut att ändra borrläge. Ferrimagnetics kan verkligen hitta ansökan, men om du lyckas välja en fördelaktig signal mot bakgrunden av en mycket hög ljudnivå. Men i moderna teleysystem kan överföringshastigheten för data på den hydrauliska kommunikationskanalen baserad på en harmonisk våg nå upp till 10 bitar, men Det är oftast begränsat till 4 bitar för att spara batterier. Tillsammans med trådlösa kommunikationskanaler, såsom hydraulisk, applicerad och trådbunden och elektromagnetisk och akustisk, även om de har ett antal restriktioner. Kirill Trukhanov

Kungen är inte riktig!

Omslaget "PM" nr 9 "2015 visar ett flygplanbärare och T-50-flygbolaget, men i artikeln" Atomic Tsar-Ship "på bilden, undertecknad av Pak Fa, F-22 Raptor. Dessa är verkligen likartade I en vinkel från näsan är det dock en väsentlig detalj som låter dig enkelt och snabbt skilja mellan dessa två flygplan. Motorer F-22 är placerade parallellt med varandra och på ett kort avstånd, medan T-50-motorerna är under en signifikant vinkel i förhållande till varandra, och svansspetsen är placerad mellan dem - strålsvansen, där bromskärmen är placerad. Evgeny Kunashov

PM: Vi ber om ursäkt till alla våra läsare för ett tekniskt fel, vilket ledde till placeringen av felaktig illustration.

Familjeband

I artikeln "Var att skynda herrn" ("PM" nummer 8 "2015) sägs att tekniken fick bäraren av de engelska traditionerna från den" nuvarande tyska föräldern BMW ". BMW blev verkligen moderbolaget Rolls-Royce , men kalla honom föräldern inte alls. Korrekt. Gennady Dreiger

PM: Till 1998 tillhörde Rolls-Royce Motors Vickers oro. År 1998 såldes oroen av VW, förutom rätten att använda varumärket Rolls-Royce. Varumärket överfördes till BMW, där de utvecklade nya bilar och byggde en ny anläggning. Så BMW är föräldern, från vilken Rolls-Royce fick en motor, elektronik och hängande delar från den sjunde serien.

Uppfinningen hänför sig till elektroteknik, i synnerhet till anordningar som hindrar isbildning på ledningarna av luftspänningsledningarna (LP) utan att avstänga konsumenterna. Det tekniska resultatet ligger i enkelheten och effektiviteten hos den deklarerade enheten och, om möjligt, avlägsnande av befintliga isformationer utan att avstänga konsumenterna och utan komplikation av kraftledningen, dvs. Utan att lägga till dubbla eller kringgå trådar. Anordningen innefattar en extern strömkälla med avseende på strömförsörjningen, tillverkad med möjligheten att ansluta till LEP: s ledartrådar, medan den aktuella källan är gjord i form av en högfrekvensgenerator, gjord med möjlighet att tillhandahålla Kraft beräknad med formeln Pg \u003d q · A · AT, där Q är värmeöverföringskoefficienten för det övre heta skiktet i luften och trådens ytarea är AT värmestemperaturen hos ledningen i förhållande till omgivningstemperaturen; I det här fallet är generatorns utgång ansluten till ingången matchande enhet Kapacitiv typ konfigurerad för att matcha den högfrekventa generatorns utgångsbeständighet med effektmotståndet hos strömförsörjningen och med antalet utgångar som motsvarar antalet ledningar av LPP. 2 N.P. F-lögner, 7 yl.

Uppfinningen hänför sig till elektroteknik, i synnerhet till anordningar som hindrar isbildning på ledningarna av luftspänningsledningarna (LP) utan att avstänga konsumenterna.

Energy överväga att lappa isbildning som en av de allvarligaste katastroferna. Detta fenomen kännetecknas av bildandet av en tät isig fällning med avvikelsen av de interkolade dropparna av regn, Seaosi eller dimma främst vid temperaturer från 0 till -5 ° C på ledningarna i PP. Isens tjocklek på luftens högspänningsledningar kan nå 60-70 mm, väsentligt viktning av ledningarna. Enkla beräkningar visar att till exempel massan av AC-185/43-varumärket med en diameter av 19,6 mm. 1 km lång med en massa av 846 kg ökar med en tjocklek av is 20 mm med 3,7 gånger, med en tjocklek av 40 mm - 9 gånger, med en tjocklek på 60 mm - 17 gånger. Samtidigt ökar den totala massan av effektlinjerna med 8 ledningar i 1 km lång, upp till 25, 60 och 115 ton, vilket leder till brytningen av ledningarna och brytningen av bärarstöden.

