Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Линии электропередачи 345 кВ и выше

Генерация шума проводами - Линии электропередачи 345 кВ и выше

Оглавление
Линии электропередачи 345 кВ и выше
Исследовательский центр УВН
Коронный разряд на ЛЭП
Потери на корону
Влияние состояния поверхности проводов и атмосферных условий на корону
Оценка эффектов короны на однофазной линии
Импульсная корона
Радио- и телевизионные помехи
Проектирование конструкций проводов с учетом радиопомех
Генерация радиопомех на линиях
Проектные материалы по радиопомехам
Проектные данные по телевизионным помехам от линий
Радиопомехи от подстанций
Ограничение радиопомех
Акустический шум
Оценка неприятных ощущений от акустического шума
Конструкция провода и акустический шум
Генерация шума проводами
Данные для расчета акустического шума от ВЛ
Акустический шум от короны
Способы уменьшения акустического шума
Корреляция между шумом, радиопомехами и потерями на корону
Потери на корону
Потери на корону при плохой погоде
Определение потерь на корону
Потери на корону при сильном дожде
Сравнение потерь на корону с активными потерями
Линейная изоляция на напряжение промышленной частоты
Обследование загрязнений
Испытание загрязнений
Исследования загрязнений по программе УВН
Механизм поверхностного пробоя загрязненной изоляции
Расчет изоляции при загрязнениях
Линейная изоляция при коммутационных перенапряжениях
Техника испытаний поверхностного пробоя коммутационным импульсом
Пробивные напряжения стержневых промежутков коммутационным импульсом
50%-ное напряжение промежутка «окно в опоре»
50%-ное напряжение гирлянд изоляторов при коммутационных перенапряжениях
Расстояния до заземленных объектов в центре пролета по условиям коммутационных перенапряжений
50%-ное напряжение при коммутационных перенапряжениях и выбор подстанционной изоляции
Приведение данных поверхностного пробоя к стандартным условиям
Влияние конструкции промежутка на пробивное напряжение при коммутационных перенапряжениях
Влияние влажности; приведение к стандартным условиям
Влияние относительной плотности воздуха на пробивное напряжение
Влияние дождя на пробивное напряжение
Изоляция параллельных промежутков
Приложения 1
Электростатическое влияние
Влияние электрического тока на людей и животных
Оценка токов и напряжений для автомобилей
Поведение людей и животных в сильном электрическом поле
Воспламенение горючего
Электростатическая индукция на параллельных проводах
Электростатическое поле на подстанции
Выбор воздушных промежутков для линий УВН и СВН
Список литературы
  1. ГЕНЕРАЦИЯ ШУМА ПРОВОДАМИ

Генерация шума проводами пучка. Как говорилось в § 4.2, акустический шум состоит из двух составляющих, воспринимаемых как треск и шипение, причем треск вызывает более неприятные ощущения и вызывается главным образом стримерами положительной полярности с капель воды.
Интенсивность стримеров, а следовательно, и генерация ими шума зависят от природных свойств источников шума и электрического поля в том месте, где создаются стримеры. Влияет напряженность не только на поверхности провода, но и во всем объеме на расстоянии, определяемом, по крайней мере, двумя диаметрами от центра провода.
Практически [4.21] электрическое поле в непосредственной близости от отдельного провода пучка определяется диаметром провода, средней напряженностью на поверхности, максимальной напряженностью на поверхности, расположением точки максимальной напряженности на поверхности провода расщепленной фазы. Два провода пучка, у которых эти параметры одинаковы, вызывают одинаковую генерацию шума для одних и тех же погодных условий независимо от других характеристик пучка, в котором они расположены.
Таким образом, возможно характеризовать генерацию шума отдельным проводом пучка как функцию упомянутых выше четырех параметров. Основные экспериментальные данные были получены на установке [4.21], состоящей из заземленной клетки (диаметр 2,44 м, длина 2,44 м), в которой испытывались конструкции из двух проводов. Последние имитировались стальными трубками, одна из которых имела отверстия для пропуска воды, текущей внутри трубы. Таким образом создавались условия искусственного дождя только на одном из проводов. Установка позволяла варьировать каждый из четырех параметров для оценки их влияния на генерацию шума. На рис. 4.5.1 показано, в частности, как изменялось расположение точки максимальной напряженности по отношению к капле воды, всегда ориентированной в направлении земли.
Измерения слышимого шума проводились, когда капли начинали падать через отверстия. Измерения шума при «мокром проводе» начинались, когда падение капель прекращалось и капли висели внизу на проводе.
Результаты опытов представлены на рис. 4.5.2—4.5.19,         где приняты следующие обозначения: Етах — максимальная напряженность; а-—угол (в градусах) между радиусами, определяющими положение капли и точку максимальной напряженности. Измерения проводились при разных а и k — отношениях максимальной и средней напряженностей Етах/Еср.
Применение приведенных выше данных показано на следующем примере.

