В осенне – зимний период (ОЗП) при определенных метеорологических условиях, таких как высокая влажность, ветер, резкие перепады температуры воздуха, на проводах образуются отложения в форме льда и снега. Даже небольшое обледенение может значительно увеличить механические нагрузки на все элементы воздушных линий: так, при ледяной муфте толщиной 10 мм масса двуцепной ЛЭП из 6 проводов 200-метровой длины возрастает с 565,2 кг до 1,5 тонн. При муфте 30 мм – до 5 тонн, при муфте 40 мм – до 8 тонн.
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.
По данным Министерства энергетики РФ доля аварий по причине гололеда от общего количества аварий в течение 2013 – 2018 г.г. колеблется около 11±3% .
Риск учащения случаев аварийных отключений энергопотребителей в период ОЗП связан с практикуемыми методами борьбы с обледенением, среди которых отмечены только два метода: тепловой и механический. В подавляющем большинстве случаев применяется тепловой способ, т.е. плавка гололеда [1].
Современные требования, обеспечивающие предупреждение гололедных аварий ВЛЭП, установлены приказом Минэнерго России от 19.12.2018 № 1185 «ТРЕБОВАНИЯ ПО ПЛАВКЕ ГОЛОЛЕДА НА ПРОВОДАХ И ГРОЗОЗАЩИТНЫХ ТРОСАХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ» [2].
Требования обязательны для выполнения:
Эксплуатирующая организация должна осуществлять контроль за гололедообразованием. В указанных целях эксплуатирующей организацией в инструкции должны быть определены участки ВЛЭП, подверженные частому обледенению, по которым можно оценивать опасность образования гололеда.
Контроль должен осуществляться одним из следующих способов:
Эксплуатирующая организация должна вести статистику гололедообразования и учет проведенных плавок с фиксацией параметров (температура воздуха, продолжительность плавки, ток плавки, место образования, размеры, плотность, структура гололеда) и сохранять указанную информацию.
В соответствии с приказом Минэнерго решение о необходимости проведения плавки гололеда должно приниматься эксплуатирующей организацией. Приказ Минэнерго не устанавливает момента начала проведения мероприятий по плавке гололеда. В разделе приказа «Проведение расчетов параметров режима плавки гололеда», есть косвенное указание - плавка гололеда должна производится при достижении стенки гололеда величины равной произведению максимальной толщины стенки гололеда по гололедному району на коэффициент 0,4 , а также на коэффициенты, учитывающие изменение толщины стенки гололеда в зависимости от высоты расположения приведенного центра тяжести провода (грозозащитного троса) над поверхностью земли и от диаметра провода (грозозащитного троса).
Основной метод контроля за гололедообразованием эксплуатирующей организацией – выборочный визуальный осмотр трассы действующей ВЛЭП поэтому достоверность и своевременность информации о месте образования, размере, плотности, структуре гололеда низкая.
Наше предприятие может осуществлять непрерывный своевременный контроль с достоверностью 65-75% за гололедообразованием на ВЛЭП и определение момента начала проведения мероприятий по плавке гололеда.
Предприятие обладает методиками, позволяющими на основании текущих фактических метеорологических данных выполнить текущий непрерывный расчет гололедообразования в зоне расположения ВЛЭП и определить с вероятностью 65 – 75 %
Расчеты выполняются ежечасно в период с 01 сентября текущего года по 01 июня следующего года.
Расчеты выполняются с учетом загрузки ВЛЭП, которая может задаваться заказчиком в виде:
Получение метеорологических данных для проведения расчетов осуществляет наше предприятие.
Методики проверены путем сопоставления результатов расчета с наблюдениями за гололедными явлениями ВЛЭП. Достоверность результатов расчета 65 – 75%.
Процедуру расчета гололедно – изморозевых отложений, расчета толщины стенки гололедно - изморозевых отложений в реальном времени и момента начала проведения мероприятий по плаке гололеда ВЛЭП рассмотрим на примере ее выполнения для ВЛЭП 35 кВ протяженностью 50 км по трассе ВЛЭП от подстанции 1 (ПС1) до подстанции 2 (ПС2) выполненной проводом АС 95. ВЛЭП имеет постоянную равномерную нагрузку по фазам. Коэффициент загрузки каждой фазы равен 0,2, температура перегрева проводов 1,6 ⁰С.
Примем, что по результатам предыдущих наблюдений наиболее опасный участок находится в пролете между 200 и 201 опорами на расстоянии 20 км от ПС1 и 30 км от ПС2.
Процесс расчета вероятности появления гололедно – изморозевых отложений, расчета толщины стенки гололеда и момента начала проведения мероприятий по плаке гололеда данной ВЛЭП будет вестись непрерывно, каждый час, в период с 01 сентября текущего года по 01 июня последующего года, относительно следующих географических точек:
Результаты расчета применимы в радиусе 10 – 15 км от выбранной точки.
Предположим в период с 0 часов 1 сентября по 02 час 30 мин 5 ноября расчетная вероятность появления отложений равна нулю. В этом случае пользователям ежечасно или в согласованные сроки поступает СМС сообщение:
«В районе ПС1, пролета между 200 и 201 опорами ВЛЭП, ПС2 гололедных отложений нет».
Пусть 5 ноября в 02 час 30 мин начался процесс гололедообразования в районе ПС1. В этом случае в 3 часа 00 мин по результатам обработки метеорологических данных за период с 2 час до 3 час 5 ноября пользователям будет отправлено сообщение:
«В районе ПС1 с вероятностью 65% идет гололедообразование».
