Исследование спектрального состава акустического сигнала при импульсном воздействии лазерного излучения на металл 62

ПРОБЛЕМЫ ОБЛЕДЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И КОНТАКТНЫХ СЕТЕЙ Аннотация. Проблема борьбы с обледенением проводов линий электропередач, проводов контактной сети городского электрического транспорта, железнодорожного электрифицированного транспорта довольно остро стоит по всему миру, особенно в регионах с высокой влажностью и низкими температурами зимой. Поэтому во всем мире целым рядом компаний и организаций активно ведутся исследования и разработка способов и устройств для борьбы с обледенением линий электропередач и контактных сетей. В данной статье рассмотрены причины обледенения проводов ЛЭП и контактных сетей, ущерб, возникающий из-за обрыва проводов, разрушения опор, перерывов электроснабжения потребителей. Выявлены также причины, которые способствуют увеличению ущерба от обледенения проводов в условиях РФ. Проведенный аналитический обзор способов борьбы с обледенением проводов ЛЭП и контактных сетей позволил выявить их преимущества и недостатки. Параллельно с работами по поиску наиболее эффективных направлений в данной области для повышения надежности электроснабжения, исходя из опыта прошлых лет, необходимо также решать соответствующие вопросы на стадии проектирования, строительства и эксплуатации электрических и контактных сетей. Ключевые слова: обледенение; воздушные линии; обрыв проводов; методы борьбы; механические; электрические; надежность электроснабжения. Введение. Для передачи электроэнергии на большие расстояния, распределения ее по потребителям, благодаря относительно небольшой стоимости, широко применяют воздушные линии электропередачи (ЛЭП), одним из основных элементов которых являются провода. При эксплуатации воздушных линий электропередач возникает проблема обледенения проводов в различных регионах страны (Северо-запад, Поволжье, Оренбуржье, Крым, Дальневосточное приморье и т.д.), когда в зимнее время года и в осенне-зимних и весенне-зимних сезонах происходит налипание мокрого снега на провода и образование гололедно-изморозевых отложений. Высокая влажность, ветер, резкие перепады температуры воздуха способствуют образованию наледи на проводах воздушных линий, проводах контактной сети электротранспорта. Толщина гололёда на них может достигать 50…70 мм, существенно утяжеляя провода. Расчеты показывают, что, например, провод марки АС-185/43 диаметром 19,6 мм километровой длины имеет массу 846 кг; при толщине гололёда 20 мм она увеличивается в 3,7 раза, при толщине 40 мм – в 9 раз, при толщине 60 мм – в 17 раз. При этом общая масса линии электропередачи из восьми проводов километровой длины возрастает соответственно до 25, 60 и 115 тонн, что приводит к обрыву проводов и поломке металлических опор. Наличие гололеда обуславливает дополнительные механические нагрузки на все элементы воздушных линий. В результате значительного увеличения массы проводов и воздействующих на них динамических и статических нагрузок происходят опасные и нежелательные явления, особенно при сильном ветре. К их числу относятся обрыв токопроводящих проводов и грозозащитных тросов под тяжестью снега и льда, недопустимо близкое сближение проводов и их сильное раскачивание (так называемая «пляска»), ухудшение защитных свойств изоляторов, разрушение опор [1]. Подобные аварии приносят значительный экономический ущерб, на их устранение уходит от нескольких дней и более, затрачиваются при этом огромные средства. Среднее время ликвидации гололедных аварий во много раз превышает среднее время ликвидации аварий, вызванных другими причинами. Борьба с обледенением проводов линий электропередачи является серьёзной проблемой, актуальной для многих стран, имеющих регионы с высокой влажностью и низкими температурами. Серьезной проблемой в работе городского и железнодорожного электрифицированного транспорта является обледенение контактных проводов, в результате чего появляется искрение, заметно ухудшается рабочая поверхность полозов токоприемников, происходят пережоги и обрывы контактных проводов, нарушается транспортное сообщение ,порой, на длительное время. При этом значительная часть повреждений контактной сети происходит в момент прохождения токоприемника [2]. Поэтому во всем мире целым рядом компаний и организаций активно ведутся исследования и разработки способов, устройств