Sådana olyckor ger betydande ekonomiska skador, upphävande av strömförsörjningen av företag och bostadshus. För att eliminera konsekvenserna av sådana olyckor äger rum åtminstone avsevärt tid och stora medel spenderas. Sådana olyckor inträffar årligen i många länder i norra och medelbandet. Endast i Ryssland inträffade stora olyckor på grund av is för perioden 1971-2001 upprepade gånger i 44 kraftsystem (se diagnostik, återuppbyggnad och drift av kraftledningar i utflöden. / I.i.levchenko, A... Zasyptkin, AA Allyluev, Ei Satsuk. - M.: Förlag Mei, 2007). Endast en olycka i Sochi Power Grids i december 2001 ledde till skada på 2,5 tusen km av elkraftledningar med en spänning till 220 kV och upphörande av strömförsörjningen av ett stort område (se).

Många sätt att bekämpa detta fenomen är kända, baserat på mekaniska eller termiska effekter på isskorpan. I det här fallet ges preferensen olika sätt Ice smältning, eftersom mekaniska slaganläggningar ofta kan appliceras i svår att nå berg och skogsområden. Smältström är det vanligaste sättet att hantera isen på trådarna i högspänningsledningarna. Isen smältes på grund av uppvärmning av bärare eller hjälpkablar med en permanent eller växelström på 50 Hz till en temperatur av 100-130 ° C (se, liksom Dyakov A.F., Zatpkin A.S., Levchenko I.I. Förebyggande och likvidationsutflödeolyckor I elektriska nätverk. - Pyatigorsk, från RP "YuzhenergoteHnadzor", 2000 och Rudakov RM, VAVILOVA IV, Golubkov, dvs kämpar familjen i Power Grid Enterprises. - Ufa, Ufa State Aviation Technical University, 1995).

Det finns ett sätt att ta bort isen när kortslutningsströmmen passerar på ledningarna i delningens delningsfas (se A...... 587547). En kortslutningsström är ett nödläge för kraftledningen och med hög grad av sannolikhet kan leda till glödgning av ledningar med en efterföljande irreversibel förlust av styrka, vilket är oacceptabelt. Problemet förvärras av den engångsöverföringsströmmen på kortslutningen kanske inte räcker för att helt ta bort isen, och korta kretsar måste upprepade gånger upprepa att ännu mer kommer att träda i kraft av konsekvenserna.

Tänk på de teoretiska grundarna för metoden att bekämpa ett hål följt av en kortslutning av ledningarna.

Låt den erforderliga strömmen av ishoppströmmen på grund av uppvärmningen av den tråd som den avser, är jag pl. Därefter vid vävning av konstant ström, den önskade strömförsörjningsspänningen

där R PR är ledningens aktiva motstånd, och vid vävning av växelström från nätverket

där X PR \u003d 2πFL PR \u003d 314L PR är det reaktiva motståndet på grund av ledningen av ledningarna L PR vid frekvens F \u003d 50 Hz. För förhållandet mellan dessa två spänningar med samma smältströmmar enligt (1) och (2) erhåller vi

Eftersom värdet av U i linjerna med stor längd och sektion på grund av den relativt stora induktansen av ledningar kan nå 5-10, är \u200b\u200bdet ekonomiskt lönsamt att producera en konstant ström, i vilken strömförsörjningsspänningen och därefter Dess effekt enligt (3) minskar 5-10 gånger jämfört med källan till växelström. Det krävs sant, användningen av speciella kraftfulla högspänningsanslutande växter. Därför används vanligtvis vävning genom växelström på högspänningsledningar med en spänning på 110 kV och under och konstant - över 110 kV. Som ett exempel indikerar vi att smältströmmen vid en spänning på 110 kV kan nå 1000 A, den erforderliga effekten är 190 miljoner volt-ampere, smältningstemperatur 130 ° C (se).

Således är isdroppen en ganska komplicerad, farlig och dyr händelse med frånkoppling när de håller alla konsumenter. Dessutom, rensa ledningarna från isen, med de icke-förändrade klimatförhållandena, blir de igen is, och vi måste lindas igen och igen.