Рис. 4.5.1. Типовая испытательная установка (пучок из двух проводов, d=2,95 см, расстояние между проводами 52 см).
Рассмотрим правильный пучок диаметром 101 см из восьми проводов диаметром 3,43 см (рис. 4.5.20) центральной фазы ВЛ 1050 кВ с междуфазным расстоянием 15,25 и при высоте подвеса 19,85 м. Суммарная акустическая мощность А, генерируемая каждым проводом, составляет 16,6 мкВт/м. Результаты расчета параметров поля приведены в табл. 4.5.1.
Таблица 4.5.1

* Мощность незначительная.
** Общая мощность 8,3 мкВт/м. Для расчета шума других проводов общее значение должно быть удвоено.

Рис. 4.5.3. Зависимость акустической мощности и звукового давления от максимальной напряженности на поверхности мокрого провода для различных углов а между радиусом в направлении капель и радиусом в направлении максимальной напряженности (d = 1,83, k= 1,035).

Рис. 4.5.2. Зависимость акустической мощности и звукового давления при коронировании мокрого провода от максимальной напряженности на поверхности (d=-= 1,83 см, k— 1).


Рис. 4.5.4. Зависимость акустической мощности и звукового давления от наибольшей напряженности на поверхности мокрого провода для различных углов a (d= 1,83, &= 1,072).


Рис. 4.5.7. Зависимость акустической мощности и звукового давления от максимальной напряженности на поверхности мокрого провода для различных углов a {d = 2,95 см, k — = 1,055).


Рис. 4.5.10. Зависимость акустической мощности и звукового давления от максимальной напряженности на поверхности мокрого провода для различных углов a (d — = 2,95, E=1,29).


Рис. 4.5.12. Зависимость акустической мощности и звукового давления от максимальной напряженности на поверхности «мокрого провода» для различных углов а.

Рис. 4.5.5. Зависимость акустической мощности и звукового давления от максимальной напряженности на поверхности мокрого провода для различных углов a = 1,83 см, &= 1,145).

Рис. 4.5.6. Зависимость акустической мощности и звукового давления от максимальной напряженности на поверхности мокрого провода (d=2,95 см, 1&=1).

Рис. 4.5.9. Зависимость акустической мощности и звукового давления на поверхности мокрого провода для различных углов a (d=2,95, 6=1,17).

Рис. 4.5.8. Зависимость акустической мощности и звукового давления от максимальной напряженности на поверхности мокрого провода для различных углов a (d== 2,95 см, 6=1,116).

Рис. 4.5.11. Зависимость акустической мощности и звукового давления от максимальной напряженности на поверхности мокрого провода (d = = 4,42 см, k=\).

Рис. 4.5.13. Зависимость акустической мощности и звукового давления от максимальной напряженности на поверхности мокрого провода для различных углов а (d=2,95, 6=1,117).


Рис. 4.5.14. Зависимость акустической мощности от максимальной напряженности на поверхности «мокрого провода» для различных углов а (d = =4,42, E = 1,117).


Рис. 4.5.16. Зависимость акустической мощности и звукового давления от максимальной напряженности на поверхности «мокрого провода» (d=5,59 см, E=1).

Рис. 4.5.15. Зависимость акустической мощности и звукового давления от максимальной напряженности на поверхности «мокрого провода» для различных углов а (d=5,59 см, E=1,135).

Рис. 4.5.17. Зависимость акустической мощности и звукового давления от максимальной напряженности на поверхности «мокрого провода» для различных углов а (с?=5,59 см, k — = 1,075).

Значения акустической мощности каждого провода пучка были определены интерполяцией. Например, для провода 4а=22 и Етах=16, 15 были получены результаты, приведенные в табл. 4.5.2.