Предположим фронт гололедообразования смещается вдоль трассы ВЛЭП в сторону ПС2 и достиг пролета между 200 и 201 опорами. В этом случае в 04 часа 00 мин по результатам обработки метеорологических данных за период с 03 час до 04 час 5 ноября пользователям будет отправлено сообщение:
«В районе пролета между 200 и 201 опорами ВЛЭП с вероятностью 65 % идет гололедообразование».
Фронт гололедообразования продолжает смещается вдоль трассы ВЛЭП и достиг ПС2. В этом случае в 05 часов 00 мин по результатам обработки метеорологических данных за период с 04 час до 05 час 5 ноября пользователям будет отправлено сообщение:
«В районе ПС2 с вероятностью 65% идет гололедообразование».
Предположим, гололедообразование закончилось в 08 час 30 мин тогда по состоянию на 09 час пользователям будет отправлено сообщение::
«В районе ПС1 с вероятностью 75% закончилось гололедообразование. Толщина стенки гололеда на конструкциях 6 мм. Толщина стенки гололеда на проводах ВЛЭП 5 мм.
В районе пролета между 200 и 201 опорами ВЛЭП с вероятностью 75% закончилось гололедообразование. Толщина стенки гололеда на конструкциях 5 мм. Толщина стенки гололеда на проводах ВЛЭП 4 мм.
В районе ПС2 с вероятностью 75% закончилось гололедообразование. Толщина стенки гололеда на конструкциях 3 мм. Толщина стенки гололеда на проводах ВЛЭП 2 мм».
Предположим в период с 09 час 5 ноября по 11 час 10 ноября температура воздуха была отрицательной и условий для гололедообразования не было. В 11 час 10 ноября началось потепление и температура поднялась выше нуля градусов.
В этом случае в 11 часов 00 мин по результатам обработки метеорологических данных за период с 10 час до 11 час 10 ноября пользователям будет отправлено сообщение:
«В районе ПС1 с вероятностью 75% произошел сброс гололеда. Толщина стенки гололеда на конструкциях 0 мм. Толщина стенки гололеда на проводах ВЛЭП 0 мм.
В районе пролета между 200 и 201 опорами ВЛЭП с вероятностью 75% произошел сброс гололеда. Толщина стенки гололеда на конструкциях 0 мм. Толщина стенки гололеда на проводах ВЛЭП 0 мм.
В районе ПС2 с вероятностью 75% произошел сброс гололеда. Толщина стенки гололеда на конструкциях 0 мм. Толщина стенки гололеда на проводах ВЛЭП 0 мм».
Предположим, в период с 11 час 10 ноября по 02 час 5 декабря условий для гололедообразования не было. В период с 02 час 5 декабря по 03 час 01 марта следующего года рассчитаны несколько периодов гололедообразования без сброса гололеда и по состоянию на 03 часа 01 марта накопленная толщина стенки гололеда составила:
Предположим расчеты осуществляются для подстанций и ВЛЭП расположенных в V районе страны по толщине стенки гололеда, для которого максимально допустимая толщина стенки гололеда 30 мм;
Предположим с 03 час 01 марта опять начался процесс гололедообразования. В этом случае в по результатам обработки метеорологических данных в часы превышения стенки гололеда значения 30 мм пользователям будет отправлено например такое сообщение:
«В районе ПС1 с вероятностью 75% идет гололедообразование. Толщина стенки гололеда на конструкциях 33 мм. Толщина стенки гололеда на проводах ВЛЭП 31 мм. Превышение допустимой толщины стенки гололеда на конструкциях – 3 мм, на проводах – 1 мм.
В районе пролета между 200 и 201 опорами ВЛЭП с вероятностью 75% идет гололедообразование. Толщина стенки гололеда на конструкциях 33 мм. Толщина стенки гололеда на проводах ВЛЭП 29 мм. Превышение допустимой толщины стенки гололеда на конструкциях – 3 мм.
В районе ПС2 с вероятностью 75% идет гололедообразование. Толщина стенки гололеда на конструкциях 33 мм. Толщина стенки гололеда на проводах ВЛЭП 30 мм». Превышение допустимой толщины стенки гололеда на конструкциях – 3 мм.
Предупреждение о моменте начала проведения мероприятий по плавке гололеда на проводах будет отправлено пользователям при достижении толщины стенки гололеда, рассчитанной в соответствии с п.45 приказа Минэнерго.
Как видно из описанной процедуры расчет обеспечивает в определенной географической точке и в реальном времени с частотой один раз в час, с запаздыванием по отношению к текущему времени не более одного часа, с вероятностью 65 – 75% для конструкций и проводов ВЛЭП, определение:
Расчет может быть выполнен для любой точки поверхности земли удовлетворяющей требованиям к проведению метеорологических измерений.
Точка должна располагается на преобладающих формах рельефа, наблюдающихся в районе, и удалена от источников влаги (море, озеро, река, водохранилище) на расстояние не менее 100 м от уреза воды при максимальном уровне воды в водоеме.
Точка должна быть удалена от невысоких отдельных препятствий (одноэтажных построек, отдельных деревьев и т. п.) на расстояние не меньше 10-кратной высоты этих препятствий. От значительных по протяженности препятствий (лесов, больших групп построек, городских улиц и т. п.) точка должна быть удалена на расстояние не меньше 20-кратной высоты этих препятствий.
Нельзя размещать точку вблизи глубоких оврагов, обрывов и других резких изломов рельефа.
Результаты расчета применимы для твердых поверхностей, расположенных на высоте до 25 м от поверхности земли, не впитывающих влагу в радиусе 10 – 15 км от выбранной точки. Толщина гололедно - изморозевых отложений обычно рассчитывается в виде стенки гололеда, с удельным весом 900 г/дм3 .По желанию заказчика расчетная стенка гололеда может быть дифференцирована по видам и толщине отложений.
Стоимость работ в месяц:
НДС не облагается.
Литература