для борьбы с гололедом на линиях электропередач и контактных сетей. Однако, несмотря на многолетние усилия , гололедные аварии в электрических сетях многих энергосистем и контактных сетях электротранспорта по-прежнему вызывают наиболее тяжелые последствия и периодически дезорганизуют электроснабжение и транспортные сообщения в различных странах. По статистике в энергосистемах по причине гололеда происходит от 6 до 8 крупных аварий в год. Так, по материалам фирмы «ОГРЭС», крупные аварии по причине гололёда за период с 1971 по 2001 год многократно происходили в 44 энергосистемах России. Только одна авария из-за гололедно-ветровых воздействий в Сочинских электрических сетях ОАО «Кубаньэнерго» в декабре 2001 года привела к повреждению 2,5 тыс. км воздушных линий напряжением 0,4…220 кВ, прекращению подачи электроэнергии в коммунально-бытовой сектор с населением 320 тыс. человек, длительному ограничению электроснабжения огромного района [3]. В 2008 году убытки от разрушения десяти километров ЛЭП на о. Сахалин составили свыше 200 млн руб. В декабре 2010 года большой ущерб от «ледяного дождя» был причинен энергосистемам Центральной России и Поволжья. Только в Московской области без электроснабжения в 24 районах осталось 455 населенных пунктов с населением до 200 тыс. человек. Под отключение попали до 150 социально значимых объектов, 14 больниц. В Московской области обесточены 86 линий электропередач и 27 электроподстанций. Часть населенных пунктов оставалась без электроэнергии больше недели. В декабре 2014года по Татарстану, как и по некоторым другим регионам России, прошли ледяные дожди. В результате обледенения и обрывов проводов электропередачи были обесточены 72 населенных пункта республики. В соответствии с информацией ОАО «Сетевая компания» г. Казани по гололёдообразованию осенне-зимний период 2010-2011 годов на территории Республики Татарстан проходил в сложных погодных условиях. В период с 05.12.2010 по 12.12.2010 на территории 14 муниципальных районов в результате образования массивной наледи на открытых частях электроустановок произошло массовое отключение воздушных линий электропередач с повреждением опор, разрывом проводов и грозозащитных тросов. Самое большое количество отключения потребителей произошло в Спасском, Алькеевском, Алексеевском, Нурлатском, Аксубаевском, Чистопольском и Новошешминском административных районах. Гололедные отложения местами достигали до 70…80 миллиметров. Общее количество отключенных линий 6-10 кВ в этих районах составило более 60 процентов. Численность населения, оставшегося без электроэнергии, составила 250 тыс. чел. В ходе выполнения аварийно-восстановительных работ по ликвидации последствий массового отключения восстановлена работа более 500 км линий электропередачи 6-10 кВ, установлено 3142 штук опор 6-10 кВ, 1080 штук опор 0,4 кВ, вновь смонтировано 378 км провода ВЛ 6-10 кВ и 265 км по ВЛ 0,4 кВ, из них нового провода 221 км, устранено 3520 порывов на ВЛ 0,4-10 кВ [4]. Борьба с гололедом осуществляется в большинстве случаев примитивно, путем отбивки проводов от мокрого снега и льда. Установка опор через небольшие интервалы и даже примитивная борьба с гололедом требуют больших затрат труда и материальных ресурсов [3]. В результате энергокомпании и потребители несут крупные убытки, а восстановление оборванных проводов – дорогостоящий и трудоемкий процесс. Энергетики рассматривают обледенение ЛЭП в качестве одного из наиболее серьезных бедствий. С такими же проблемами сталкиваются многие северные страны, а также Китай и Япония. Поэтому во всем мире целым рядом компаний и организаций активно ведутся исследования и разработка способов и устройств для борьбы с обледенением линий электропередач. Методы борьбы с образованиями на проводах и тросах воздушных линий электропередачи заключаются в недопущении обледенения, снижения размеров отложений и удаления гололедных отложений. Основная часть. За последние двадцать лет произошли значительные изменения в динамике и географии образования гололёда на высоковольтных линиях передачи электроэнергии. Одним из возможных физических механизмов образования гололёда является соприкосновение двух масс воздуха – холодного и теплого повышенной влажности. В условиях относительно мягкой зимы при резком перепаде значений температуры окружающего воздуха от положительной к отрицательной на проводах оседают капли воды и начинается лавинообразный процесс образования толстой ледяной корки, достигающей толщины в несколько десятков миллиметров и многократно утяжеляющей провода.