Рис. 4.5.18. Зависимость акустической мощности и звукового давления от максимальной напряженности на поверхности «мокрого провода» для различных углов а (d = 5,59 см, k= 1,135).

Рис. 4.5.19. Зависимость акустической мощности и звукового давления от максимальной напряженности на поверхности мокрого провода для различных углов а.
Окончательная интерполяция делается по логарифмической шкале (предполагается, что А пропорционально d) между d=2,9 см и d—4,42 см; для d=3,43 см Л= =6,6 мкВт/м.
Следует иметь в виду, что эти исследования представляют собой первый шаг в направлении оценки вклада отдельного провода пучка в общий шум, создаваемый

Рис. 4.5.20. Пучок проводов фазы.
расщепленной фазой, и такие результаты должны использоваться с большой осторожностью.
Для получения данных для фазы с большим шагом расщепления была разработана установка для использования в клетке ультравысокого напряжения, как это показано на рис. 4.5.21.
Для того чтобы измерить шум, создаваемый отдельным проводом расщепленной фазы, на все провода, кроме одного, надевалась труба большого диаметра из непроводящего материала.


Рисунок

d, см

k

А, мкВт/м

Линейная интерполяция, k — 1,25

4.5.9

2,9

1,17

3,5

3 мкВт/м

4.5.10

2,9

1,29

2,7

4.5.14

4,42

1,17

36

33,9 мкВт/м

4.5.15

4,42

1,265

33,5

 

Шум, создаваемый закрытыми проводами, был достаточно малым, поэтому измеренный шум почти целиком создавался проводом без оболочки. Вращением трубы пучка создавалось различное положение капель относительно точки максимальной напряженности.


Рис. 4.5.21. Варианты использования пяти труб для фазы из шести проводов-
Рис. 4.5.22. Две различные ориентации фазы из четырех проводов. а — квадрат; б — алмаз.

Ко времени публикации этой книги на установке получены ограниченные результаты. Вследствие чрезвычайной важности акустических шумов при конструировании расщепленной фазы ВЛ ультравысокого напряжения предполагается, что эти данные будут получены в ближайшем будущем.
Шум, создаваемый расщепленной фазой «нормальной» конструкции. Вводятся понятия «диаметр фазы» и «форма фазы». На рис. 4.5.22 показаны формы для фазы из четырех проводов: в виде квадрата и кристалла алмаза. В обоих случаях диаметры  фазы равны D.
Другой параметр, характеризующий «нормальную» -фазу, — напряженность. Поскольку каждый провод фазы имеет максимальную и среднюю напряженность, не-

обходимо определить напряженность фазы в зависимости от напряженности отдельного провода. Наиболее часто для этого вводится понятие «максимальная напряженность», определяемая как «средняя из максимальных напряженностей отдельных проводов фазы». Для фазы, на которую влияние земли очень мало (бесконечно удалена от земли или находится в центре симметричной клетки), все провода фазы имеют одинаковую напряженность, поэтому максимальная напряженность любого провода равна максимальной напряженности фазы.
В общем случае, однако, отдельные провода имеют различные максимальные напряженности и удобнее «максимальную напряженность» Етах определять через общий заряд Q фазы:
(4.5.1)
где п — число проводов; d — диаметр провода; D — диаметр фазы.
Акустическую мощность, создаваемую «нормальной» расщепленной фазой, можно получить путем суммирования мощностей отдельных проводов пучка, как показано выше. Однако наличие большого числа опытных данных для нормальной фазы позволяет использовать для этого непосредственно расчетные кривые и сравнить данные, полученные в результате обобщения измерений на опытных ВЛ и в клетках [4.8, 4.15, 4.23].
Акустическую мощность при сильном дожде можно найти по выражению
(4.5.2)
где п — число проводов в фазе; d — диаметр провода, см; А\ — мощность слышимого шума от провода с диаметром 3,8 см; k — коэффициент, зависящий от числа проводов в фазе (k=1 для n>3, k=1,8 для п=2, k=5,6 для п= 1).
Мощность А{ зависит от максимальной напряженности на поверхности провода фазы (рис. 4.5.23). Для кривой на рис. 4.5.23 найдено следующее выражение, дБ сверх 1 мкВт/м:
(4.5.3)
Пространственная ориентация фазы при n>3 не имеет заметного влияния. Для фазы из двух проводов максимальный шум возникает при вертикальном положении проводов. При горизонтальном шум снижается на 25% (-1,5 дБ).

