Система автоматизированного мониторинга силы тяжения провода воздушных линий электропередачи по параметрам кручения и провеса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат наук Горячев Михаил Петрович

• Горячев Михаил Петрович
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Горячев Михаил Петрович

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА ПРОВОДАХ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

1.1 Факторы, определяющие механические нагрузки на воздушной линии электропередачи

1.1.1 Температура воздуха

1.1.2 Ветровые нагрузки

1.1.3 Гололёдно-изморозевые отложения

1.2 Методы контроля и мониторинга оледенения воздушных линий электропередачи

1.2.1 3Б моделирование ВЛ

1.2.2 Оптический метод обследования состояния воздушных линий электропередачи

1.2.3 Емкостной метод обследования состояния воздушных линий электропередачи

1.2.4 Механический метод обследования состояния воздушных линий электропередачи

1.2.5 Частотный (локационный) метод обследования состояния воздушных линий электропередачи

1.2.6 Термодинамический метод обследования состояния воздушных линий электропередачи

1.2.7 Инклинометрический метод обследования состояния воздушных линий электропередачи

1.3 Выводы по главе

2 ОПИСАНИЕ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ ТЯЖЕНИЯ ПО УГЛУ КРУЧЕНИЯ, НАКЛОНА И ТЕМПЕРАТУРЕ ПРОВОДА

2.1 Традиционный метод определения механических параметров ВЛ на основе гиперболических уравнений равновесия провода с учетом его упругих деформаций и температурных расширений

2.2 Теория силового расчёта стальных канатов в задачах оценки вращения провода ВЛ

2.3 Метод определения силы тяжения по углу кручения, наклона и температуре провода

2.3.1 Этап калибровки

2.3.2 Этап определения механических нагрузок на воздушной линии электропередачи методом определения силы тяжения по углу кручения, наклона и температуре провода

2.4 Численный пример определения параметров грозотроса в пролёте

2.5 Выводы по главе

3 ОПИСАНИЕ АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МОНИТОРИНГА СИЛЫ ТЯЖЕНИЯ ПРОВОДА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ПО ПАРАМЕТРАМ КРУЧЕНИЯ И ПРОВЕСА

3.1 Аппаратное обеспечение

3.1.1 Топология построения сенсорной сети системы автоматизированного мониторинга силы тяжения провода ВЛ по параметрам кручения и провеса

3.2 Программное обеспечение системы автоматизированного мониторинга силы тяжения провода ВЛ по параметрам кручения и провеса

3.3 Выводы по главе

4 СРАВНЕНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЕЙ И ПОГРЕШНОСТЕЙ МЕТОДИК НА ОСНОВЕ ТРАДИЦИОННОЙ МОДЕЛИ ПРОВОДА ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ И МОДЕЛИ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ ТЯЖЕНИЯ ПО УГЛУ КРУЧЕНИЯ, НАКЛОНА И ТЕМПЕРАТУРЕ ПРОВОДА

4.1 Расчёт чувствительностей методик на основе традиционной модели провода воздушной линии электропередачи и модели метода определения силы тяжения

по углу кручения, наклона и температуре провода

4.2. Расчёт погрешностей методик на основе традиционной модели провода воздушной линии электропередачи и модели метода определения силы тяжения по углу кручения, наклона и температуре провода

4.3 Выводы по главе

5 ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МОНИТОРИНГА СИЛЫ ТЯЖЕНИЯ ПРОВОДА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ПО КРУЧЕНИЮ, ПРОВЕСУ И ТЕМПЕРАТУРЕ

5.1 Применение разработанной системы автоматизированного мониторинга силы тяжения провода для контроля гололёдно-изморозевых отложений

5.2 Исследование механических нагрузок на грозотросы и провода ВЛ с использованием разработанной методики

5.3 Применение системы автоматизированного мониторинга силы тяжения провода воздушных линий электропередачи для контроля дефектов

5.4 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

РАБОТЫ АВТОРА, В КОТОРЫХ ОПУБЛИКОВАНЫ ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности

Передача электрической энергии от электростанций или подстанций к потребителю осуществляется по линиям электропередачи (преимущественно, воздушным), которые являются частью электрической системы. Воздушной линией электропередачи (ВЛ) называется устройство для передачи электрической энергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и закрепленным с помощью изоляторов и линейной арматуры к опорам [1].

Протяжённость ВЛ в Российской Федерации составляет свыше 2,8 млн. км. Электросетевое хозяйство стремительно устаревает. Уровень износа оборудования достигает 70% [2]. При этом в связи с ростом потребления электроэнергии и вводом в строй новых участков ВЛ повышается необходимость контроля состояния ВЛ и прогнозирования возможных аварийных ситуаций.

Необходимыми элементами ВЛ являются провод, изоляторы с линейной арматурой, а также несущие конструкции (опоры и фундаменты) [3]. При этом указанные элементы испытывают механические нагрузки и могут быть повреждены в случае превышения своего предела по механической прочности. ВЛ сооружаются в районах с различными климатическими условиями [4]. Различные климатические факторы оказывают влияние на механическую прочность элементов ВЛ и на характер внешних воздействий.

Конструктивные элементы ВЛ испытывают как горизонтальные (например, механические напряжения в натянутом проводе), так и вертикальные нагрузки (например, от собственного веса или от веса провода). Провод является элементом ВЛ, на котором наблюдаются изменения механических нагрузок ввиду изменения силы натяжения провода в зависимости от температуры и образования на нём гололёдно-изморозевых отложений (ГИО), а также колебаний от порывов ветра. Основные механические напряжения в проводе ВЛ связаны с его растяжением [5]. С увеличением предела прочности провода или проволок (жил),

из которых он изготовлен, увеличивается и натяжение, которое он способен выдержать [6].

Механическая перегрузка конструктивного элемента линии электропередачи может произойти в связи с появлением ГИО, развитием усталости конструктивного элемента ВЛ, ошибками при сооружении линии, а также проведением ремонтно-восстановительных работ. Среди перечисленных причин наиболее серьезными последствиями сопровождается появление ГИО.

В соответствии с картой гололедных нагрузок Республика Татарстан относится в основном ко второй группе риска (нормативная толщина стенки гололеда на проводе не менее 15 мм). Однако Бугульминский район, например, относится к четвертой (нормативная толщина стенки гололеда на проводе не менее 25 мм), самой опасной группе. Проблемы с гололедообразованием также отмечены в Лениногорском, Нурлатском и Альметьевских районах. В последние годы увеличилось количество температурных переходов через 0°С, что привело к возрастанию вероятности гололедообразования, так как ГИО на проводах ВЛ образуются при намерзании переохлажденных капель дождя, мороси или тумана при температуре от 0°С и ниже. При резком перепаде значений температуры окружающего воздуха от положительной к отрицательной на проводах оседают капли воды и начинается лавинообразный процесс образования толстой ледяной корки, достигающей толщины в несколько десятков миллиметров и значительно утяжеляющей провода [7].

Отложения гололеда, изморози и мокрого снега представляют большую опасность для нормальной эксплуатации ВЛ. Они могут вызывать:

а) перетяжку проводов между соседними пролетами и сближение проводов между собой;

б) раскачивание и сближение проводов вследствие подскока из-за неодновременного сброса ГИО;

в) интенсивную пляску, вызывающую короткие замыкания между проводами и между проводами и грозотросами, ожоги проводов и грозотросов, а в некоторых случаях - повреждения линейной арматуры и креплений;

г) значительную перегрузку проводов и их обрывы;

д) разрушение опор в результате обрыва проводов при перегрузке от гололеда, когда возникающие неуравновешенные тяжения на опоры от оставшихся целыми проводов значительно превышают расчетные, а также при сочетании гололеда с сильным ветром [8];

е) перекрытие линейной изоляции ВЛ при таянии вследствие значительного снижения льдоразрядных характеристик изоляторов по сравнению с влагоразрядными характеристиками, по которым обычно выбирается необходимый уровень линейной изоляции [9].