Ibland kombineras värmen av ledningarna med mekanisk exponering. Så, till exempel, i patentet av Ryska federationen nr 2666826, ett förfarande för avlägsnande av is från ledning av kontaktnät och kraftledningar, som består i det faktum att de växelströms- eller strömpulser sänds med en frekvens nära Mekanisk resonans och amplitud som är tillräcklig för att övervinna de yttre och inhemska krafterna. Friktion, med förändringen i den överförda rörliga strömmen, kan vara strängt periodisk, för att ha en svängande frekvens, variera med harmonisk lag, för att ha formen av pulspackningar med angivna Frekvensändringar, amplitud och pliktändringar. Parametrarna för den dubbla eller flera ledningen i kontaktnätet och strömtransmissionsledningarna i den elektriska strömmen väljs för att bringa ledningarna till den oscillerande rörelsen. Som du vet lockas ledare med enriktad strömflöde. Samtidigt, när ledningarna är försämrade, ackumuleras den potentiella energin i form av elastisk deformation. Därför visar det ett oscillerande system, som med motsvarande urval av frekvens-, amplitud- och välpulspulser kan börja fluktuera och komma in i resonansen. Acceleration av isavlägsnande uppnås på grund av att värmen av ledningarna kommer att åtföljas av mekaniska virvlande slag. En minskning av elkostnaderna uppnås på grund av en signifikant minskning av avlägsnandet av is från ledningar och minska storleken på de överförda strömmarna. Förbättrad säkerhet uppnås genom att utesluta kortslutningslägen. Att minska påverkan på kommunikationslinjen, förhindra misslyckanden hos den radioelektroniska utrustningen, uppstår också på grund av att kortslutningslägena misslyckats. Denna metod är mycket svår i genomförandet, och dessutom, som i andra metoder, är det nödvändigt att stänga av konsumenterna för perioden för avfrostningsförfarandet.

Den närmaste den påstådda anordningen är den tekniska lösningen som beskrivs i Ryska federationens patent nr 2316866. Prototypen kännetecknas av det faktum att anordningen består av två isolerade trådgrupper, vilka från ena änden är sammankopplade och med den efterföljande delen av luftledningen, och från den andra änden är den första gruppen av ledningen ansluten till ledningen Av det föregående avsnittet av flygbolaget och mellan de första och andra trådgrupperna inkluderade oberoende spänningskälla.

Prototypanordningen för att förhindra att isbildning på luftledningen visas i fig. 1 och består av de första 1 och andra 2-isolerade trådgrupperna, vilka från ena änden är sammankopplade och med en efterföljande sektion av LPP 3 och från Den andra - den första gruppen. Tråden är ansluten till ledningen av den tidigare delen av LPP 4 och mellan de första 1 och de andra 2 grupperna av ledningen ansluten den oberoende spänningskällan 5.

Linjens huvudlinje passerar från ledningarna i det föregående avsnittet av LEP 4 på den första gruppen av ledningen 1 och sedan på ledningen i nästa sektion av LEP 3. från en oberoende källa 5, spänningen mellan Den första gruppen av ledningen 1 och den andra gruppen av ledningen 2 appliceras.

Från de teoretiska beräkningarna som ges av författarna till prototypen följer det att för att förhindra att isbildning exempelvis på en tråd av 95/16, bör temperaturen hos tråden i förhållande till miljön vara 5 ° C vid Vindhastighet 3 m / s. I det här fallet ska 36 kW / 10 km fördelas på ledningen. Vid den märkta strömmen av denna tråd är aktiva förluster i en längd av 10 km 28 kW / 10 km. Därför bör kraften från en oberoende spänningskälla 5 vara 8 kW / 10 km. Om lastlinjen saknas, ska kraften hos en oberoende källa 5 vara 36 kW / 10 km.

Om den andra ledningen av tråden är en isolerad ståltråd med en diameter av 4,5 mm, då med kraften hos förlusten av denna tråd, komponent av 36 kW / 10 km, kommer spänningen hos en oberoende källa 5 att vara 2,1 kV och ström 17 A. Med en isolerad andra grupp av tråd tillverkad av aluminium, med effekten av förlusten på 36 kW / 10 km, kommer spänningen hos en oberoende källa att vara 0,8 kV och ström 45 A.

En oberoende spänningskälla kan vara en spänningstransformator som matas från ett 0,38 kV-nätverk med 63 kV-isolering i förhållande till jorden för en substation 110 kV, eller transformatorn bort från substationen drivs direkt från 110 kV-flygbolag.

Den mest attraktiva funktionen hos denna lösning är möjligheten att använda den utan att koppla bort konsumenterna. Nackdelen med denna metod är emellertid komplikationen med utformningen av hela LPP på grund av skapandet av "bypass" -grupper av ledningar som utgör bördan under perioden av avfrostning av huvudtråden.

Uppgiften som den påstådda uppfinningen är riktad är att utveckla en ganska enkel och ekonomisk anordning för att förhindra isbildning på luftspänningsaggregat och om möjligt avlägsna befintliga isformationer utan att avstänga konsumenterna och utan komplikation av kraftledningen, dvs Utan att lägga till dubbla eller kringgå trådar. Samtidigt är det önskvärt att uppnå sådana resultat så att en sådan anordning är baserad på en ny, mer effektiv metod. Som en prototyp av metoden är det vettigt att indikera en lösning där värmen av ledningen används med en extern strömkälla utan att avstänga konsumenterna.