Рис. 4.5.24, Типичная зависимость генерируемой акустической мощности от максимальной напряженности на поверхности провода.
1 — «сильный дождь»; 2 — «мокрый провод».
Диаметр расщепленной фазы при постоянном напряжении влияет на максимальную поверхностную напряженность, а следовательно, на генерацию шума. Однако при постоянной поверхностной напряженности диаметр фазы влияет слабо, и им можно пренебречь.

Рис. 4.5.23. Зависимость акустической мощности от максимальной напряженности на поверхности провода при сильном дожде (для любой фазы при п=3, Л = п2Х X (d/3,8)4>4A\ .
Акустический шум при «мокром проводе» отличается от такового при «сильном дожде» (рис. 4.5.24). Уровень шума при «мокром проводе» равен уровню шума при «сильном дожде» при напряженности, численно равной Eq. В точке пересечения кривые имеют почти равную крутизну, и напряженность Eq не определяется точно во время опытов. Поэтому для вычислений рассчитана напряженность Екр, при которой шум при «мокром проводе» на 6 дБ меньше шума при «сильном дожде». Напряженность Екр будет использована для характеристики конструкции фазы с точки зрения шума при «мокром проводе» и при «сильном дожде».
Уменьшение напряженности ниже Екр вызывает существенное снижение шума при «мокром проводе». При напряженности более Екр шум при «мокром проводе»   быстро достигает шума при «сильном дожде» и даже может превысить его.

Рис. 4.5.25. Влияние диаметра провода фазы на напряженность Ес, при которой шум при «мокром проводе» на 6 дБ меньше, чем при сильном дожде (n<4).
Напряженность, соответствующая разнице генерируемой мощности в 6 дБ, зависит от диаметра проводов в фазе и их количества, особенно от состояния поверхности провода.

Рис. 4.5.26. Зависимость отношения акустических мощностей при «мокром проводе» и «сильном дожде» от относительной напряженности Етах1Ес.
Результаты опытов для состаренного провода (как естественными, так и искусственными средствами) показаны на рис. 4.5.25; они действительны для 4. Для расчетов напряженности, кВ/см, предлагается следующее уравнение (для n<4 и d=2--6 см):
(4.5.4)
Как показывают опыты, при n>4 Е1ф снижается, и его можно определить по уравнению, кВ/см,
(4.5.5)
Изменение отношения С акустической мощности, генерируемой при «мокром проводе» и «сильном дожде», в зависимости от отношения напряженностей Етах/ЕКр показано на рис. 4.5.26. Для Emax—EKV акустическая мощность при «мокром проводе» на 6 дБ меньше, чем при «сильном дожде».
Из рис. 4.5.26 видно, что снижение величины С происходит в широком диапазоне, что обусловлено различием в состоянии поверхности проводов. Средние значения определяются уравнением
(4.5.6)
где х=10 (Етах/ЕКр 0,8), 0,8<СЕтах/Екр<С. 1,4.
Как указывалось выше, напряженность Екр и крутизна кривой для «мокрого провода» существенно зависят от состояния поверхности провода. Для новых проводов EКр очень мало и в основном шум при «мокром проводе» очень мало отличается от шума при «сильном дожде».
Провода расщепленной фазы, испытанные на опытной ВЛ УВН, имели среднюю степень старения, хотя и не такую, как провода, эксплуатировавшиеся многие годы на ВЛ. В этом отношении должна быть проявлена осторожность при интерпретации результатов расчета и кривых. Точность приведенных здесь результатов составляет, по-видимому, ±3 дБ. Если требуется большая точность, то необходимо иметь больше опытных данных для проводов с известным состоянием поверхности.
Генерация шума с частотой 120 Гц. В акустическом шуме от короны на ВЛ имеется составляющая с частотой 120 Гц, которая воспринимается как «шипение». Как было указано § 4.3, неприятные ощущения создаются в основном случайным шумом. Полный анализ шума, однако, невозможно произвести без рассмотрения по крайней мере наиболее важной составляющей чистого тона— колебаний частотой 120 Гц. «Шипение» особенно заметно в сильный дождь, при гололеде, мокром снеге или других условиях, связанных с большими потерями на корону.
Звуковые колебания с частотой 120 Гц слабо затухают в воздухе, при проходе через деревья и стены. Следовательно, учет воздействия этой составляющей мог бы быть более важным, чем учет случайного шума при больших расстояниях от линии, в том числе в домах. Данные о генерации шума с частотой 120 Гц получены в опытах на однофазной ВЛ ультравысокого напряжения. Результаты имеют большой разброс (±5 дБ), обусловленный разницей в погодных условиях, в состоянии поверхности проводов, в положении микрофонов. Несмотря на такой
разброс, была исследована зависимость уровня шума от конструкции фазы и даны эмпирические уравнения.
В соответствии с гл. 3 генерированная акустическая мощность определяется выражением, Вт/м,
(4.5.7)
где р — уровень звукового давления, Н/м2; 6 — плотность воздуха, кг/м2; с — скорость распространения волны, м/с (при нормальных атмосферных давлениях vbс=20,5; Н—2nR, м; здесь R — расстояние от провода до микрофона).