Таким образом, необходима достаточно точная локализация проблемного по ГИО участка или дефекта, и это при условии, что часто проезд вдоль ВЛ затруднён (глубокие снежные сугробы; естественные преграды, т.е. болотистая местность, рельеф и пр.), а скорость предотвращения / устранения аварийной ситуации напрямую связана с понесенными убытками [А1].

Задача внедрения системы контроля и мониторинга механических нагрузок ВЛ является актуальной, поскольку позволяет своевременно предупредить диспетчера электросетей о критических значениях механических нагрузок на конструктивные элементы ВЛ и поддерживать ее надежную работу.

В настоящее время в электроэнергетике находят применение следующие способы обнаружения критических механических нагрузок на провода ВЛ и контроля ГИО: 3D моделирование ВЛ [10]; оптический [11]; емкостной [12]; механический (датчики и устройства) [13, 14]; частотный (локационный) [15]; термодинамический [16]; инклинометрический [7].

Для расчёта механических нагрузок ВЛ в настоящее время обычно используется 2 метода: прямое определение (метод взвешивания провода, посредством использования тензометрических датчиков [17]) и косвенное (инклинометрические методы, в основе которых лежит измерение угла наклона провода [7]). Они же являются и самыми надежными. Наряду с большим количеством достоинств, метод взвешивания обладает и рядом недостатков, а именно: необходимость вносить изменения в линейную арматуру и высокая

стоимость; отсутствие систем обнаружения для ВЛ напряжением 35 кВ и ниже. Иклинометрический же метод достаточно надёжен, прост и не требует внесения изменений в конструкцию ВЛ, однако обладает погрешностями измерения угла наклона датчика и погрешностями, связанными с пересчётом угла наклона в силу тяжения провода.

Ранее разработанный в Казанском государственном энергетическом университете (при участии автора данной работы) инклинометрический метод косвенного измерения силы тяжения провода [7] не учитывал его кручения и, в связи с этим, обладал недостаточной эффективностью. Следовательно, является актуальной научная задача, связанная с разработкой метода косвенного измерения силы тяжения провода ВЛ, позволяющего более точно определять текущие механические нагрузки на провода ВЛ, а также отслеживать развитие дефектов провода, связанных с повреждением его отдельных проволок (жил).

Методология и методы исследования

Объект исследования: ВЛ, находящаяся в реальных условиях эксплуатации.

Предмет исследования: методика определения механических нагрузок на ВЛ по параметрам кручения и провеса провода.

Цель диссертационной работы - разработка метода и системы автоматизированного мониторинга силы тяжения провода ВЛ по кручению, провесу и температуре для предупреждения возможных аварийных ситуаций с большей достоверностью и пониженной чувствительностью к внешним возмущениям.

Основные задачи диссертации:

1. Провести исследование физических и технических возможностей способов измерения механических нагрузок на проводах ВЛ. Проанализировать методы и устройства контроля кручения и провеса провода ВЛ.

2. На основе анализа методов и устройств контроля кручения, провеса и температуры провода ВЛ разработать комплексную методику определения механических нагрузок на ВЛ, основанную на методе определения силы тяжения

по углу кручения, наклона и температуре провода. Обосновать целесообразность использования метода определения силы тяжения по углу кручения, наклона и температуре провода для предупреждения возможных аварийных ситуаций с учетом его преимуществ.

3. Разработать беспроводное устройство системы мониторинга гололедообразования, расширив его функциональные возможности с целью построения на его основе системы автоматизированного мониторинга силы тяжения провода ВЛ по кручению, провесу и температуре. Провести лабораторные испытания разработанного беспроводного устройства контроля.

4. Разработать алгоритмы приёма/передачи и обработки данных системы автоматизированного мониторинга. Разработать удобную для обслуживающего персонала систему отображения информации текущего состояния ВЛ по данным, получаемым от разработанных беспроводных радиоканальных устройств контроля.

5. Провести натурные испытания системы автоматизированного мониторинга силы тяжения провода ВЛ среднего и высокого напряжения с использованием прямых измерений в качестве метода верификации.

Методы исследования

Теоретическая часть диссертационного исследования проводилась с использованием математического анализа на основе механики гибкой нити и механики каната на основе математических методов обработки информации в программной среде Matlab 8.0. Исследование и интерпретация результатов испытания и диагностики элементов ВЛ проводились в программной среде LabView 16. Моделирование принципиальных схем проводилось с использованием программ MultiSim 10.0 и Altium Designer 16. Анализ статистических данных проводился с использованием пакета программ OriginPro.

Экспериментальная часть диссертационного исследования включала в себя: натурное прототипирование, стендовые и полевые испытания. Использовался разработанный метод определения силы тяжения по углу кручения, наклона и температуре провода для интерпретации результатов диагностики.

На защиту выносятся

1. Методика определения механических нагрузок на ВЛ на основе измерения угла поворота провода вокруг своей оси, угла наклона и температуры, учитывающая перетягивание провода между соседними пролетами, а также появление и развитие дефектов проволок провода.

2. Многопараметрическое беспроводное радиоканальное устройство контроля на основе улучшенных сенсоров для системы автоматизированного мониторинга силы тяжения провода ВЛ.

3. Система автоматизированного мониторинга силы тяжения провода ВЛ, отслеживающая развитие дефектов обрыва проволок провода.

4. Программы и алгоритмы, обеспечивающие приём-передачу данных в реальном времени по беспроводному радиоканалу, хранение, обработку и визуализацию информации, поступающей от устройств контроля, для системы автоматизированного мониторинга силы тяжения провода ВЛ.

Теоретическая значимость заключается в том, что проведенная работа способствует развитию комплексного подхода к определению силы тяжения провода ВЛ.

Практическая значимость заключается в том, что разработанная система автоматизированного мониторинга силы тяжения провода ВЛ, основанная на сети беспроводных радиоканальных устройств контроля, позволяет:

- определять текущую силу тяжения провода ВЛ по отношению к величине критической силы тяжения данного провода;

- количественно определять наличие ГИО на проводах ВЛ;

- осуществлять мониторинг состояния ВЛ, сбор и обработку данных обследования с целью дальнейшего их использования для снижения погрешности определения силы тяжения провода и прогнозирования развития дефектов на ВЛ;

- сигнализировать о необходимости принятия мер для снижения текущих механических нагрузок на провода ВЛ.

Результаты исследования формализованы в виде алгоритмов обработки данных и ПО для системы отображения информации по текущему состоянию

механических нагрузок на провода ВЛ на основе информации, получаемой от беспроводных радиоканальных устройств контроля системы автоматизированного мониторинга силы тяжения провода ВЛ. Разработан программный комплекс, который обеспечивает диспетчера подстанции своевременной информацией об уровне опасности текущих сил тяжения проводов контролируемых ВЛ, что способствует принятию оперативных решений по снижению механических нагрузок на провода ВЛ с целью предотвращения возможных аварийных ситуаций.

Использование системы автоматизированного мониторинга силы тяжения провода ВЛ позволит предотвратить аварии в случае отклонения показателей от нормативных в результате обледенения, работы ВЛ при низких температурах, а также воздействия посторонних объектов. Внедрение устройств контроля позволит повысить эффективность энергосистемы, сократить время локализации дефектов на ВЛ, тем самым уменьшив издержки на восстановление линии и повысив бесперебойность подачи электроэнергии потребителю.

