СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБЛЕДЕНЕНИЯ ПРОВОДОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
METHOD TO PREVENT ICING OF WIRES IN OVERHEAD AC POWER TRANSMISSION LINES

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.
У
Л
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 и притягиваясь под действием силы Лоренца F:
,
1
2
0
где d - расстояние между проводами; I, I - сила тока в проводах; µ, µ - 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.