Рис. 4.5.27. Зависимость генерируемой акустической мощности при 120 Гц от максимальной напряженности при «сильном дожде» (фаза из шести проводов с d — = 3,8 см).
Рис. 4.5.28. Влияние диаметра фазы на величину поправки при 120 Гц.

На рис. 4.5.27 показана зависимость генерированной акустической мощности при шуме с частотой 120 Гц от максимальной поверхностной напряженности Е0. Кривая дана для фазы из шести проводов диаметром 3,8 см. Для других диаметров поправка дана на рис. 4.5.28. На рис. 4.5.29 приведена коррекция при изменении числа проводов в фазе. Корректирующие кривые даны для двух диаметров провода: 2,3 и 4,63 см. Предполагается, что промежуточные значения определяются линейной интерполяцией.
Ниже приведены уравнения, соответствующие кривым на рис. 4.5.27—4.5.29:
для рис. 4.5.27 акустическая мощность (сверх 1 мкВт/м)
(4.5.8)
где Ётах — максимальная напряженность на поверхности, кВ/см;
для рис. 4.5.25 корректирующий коэффициент на диаметр провода, дБ,
(4.5.9)
где d — диаметр, см;
корректирующий коэффициент на число проводов в фазе, дБ:
для рис. 4.5.29 для d—4,63 см

для рис. 4.5.29 для d=2,3 см
(4.5.10)
Пример. Для фазы из восьми проводов диаметром 4,63 см при Е max — 16 кВ/см получим:
из рис. 4.5.27 Л' = 20,9 дБ сверх 1 мкВт/м; из рис. 4.5.28 Са— 1,6 дБ; из рис. 4.5.29 Сп = 2,6 дБ.
Генерируемая акустическая мощность
А =Л'+Ссг+Сп = 25,1 дБ сверх 1 мкВт/м.

Рис. 4 5.29. Влияние числа проводов в фазе на шум при 120 Гц («сильный дождь», постоянная максимальная напряженность).
Акустический шум при сухих проводах. Обычно акустический шум при сухих проводах не рассматривается. Напряженности, при которых появляется корона, в соответствии с уравнением Пика значительно выше применяемых на ВЛ.
Практически несовершенство поверхности или пыль на проводе могут вызвать возникновение короны при рабочих напряженностях. Однако провод, рассчитанный на приемлемый акустический шум в сырую погоду, не будет генерировать заметного шума в хорошую погоду. Тем не менее на опытной ВЛ ультравысокого напряжения были выполнены исследования для хорошей погоды.
Уровень шума в хорошую погоду превышает уровень шума окружающей среды только при высоких напряжениях, он очень изменчив, зависит от состояния поверхности проводов и количества пыли на них.

