- ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ПРОВОДА
Погодные условия. Корона на проводах ВЛ является источником шума, интенсивность которого зависит от геометрических характеристик и напряжения ВЛ, а также от погодных условий. Этой проблеме уделяется мало внимания при рабочем напряжении менее 500 кВ, поскольку в этом случае уровень шума невелик. Фактически при напряжении меньше 500 кВ радиопомехи являются более серьезным сдерживающим фактором. Для ВЛ 500 кВ и выше, однако, шумы должны рассматриваться так же, как и радиопомехи, во многих случаях они налагают ограничения на выбор числа и диаметр проводов.
Акустические шумы возникают в основном при плохой погоде, тогда как при хорошей погоде и рабочих напряженностях в эксплуатационных условиях коронирование проводов незначительно. В плохую погоду на проводе имеется большое число источников короны, увеличивающих шум до высоких уровней. При дожде сверх определенной интенсивности достигается насыщение. Шум «сильного дождя» воспроизводится в лаборатории при искусственном дожде, и его значение достаточно точно предсказывается для ВЛ.
С самого начала исследований проблемы акустического шума от ВЛ [4.15—4.17] были выполнены лабораторные испытания с использованием искусственного дождя. Чтобы достичь однородности распыления дождя вдоль провода, интенсивность дождя поддерживали в пределах от 17,8 до 134 мм/ч. Такие лабораторные условия, названные «сильный дождь», дают воспроизводимые результаты и похожи на явления, происходящие в действительности.
По-видимому, большинство жалоб на шум не вызывается этими условиями, поскольку дождь такой интенсивности бывает очень редко.
Требования к снижению уровня акустического шума возникают при слабом и среднем дожде, тумане, дымке и снеге, а также в период после дождя, когда провод еще не высох. В этих условиях воспроизвести шум при лабораторных испытаниях нелегко, поскольку он в большой степени зависит от состояния поверхности провода и общих погодных условий. При слабом дожде, тумане, дымке и после дождя количество капель воды, ударяющихся о провод или падающих с него, несколько больше, чем висящих снизу провода. В этом случае они генерируют основной шум.
Во время опыта с «мокрым проводом» провод поливается вначале, как и при опыте «сильный дождь», а затем вода отключается и производятся измерения, когда первоначальное падение капель прекратится. При испытаниях в естественных условиях это происходит через 1,5—2 мин после прекращения подачи воды.
Уменьшение, постоянство или увеличение шума после прекращения «дождя» зависят от напряженности, геометрии пучка и состояния поверхности проводов. При низкой напряженности шум при «мокром проводе» меньше шума при «сильном дожде». Следовательно, шум при «мокром проводе» больше зависит от напряженности и геометрии расщепленной фазы, чем при «сильном дожде».
Все это объясняет некоторые расхождения между результатами лабораторных испытаний, полученными для «сильного дождя», и данными, полученными при сильном дожде в полевых условиях. Для некоторых линий, однако, разница между шумом при «сильном дожде» и при «мокром проводе» мала: шум остается приблизительно таким же независимо от интенсивности дождя, а также для периода после дождя, пока на проводе остается достаточное количество капель. Шум при «мокром проводе» эквивалентен шуму непосредственно после дождя и максимуму шума, достигаемого при тумане.
При тумане необходимо длительное время для насыщения провода каплями воды. Опыт с ВЛ УВН показал, что при тумане шум достигает максимального значения через несколько часов.
Шум при снеге может изменяться в широких пределах и зависит от вида снега и его интенсивности.
Для исчерпывающей оценки характеристики акустического шума ВЛ необходимо рассматривать не только один какой-нибудь вид погодных условий. Важно дать статистическую оценку шума. Статистические измерения шума даются для испытуемой ВЛ при разных погодных условиях [1.8, 4.19] (см. также § 4.6).
Статистическая оценка слышимого шума еще не является оценкой неприятных ощущений. Они требуют информации о фоне шума и его допустимости при различных погодных условиях.
В том случае, когда полные данные по статистике шума получить нельзя, по-видимому, важно сравнить различные конструкции ВЛ, основываясь на шум при «мокром проводе».
Влияние состояния поверхности. Состояние поверхности провода может влиять на шум в сырую погоду, причем это влияние возрастает с увеличением интенсивности дождя. Две различные поверхности, такие, как гидрофобная (покрытая маслом) и гидрофильная (специально вымытая), дают различный уровень помех для «мокрого провода» и почти одинаковый результат при «сильном дожде». От количества влаги на проводе зависит формирование капель. О влиянии этого на радиопомехи сообщено в [4.20].
Особое состояние поверхности достигается при старении провода со временем в результате совместного воздействия напряжения и различных погодных условий. Состаренный провод имеет гидрофильную поверхность, на которой капли образуются только внизу. Старение поверхности благоприятно сказалось на уменьшении радиопомех.
Измерения акустического шума на опытной ВЛ ультравысокого напряжения показали воздействие на них .старения провода. При работе со средними напряженностями шум при «мокром проводе» может быть уменьшен особенно существенно. Таким образом, следует ожидать, что провода, если не предпринять специальных мер, будут создавать больший шум сразу после пуска ВЛ, чем через несколько лет эксплуатации. Для старения провода достаточно от 6 мес до 1 года.
Расчетные кривые, приведенные в этой книге, справедливы для проводов средней степени старения.
Конструкция расщепленной фазы. Слышимые помехи зависят от конструкции расщепленной фазы: количества проводов, их диаметра и расположения. Для пучка из п проводов относительное положение каждого провода определяется 2 (п—1) параметрами.
«Нормальный» пучок является особым случаем, когда отдельные провода расположены по вершинам правильного многоугольника.
«Нормальный» пучок обычно определяется только одним параметром — диаметром пучка (при двух, трех и четырех проводах для этого необходимо определить расстояние между парой проводов). Однако в более общем случае лучше определить диаметр круга, по которому расположены провода. В настоящее время наибольшее количество информации получено для правильных пучков расщепленной фазы. Однако в последующем будет показано, что необходима оптимизация конструкции расщепленной фазы, и будут определены пути ее осуществления.