Det tekniska resultatet med avseende på metoden uppnås på grund av det faktum att en förbättrad metod för uppvärmning av de bakade ledningarna hos åtminstone två ledningar utvecklas genom att leverera högfrekventa spänningar på dem, vars särskiljande egenskaper är användningen av huden Effekt och effekten av löpvågen för uppvärmning av ledningarna. Samtidigt tillhandahåller metoden enligt uppfinningen följande operationer:

Serveras mellan två ledningar av kraftledningar högfrekventa spänningen i intervallet 50-500 MHz med en effekt av p \u003d q · a Δt, där Q är värmeöverföringskoefficienten för det övre heta skiktet av luft och ytan Områden av ledningarna, ΔT är trådens uppvärmningstemperatur i förhållande till temperaturmiljön.

Det tekniska resultatet avseende anordningen uppnås på grund av det faktum att den deklarerade anordningen innefattar en högfrekvent generator med en effekt beräknad med formeln: p g \u003d q · a Δt,

där Q är värmeöverföringskoefficienten för det övre heta skiktet av luften i luften och trådens yta är AT värmestemperaturen hos tråden i förhållande till omgivningstemperaturen, medan generatorutgången är ansluten till Inmatningen av den matchande kapacitiva typanordningen, som är konfigurerad med förmågan att matcha utgångsresistansen hos högfrekventa generatorn med inmatning av kraftramens motstånd och ha antalet utgångar som motsvarar antalet ledningar av strömförsörjningslinjerna.

För en bättre förståelse av varelsen av den ifrågavarande uppfinningen är dess teoretiska motivering med hänvisning till motsvarande grafikmaterial.

Figur 1. Prototypenhet.

Figur 2. Elektrisk linje: 2.1) Kortslutning i linje, 2,2) ekvivalenta diagram vid konstant ström, 2,3) ekvivalent krets med växelström med en frekvens av 50 Hz.

Figur 3. Nuvarande fördelning över ledarens tvärsnitt: 3.1) vid konstant ström och låg frekvens; 3.1) vid hög frekvens.

Figur 4. Två-trådslinje: 4.1) utseende, 4.2) Schema för amplituden av spänningen vid en löpvåg, 4,3) med en löpande och reflekterad våg.

5. Anslutningsdiagram över högfrekvent generator till kraftledning.

6. Diagram av beroende: 6.1) av ytskiktet av strömpenetration i ledaren, 6,2) av ledningsresistiviteten hos ledningarna beroende på frekvensen: 601 - Stål, 602 - aluminium, 603 - koppar.

Fig. 7. Beroendet av omvandlingskoefficienten av den elektromagnetiska energin hos den löpande vågen till termisk från längden på linjen.

Som du vet kommer termen "hudeffekt" från det engelska ordet "hud", d.v.s. "läder"; Samtidigt är det under vissa omständigheter att under vissa omständigheter koncentreras den elektriska strömmen på "huden" på ledaren (se ru.wikipedia.org/wiki/Skin -effect). Det visade sig att i en homogen ledare, växelström, i kontrast till konstanten, inte fördelas likformigt med tvärsnitt av ledaren och koncentrerar sig på dess yta, som upptar ett mycket tunt skikt (se figur 3), vars tjocklek Vid frekvensen av AC F\u003e 10 kHz bestämd med formeln

där σ (ohm mm 2 / m) är ett specifikt elektriskt motstånd vid en konstant ström; μ O \u003d 1 257 · 10 6 (i s / a · m) - magnetisk konstant; μ - relativ magnetisk permeabilitet (för ett icke-magnetiskt material μ \u003d 1) F-frekvens i MHz.

Graferna av funktionen 5 (f) enligt (4) för tre material (stål - 601, aluminium - 602 och koppar - 603) visas i fig. 6,1. Tungen av skiktet i vilket de växlande strömflödena medför en ökning av ledarens motstånd med en radie R (mm) bestämd av (R / 2A)\u003e 10 med formeln

där RO \u003d σ / πr 2 är motståndet hos samma ledare med en längd av 1 m dc.

Graferna på funktionen Rf (f) // RO vid R \u003d 10 mm, som visar hur ledarmotståndet ökar med en frekvens för tre material (stål - 601, aluminium - 602 och koppar - 603), som visas i figur 6.2 . Av dessa följer det till exempel att vid en frekvens på 100 MHz och över aluminiumtrådens motstånd ökar med 600 eller flera gånger.