Рис. 4.5.30. Зависимость разницы шумов в хорошую погоду и при «сильном дожде» от максимальной напряженности на поверхности провода.
На рис. 4.5.30 показано соотношение между шумом в хорошую погоду и при сильном дожде в зависимости от напряженности на поверхности провода. Эти данные получены на опытной ВЛ ультравысокого напряжения и в опытных клетках. Для 3-фазной ВЛ использованы данные из [4.21]. Там приведены данные для фазы из четырех проводов при диаметре провода 2,5 см и Е = = 24 кВ/см в хорошую погоду. Средний уровень звукового давления оказался здесь на 9 дБ ниже, чем при сильном дожде.
Разница в уровне звукового давления при хорошей погоде и при сильном дожде уменьшается при увеличении напряженности, и при очень высоких напряженностях уровень звукового давления в хорошую погоду может превышать таковой при дожде.
Оптимизация конструкции фазы. Оптимальная конструкция фазы должна соответствовать минимальной стоимости и иметь приемлемые конструктивные параметры. Если бы не было других ограничений, проблема выбора оптимальной конструкции фазы была бы сложной.
Для ВЛ ультравысокого напряжения акустический шум в сырую погоду, по-видимому, явится фактором, определяющим конструкцию. Поэтому при конструировании фазы следует учитывать влияние акустического шума при мокрой погоде. Если найдена оптимальная конструкция фазы, то делается проверка на соответствие требованиям аэродинамики, радиопомех, акустических шумов в сухую погоду.
Расщепленная фаза имеет много степеней свободы, что определяется числом проводов и местоположением

каждого провода. Необходимо уменьшить сложность проблемы, уменьшив число степеней свободы.
Оптимизация, использующая фактор более высокой напряженности средней фазы (при горизонтальном расположении фаз), позволяет уменьшить число проводов в крайних фазах или их диаметр без заметного увеличения шума от ВЛ в целом.
При многочисленных исследованиях на опытной ВЛ УВН при оптимизации фазы рассматривались два варианта:
для заданной массы, числа проводов в фазе, их расположения в пучке, площади поперечного сечения фазы определяется диаметр каждого провода фазы, соответствующий минимуму акустического шума;
для заданного напряжения, конструкции линии и диаметра проводов фазы определяется положение каждого провода, соответствующее минимуму создаваемого шума (другая перспективная возможность заключается в анализе того, как влияет напряжение, приложенное к каждому из проводов).
Первая задача может быть названа «оптимизация посредством выбора диаметров», а вторая — «оптимизация выбора положения проводов».
Первая задача имеет только теоретический интерес, поскольку нереально монтировать в фазе провода разного диаметра (они будут иметь разную ползучесть, температуру, стрелы провеса и т. д.). Вторая задача более привлекательна с практической точки зрения. Поэтому она будет рассмотрена подробнее.
В «нормальном» пучке отдельные провода создают разный акустический шум — нижние провода больший шум, чем верхние. Это заметно визуально ночью в плохую погоду при коронировании. Предполагается, что в оптимизированной фазе все провода будут создавать одинаковый шум. Следовательно, один путь оптимизации состоит в отыскании конструкции с одинаковым шумом от каждого провода фазы. Такая фаза называется сбалансированной.
Есть много таких конструкций, которые обеспечивают условия равенства шумов от каждого провода, однако только одна из них является оптимальной. Практически оптимизация представляет собой процесс отыскания сбалансированной конфигурации. Такой подход существенно упрощает вычисление оптимальной конструкции.
Фактически задача может быть решена посредством изменения геометрических параметров каждого провода фазы до такой степени, пока шум не достигнет заданного уровня. Однако это является только первым приближением, поскольку кривые зависимости шума от напряженности для отдельных проводов фазы имеют разный наклон. Поэтому необходимо установить рациональное значение акустической мощности шума, при котором следует вести оптимизацию. Значение А— 4 мкВт/м (фильтр типа А) было признано приемлемым. Максимальная напряженность на поверхности, соответствующая Л= =4 мкВт/м (фильтр типа А), была установлена из этих кривых непосредственно или экстраполяцией для разных значений к, а и d (результаты приведены в табл. 4.5.3).
Таблица 4.5.3


d, см

a0

Е’max' кВ/см, при значениях k

1

1,05

1,10

1,15

1,2

1,25

1,30

1,82

0

22,0

21,4

24,2

25,5

26,5

27,1

27,4

 

45

22,0

20,3

22,0

23,7

25,0

26,1

26,7

 

90

22,0

20,6

22,5

24,0

25,3

26,3

27,0

 

135

22,0

21,1

23,7

25,1

26,1

26,9

27,3

 