Достоверность полученных результатов подтверждена необходимым объемом экспериментальных исследований; сходимостью результатов предложенного метода определения силы тяжения по углу кручения с показаниями, полученными экспериментально с помощью прямого измерения, а также с результатами расчёта силы тяжения по инклинометрическому методу на гиперболических уравнениях; применением математического анализа при обработке полученных результатов с использованием современных средств вычислительной техники; непротиворечивостью экспериментальных результатов, выводов и моделей известным теоретическим положениям и данным работ других исследователей в этой области.

Научная новизна диссертационной работы

1. Впервые разработана комплексная методика определения механических нагрузок на ВЛ для предотвращения возможных аварийных ситуаций на основе измерения угла кручения, угла наклона и температуры провода, учитывающая

перетягивание провода в соседние пролеты, а также появление и развитие дефектов проволок провода.

2. Разработан метод определения силы тяжения по углу кручения, наклона и температуре провода.

3. Разработана система автоматизированного мониторинга силы тяжения провода, состоящая из беспроводных радиоканальных устройств контроля, модуля сбора и хранения данных, а также модуля их анализа и визуализации.

4. Разработаны алгоритмы обработки данных системы автоматизированного мониторинга.

5. Разработано программное обеспечение (ПО) для беспроводного устройства контроля, системы сбора и накопления данных по беспроводному радиоканалу и ПО системы анализа и визуализации информации, удобное для работы диспетчера.

Соответствие паспорту научной специальности

Диссертация соответствует паспорту научной специальности 05.11.13 -«Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий» и отвечает следующим пунктам паспорта специальности:

1. Научное обоснование новых и усовершенствование существующих методов аналитического и неразрушающего контроля природной среды, веществ, материалов и изделий.

3. Разработка, внедрение и испытания приборов, средств и систем контроля природной среды, веществ, материалов и изделий, имеющих лучшие характеристики по сравнению с прототипами.

4. Разработка алгоритмического и программно-технического обеспечения процессов обработки информативных сигналов и представление результатов в приборах и средствах контроля, автоматизация приборов контроля.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система автоматизированного мониторинга силы тяжения провода воздушных линий электропередачи по параметрам кручения и провеса»

Апробация работы

Основные положения и практические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

- XII международная молодежная научная конференция «Тинчуринские чтения», г. Казань, КГЭУ, 26 - 28 апреля 2017 г.;

- XII Открытая молодежная научно-практическая конференция «Диспетчеризация и управление в электроэнергетике», г. Казань, КГЭУ, 1 - 3 ноября 2017 г.;

- V международный молодёжный форум «Интеллектуальные энергосистемы», г. Томск, Томский политехнический университет, 9 - 13 октября 2017 г.;

- Научно-практическая конференция по итогам совместного конкурса фундаментальных исследований РФФИ-РТ, г. Казань, Академия наук Республики Татарстан, 23 - 24 ноября 2017 г.;

- IX Международная научно-техническая конференция «Электроэнергетика глазами молодёжи», г. Казань, КГЭУ, 1 - 5 октября 2018 г.;

- IV Национальная научно-практическая конференция «Приборостроение и автоматизированный электропривод в топливно-энергетическом комплексе и жилищно-коммунальном хозяйстве», г. Казань, КГЭУ, 6 - 7 декабря 2018 г.

Публикации результатов исследования

По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, включая 2 статьи в журналах, индексируемых в международной базе данных SCOPUS, 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, 1 свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ, 1 патент на полезную модель и 9 публикаций в материалах всероссийских и международных научных конференций.

Реализация результатов работы

Разработанный комплексный метод, беспроводное радиоканальное устройство контроля и программное обеспечение установлены на ВЛ 6 кВ Ф115-5 подстанции ПС-115 и ВЛ 35 кВ на участке ПС 16к (п. Тимяшево (Ромашкино)) -ПС 86 (п. Алешкино) в Лениногорском районе республики Татарстан.

Личный вклад автора

Результаты, представленные в диссертации и отраженные в публикациях, получены при непосредственном участии соискателя. Автор участвовал в

лабораторных и натурных испытаниях, им проведены исследования зависимости силы тяжения провода от угла кручения провода при различной температуре, исследования механических дефектов провода на угол его кручения, исследования дефектов в зажимной арматуре ВЛ, выполнены обработка и интерпретация экспериментальных данных. Автор предложил концепцию прототипа устройства контроля, измеряющего угол кручения, и лично разрабатывал ключевые элементы экспериментальных стендов. Автор производил технические расчеты, лабораторные и полевые измерения, осуществлял моделирование изменения силы тяжения провода на основе экспериментальных данных с устройств контроля, участвовал в обсуждении и подготовке основных публикаций по выполненной работе.

В работе используются полученные автором результаты анализа и интерпретации экспериментальных данных за период опытной эксплуатации системы автоматизированного мониторинга силы тяжения провода в точке подвеса по его кручению и провесу с учётом температуры и конструктивных особенностей ВЛ в период 2016 - 2019 гг.

Структура и объем диссертации. В соответствии с целью и задачами была определена следующая структура работы. Диссертационная работа содержит введение, 5 глав, основные выводы, заключение, список авторских публикаций, включающий 15 работ, и список литературы из 114 наименований. Общий объем работы - 130 страниц, в том числе 55 рисунков и 2 таблицы. Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Казанский государственный энергетический университет».

Автор выражает глубокую и искреннюю благодарность научному руководителю, заведующему кафедрой ТОЭ, к.ф.-м.н., доценту Садыкову Марату Фердинантовичу, доценту кафедры ПЭС, к.т.н. Иванову Дмитрию Алексеевичу, а также старшему преподавателю кафедры ТОЭ к.т.н. Ярославскому Даниле Александровичу за ценные советы и наставления, за поддержку в ходе выполнения научно-исследовательских работ.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА ПРОВОДАХ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Провода и грозотросы, подвешенные к опорам ВЛ, постоянно находятся под действием внутренних напряжений (зависят от температуры провода/грозотроса) и равномерно распределенной по длине ВЛ вертикальной нагрузки от собственного веса провода/грозотроса. Кроме того, на них могут действовать и другие нагрузки: вертикальная - от гололёда и горизонтальная - от ветра [18]. Поэтому задача определения механических нагрузок на ВЛ с практической точки зрения неразрывно связана с определением температурных деформаций и ГИО [19]. Следовательно, для определения механических параметров ВЛ необходимо как пояснить сами температурные деформации и гололёдно-ветровые нагрузки, так и рассмотреть существующие методики выявления и мониторинга данных типов нагрузок.

1.1 Факторы, определяющие механические нагрузки на воздушной линии

электропередачи

Провода и грозотросы ВЛ находятся под постоянной равномерно распределённой по длине вертикальной статической нагрузкой от собственного веса. На них также могут воздействовать дополнительные нагрузки: вертикальная - от гололёда, горизонтальная - от ветра [18].

Провода и грозотросы крепятся аналогичным образом и подвержены одним и тем же факторам внешних воздействий. Поэтому способы определения механических нагрузок на них идентичны. В связи с этим, название грозотрос будет упоминаться в дальнейшем только для особых условий расчёта, где сделан акцент на его особые механические свойства, влияние на конструктивные элементы либо условия его работы.

Под дополнительной вертикальной механической нагрузкой подразумевают нагрузку от веса ГИО, обычно вызывающую наибольшие усилия в проводах.

Воздействие данного типа механической нагрузки не постоянное и зависит от сочетания определённых неблагоприятных атмосферных условий. Но данный тип нагрузки считается одним из основных при расчёте проводов, так как может существовать длительное время (нагрузка от ГИО увеличивается постепенно и после исчезновения благоприятных условий для гололёдообразования может существовать длительное время).