När det gäller effekten av den "löpande elektromagnetiska vågen", då, som du vet (se till exempel izob.narod.rn / p0007.html), finns det två huvudsakliga sätt att sprida elektromagnetiska vågor: i det fria utrymmet när Antennstrålningen och med hjälp av vågledare och matare eller så kallade långa linjer - koaxial, randig och två-tråd - (se Kaganov V.I. Oscillationer och vågor i natur och teknik. datoriserad kurs. - m.: Hetlinje - Telecom, 2008). I det andra fallet glider den elektromagnetiska vågen, som om på skenorna, längs linjen. Eftersom de två ledningarna i kraftledningarna kan betraktas som en två-trådslinje (bild 4.1), kommer vi att sluta vid analysen. Linjen i sig kännetecknas av tre grundläggande parametrar: vågmotståndet hos p, dämpningen av a och faskonstant β. Vågmotstånd Två-trådslinje sträckt i luften

där A är avståndet mellan ledningarna i ledningarna, är R radien av tråden (se fig. 4.1) Konstant dämpning

där Rf är motståndet hos en tråd vid hög frekvens, bestämd enligt (5).

Faskonstanten β \u003d 2π / λ, (1 / m), där A (M) är våglängden som förökas i linjen.

I två-tråden, som andra matarlinjer, är två huvudformer med operation möjliga: endast med en löpvåg i en riktning och med två vågor - körs och reflekteras från slutet eller hindren i linjen. Antag att linjen är oändligt lång. Då finns det bara ett löpande vågläge i det, vars spänning beror på tiden T och avståndet X från generatorn (bild 4.2):

där U 0 är amplituden för spänningen vid ingången till den linje som generatorn med frekvensen F är ansluten.

Enligt (8) reduceras amplituden för den löpande vågen som förökas längs linjen genom exponentiell lag (fig 6 och 7). Följaktligen kommer kraften hos den löpande elektromagnetiska vågen på ett avstånd L från generatorn att vara:

var p g \u003d (u 0)) 2/2 - vågkraften i början av linjen lika med högfrekventa generatorns utgångseffekt.

Skillnaden mellan den löpande vågens kraft i början av linjen och på avstånd L kommer att bestämma värmeuppvärmningen av linjen längs vilken vågen fördelas

Transformationskoefficienten för den elektromagnetiska energin hos resandevågen W i termisk i linje L (M) i vy (10) kommer att vara:

Graferna av funktionen η (l) vid tre värden av den permanenta dämpningen a (1 / km) är konstruerade i fig. 7. Det följer att ju större resistansen hos ledningens RF, bestämdes av (5) och följaktligen konstant dämpning a, bestämd (7), desto större del av energin hos det elektromagnetiska fältet av den löpande vågen längs Linjen omvandlas till värme. Det är denna effekt av omvandling av elektromagnetisk energi i en termisk, som körs på uppvärmningen av ledningar med en hög frekvens av signalen och är baserad på den föreslagna metoden att förhindra is på kraftledningarna.

I fallet med begränsade dimensioner av en linje eller ett högfrekvent hinder, såsom en behållare, förutom händelsen, den reflekterade vågen, vars energi också kommer att omvandlas till värme när den sprider sig från hindret till generatorn . Amplitude förändras längs linjen av båda vågorna - fallande och reflekterade - som visas i figur 4.3.

För att beräkna termisk avkastning definierar vi på ett specifikt exempel, vilken makt

P g av en högfrekvent generator F-frekvens F ansluten till effektlinjen kommer att krävas för att värma upp två ledningar på ΔT grader. Vi tar hänsyn till följande omständigheter. För det första värms det tunna toppskiktet av tråden under verkan av en elektromagnetisk våg nästan omedelbart med ett högt värde av den volymetriska värmeflossningen. För det andra är det varmt spenderat på uppvärmningen av hela tråden (O m) och luften omgivande tråd med konvektion (q b) (se bild 3.2).

Vi kommer att ta följande källdata: trådmaterial - aluminium med en diameter av 10 mm, tvärsnitt s \u003d 78,5 mm 2, längd l \u003d 5000 m, diens p \u003d 2710 kg / m3, resistivitet på en konstant ström σ \u003d 0,027 Ohm · mm 2 / m, den specifika värmekapaciteten C \u003d 896 J / kg · K, värmeöverföringskoefficienten för det övre heta skiktet av luften av luften Q \u003d 5 W / M · K.

Massa av två ledningar:

Ytan av två ledningar:

Mängden värme som krävs för att värma de två ledningarna till Δт \u003d 13 ° с

Värmeöverföringen av två ledningar i miljön när temperaturskillnaden ΔТ \u003d 13 ° C:

där t tid på några sekunder.

Från det sista uttrycket erhålls vi för den erforderliga effekten av högfrekventa generatorn P d \u003d 20,4 kW, dvs. 2 W kraft av högfrekventa svängningar per 1 m ledningar med volymetrisk värmefrisning i det övre skiktet av ledningen 8 MW / m 3. På vägen noterar vi att med samma typ av tråd för att frigöra den från is genom att smälta med en cykel på upp till 40 minuter, är effekten 100 v · en 1 meter (se och).