180

22,0

21,4

24,1

25,5

26,5

27,1

27,4

2,28

0

19,3

18,4

18,3

18,3

18,4

18,5

18,5

 

45

19,3

18,6

18,6

18,8

19,0

19,1

19,1

 

90

19,3

19,1

19,7

20,4

20,9

21,1

21,0

 

135

19,3

19,8

21,1

22,0

22,8

23,2

23,4

 

180

19,3

20,3

21,6

22,7

23,3

23,8

24,1

2,95

0

17,3

16,5

16,1

16,0

16,0

16,1

16,3

 

45

17,3

16,8

16,5

16,4

16,4

16,4

16,5

 

90

17,3

16,3

16,5

16,8

16,9

16,9

16,9

 

135

17,3

17,9

18,8

19,6

20,1

20,3

20,4

 

180

17,3

18,3

19,4

20,2

20,6

21,0

21,1

4,42

0

15,3

14,9

14,6

14,5

14,5

14,5

14,5

 

45

15,3

15,1

15,0

14,9

14,9

15,0

15,1

 

90

15,3

15,2

15,5

16,1

16,6

16,8

16,9

 

135

15,3

15,8

16,6

17,9

18,5

18,8

19,2

 

180

15,3

16,1

17,2

18,5

19,3

19,6

20,2

5,59

0

14,2

13,7

13,4

13,3

13,4

13,7

13,9

 

45

14,2

13,8

13,6

13,6

13,9

14,3

14,8

 

90

14,2

14,0

14,1

14,4

15,0

15,8

16,3

 

135

14,2

14,4

14,8

15,4

16,1

17,5

18,0

 

180

14,2

14,7

15,1

15,7

16,5

18,3

18,6

Для данного провода фазы с помощью табл. 4.5.3 можно интерполяцией определить Е'max при 4 мкВт/м
(фильтр типа А). Если максимальная напряженность Етах отличается от Е'max, то создаваемый шум вычисляется приближенно в предположении, что он изменяется на 8 дБ при изменении напряженности на 10%. Опыт в лаборатории подтвердил справедливость такого предположения.

Рис. 4.5.32. Зависимость рассчитанных относительных характеристик шума от параметра Е0 для фазы из шести проводов (d = = 4,57 см).
1 —D = 76,2 см; 2— D = 96,52 см; 3 — D = = 121,92 см; 4 — D= 142,24 см.
Чтобы упростить нахождение оптимальной конфигурации, анализ ограничивался случаями, когда провода

Рис. 4.5.31. Асимметричное расположение проводов в фазе (степень асимметрии Е0 = =iAt//A1).
располагались по окружности, а расстояния между смежными проводами определялись по геометрической пропорции. Например, фаза из шести проводов, изображенная на рис. 4.5.31, учитывает эти ограничения, если
Д2/Д1=Дз/Д2=Д4/Д3. Тогда положение проводов по отношению друг к другу полностью характеризуется диаметром фазы D и параметром Е0=Д4/Л1, который определяется как степень несимметрии. На рис. 4.5.32 показаны относительные характеристики слышимого шума в единицах уровня звукового давления в зависимости от E0, вычисленные для различных фаз при напряжении 1050 кВ.
Точность вычислений была проверена как опытами в клетках [4.21], так и на ВЛ [4.24]. Было получено прекрасное совпадение опытных и расчетных данных. На рис. 4.5.33 показано сравнение результатов расчета и опытов в клетке.
На рис. 4.5.34 показаны результаты оптимизации геометрии проводов после испытаний на опытной ВЛ УВН. При напряжении 1100 кВ при такой конструкции уменьшение уровня звукового давления составляет около 9 дБ при мокром проводе по сравнению с конструкцией «нормального» пучка диаметром 142,24 см (имеются в виду как акустический шум, так и радиопомехи). Это снижение меньше предсказываемого (по рис. 4.5.33 уменьшение составляет 11 дБ), что обусловлено трудностью фиксации положения провода на ВЛ.
Для предварительного рассмотрения были сделаны расчеты для определения оптимальной конфигурации и соответствующего уменьшения шума для каждого провода фазы. Максимальное снижение которого можно практически достигнуть для условий «мокрого провода», показано на рис. 4.5.35 в зависимости от максимальной поверхностной напряженности для «нормального» пучка (кривые на рис. 4.5.35 получены из данных, приведенных на рис. 4.5.2—4.5.19). Опыты для асимметричных пучков показали, что уменьшение шума при их использовании является эффективным мероприятием при напряженностях на 2—8% меньших, чем на рис. 4.5.35.
Значения, приведенные на рис. 4.5.35, являются усредненными, вычисленными для разного числа проводов в фазе (от 4 до 8) и разных диаметров фазы D. Было установлено, что влияние п и D мало по сравнению с влиянием диаметра отдельных проводов фазы d. Влияние оптимизации на уменьшение шума быстро исчезает, если работать при очень высоких напряженностях.
Акустический шум можно уменьшить, создавая оптимальную асимметрию различными способами. На рис. 4.5.36 показаны четыре основные модификации асимметричной фазы. Для каждой модификации асимметрия может быть выражена параметром Д, как показано на рис. 4.5.36. Достаточный опыт имеется только для конфигураций, изображенных на рис. 4.5.36. По-видимому, эквивалентное уменьшение шума могло быть получено и для другого расположения проводов.
Оптимальная степень асимметрии Е0 зависит от d, п, D и максимальной напряженности. Однако в первом приближении оптимальное значение Е0 не зависит от D и d.