При этом толщина плотного гололёда на проводах может достигать 50..70 мм, существенно утяжеляя провода. Вес гололедно-изморозевых отложений в отдельных случаях может достигать более 4 кг на погонный метр провода [3]. Допустимая толщина стенки гололеда для линий с различным номинальным напряжением зависит от климатического района. В ПУЭ приводятся нормативные значения стенки гололеда для различных климатических районов и карты районирования территории России по толщине стенки гололеда.При значительных гололедных отложениях возможны обрывы проводов, тросов, разрушения арматуры, изоляторов и даже опор воздушных линий (рис. 1). Рис. 1. Последствия гололёда для линий электропередач Гололед может откладываться по фазным проводам достаточно неравномерно. Стрелы провеса проводов с гололедом и без гололеда могут отличаться на несколько метров. Неравномерность отложения льда на фазных проводах, приводящая к различным значениям стрел провеса, а также неодновременный сброс гололеда при его таянии, вызывающий «подскок» отдельных проводов, могут привести к перекрытию воздушной изоляции. Гололед является одной из причин «пляски» проводов, способной привести к их схлестыванию [1]. Основные методы борьбы с гололедом, изморозью на проводах и тросах воздушных линий электропередачи, контактных сетей, применяемые в России и других странах, заключаются в недопущении обледенений, уменьшении размеров и удалении гололедных отложений. Рассмотрим некоторые из них. Механические способы, используемые чаще всего, заключаются в применении специальных приспособлений, обеспечивающих сбивание льда с проводов . На линиях чаще всего используют механические методы борьбы с обледенением [1, 3]. Механические способы заключаются в применении специальных приспособлений, обеспечивающих сбивание льда с проводов. Самый простой способ механического удаления гололеда - сбивание, которое производится при помощи длинных шестов с земли или с корзины автовышки, но они требуют доступа к ЛЭП, что нарушает нормальную работу участка. К тому же механическое воздействие не препятствует обледенению, а устраняет его. Обивка гололедных отложений может осуществляться с земли или вышек и площадок, установленных на механизмах или транспортных средствах. Удаление гололеда с проводов шестами практически неосуществимо без привлечения большого количества рабочих. Этот метод требует много времени и применяется только на коротких участках линий, когда плавка электрическим током экономически нецелесообразна или технически невыполнима. Известен способ перемещения по проводам воздушных линий электропередачи средств для удаления льда – роликов-ледорезов, основанный на использовании наземного транспортного средства – трактора, связанного с роликами-ледорезами посредством штанги. Недостатком такого способа является низкая производительность и возможность повреждения и деформации проводов в процессе удаления отложений льда, что приводит к обрывам сети и сопровождается ускоренным износом проводов. Кроме использования традиционных механических методов борьбы с гололедом в настоящее время активно разрабатываются различные механические и робототехнические системы для определения появления льда и его удаления с проводов ЛЭП. В 2005 г. группа специалистов из компании «Хайдро-Квебек» в Канаде разработала и провела практические испытания многозарядного пневматического устройства для удаления гололеда. Другое усовершенствованное приспособление было также разработано в Канаде и представляет собой передвижное устройство, управляемое с земли. Оно является электроимпульсным и за достаточно короткий промежуток времени позволяет освободить от гололеда провод в пролете длиной 260 м. Научно-исследовательский институт Канады Hydro-Québec начал робототехнический проект LineScout в 1998 году. Причиной запуска данного проекта была массовые отключения на несколько дней электричества у миллионов пользователей в результате обрыва линий электропередач из-за гололеда[3]. В связи с этим появилась идея создать небольшой мобильный робот, который мог бы перемещаться по проводам высоковольтных ЛЭП и удалять с них лед. Первый прототип был небольшим роботом, который скалывал лед. Более поздняя версия робота была оборудована камерами и инфракрасными