Gheața se topesc pe linia de transmisie de sârmă
Doctor în științe tehnice, Vladimir Kagan, profesorul MIREA.
De-a lungul ultimilor cincisprezece ani de gheață neagră pe liniile de înaltă tensiune au început să apară mai des. Cu un pic la rece, într-o iarnă blândă, firele sunt depuse pe picăturile de ceață sau ploaie prin acoperirea lor cu o grosime de gheață „strat“, cântărind câteva tone pe lungimea unui kilometru. Ca rezultat, firele sunt rupte, și linii de înaltă tensiune pentru a rupe sprijin. accidente frecvente pe liniile electrice conectate, aparent, cu încălzirea globală a climei și necesită o mulțime de efort și bani pe prevenirea lor. Trebuie să se pregătească pentru ei în avans, dar metoda tradițională de topire a gheții pe fire este ineficient, incomod, costisitoare și periculoase. Prin urmare, la Institutul din Moscova de radio și Electronică de automatizare (Universitatea Tehnică) au dezvoltat o noua tehnologie nu este doar distrugerea deja namorzshego de gheață, dar ajută la prevenirea formării înainte de timp.
Black Ice - un dezastru pentru linii electrice
Potrivit dicționarul Dahl, gheata are un alt nume - sau ozheleditsa ozheled. Gheață, adică gheață crusta groasă formată în timpul înghețarea picăturilor de ploaie suprarăcite, burniță sau ceață, la o temperatură de la 0 la -5 ° C pe suprafața pământului și diverse elemente, inclusiv firele liniilor electrice de înaltă tensiune. Grosimea de gheață pe ele se poate ajunge la 60-70 mm, sârmă considerabil mai grele. Calcule simple arată că, de exemplu, AC-185/43 19,6 mm diametrul firului are o lungime de 846 km greutate kg; de gheață, cu o grosime de 20 mm este crescut de 3,7 ori, la o grosime de 40 mm - 9 ori, la o grosime de 60 mm - 17 ori. Masa totală a liniei de transmisie a lungimii opt kilometri de fire crește, respectiv până la 25, 60 și 115 de tone, ceea ce conduce la rupere și ruperea cablurilor metalice susține.
topire electrocutarea
Crusta de gheață pe elimina linii de înaltă tensiune, de încălzire constantă sârmă sau alternativ de frecventa curentului de 50 Hz până la temperatura de 100-130 ° C Asigurați-vă că cel mai simplu mod, prin scurtcircuitarea celor două fire (în acest caz, de la rețea trebuie să opriți toți consumatorii). se topesc în mod eficient Să crusta de gheață pe firele de curent necesare Ipl. Apoi, când se topește tensiunea de alimentare de curent continuu
în care RPR - fire de rezistență și un curent alternativ de la rețea -
în care Xpr = 2FLpr - reactanță la frecvența F = 50 Hz, datorită inductanței Ls lungimii firului.
Liniile de lungime considerabilă și o secțiune transversală datorită inductanță relativ mare a tensiunii de alimentare de curent alternativ, la o frecvență F = 50 Hz și, în consecință, puterea ar trebui să fie de 5-10 ori mai mare în comparație cu sursa de curent constant de aceeași concentrație. Prin urmare, cost-eficiente pentru a topi îngheț DC, cu toate că este nevoie de un puternic redresoare de înaltă tensiune. curent alternativ se aplică de obicei la liniile de înaltă tensiune de 110 kV sau mai jos, iar constanta - peste 110 kV. Cu titlu de exemplu, că la o tensiune de 110 kV curent poate ajunge la 1000 A necesară capacitate - 190 milioane · Temperatura conductorului de 130 ° C.
Astfel, topirea gheții șoc - destul de incomod, dificil, periculos și costisitor. În plus, atunci când firele rămase climate purificate crește din nou pe gheață, care este necesară pentru a se topi din nou și din nou.