Jämför uttryck för energi, vi hittar tid att fastställa ett stationärt varningsläge för ledningar:

För att kontrollera de teoretiska bestämmelserna uttryckt ovan och bevis på den industriella tillämpligheten av den föreslagna metoden och enheten genomfördes ett laboratorieexperiment.

Från preliminära beräkningar drogs slutsatsen att de kraftfulla radiosändarna i VHF-sändningen kan användas som en högfrekvent signalgenerator, som arbetar i frekvensområdet 87,5 ... 108 MHz, ändra endast enheten för förhandlingar med lasten och anslutningen till kraftledningen enligt kretsen Fig. .Five.

I den experimentella versionen var en 30 W-generator 502 med en frekvens av 100 MHz ansluten via matchningsanordningen 501 till en två-trådslinje 50 m lång, öppen i slutet, med ledningar med en diameter av 0,4 mm och ett avstånd mellan dem i 5 mm. Vågresistens hos en sådan linje enligt (6):

Under verkan av en löpande elektromagnetisk våg var uppvärmningstemperaturen hos två-trådslinjen 50-60 ° C med den omgivande lufttemperaturen på 20 ° C. Resultaten av experimentet med tillfredsställande noggrannhet sammanföll med resultaten av beräkningen, gjord enligt ovanstående matematiska uttryck.

Samtidigt formulerades följande slutsatser:

Den uppfinningsenliga metoden för uppvärmning av kraftledningarna genom att sprida en elektromagnetisk våg, vars energi ökar till värme till värme, låter dig värma ledningarna med 10-20 ° C, vilket bör förhindra isbildning.

Det mest lämpliga är att använda den föreslagna metoden och anordningen för att förhindra bildning av is på ledningarna, eftersom för att eliminera de redan bildade isen "pälsrockar", krävs betydande stor energiförbrukning och ett längre procedur;

Jämfört med den för närvarande tillämpade metoden för smältning av isen har förfarandet enligt uppfinningen ett antal fördelar, särskilt med tanke på att metoden implementeras utan att koppla loss konsumenterna, är det möjligt att profylaktiska ändamål att värma linjen före bildandet av Ett tätt is sediment på ledningarna, vilket gör att du kan värma dem upp till 10-20 ° C, och inte till en temperatur på 100-130 ° C som behövs för is Icefall;

Stigande som en uppstigning av AC-frekvensen ökar rörens motstånd (i exemplet med en frekvens på 100 MHz, ökar motståndet jämfört med frekvensen av 50 Hz med tre storleksordningar) kan du få en hög elektrisk koefficient Energiomvandling till termisk och därigenom reducerar generatorns effekt.

1. Metoden för att bekämpa hålläsningen på kraftledningarna, som består i det faktum att de ledande ledningarna, som kännetecknas av den externa källan av strömmen, skiljer sig från den externa källan, som levereras mellan den externa källan. Två ledningar av kraftledningen, högfrekvent spänning i intervallet 50-500 MHz kraften R r \u003d Q · A · Δt, där Q är värmeöverföringskoefficienten för det övre heta skiktet av luften och ytan Områden av ledningarna, ΔT är trådens uppvärmningstemperatur i förhållande till omgivningstemperaturen.

2. En anordning för att hantera is, som innefattar en extern strömkälla med avseende på strömförsörjningen, tillverkad med möjlighet att ansluta till LAM: s ledartrådar, kännetecknad av att extern källa Strömmen är gjord i form av en högfrekvent generator, gjord med möjlighet att tillhandahålla den effekt som beräknas med formeln P \u003d q · A ^ ΔT, där Q är värmeöverföringskoefficienten för det övre heta skiktet i luften av luften av luften och trådens yta yta Δt - trådens uppvärmningstemperatur i förhållande till temperaturmiljön; I detta fall är generatorns utsignal ansluten till ingången till matchningsanordningen hos den kapacitiva typen, gjord med förmågan att matcha utgångsresistansen hos högfrekventa generatorn med strömförsörjningsmotståndet hos strömförsörjningen och ha numret av utgångar som motsvarar antalet kraftöverföringsledningar.

Uppfinningen hänför sig till elektroteknik, i synnerhet till anordningar som hindrar isbildning på ledningarna av luft-högspänningsledningar utan att avstänga konsumenterna

Läkare av tekniska vetenskaper V. Kaganov, professor MIERA.