датчиками, а робот использовался для осмотра работающих линий высокого напряжения. Сегодня робот LineScout может перемещаться по работающим линиям электропередач и давать информацию о состоянии линий. Специалисты управляют роботом дистанционно, находясь на земле, и таким образом они могут обнаружить повреждение, удалить лед с проводов и выполнить простой ремонт. Такой формат работы позволяет получить значительную экономию, так как для осмотра не нужно обесточивать линию электропередач, а также позволяет снижать риски, повышать безаварийность работы и безопасность работы людей Более эффективны так называемые айс-скрайперы, срезающие гололед с провода в пролете любой протяженности. При большой протяженность линий необходимо большое количество таких роботов с обслуживающим персоналом, что может быть экономически невыгодным. К тому же механическое воздействие не препятствует обледенению, а устраняет его. Электротермические способы удаления льда заключаются в нагреве проводов электрическим током, обеспечивающим предотвращение образования льда, то есть профилактический подогрев или его плавку [1]. Профилактический подогрев проводов заключается в искусственном повышении тока сети ЛЭП до такой величины, при которой провода нагреваются до температуры выше 0°С. При такой температуре гололед на проводах не откладывается. Профилактический подогрев необходимо начинать до образования гололеда на проводах при климатических условиях, когда его образование становится возможным. При профилактическом подогреве следует, как правило, применять такие схемы питания, которые не требуют отключения потребителей. Плавка гололеда на проводах осуществляется при уже образовавшемся гололеде путем искусственного повышения тока сети ЛЭП до такой величины, при которой выделяемой в проводах теплоты достаточно для расплавления гололеда с нормативной толщиной стенки при нормативных значениях температуры окружающей среды и скорости ветра. Ледяную корку на высоковольтных линиях ликвидируют, нагревая провода постоянным или переменным током частотой 50 Гц до температуры 100-130°С. Сделать это проще всего, замкнув накоротко два провода, предварительно отключив от сети всех потребителей. Отечественной промышленностью для целей плавки гололеда выпускаются как нерегулируемые выпрямительные блоки, так регулируемые. Ниже приведены параметры одного из наиболее распространенных, выпускаемых отечественной промышленностью нерегулируемых выпрямительных блоков, подключаемых к переменному напряжению 10 кВ: - выпрямленное напряжение 14 кВ; - выпрямленный ток 1200 А; - мощность на выходе 16800 кВт. Для получения большей мощности выпрямительные блоки можно включать последовательно или параллельно. Придание выпрямительному блоку управляющих свойств с целью регулирования выходных параметров обеспечивает повышение энергоэффективности процесса плавки. Наиболее универсальным вариантом установки является ВУПГ-14/1200, которая обеспечивает необходимый ток плавки для проводов ВЛ классов 110, 220 кВ в районах с умеренным гололедообразованием. Недостаток электротермического способа: энергозатратен, на плавление льда на проводах тратится много времени (может достигать полутора часов) и энергии сети (ток плавки льда в 1,5 раз больше максимально допустимого для линии электропередачи). В настоящее время плавка током – наиболее распространенный способ борьбы с гололедом на проводах воздушных высоковольтных ЛЭП. Существует достаточно большое количество схем плавки гололеда, определяемых схемой электрической сети, нагрузкой потребителей, возможностью отключения линий и другими факторами. Плавка льда переменным током применяется только на линиях с напряжением ниже 220 кВ с проводами сечением меньше, чем 240 мм2. Схема плавки гололеда переменным током искусственного короткого замыкания показана на рис. 2, где Iпл – ток плавки; R– активное сопротивление линии; X – реактивное сопротивление линии. Воздушная линия одним концом подключается к источнику питания, которым, как правило, служат шины 6-10 кВ подстанций или отдельный трансформатор, провода на другом конце ВЛ замыкаются. Напряжение и мощность источника выбираются таким образом, чтобы обеспечить протекание по проводам ВЛ тока, в 1,5...2 раза превышающего длительно допустимый ток. Такое превышение допустимого длительного тока оправдано кратковременностью процесса плавки ( около 1 часа), а также более интенсивным охлаждением