При обычном механическом расчёте ГИО на проводах ВЛ нагрузку от гололёда считают статической. Динамическое воздействие может проявиться при внезапном сбросе гололёда при сильном порыве ветра или при обрыве провода в соседнем пролёте, однако данный тип воздействия при обычном механическом расчёте не учитывается. Кроме того, неравномерность распределения ГИО на проводе при обычном механическом расчёте учесть невозможно. Поэтому гололёдная нагрузка обычно считается равномерно распределённой по длине провода ВЛ.

Горизонтальная дополнительная нагрузка на провод обусловлена ветром и может вызывать большие усилия в проводе. Данный тип нагрузки характеризуется скоростным напором ветра и является динамическим из-за воздействия порывов ветра, т.е. пульсаций скоростного напора.

Таким, образом механические нагрузки ВЛ во многом определяются силой натяжения провода при монтаже, а также климатическими условиями. Если первый фактор с течением времени, остаётся неизменным, то второй фактор изменяется в процессе эксплуатации и может привести к появлению критических значений механической нагрузки на провод. В связи с этим, на выбор и механические расчёты проводов оказывают большое влияние режимы температуры и ветра, а также появление дополнительной нагрузки на провод в виде ГИО. В связи с этим, рассмотрим факторы, обусловливающие появление данных дополнительных механических нагрузок.

1.1.1 Температура воздуха

Нагрев воздуха происходит при соприкосновении его с землей, нагретой благодаря поглощению солнечного излучения. Нагрев земной поверхности не может быть равномерным в виду различного географического расположения, смены времени суток или года, а также вследствие рельефа местности и состояния атмосферы.

Различие физико-географических условий определяет крайние значения температур, разность между ними, а также их среднесуточные и среднегодовые их значения.

Температура воздуха сказывается на работе ВЛ, влияя на степень натяжения и провисания проводов. В особенности, на работу линии влияют сочетания низких температур с наибольшими скоростями ветра, а также температура, при которой происходит процесс обледенения [20].

1.1.2 Ветровые нагрузки

Неравномерность нагрева земной поверхности и прилегающих к ней слоев воздуха приводит к неравномерности распределения атмосферного давления, что приводит к возникновению ветра и его движению к области с более высокой температурой и меньшим давлением.

На направление и скорость ветра влияет и характер земной поверхности. Рельеф, препятствия в виде деревьев, лесов и строений могут изменить скорость и направление ветра, так как он огибает препятствия. В лесах, в зависимости от густоты и высоты деревьев, в городах в зависимости от высоты зданий и их взаимного расположения, ветер может затихать в различной степени. На открытых вершинах, плато и в степях ветер усиливается.

Для ВЛ главное значение имеет горизонтальная составляющая ветровой нагрузки, а также направление ветра. Ветер увеличивает поперечную нагрузку на провода, усиливая тем самым их натяжение. В зависимости от того, откуда идут

воздушные массы, определяются их свойства создавать различные погодные условия (например, образование изморози, гололёда и мокрого снега).

1.1.3 Гололёдно-изморозевые отложения

Гололёдно-изморозевые отложения (ГИО) - образование на поверхности конструкций твердых атмосферных осадков, отличающихся друг от друга как внешними признаками, так и своими структурой и плотностью [21 - 23]. Основными видами ГИО являются [6, 24]:

- иней и кристаллическая изморозь;

- зернистая изморозь;

- гололёд;

- гололёдно-изморозевая смесь;

- мокрый снег.

Иней и кристаллическая изморозь (рис. 1.1) образуются при непосредственном переходе атмосферного водяного пара в твердое состояние, минуя жидкое, то есть путём сублимации. Данный вид ГИО, при образовании на проводах ВЛ не добавляет существенной механической нагрузки и не влияет на механическую прочность.

Рисунок 1.1. Кристаллическая изморозь [25]

Зернистая изморозь является матово-белым снеговидным осадком, состоящим из примерзших друг к другу ледяных зёрен. Зернистое строение наблюдается по причине быстрого замерзания мельчайших капель переохлаждённой воды, сохраняющих при этом свою исходную форму. Такие капли могут находиться в туманах и облаках при отрицательной температуре. Как правило, данные капли попадают на элементы конструкций ВЛ благодаря ветру, и поэтому образование изморози происходит преимущественно с наветренной стороны. Плотность зернистой изморози составляет от 100 до 400 кг/м3.

Если ветер дует поперёк ВЛ, то зернистая изморозь, постепенно нарастая до больших размеров с одной стороны на проводе, вызывает вращение провода, что усиливается под действием горизонтального давления ветра. При этом, при смене направления ветра, зернистая изморозь может покрыть всю поверхность провода и достигать в диаметре 150-200 мм. При направлении ветра вдоль линии изморозь образуется равномерно по всей линии и в меньших объёмах. Время нарастания изморози составляет, как правило, менее суток, но иногда может продолжаться и в течение нескольких суток. Зернистая изморозь может оставаться на проводах 10 суток и более.

Зернистая изморозь прочно сцепляется с проводом, тем самым увеличивая его парусность, что при сильном поперечном ветре может привести к значительным механических перегрузкам на ВЛ, вплоть до возникновения аварийной ситуации.

Гололёд - это слой плотного намерзшего льда однородного стекловидного вида, т.е. аморфного. Встречается и гололёд стекловидно-слоистого строения.

Гололёд (рис. 1.2) образуется в морозную погоду при температуре воздуха от - 0,5°С до - 5°С и реже при - 10°С [6]. Он образуется по причине замерзания переохлаждённых капель воды, выпадающих при дождях и моросях либо при густом крупнокапельном тумане и наносимых ветром на элементы конструкций ВЛ, которые в последствии покрываются ледяной коркой.

Рисунок 1.2. Гололёд [26]

Форма, плотность и прозрачность гололёдных отложений на проводах зависят от размеров переохлаждённых капель, температуры воздуха и провода, а также от скорости и направления ветра.

Крупные капли переохлаждённого дождя при соприкосновении с элементом конструкции ВЛ, имеющим отрицательную температуру, замерзают не сразу и, расплываясь по его поверхности и сливаясь друг с другом, образуют сплошную прозрачную ледяную корку, прочно сцепленную с предметом.

Максимальный размер гололёда в диаметре может достигать 50 - 60 мм, а его плотность составляет от 700 до 900 кг/м3. В случае несимметричного образования гололёд вызывает закручивание провода. При направлении ветра вдоль линии гололёд образуется равномерно [27].

Время образования гололёда колеблется от нескольких часов, до нескольких суток, а остаётся он на проводах от 1 до 15 суток, в зависимости от температуры окружающего воздуха.

При значительно толщине слоя гололёда на проводе механические нагрузки на элементы конструкции ВЛ могут возрасти в разы, а увеличение парусности приводит к значительному увеличению ветрового давления. Превышение критических значений механической нагрузки на элементы конструкции ВЛ может привести к их повреждению (повреждение проволок провода) либо

полному разрушению (обрыв провода, срыв изолятора, излом либо падение опоры и пр.).

Смесь в виде гололёда с последующим нарастанием изморози (рис. 1.3) или в виде изморози с нарастанием гололёда может иметь большую толщину слоя (до 70 мм, а при чередующихся наслоениях вдвое больше) и большой вес. Плотность смеси варьируется от 200 до 600 кг/м3 и зависит от количественного соотношения изморози и гололёда.

Рисунок 1.3. Гололёдно-изморозевая смесь [28]

Нарастание смеси происходит в течение нескольких суток, иногда с перерывами по времени. При этом смесь может оставаться на проводах длительное время.

Мокрый снег (рис. 1.4) в результате налипания на провода тоже может привести к обледенению. Он обычно выпадает при положительной температуре воздуха до +1 °С. Снег может идти сутками и в спокойную безветренную погоду может накапливаться на проводах и покрыть их большим слоем. В дальнейшем, при отсутствии ветра и понижении температуры ниже 0 °С, снег начинает

замерзать. При сплошном промерзании структура снега становится прочной, он сцепляется с проводом и уже не отпадает от действия ветра [6].