Under de senaste femton åren började is på högspänningsledningar inträffa mer och mer. Med en liten frost, på en mild vinter, finns dimma eller regndroppar på ledningarna, som täcker dem med en tät is "päls" som väger några ton på längden på en kilometer. Som ett resultat är ledningarna rivna och stöd av kraftledningarna. De frekventa olyckorna på LEP är associerade, tydligen med klimatets allmänna uppvärmning och kommer att kräva mycket styrka och medel för att förhindra dem. Det är nödvändigt att förbereda dem i förväg, men den traditionella metoden för smältande is på ledningar är infektiva, obekväma, vägar och farliga. Därför utvecklades vid Moscow Institute of Radio Electronics och Automation (MIREA) ny teknologi Inte bara förstörelsen av redan hungrig is, men tillåter det för att förhindra hans utbildning.

Vetenskap och liv // illustration

isbockar på ledningar, isolatorer och lagerstrukturer når ibland betydande storlek och massa.

Multi-knapps lager av is på ledningarna är trasiga, även stål och armerade betongstöd.

En experimentell generator vid 100 MHz med en kapacitet på 30 W samlad i MIREA.

Holly - katastrof för kraftledningar

Enligt Daly har Hollyhold ett annat namn - en EBeller eller ett bränsle. Holly, det vill säga en tät isig skorpa bildas med avsikt att de uppvärmda dropparna, frosten eller dimma vid temperaturer från 0 till -5 ° C på jordens yta och olika föremål, inklusive ledningar av högspänningsledningar. Isens tjocklek på dem kan nå 60-70 mm, väsentligt viktning av ledningarna. Enkla beräkningar visar att till exempel AC-185/43-varumärket med en diameter av 19,6 mm kilometer har en massa av 846 kg; Med en tjocklek av is 20 mm ökar den med 3,7 gånger, med en tjocklek av 40 mm - 9 gånger, med en tjocklek av 60 mm - 17 gånger. Samtidigt ökar den totala massan av kraftledningarna på åtta ledningar av kilometerlängd upp till 25, 60 och 115 ton, vilket leder till ledningens klipp och brytningen av metallstöden.

Sådana olyckor ger betydande ekonomiska skador på deras eliminering tar flera dagar och stora medel spenderas. Således, enligt materialet i företaget "Ogres", stora olyckor på grund av is under perioden 1971 till 2001, inträffade många gånger i 44 energisystem i Ryssland. Endast en olycka i Sochi Power Grids i december 2001 ledde till skada på 2,5 tusen km kraftledningar med en spänning till 220 kV och upphörandet av strömförsörjningen av ett stort område. Många olyckor av holling ursprung var och förra vintern.

Holly högspänningsledningar i Kaukasus (inklusive i området i Winter Sochi Olympiad 2014), i Bashkiria, i Kamchatka, i andra regioner i Ryssland och andra länder 2014. Det är ett mycket dyrt och extremt obekväma sätt att hantera denna katastrof.

Smältande elektriska stötar

Skorskor på högspänningsledningar eliminerar, värmning av tråden med en permanent eller växelström på 50 Hz till en temperatur av 100-130 ° C. Gör det till det enklaste sättet, stängt av svängar två ledningar (medan nätverket måste stänga av alla konsumenter). Antag för den effektiva tolkningen av isskorpan på ledningarna, den nuvarande jag pl. Därefter när vävning konstant ström, strömförsörjningsspänningen

Du 0 \u003d jag är

där R är trådens aktiva motstånd och den växlande strömmen från nätverket -

där X PR \u003d 2FL är den reaktiva impedansen vid en frekvens F \u003d 50 Hz, på grund av ledningen av ledningarna L.

I linjerna med stor längd och sektion på grund av relativt stor induktans måste spänningen hos AC-källan vid en frekvens F \u003d 50 Hz, och följaktligen dess effekt vara 5-10 gånger mer jämfört med källan till den direkta strömmen av samma kraft. Därför är det ekonomiskt fördelaktigt att smälta ut den konstanta strömmen, även om detta kräver kraftfulla högspänningsrectivmedel. Den växelströmmen används vanligtvis på högspänningsledningar med en spänning på 110 kV och under, och konstanten är över 110 kV. Som ett exempel indikerar vi att vid en spänning på 110 kV kommer strömmen att nå 1000 A, den erforderliga effekten är 190 miljoner V · A, Temperaturen hos ledningen 130 ° C.

Således är is iskraft en ganska obekväm, komplex, farlig och dyr händelse. Dessutom blir de renade trådarna i de överlevande klimatförhållandena igen is, vilket är nödvändigt att smälta och igen.

Innan vi ställer in kärnan i förfarandet att bekämpa Holly på trådarna med högspänningsledningar, kommer vi att fokusera på två fysiska fenomen, varav den första är förknippade med hudeffekten, den andra - med en löpande elektromagnetisk våg.