провода в зимний период. Следует помнить, что допустимые длительные токи приводятся в справочной литературе для температуры воздуха 25 ºС. Рис. 2. Принципиальная схема плавки гололеда переменным током Преимуществом данного способа является снижение энерго- и трудозатрат. Однако к его недостаткам можно отнести необходимость постоянного прогрева проводов для предотвращения гололедообразования; высокая стоимость источников высокочастотного тока необходимой мощности; создание радиопомех в УКВ диапазоне, так как используются радиопередатчики с диапазоном частот 87,5…108 МГц. В последние годы для борьбы с обледенением стали активно применять физико-химические методы, заключающиеся в нанесении на провода растворов специальных веществ, которые замерзают при температурах значительно более низких, чем вода. Последняя группа методов предполагает получение покрытий с низкой адгезией к водным средам, снегу и льду. Одним из наиболее перспективных методов снижения адгезии является создание супергидрофобных покрытий. Специалисты Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН разработали и испытали супергидрофобные покрытия, которые помешают проводам обледенеть, а если такое всё же произойдёт, ото льда будет несложно избавиться. Ими был разработан способ получения супергидрофобных покрытий, предназначенных для защиты алюминиевых проводов от обледенения. Проведенные исследования показали, что разработанное супергидрофобное нанотекстурированное покрытие на основе нановолокон оксида алюминия выдерживает до 100 циклов заморозки/разморозки без существенной деградации текстуры и супергидрофобного состояния. Испытания супергидрофобных покрытий в потоке водного аэрозоля проводились при температуре -5 °С и скорости ветра 10 м/с. Спустя минуту на алюминиевом образце без покрытия уже появляется слой льда, а на алюминиевом образце с супергидрофобным покрытием - отсутствует. Полученный результат позволяет говорить о новом физикохимическом подходе в борьбе с обледенением проводов ЛЭП, эффективность которого существенно превышает возможности традиционных методов. Электромеханические способы удаления льда с проводов линий электропередач образуют класс новых способов и устройств борьбы с гололедом на ЛЭП. Удаление гололеда предлагается производить не с помощью термического воздействия от протекающего по проводам тока, а с помощью электромеханического воздействия на лед. Принцип работы устройств следующий. По проводам линии пропускают импульсы тока определенной частоты и формы. При протекании тока по проводам возникает сила Ампера, под действием которой происходят механические колебания, которые предупреждают образование обледенения и разрушают корку льда. В результате, так как применяется не термическое, а механическое воздействие, прогнозируется существенное снижение времени и энергии, требуемых на очистку . Справится с проблемой обледенения электросетей поможет разработанный в Байкальском институте природопользования способ нанесения фторопластовых композитов на металлические предметы, в том числе на провода ЛЭП. Фторопласт обладает уникальными качествами. Он термостоек, горит при температуре свыше 400 градусов и не боится самых низких температур, экологически безопасен и надежен в работе при больших механических нагрузках. При нанесении фторопласта на провода исключается возможность короткого замыкания и возгорания, а также обледенения. Серьезной помехой в работе городского и железнодорожного электротранспорта является обледенение контактных проводов, вызывающее сбои в его движении. Применяются различные варианты борьбы с этим явлением. В работе [5] рассматривается способ удаления льда с контактного провода путем нанесения на него специальной смазки. Недостатками процесса нанесения смазки является значительная трудоемкость, при этом приходится закрывать движение поездов. Смазывание необходимо наносить загодя, оно недолговечно, легко снимается с провода полозьями токоприемников. Для удаления льда с провода контактной сети применяется устройство типа НОГ-6, недостатком которого является низкая производительность и возможность повреждения и деформации провода в процессе удаления льда. Повреждение провода может привести к прекращению движения поездов, деформация провода будет сопровождаться в дальнейшем ускоренным износом. Такие же недостатки свойственны барабанам с пневмотурбинами для удаления льда с контактного