Рисунок 1.4. Мокрый снег [29]

Плотность мокрого снега составляет от 100 до 500 кг/м3, но размеры его на проводах могут быть очень большими (до 20-30, а иногда и до 50 мм в диаметре), что создаёт значительную вертикальную нагрузку для проводов. Это приводит к появлению дополнительной парусности провода, а значит, и к значительной горизонтальной нагрузке, что в сочетании с весом снега создаёт не менее тяжелые условия работы ВЛ, чем при гололёде.

Промерзший снег может удерживаться на проводах до нескольких дней и опадает при повышении температуры.

Наиболее неблагоприятные условия работы ВЛ с учётом ГИО наблюдаются при расположении трассы на открытых вершинах местности, доступных ветру любого направления, а также при расположении на наветренных склонах [6]. Таким образом, в дальнейшем мы будем рассматривать ветровые нагрузки и ГИО, как гололёдно-ветровые нагрузки.

1.2 Методы контроля и мониторинга оледенения воздушных линий

электропередачи

Гололёдно-ветровые нагрузки могут приносить значительный экономический ущерб, ввиду возможного возникновения перебоев в поставках электроэнергии потребителю в связи со сближением фазных проводов, их «пляской», обрывом, перекрытием изоляторов и повреждением опор ВЛ [30]. Ситуация усугубляется и глобальным потеплением, когда рост температуры в северном полушарии приводит к увеличению осадков в виде переохлаждённого дождя либо мокрого снега, в результате чего случаи возникновения гололёдных отложений на проводах ВЛ учащаются [31]. Так в 1998 году наблюдалось явление массового обледенения ВЛ, получившее название «Великий гололёд» [32], когда миллионы людей в Северной Америке остались без света на несколько недель. Для предотвращения и своевременного оповещения подобных аварий разрабатывается множество способов диагностирования гололёдно-ветровых нагрузок на ВЛ. Однако, большинством авторов выделяется 3 основных [9]: визуальный осмотр ВЛ [33], инструментальный [34] и аналитический подходы [35].

Впрочем, недостатком визуальной оценки вида отложений является ограниченность охвата всех проблемных участков ВЛ, так как возможности оперативно-выездных бригад ограничены [36, 37].

Способы обнаружения и устройства систем мониторинга гололедно-ветровых нагрузок на провода ВЛ, включают в себя следующие методы [38]:

- 3D моделирование ВЛ;

- оптический метод;

- емкостной;

- механический (датчики и устройства);

- частотный (локационный);

- термодинамический;

- инклинометрический.

1.2.1 3D моделирование ВЛ

Изменение механических нагрузок на провода ВЛ связано с изменением их геометрии. Методика 3D моделирования ВЛ связана с восстановлением трёхмерных моделей её элементов, по которым можно определить все текущие геометрические параметры ВЛ (стрелы провеса провода и длины пролётов) [10]. Данная методика может быть реализована 2 способами: фотограмметрией и лазерным сканированием ВЛ. В качестве платформы для размещения оборудования, необходимого для реализации данной методики, используются беспилотные летательные аппараты либо маломерные пилотируемые летательные аппараты [39].

При фотограмметрии осуществляется съёмка элементов ВЛ с различных ракурсов с использованием видеокамер высокого разрешения с хорошим механизмом фокусировки и временной разрешающей способностью [40], а затем полученный видеоряд обрабатывается в специализированном программном обеспечении (например, программное обеспечение компании GEOSCAN [41]). На выходе получается 3D модель ВЛ (рис.1.5) с точностью геометрических параметров до 2-4 см [42].

Рисунок 1.5. 3D модель ВЛ, полученная фотограмметрией [43]

В случае лазерного сканирования ВЛ, благодаря использованию лазерного сканера, работающего в импульсном режиме, осуществляется дискретное сканирование местности и объектов. При этом регистрируется как направление лазерного луча, так и время его прохождения (от момента излучения до момента его возвращения в приёмник). Таким образом, получают 3D массив точек лазерных отражений, классифицированный по признаку «земля/не земля» с плотностью до нескольких десятков точек на 1 м2 и точностью определения геометрических параметров сканируемого объекта не менее 10 мм [44]. Фактически получается цифровая модель (рис. 1.6) истинной геометрии объекта обследования высокой плотности и точности.

Рисунок 1.6. 3D модель ВЛ, полученная с помощью лазерного сканирования [45]

И в случае применения фотограмметрии, и в случае применения лазерного сканирования данные должны быть синхронизированы с геодезическим спутниковым приемником ГЛОНАСС/GPS для привязки модели обследуемого объекта к местности [46, 47].

Достоинствами построения 3D модели ВЛ являются: высокая точность определения геометрических параметров элементов линий электропередачи (ЛЭП) и их взаимного расположения, которые в дальнейшем могут быть

переведены в механические нагрузки на момент видеосъёмки либо лазерного сканирования.

К недостаткам данной методики определения механических нагрузок на ВЛ можно отнести: ограничения в проведении обследования, связанные с неблагоприятными погодными условиями (высокая скорость ветра, плохая видимость); отсутствие возможности проведения полного мониторинга в режиме реального времени (в условиях образования ГИО на ВЛ огромное значение играет скорость принятия решения о борьбе с гололёдом), так как требуется время не только на получение необходимого объёма данных, но и на их обработку.

1.2.2 Оптический метод обследования состояния воздушных линий

электропередачи

Оптический метод обследования подразумевает по собой использование для контроля обледенения, камер видеонаблюдения, смонтированных на элементах ВЛ [11].

Видеокамеры могут выступать как самостоятельными единицами осмотра ВЛ, так и в качестве составляющей системы камера - оптическая метка, по которой отслеживаются текущие геометрические параметры ВЛ (провес провода, наклон опоры). Оптической меткой может служить световозвращательный элемент либо точечный источник света.

Примером возможной реализации данной методики является оптический метод регистрации прогибов линейной опоры для диагностики состояния ЛЭП, описанный в статье [48]. Контроль прогибов линейных опор авторами рассматриваемой статьи определяется измерительной системой (рис. 1.7), содержащей точечный источник света 1, закрепленный на вершине опоры и снабженный защитным экраном, а также цифровую видеокамеру 2 с длиннофокусным объективом, устанавливаемую у основания стойки вместе с лазерным дальномером 3. В состав данной системы входят также датчик ветрового давления (анеморумбометр) 4 и блок обработки информации

(компьютер) 5, на вход которого поступают сигналы с каждого из элементов 2, 3, 4.

Рисунок 1.7. Измерительная система оптического метода регистрации прогибов линейной опоры для диагностики состояния ВЛ [48]

Смещение точечного источника света относительно оптической вертикальной оси регистрируется видеокамерой и зависит от прогиба опоры, а лазерный дальномер позволяет определять вертикальное смещение опоры.

Затем по смещению светового пятна на матрице видеокамеры определяется прогиб опоры, а исходя из этого и гололёдно-ветровые нагрузки на ВЛ.

Методика может быть реализована путём отслеживания оптической метки на проводе и определения стрелы его провеса, а значит и испытываемых проводом текущих механических нагрузок.

Данный метод достаточно эффективен и дешев, т. к. цена современных web - камер составляет всего десятки долларов [11], а монтаж систем на оптическом принципе весьма прост.

Однако, данный метод обладает и недостатками: при плохой видимости, данная методика не может быть использована; видеокамера и оптическая метка должны быть защищены от внешних воздействий (обледенение оптики, засыпание снегом).