Рис. 4.5.33. Опытные и расчетные зависимости относительных характеристик звукового давления от E0 (в опытах применено искусственное смачивание провода, фаза из шести проводов, d = 4,73 см). 1 — опыт (D=142 см); 2 — расчет (D=97 см).

Рис. 4.5.34. Сравнение акустических характеристик 3-фазной ВЛ с фазой из шести проводов (d = 4,6 см) оптимальной (D= = 100 см, E0 = 31 кВ/см) и правильной (D = 142 см, Е0 = = 1 кВ/см) конструкций.
1 — оптимальная конструкция: а — сильный дождь (7,62 мм/ч); b — средний дождь (2,5—5,2 мм/ч); с — слабый дождь (0,52—2,5 мм/ч); d — туман, очень слабый дождь (0—0,52 мм/ч); 2 — правильная конструкция (сильный и слабый дождь, туман).
Оптимальная конструкция приблизительно соответствует значениям E0, приведенным в табл. 4.5.4.
Таблица 4.5.4


Число проводов п

Расположение проводов по рис.

4.5.36, а

4.5.36, б

4.5.36, в

4.5.36, г

4

3

 

 

4,75

6

2,5

1,5

3

2,5

8

2,7


Рис. 4.5.35.
Если провода расположены не по окружности, то предыдущий анализ нельзя применить непосредственно. Для каждого провода должны быть произведены расчеты с использованием данных, приведенных на рис. 4.5.2—4.5.19.                Практически отклонение от окружности дает мало преимуществ, если только оно не решает другие задачи, кроме уменьшения акустического шума.

Рис. 4.5.36.
Рис. 4.5.35. Максимальное уменьшение звукового давления для «мокрого провода» фазы оптимальной конструкции.
Рис. 4.5.36. Возможные варианты оптимизации конструкции фазы.
(нижние провода сдвинуты со своих «правильных» положений).

Данные этого раздела показывают, что оптимизация конструкции фазы является эффективным путем уменьшения акустического шума. Этот метод, однако, должен быть опробован с точки зрения механических характеристик. Так как могут возникать колебания проводов фазы   при ветре, то, если расстояние между ними мало, асимметрия может утяжелить эту проблему. Однако полевых исследований колебаний для такой фазы не проводилось. Исходя из этих условий расположение проводов, изображаемое на рис. 4.5.36,а потребует более частой установки распорок и предпочтение следует отдать вариантам, изображенным на рис. 4.5.36,с, d. Однако в основном в местах, где возникает необходимость ограничения акустического шума, не возникает проблем при воздействии ветра. В этом случае обе проблемы можно разделить, и одна и та же фаза может иметь конструкцию «нормального» или асимметричного пучка в зависимости от местности, по которой проходит линия. В случае, когда необходимо одновременно рассматривать обе проблемы, к оптимизации нужно относиться осторожно. Должно учитываться применение дополнительных распорок, специальных распорок, пучка большого диаметра и различных асимметричных пучков.



 
« Ликвидация аварий в главных схемах станций и подстанций   М 416 измеритель сопротивления заземления »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.