провода. Предложены также электрические способы удаления льда. Их недостатками является то, что во время плавки льда движение поездов прекращается, и возможен отжиг провода с последующим его обрывом, особенно при протекании токов короткого замыкания. Предлагается также посекционный подогрев контактного провода током, не превышающим допустимого значения [5]. Известно, что обледенение наступает в осадках при небольших отрицательных температурах воздуха (-1…-3,0С). Поэтому, чтобы избавиться ото льда, достаточен незначительный прогрев провода до нуля градуса. Предлагаемый способ включает обеспечение транспортировки средства передвижения и установленной на нем мобильной установки для удаления льда с контактного провода, поднятие управляемого пантографа до контакта с проводом сети, замыкание контактора, подключение нагрузки к проводу контактной сети и пропускание переменного или постоянного тока подогрева по контактному проводу в течение времени порядка одной минуты. После удаления льда с контактного провода размыкают контактор, опускают пантограф и транспортируют средство передвижения и установленную на нем мобильную установку для удаления льда до конца следующей секции контактной сети. На рис.3 представлены структурные схемы устройств, которые реализуют предлагаемый способ. Работа такой установки происходит следующим образом. Средство передвижения, на котором размещена мобильная установка для удаления льда с контактного провода сети, состоящая из управляемого пантографа, контактора и нагрузки, транспортируется к пораженному льдом участку контактной сети ближе к концу секции, противоположной подключению фидера питания контактной сети. После этого поднимают управляемый пантограф до контакта с проводом сети, включают контактор, присоединяют нагрузку к контактному проводу сети и пропускают по нему электрический ток. Через время порядка одной минуты провод прогревается, и лед осыпается с него. Далее контактор размыкается, управляемый пантограф опускается, и средство передвижения с мобильной установкой транспортируется до конца следующей секции контактной сети. Таким образом, поезд, который следует за мобильной установкой для удаления льда, лишь замедляет движение. Рис. 3. Структурная схема устройств переменного и постоянного токов : средство передвижения – СП, управляемый пантограф – УП, контактор – К, нагрузка – L, R, разрядник – F, контактный провод сети – КП Для подвижного состава значительное ухудшение токосъёма происходит при гололёде, когда на контактных проводах появляется искрение, ухудшается рабочая поверхность полоза токоприёмника. При съёме больших токов на малых скоростях или работе вспомогательного оборудования ПС на стоянке из-за увеличения переходного сопротивления иногда наблюдаются пережоги контактных проводов, особенно при пониженных статических нажатиях [2]. Последнее может возникать не только из-за неправильной регулировки токоприёмника, но также вследствие образования гололёда на подвижных рамах, полозе, что увеличивает их массу, и из-за заполнения льдом межвиткового пространства подъёмных пружин, которое приводит к потере их упругих свойств ( рис.4). . При неблагоприятных условиях (влажность, изморозь, гололёд, снег, дождь) также существенно возрастает сопротивление на участке соприкосновения угольно-графитовых вставок с поверхностью полоза, так как происходит нагревание воды в месте контакта, образуется пароводяная плёнка, которая ещё в большей степени повышает переходное сопротивление и ухудшает токосъём. При этом происходит интенсивный износ угольно-графитовых вставок. В целях улучшения контакта ООО «Графитопласт» стало Рис. 4. Общий вид модернизированного пантографа: 1 – стойка, 2 – вилка, 3 – пружина выпускать токоприёмники с омеднённой прокладкой, располагаемой между вставками и корпусом полоза. Однако, как показал опыт эксплуатации, эффективность действия такой прокладки составляет всего год-полтора. В связи с этим в ООО «Электротранспорт» г. Набережные Челны стали применять прокладки из медной фольги толщиной 0,6÷0,8 мм. Однако, несмотря на некоторое улучшение токосъёма, проблема не была решена кардинально, так как по-прежнему при гололёде продолжительность работы угольно-графитовых вставок составляет иногда менее суток. Автором совместно с работниками ООО «Электротранспорт» был получен патент на конструкцию угольно-графитовых вставок, исключающую прохождение тока через