1.2.3 Емкостной метод обследования состояния воздушных линий

электропередачи

Емкостной метод обследования состояния ВЛ и работает благодаря тому, что диэлектрическая проницаемость пространства зависит от того, чем это пространство заполнено. Диэлектрическая проницаемость между двумя контактами при наличии между ними ледяных отложений будет больше, чем без гололёда. Следовательно, и емкость также будет больше. Измерение емкости датчика и ее сравнение с калиброванной величиной (при отсутствии ледяных отложений) позволяет определить наличие/отсутствие ледяных отложений и/или их толщины.

Согласно патенту [12], датчик исполнен в виде конденсатора, выполненного так (рис. 1.8), что провод 1 и/или ГИО на проводе располагаются между обкладками 2 и 3. На рис. 1.8 также видно, что провод 1 проходит сквозь обкладки 2 и 3 и отделен от них слоем изоляции 4. В преимущественном варианте датчик выполнен с возможностью пропускания провода по направлению от одной обкладки к другой. В частности, в одном из вариантов обкладки датчика выполнены в виде пластин, имеющих отверстия/вырезы для пропускания провода. В другом варианте обкладки датчика могут быть выполнены в виде пластин, по меньшей мере, частично облегающих (охватывающих) провод.

Рисунок 1.8. Датчик емкостной [12]

Для повышения чувствительности измерения устройство может быть снабжено коммутатором и источником электрического питания, датчиком и накопительным конденсатором и выполнено с возможностью попеременного соединения датчика с источником электрического питания и накопительным конденсатором для сравнения текущего уровня напряжения на обкладках накопительного конденсатора с заданным напряжением (калиброванным, при отсутствии ГИО).

Устройство определения толщины ГИО на проводе имеет в своем составе вычислительный модуль и память, содержащую предварительно рассчитанные/смоделированные/измеренные данные напряжения на накопительном конденсаторе или его изменения в зависимости от толщины ледяных отложений на проводе, причем вычислительный модуль выполнен с возможностью получения величины напряжения на накопительном конденсаторе и вычисления/определения толщины ГИО на проводе путем сравнения получаемых/рассчитываемых данных с данным из памяти (калиброванными).

Основным недостатком данного типа устройств является то, что слой льда определяется только непосредственно возле датчика, и нет возможности определять толщину слоя льда по всему пролету.

1.2.4 Механический метод обследования состояния воздушных линий

электропередачи

Наиболее объективным способом определения нагрузки от ГИО на проводах ВЛ является измерение веса провода одного или нескольких пролетов ВЛ. Сила натяжения провода для конкретной ВЛ определяется гололёдно-ветровыми нагрузками и температурой окружающей среды. Данный метод позволяет оценить степень напряженного состояния материала провода и сравнить его с предельно допустимым значением [13, 14].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Горячев Михаил Петрович, 2019 год

Список литературы

1. Костин В.Н. Системы электроснабжения. Конструкции и механический расчет: Учебное пособие. - СПб.: СЗТУ, - 93 с.

2. Боков Г. Техническое перевооружение российских электрических сетей. Сколько это может стоить? Новости Электротехники. 2002. №2(14). URL: http: //www.news .elteh.ru/arh/2002/14/03.php.

3. Электроэнергетические системы и сети : учебное пособие / С. С. Ананичева, С. Н. Шелюг. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2019. —296 с.

4. Панасенко М.В. Аналитический обзор способов и устройств мониторинга промежуточного пролета воздушной линии электропередачи // International journal of applied and fundamental research, 2014, №11, -С. 572-576.

5. Воздушные линии электропередачи напряжением выше 1 кВ //М., ОАО «ВНИИЭ».ПУЭ. изд. 7-е. Глава 2.5 - 2003.

6. Бошнякович Андрей Драгомирович. Механический расчет проводов и тросов линий электропередачи. М.-Л., Госэнергоиздат, 1962. 254 стр.

7. Ярославский Д.А. Система автоматизированного мониторинга гололедных отложений воздушных линий электропередач на основе инклинометрическо -метеорологического метода: диссертация кандидата технических наук: 05.11.13 /Ярославский Д.А.; [Место защиты: КГЭУ] .- Казань,- 2017. - С.135.

8. Иванов Д.А., Савельев О.Г., Мисбахов Р.Ш. Система мониторинга и количественного контроля гололедообразования на проводах воздушных линий электропередачи // Энергетика, электромеханика и энергоэффективные технологии глазами молодежи: материалы IV российской молодежной научной школы-конференции. В 2 т. Т. 2. - Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во ООО «ЦРУ», 2016.

9. Сацук, Е. И. Программно-технические средства мониторинга воздушных линий электропередачи и управления энергосистемой в экстремальных погодных условиях [Текст]: дис. ... д-ра тех. наук. - Новочеркасск, 2011. -

С.314.

10. Сушков В. В. и др. Применение беспилотных летательных аппаратов для обследования линий электропередачи //Результаты современных научных исследований и разработок. - 2018. - С. 46-52.

11. Русов В. А. Системы мониторинга и оперативной диагностики состояния воздушных линий //Сборник докладов на VII научно-практическом семинаре Общественного совета специалистов по диагностике электрических установок. Хабаровск. - 2012.

12. Устройство и способ определения толщины ледяных отложений на проводе: патент 2614988 РФ: Кучерявенков А.А.,Рукавицын А.А. - № 2015154068. заявл. 17.12.2015, опубл.: 03.04.2017.

13. Макартичян С. В., Ким Д. С.Информационно -измерительная система контроля гололедных отложений на проводах лэп //Энерго-и ресурсосбережение: промышленность и транспорт. - 2017. - №. 2. - С. 7-11.

14. Минуллин Р. Г. и др. Современные методы обнаружения гололеда на проводах воздушных линий электропередачи часть 1. Методы прогнозирования и взвешивания проводов //Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2013. - №. 7-8.

15. Минуллин Р. Г., Губаев Д. Ф. Обнаружение гололедных образований на линиях электропередачи локационным зондированием. - Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2010. -C. 208.

16. Titov D. E., Soshinov A. G., Shewchenko N. J. Thermodynamic method of glaze ice monitoring on air lines wires //Applied Mechanics and Materials. - Trans Tech Publications, 2015. - Т. 698. - С. 803-807.

17. Костиков И. Система мониторинга «САТ-1»-эффективная защита ВЛЭП от гололеда // Электроэнергия. Передача и распределение. - 2011. - №. 1-4. - С. 32-35.

18. Монтаж, ремонт и эксплуатация электрических распределительных сетей в

системах электроснабжения промышленных предприятий: учебное пособие / В.А. Даценко, А.А. Сивков, Д.Ю. Герасимов. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2007. - 132 с.

19. Черешнюк С. В., Луговой В. А., Тимашова Л. В. Учет гололедных и гололедно-ветровых нагрузок на воздушные линии электропередачи //Энергия единой сети. - 2012. - №. 4. - С. 28-35.

20. Плащанский, Л.А. Основы электроснабжения горных предприятий [Электронный ресурс] : учебник / Л.А. Плащанский .— 2-е изд., испр. — М. : Издательство Московского государственного горного университета, 2006 .— 500 с.

21. Глухов В. Г. Метеорологические условия образования гололеда на высотных сооружениях //Л.: Гидрометеоиздат. - 1972. - Т. 97.

22. Леухина Г.Ы. Гололедно-изморозевые явления и обледенение проводов в Средней Азии//Тр. С арнигми.-л. :Гидроме геоиздат, 1972.-№.7(88).

23. Бучинский В.Е. Гололед и борьба с ним.-Л.:Гидрометеоиздат, 1960.

24. Дьяков А.Ф., Засыпкин А.С., Левченко И.В. Предотвращение и ликвидация гололедных аварий в электрических сетях энергосистем.: Изд-во РП «Южэнерготехнадзор» // Пятигорск-, 2000. - С. 284.