Înainte de a prezenta esența metodei noastre propuse pentru a face cu cireasa de pe firele de linii electrice de înaltă tensiune, se va concentra pe două fenomene fizice, dintre care primul se datorează efectului de piele, al doilea - cu un val electromagnetice care călătoresc.
efect de piele și valuri care călătoresc
efectul numele vine de la cuvântul englezesc «piele» - piele. efect de piele este faptul că curenții de înaltă frecvență, spre deosebire de CC nu sunt distribuite uniform pe secțiunea transversală a conductorului și se concentrează într-un strat foarte subțire de pe suprafața a cărei grosime este la o frecvență de f> 10 kHz este deja de un milimetru, iar firele de rezistență crește însutit.
oscilații de înaltă frecvență electromagnetică se poate propaga în spațiu liber (la antena de emisie) și în ghiduri de undă, de exemplu, într-un așa-numitele linii lungi prin care electromagnetice val de alunecare, în cazul în care pe șine. Acest lucru poate servi ca o linie de transmisie pereche de sârmă linie lungă. Cu cât mai mare linia de sârmă de rezistență, cea mai mare parte a câmpului electromagnetic călătorind de-a lungul liniei de energia valurilor este transformată în căldură. Este acest efect, iar baza pentru o nouă metodă de prevenire a gheții pe liniile electrice.
În cazul liniei dimensiuni limitate sau la oricare dintre obstacole mari, cum ar fi capacitatea, în plus față de linia de incident va fi distribuit si reflecta energia valurilor, care va fi, de asemenea transformată în căldură, deoarece răspândit de la obstacol la generator.
Calculele arată că este necesară pentru protecția liniei de transport lungime de gheață de aproximativ 10 km generator de putere de înaltă frecvență de 20 kW, adică transformă 2 wați de putere pe metru de sârmă. Modul de încălzire sârmă regulată are loc, astfel, în 20 de minute. Și pentru același tip de sârmă necesită aplicarea unui curent continuu de 100 de wați pe metru, cu acces la modul timp de 40 de minute.
Curenții de frecvență înaltă a genera puternic de radiodifuziune VHF FM emițătoare care funcționează în intervalul 87,5-108 MHz. Acestea pot fi conectate la firele de linie de transport printr-o încărcare dispozitiv de potrivire - linie de transport.
Pentru a testa eficiența metodei propuse, un experiment de laborator a fost realizat în MIREA. un generator de putere de 30 W, cu o frecvență de 100 MHz conectate la o linie de lungime cu două fire de 50 m, la capătul deschis, cu fire de 0,4 mm în diametru, distanțate de 5 mm.
Sub influența unei temperaturi de încălzire undelor electromagnetice care călătoresc de linie cu două fire a fost 50-60 ° C, cu o temperatură a aerului de 20 ° C Rezultatele experimentale cu o precizie satisfăcătoare, în conformitate cu rezultatele calculelor.
Metoda propusă impune, desigur, o realitate aprofundată a verifica actuala putere cu un experimente la scară completă pentru experimentul de laborator poate da doar o primă evaluare preliminară a noii metode de a controla glazură. Dar unele concluzii din toate acestea, este încă posibil să se facă:
1. Încălzirea curenți de înaltă frecvență permite liniilor electrice pentru a preveni formarea gheții pe firele, deoarece acestea pot fi încălzite la 10-20 ° C, fără a aștepta formarea unei gheață dense. Deconectat de la rețeaua electrică a consumatorilor nu au - semnal de înaltă frecvență nu le penetreze.
Subliniem: metoda permite, pentru a evita apariția de gheață pe fire, dar nu începe să se ocupe de ea, după gheață „strat“ de plicuri.
2. Deoarece firul poate fi încălzit cu numai 10-20 ° C, comparativ cu fuzibil care necesită încălzire sârmă la 100-130 ° C, consumul de energie este redus semnificativ.
3. Deoarece rezistența firelor de curenți de înaltă frecvență, în comparație cu industrială (50 Hz) crește brusc, coeficientul de transformare a energiei electrice în energie termică este mare. Aceasta, la rândul său, duce la o reducere a puterii necesare. La început, cel mai probabil, este posibil să se limiteze frecvența de aproximativ 100 de oscilator MHz 20-30 kW putere, folosind emițătoare de radiodifuziune existente.
Yavorskiy B. M. Detlaf AA Manual de fizica. - M. Stiinta 1974.