головку пантографа. По результатам предварительных испытаний общее переходное сопротивление на токоприёмнике уменьшилось в 7…8 раз, что существенно снижает износ угольно-графитовых вставок, уменьшает электрические потери ПС и увеличивает коэффициент полезного действия токосъёма. Экономический эффект от внедрения предложения в ООО «Электротранспорт» г. Набережные Челны составил 1,2 млн. рублей. Кроме природных факторов основными причинами, способствующими негативным последствиям от гололеда в России, в том числе Республике Татарстан, являются: - ошибки на стадии проектирования, когда на территориях регионов занижается районирование по гололеду, что влечет за собой неправильные расчеты и выбор конструкций ВЛ, проводов и т.д. Это связано, как отмечалось ранее, и с изменениями климата в последние годы, и соображениями экономии, что часто бывает и часто подводит. - недостаточное резервирование, особенно потребителей второй категории по надежности электроснабжения, к которым относятся большинство промышленных и сельскохозяйственных предприятий, котельных, водозаборных и очистных сооружений, учреждений, в том числе медицинских и образовательных. Это тоже во многом связано с экономическими факторами. - изношенность электрических и контактных сетей. Электросетевое хозяйство стремительно стареет. Уровень износа оборудования достигает почти 70%, при этом 60% потерь энергии при передаче приходится на провода. Не меньшую проблему составляет низкая механическая прочность проводов, что приводит к обрывам на ЛЭП и снижению качества поставки электроэнергии. Одно из основных направлений улучшения ситуации - проведение глубокой модернизации электросетевого хозяйства с ориентиром на провода нового поколения для ЛЭП и контактных сетей, которые характеризуются повышенной надежностью и пропускной способностью, стойкостью к снегоналипанию и обледенению [6]. Примером могут служить высоковольтные неизолированные провода нового поколения типа Z с использованием Z-образных и трапециевидных проволок из новых материалов повышенной прочности и проводимости. Провод марки AAACZ изготовлен из алюминиевого сплава, в котором 1-2 внешних слоя выполнены из проволок Z-образного сечения, а провод марки AACSRZ – к тому же имеет стальной сердечник. Использование проводов типа Z позволяет получить наружный слой практически идеально гладким. При этом достигается значительное уменьшение коэффициента аэродинамического сопротивления и более плотная компоновка. С одной стороны, при сравнении проводов равного эффективного сечения опоры на линиях и сами провода типа Z испытывают меньшие механические напряжения, что снижает риски выхода линии из строя при возникновении повышенных нагрузок в виде шквалистых ветров и гололедно-изморозевых отложений. С другой стороны, данная конструкция более компактная и позволяет увеличить эффективное сечение провода, а, значит, снизить потери и повысить пропускную способность ВЛ. Заключение. Борьба с обледенением проводов линий электропередач и контактных сетей остается одной из главных для многих регионов Земного шара. Каждый из применяемых в настоящее время способов борьбы с гололедом обладает определенными недостатками. Поэтому разработка эффективных, экономичных, безопасных устройств и методов, направленных на недопущение обледенений, снижение размеров и удаление гололедных отложений, остается актуальной задачей. Параллельно, учитывая состояние электросетевого хозяйства России и климатические изменения в стране за последние двадцать лет, необходимо безотлагательно решать вопросы по повышению надежности электроснабжения на стадии проектирования электрических и контактных сетей, токоприемников контактной сети, вопросы резервирования потребителей согласно ПУЭ, а также замены проводов электрических и контактных сетей на современные энергоэффективные провода с повышенной надежностью, стойкостью к снегоналипанию. Для решения этих задач необходимо тесное сотрудничество Министерства энергетики, проектных организаций, Сетевых компаний и эксплуатационного персонала промышленных предприятий. Литература 1.Левченко И.И. Диагностика, реконструкция и эксплуатация воздушных линий электропередачи в гололедных районах. М.: Издательский дом МЭИ, 2007. – 494 с. 2.Санакулов А.Х., Сафин А.Н. Совершенствование работы токоприемников подвижного состава с контактной сетью. // Проектирование и исследование технических систем: межвузовский научный сборник. - Набережные Челны: Изд-во ИНЭКА, 2010. – Вып.