25. Изморозь // Челябинский ЦГМС - филиал ФГБУ «Уральское УГМС» URL: http://chelpogoda.ru/news/topics/272.php (дата обращения: 25.09.2019).

26. Ликвидация последствий стихии в Одесской области: в целом районе региона происходят «боевые действия» // Волнорез URL: http://volnorez.com.ua/novosti/likvidaciya-posledstvij-stixii-v-odesskoj-oblasti-v-celom-rajone-regiona-proisxodyat-boevye-dejstviya.html (дата обращения: 25.09.2019).

27. Бунзя А.В. Разработка устройства удаления гололеда с двойного контактного провода импульсно-резонансным методом на основе управляемого преобразователя : диссертация кандидата технических наук : 05.22.07 / Бунзя

А.В.; [Место защиты: Ур. гос. ун-т путей сообщ.]. - Екатеринбург, 2007. - 185 с.

28. Гололедные нагрузки // СК «СпецСтройСтандарт» URL: http://www.angar21.ru/karta-gololednih-nagruzok-rossii/ (дата обращения: 26.09.2019).

29. Ледниковый период закончился // АО "Тюменьэнерго" URL: https://www.te.ru/press_center/news/282/540/ (дата обращения: 26.09.2019).

30. Латыпов И. С., Сушков В. В., Тимошкин В. В. Оценка механических нагрузок на провода различной формы сечения класса напряжения 6-35 кВ //Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2018. - Т. 329. - №. 5.

31. Shakirov R.G., Ismagilov F.R., Babikova N.L. Organization of the melting of ice by an alternating current on the wires of overhead eclectic power line. Power Technology and Engineering, 2012, vol. 46, no. 2, pp. 163-167.

32. Луговой В. А., Тимашова Л. В., Черешнюк С. В. Учет климатических нагрузок на воздушные линии электропередачи //Энергия единой сети. -2014. - №. 3. - С. 30-40.

33. Кабашов В. Ю. Повышение эксплуатационной надежности сельских Вл 6-10 кВ в условиях воздействия неблагоприятных климатических факторов //Символ науки. - 2017. - Т. 2. - №. 3.

34. Дьяков Ф.А. Совершенствование методов и средств мониторинга гололедообразования на линиях электропередачи [Текст]: дис. ... канд. тех. наук. - Ставрополь, 2009. - 195 с.

35. Титов Д. Е. Мониторинг интенсивности гололёдообразования на воздушных линиях электропередачи и в контактных сетях [Текст]: дис. .канд. техн. наук. - Саратов, 2014. - 150 с.

36. Методические указания по плавке гололеда (МУ 74-70-027-82). - ОАО «ВНИИЭ», ЮЦПК РП «Южтехнадзор». - Москва, 1983. - С.50.

37. Рудакова P. M., Вавилова И.В., Голубков Н.Е. Борьба с гололедом в электросетевых предприятиях // Пособие по вопросам организации борьбы с гололедом. - Уфа: Башкирэнерго, 1986. - С.133.

38. Лебединский И.Л., Шевченко С.Ю., Волохин В.В. Способы и устройства предупреждения гололёдно-изморозевых образований // Вюник СумДУ. Серiя Техшчт наую. 2008, №2. - С. 21-25.

39. Компания «АртГео», Россия. Воздушное лазерное сканирование и цифровая аэрофотосъёмка. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://art-geo.ru/technology/vozdushnoe_lazernoe_skanirovanie/ (дата обращения 02.03.2019).

40. Дикой В. П. и др. Мониторинг состояния воздушных линий электропередачи с использованием беспилотного летательного аппарата //Энергия единой сети. - 2014. - №. 2. - С. 16-25.

41. ГК «Геоскан», Россия. Обследование ЛЭП. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.geoscan.aero/ru/services/power_lines/ (дата обращения: 02.03.2019).

42. Митин М. Д., Никольский Д. Б. Современные тенденции развития отрасли беспилотных летательных аппаратов //Геоматика. - 2013. - №. 4. - С. 27-31.

43. Барбасов В. К., Разумовский А. А. Обследование воздушных ЛЭП. Технология «Геоскан». Геопрофи. - 2017. №3,-С.39-42.

44. Ястребов А. Е., Ручкин В. Н. Применение геоинформационных технологий в электрических сетях единой энергетичесокой системы России // Информатика и прикладная математика: межвузовский сборник научных трудов. - 2014. - №. 20. - С. 159-166.

45. АО «КОНЦЕРН «КАЛАШНИКОВ», Россия. ZALA AERO внедрила технологию воздушного лазерного сканирования. [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://zala.aero/lazernoe-skanirovanie-lidar/ (дата обращения: 02.03.2019).

46. Иноземцев Д. П. Автоматизированная аэрофотосъёмка с помощью программно-аппаратного комплекса «GeoScan-PhotoScan» //САПР и ГИС автомобильных дорог. - 2014. - №. 1 (2).

47. Грядунов Д. А., Барков Р. Р. О выборе беспилотных авиационных систем для аэродиагностики воздушных ЛЭП//Вестик в электроэнергетике. - 2017.№ 5 (91). - С.64-73.

48. Шилин А. Н., Дементьев С. С. Оптический метод регистрации прогибов линейной опоры для диагностики состояния ЛЭП //Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2018. - Т. 61. - №. 6.

49. Засыпкин А. С. и др. Применение датчиков гололедной нагрузки и датчиков продольного тяжения проводов вл для оценки опасности гололедной обстановки //Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. - 2018. - №2. С.48-53.

50. Устройство для измерения гололедной и ветровой нагрузок с контролем направления ветра на воздушных линиях электропередачи: патент. 2212744 РФ: Аллилуев А.А.,Засыпкин А.С.,Левченко И.И., Рябуха Е.В. № 2001119814/09. заявл. 16.07.2001.опубл. 20.09.2003.

51. Устройство телеизмерения гололёдной, ветровой и гололёдно-ветровой нагрузок на провод промежуточного пролёта ВЛ с индикацией относительного направления ветра:пат.2273932 РФ:/ Башкевич В.Я и др; - № 2004110903/09; заявл. 09.04.2004. опубл.: 10.10.2005.

52. Самарин А. В., Рыгалин Д. Б., Шкляев А. А. Современные технологии мониторинга воздушных электросетей ЛЭП //Естественные и технические науки. - 2012. - №. 1. - С. 2.

53. Минуллин Р.Г., Горюшин Ю.А., Борщевский А.И., Касимов В.А., Яруллин М.Р. Опыт многоканального локационного мониторинга гололеда на линиях электропередачи // Энергетика Татарстана,2015. № 2 (38). -С. 3-18.

54. Способ обнаружения и определения места появления гололедных: патент 2638948 РФ: Миннулин Р.Г., Касимов В.А; №2017100616. заявл. 10.01.2017.

опубл.: 19.12.2017.

55. Минуллин Р.Г., Касимов В.А., Филимонова Т.К., Яруллин М.Р. Локационное обнаружение гололеда на воздушных линиях электропередачи. Часть 1. Способы обнаружения гололеда. Часть 2. Предельная чувствительность и выбор установок // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Информатика. Телекоммуникации. Управление, 2014:2(193), С.74-84.

56. Писковацкий Ю. В., Губаев Д. Ф. Способ обнаружения гололедно-изморозевых отложений на проводах воздушных линий электропередачи //Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2015. - №. 34.

57. Minullin R. G., Kasimov V. A., Yarullin M. R. Determination of ice deposits thickness on overhead power lines conductors by location method //Proceedings International Workshop in Atmospheric Icing of Structure (IWAIS). - 2015. - Т. 2015. - P. 101.

58. Система мониторинга состояния воздушных линий «DiLin» // ООО «Димрус» г. Пермь" URL: http://dimrus.ru/manuals/dilin.pdf (дата обращения: 09.02.2019).

