Проверка выбранного сечения по техническим ограничениям

В процессе эксплуатации провода воздушных линий подвергаются различным воздействиям. Это – нагрев проводов протекающими токами, атмосферные воздействия (гололед, ветер) и некоторые другие. Выбранное сечение должно быть таким, чтобы эти воздействия не препятствовали нормальной эксплуатации линий электропередачи и не приводили к преждевременному выходу проводов из строя.

Кроме того, высоковольтные ВЛ, если сечение проводов выбрано неверно, оказывают нежелательное воздействие на окружающую среду вследствие коронного разряда. С одной стороны это значительные электромагнитные помехи и акустический шум, с другой – дополнительные потери энергии.

Учет этих условий накладывает на выбираемые сечения определенные ограничения. Поэтому сечения, выбранные по условиям экономической целесообразности, обязательно должны проверяться на соответствие этим ограничениям.

Как сказано в ПУЭ, все проводники “должны удовлетворять требованиям в отношении предельно допустимого нагрева с учетом не только нормальных, но и послеаварийных режимов”. Так как в послеаварийных режимах часть элементов электрической сети выводится из работы, то оставшиеся работают с перегрузкой. Поэтому и проверку на допустимый нагрев нужно производить именно для послеаварийных режимов. При этом особенностью такой проверки является то, что температура провода как раз и не проверяется. На основе исследований и длительной практики эксплуатации ВЛ для каждого сечения установлены так называемые “допустимые нагрузки”. Они широко опубликованы в справочной литературе, например, в [7]. Это длительные токи, при которых при температуре воздуха +25°С температура провода равна своему допустимому значению. А вся проверка состоит в том, чтобы проверить выполнение неравенства: . (4-9)

Здесь - допустимая для данного сечения нагрузка, А;

- ток в проверяемом элементе в наиболее тяжелом послеаварийном режиме, А;

- поправочный коэффициент, учитывающий фактическую среднемесячную для наиболее жаркого месяца температуру воздуха в 13 часов дня; приводится в справочниках, например, в [7].

Если неравенство (4-9) выполняется, то проверяемое сечение выбрано правильно, если не выполняется, то сечение необходимо увеличить.

Интенсивность коронного разряда зависит от состояния атмосферы и напряженности электрического поля вблизи поверхности провода. Полностью исключить коронный разряд нельзя, но его можно ограничить до величины, когда потери энергии не превышают экономически приемлемый уровень. Исследованиями установлено, что в ВЛ 110…220 кВ такое ограничение имеет место, если диаметр провода удовлетворяет условию: . (4-10)

По (4-10) для каждого номинального напряжения легко установить минимальное сечение провода, при котором потери энергии на коронный разряд экономически приемлемы. Для напряжения 110 кВ это 70 мм², а для 220кВ – 240 мм². Для напряжения 35 кВ потери на коронный разряд незначительны при любых сечениях, применяемых при этом напряжении.