Hud effekt och löpande vågor

Namnet på effekten kommer från det engelska ordet "hud" - läder. Hudseffekten är att högfrekventa strömmar, i motsats till DC, inte distribueras jämnt av ledarens tvärsnitt och koncentreras i ett mycket tunt skikt av dess yta, vars tjocklek vid en frekvens f\u003e 10 kHz redan är En bråkdel av en millimeter och trådmotstånd ökar hundratals gånger.

Högfrekventa elektromagnetiska oscillationer kan sprida sig i ledigt utrymme (med antennutsläpp) och i vågledare, exempelvis i så kallade långa linjer, längs vilka den elektromagnetiska vågen glider, som om på skenorna. En sådan lång rad kan vara ett par kraftledningar. Ju större resistansen hos linjen i linjen desto större är det elektromagnetiska fältet som löper längs våglinjen omvandlas till värme. Det är denna effekt som är baserad på ett nytt sätt att förhindra is på kraftledningarna.

I fallet med begränsade dimensioner av en linje eller ett högfrekvent hinder, såsom en behållare, förutom händelsen, kommer den reflekterade vågen också att fördelas, vars energi också kommer att omvandlas till värme när den sprider sig från hinder för generatorn.

Beräkningar visar att för att skydda mot islängd på ca 10 km behöver du en högfrekvent generator med en kraft på 20 kW, det vill säga mängden ström till strömmätaren av tråden. Det stationära värmemålet för ledningar sker efter 20 minuter. Och med samma typ av tråd krävs användningen av likström vara 100 W per meter med en utgång till läget på 40 minuter.

Högfrekventa strömmar genererar kraftfulla VHF-sändningsradiosändare som arbetar i intervallet 87,5-108 MHz. De kan anslutas till lamens ledningar genom koordinationsanordningen med kraftledningen.

För att verifiera effektiviteten av den föreslagna metoden i MIREA genomfördes ett laboratorieexperiment. En 30 W-generator, en frekvens på 100 MHz, ansluten till en två-trådslinje 50 m lång, öppen i slutet, med ledningar med en diameter av 0,4 mm och ett avstånd mellan dem 5 mm.

Under verkan av en löpande elektromagnetisk våg var uppvärmningstemperaturen hos två-trådsledningen 50-60 ° C vid en lufttemperatur av 20 ° C. Resultaten av experimentet med tillfredsställande noggrannhet sammanföll med resultaten av beräkningar.

Slutsatser

Den föreslagna metoden kräver givetvis en noggrann kontroll av reella förhållanden i det nuvarande effektnätet med fullskaliga experiment, eftersom laboratorieexperimentet endast tillåter att ge den första preliminära bedömningen av ett nytt sätt att bekämpa Holly. Men vissa slutsatser från allt som har sagts kan fortfarande göras:

1. Värm kraftledningarna med högfrekventa strömmar hindrar isbildning på ledningar, eftersom det är möjligt att värma dem upp till 10-20 ° C utan att vänta på bildandet av tät is. Koppla från det elektriska nätverket av konsumenterna behöver inte - högfrekvenssignalen tränger inte in i dem.

Vi betonar: Metoden låter dig förhindra att isens utseende på ledningarna, och att inte börja hantera det efter isen "päls" omsluter dem.

2. Eftersom ledningarna endast kan värmas upp med 10-20 ° C, jämfört med smältning som kräver uppvärmning av ledningarna till 100-130 ° C, minskas elförbrukningen avsevärt.

3. Eftersom motståndet hos trådarna med högfrekventa strömmar jämfört med industriell (50 Hz) ökar kraftigt, är omvandlingskoefficienten av elektrisk energi till termisk stor. Detta leder i sin tur till en minskning av den erforderliga kapaciteten. Först bör det begränsas till en frekvens på ca 100 MHz generator med en kapacitet på 20-30 kW, med hjälp av befintliga sändningsradiosändare.

Litteratur

Dyakov A. F., Zatpkin A. S., Levchenko I. I. Förebyggande och eliminering av iskallade olyckor i elnät. - Pyatigorsk: Publicering hus av RP "YuzhenergoteHnadzor", 2000.

Kaganov V. I. Oscillationer och vågor i natur och teknik. Datoriserad kurs. - M.: Hotline - Telecom, 2008.

Levchenko I. I., Zatpkin A. S., Allyluweva A. A., SATSUK E. I. Diagnostik, återuppbyggnad och drift av elektriska linjer av kraftöverföring i isfria områden. - M.: Publicering House Mei, 2007.

Rudakova R. M., VAVILOVA I. V., Golubkov I. E. Kämpa med en holly i kraftnätverk. - UFA: UFIMSK. stat Aviatorer. tehn Universitet, 1995.

Yavorsky B. M., Detlaf A. A. Handbok av fysik. - m.: Science, 1974.