№2(16). - С. 61-67. 3.Никитина И.Э., Абдрахманов Н.Х., Никитина С.А. Способы удаления льда с проводов линий электропередачи // Нефтегазовое дело. – 2015. - №3. – C.794-823. - [Электронный ресурс]: http://www.ogbus.ru (дата обращения 15.01.2016) 4.Васильев Ю.А., Гребнев С,А. Предотвращение и ликвидация гололедных образований в распределительных сетях ОАО «Сетевая компания». – Казань: ОАО «Сетевая компания», 2012. – 76 с. 5.Коняхин Г.Ф., Сулима В.С. Способ борьбы с обледенением контактного провода и его реализация // Сборник научных трудов Харьковского университета Воздушных Сил им. И.Кожедуба. - Харьков, 2013. – С.151-153. - [Электронный ресурс]: http://nbuv.gov.ua/node/554 (дата обращения 15.01.2016) 6.Федоров Н.А. Энергоэффективность в электрических сетях. Провода ЛЭП пора менять. - [Электронный ресурс]. - Режимы доступа: http://Portal-energo.ru/articles/details/id/62 (дата обращения 15.01.2016) __________________________________________________________________ Sanakulov A.Kh., candidate of technical Sciences, assistant professor, Naberezhnye Chelny Institute of Kazan (Volga region) Federal University ТНЕ PROBLEMS OF ICING ELECTRICAL AND CONTACT NETWORKS Abstract. The problem of de-icing of wires of transmission lines, wires of the contact network of urban electric transport, electrified rail transport is quite acute around the world, particularly in regions with high humidity and low temperatures in winter. Why in the world a number of companies and organizations actively conducting research and development of methods and devices for de-icing power transmission lines and contact networks. This article discusses the causes icing of wires of transmission lines and contact networks, damage resulting from broken wires, destruction of bearings, power outages. Identified reasons contributing to increased damage from de-icing wires in the Russian Federation. An analytical review of the ways to combat icing of power transmission lines and contact networks allowed us to identify their advantages and disadvantages. In parallel with work on the search for the most effective directions in this field to improve the reliability of power supply, based on past experience, it is also necessary to solve the relevant issues at the design stage, construction and operation of electrical and overhead contact system. Keywords: icing; air line; broken wires; control methods; mechanical; electrical; reliability of power supply. УДК 681.3.016(075) Товштейн М.Я., кандидат физико-математическихнаук, доцент, Набережночелнинский институт ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет». Сунгатуллин Л.И., Набережночелнинский институт ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет».

Похожие:

	Разработка методики применения инфракрасной термографии в целях ранней... Широкополосный анализатор поляризации лазерного излучения на основе нанографитовой плёнки		Решение проблем, возникающих при передаче сигнала 32 Аналоговый сигнал – это непрерывная форма сигнала, которая изменяется в соответствии со свойствами передаваемой информации. 28
	Исследование клеточных элементов в периферической крови является одним из Стандартизованная технология «Исследование клеточного состава крови с применением гематологических анализаторов»		Болтинцев зао нпф «Геодизонд» ...
	Национальный стандарт российской федерации Исследование клеточного состава крови с применением гематологических анализаторов		Спецификация В маркере не допускается использование устройств, испускающих какие-либо сигналы (электромагнитный ретранслятор, источники bluetooth...
	Оглавление автоматические тормоза подвижного состава железных дорог 1 оглавление 2 Проверка тормозного оборудования при смене бригад без отцепки локомотива от состава. 359		Образцы заявлений и алгоритм действий при получении четырёхзначного... Если Вы имеете первую категорию и желаете заменить Ваш позывной сигнал опознавания на четырёхзначный
	Задачи Ознакомиться с обработкой сигнала в информационных технологиях... Ознакомиться с обработкой сигнала в информационных технологиях на примере сжатия данных		Тема №28. Организация защиты личного состава сил го и рсчс при выполнении задач Цель и основные мероприятия по защите насф. Обязанности руководителей спасательных служб и насф по организации и выполнению мероприятий...