59. Minullin R. G., Kasimov V. A., Yarullin M. R. Comparison of radar equipment readings and weight sensors indications during ice deposits Detection on Overhead Transmission Lines //2016 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). - IEEE, 2016. - P.1 - 6.

60. Минуллин Р. Г., Касимов В. А., Филимонова Т.К., Яруллин М.Р. Локационное обнаружение гололёда на воздушных линиях электропередачи. Часть 1. Способы обнаружения гололёда // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Информатика. Телекоммуникации. Управление. - 2014. - № 2 (193). - С. 61 - 73.

61. Лукин Э. И., Минуллин Р. Г. Обнаружение сигналов локационного зондирования на фоне широкополосных нестационарных помех на воздушных линиях электропередачи //Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2011. - №. 7-8.

62. Трубицин М. А., Лукашевич О. Г. Проблема гололёда на проводах воздушных линий системы электроснабжения железнодорожного транспорта //Инженерный вестник Дона. - 2017. - Т. 47. - №. 4 (47).

63. Титов Д. Е. Физические процессы образования гололедных отложений на проводах воздушных линий электропередачи //Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. - 2014. - №. 1. - С. 31-34.

64. Тимофеева М. В., Титов Д. Е. Развитие моделей оценки ледяных отложений на проводах воздушных линий электропередачи //Электротехнические и информационные комплексы и системы. - 2017. - Т. 13. - №. 4.

65. Угаров Г. Г., Ермончик Я. И. Необходимость внедрения автоматизированной системы наблюдения за гололедом в электрических сетях Западно-Казахстанской области//АсШа^с1епсе. - 2015. - Т. 1. - №. 1. - С. 96-97.

66. О применении автомотизированной системы контроля гололедной нагрузки на подстанции Медноградская //Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры. - 2016. - С. 289-292.

67. Автоматизированная информационная система контроля гололёдной нагрузки (АИСКГН) «БЛАЙС®» // Газета "Энергетика и промышленность России" URL: https://www.eprussia.ru/epr/354/3277131.htm (дата обращения: 26.09.2019).

68. Титов Д. Е., Щуров А. Н. Анализ статистических данных о результатах работы систем мониторинга гололедообразования //Электротехнические и информационные комплексы и системы. - 2014. - Т. 10. - №. 4. С.12-17.

69. Зайдуллина К. А., Потапчук Н. К. Гололед и система измерения его нагрузки на провода воздушных линий электропередачи в Белорецком районе //Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. - 2018. - Т. 22. - №. 3. - С. 86-97.

70. Системы телеметрии воздушных линий эл.передачи электро-энергетического комплекса, Компания ООО "НТЦ Инструмент-микро", Россия. [Электронный

ресурс]. - Режим доступа: http://instrument-micro.ru/index.php/produktsiya (дата обращения: 26.09.2019).

71. Системы телеметрии для электроэнергетики // ООО «НТЦ Инструмент -микро» URL: http: //instrument-micro .ru/0124dbxantibaryonbankbook-7167454.sex (дата обращения: 26.09.2019).

72. ООО "МИГ", Россия. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://migsystem.ru, дата обращения 12.02.2019.

73. Титов Д. Е., Петренко С. А., Сошинов А. Г. Система мониторинга интенсивности гололедообразования" Миг" для воздушных линий электропередачи // Электроэнергетика глазами молодежи. - 2015. - С. 598601.

74. OTLM device, Компания OTLM d.o.o., Словения. [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.otlm.eu/en/otlm_device/ (дата обращения: 08.02.2019).

75. Lovrencic, Viktor, et al. "The contribution of conductor temperature and sag monitoring to increased ampacities of overhead lines (OHLs)." Periodica Polytechnica Electrical Engineering and Computer Science 59.3 (2015): P. 70-77.

76. Gubeljak N. et al. Application of an ice-alarm in the OTLM system //First SouthEast European CIGRE conference, Portoroz. - 2016.

77. Lindsey K. E., Spillane P. E., An-Chyun W. Dynamic real time transmission line monitor and method of monitoring a transmission line using the same : заяв. пат. 15725207 США. - 2018.

78. Otto T. et al. Integrated Microsystems for Smart Applications //Sensors and Materials. - 2018. - Vol. 30. - №. 4. - P. 767-778.

79. Transmission Line Conductor Monitor, Lindsey Manufacturing Co.. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://lindsey-usa.com/sensors/transmission-line-monitor/ (дата обращения: 12.02.2019).

80. Real Time Transmission, Lindsey Manufacturing Co.. [Электронный ресурс]. -

Режим доступа: http://lindsey-usa.com/wp-content/uploads/2015/10/11F-001-TLM-8-2014.pdf (дата обращения: 12.02.2019).

81. Transmission Line Smart // LINDSEY URL: https://lindsey-usa.com/dynamic-line-rating/ (дата обращения: 26.09.2019).

82. Smart Sensor and Production Systems // Smart Systems Hub GmbH URL: https://smart-systems-hub.de/en/trails-en/smart-sensor-and-production-systems-en/ (дата обращения: 26.09.2019).

83. Ярославский Д. А., Садыков М. Ф. Разработка устройства для системы мониторинга и количественного контроля гололедообразования на воздушных линиях электропередачи //Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2017. - Т. 19. - №. 3-4.

84. Петров В. С., Дубровская Т. И. Механический расчет проводов и тросов воздушных линий как основа расчета надежности конструкций //Интернет-журнал Науковедение. - 2015. - Т. 7. - №. 6 (31). С. 11-13.

85. Rui X., Ji K. and McClure G. Dynamic response of overhead transmission lines with eccentric ice deposits following shock loads //IEEE Transactions on Power Delivery. - 2017. - Т. 32. - №. 3. - С. 1287-1294.

86. Макаров В. Г.,А. И. Федотов, Р. Ш. Басыров, Г. В. Вагапов. Моделирование воздушной линии электропередачи в пакете MATLAB/SIMULINK //Вестник Казанского технологического университета. - 2017. - Т. 20. - № 13. С.93-96.

87. Провод А 70 // Быстрокабель URL: https://bystrokabel.ru/item/a/a-70 (дата обращения: 26.09.2019).

88. Провод АС // Быстрокабель URL: https://bystrokabel.ru/item/as (дата обращения: 26.09.2019).

89. Грозозащитный трос коррозионностойкий (ГТК) // Волоконно-оптический кабель оптом URL: http://cable1.ru/catalog/grozotros/ (дата обращения: 26.09.2019).

90. ГОСТ 839-80. Провода неизолированные для воздушных линий

электропередачи.

91. ГОСТ 3063-80. Канат одинарной свивки типа ТК конструкции 1х19 (1+6+12).

92. ГОСТ 3064-80. Канат одинарной свивки типа ТК конструкции 1х37 (1+6+12+18).

93. Кабашов В. Ю. Модель закручивания провода с гололедом по длине пролета сельских ВЛ 10 кВ //Вестник Башкирского государственного аграрного университета. - 2014. - №. 1. - С. 73-75.

94. Wang R. C., Miscoe A. J., McKewan W. M. Model for the structure of round-strand wire ropes. - 1998.

95. Кабашов В. Ю. Повышение надежности сельских воздушных линий электропередачи 10 (6) кВ в условиях воздействия ветровых и гололедных нагрузок : дис. - Московский государственный агроинженерный университет, 2011.

96. Кабашов В.Ю. Определение формы и размеров гололедных отложений на проводах воздушных линий электропередачи / В.Ю. Кабашов // Научное обеспечение устойчивого функционирования и развития АПК: материалы всероссийской научно-практической конференции (3-5 марта 2009 г.). Часть 1. - Уфа: ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ», 2009. - С. 261-262.

97. Кабашов В.Ю. Закручивание проводов сельских ВЛ 6-10 кВ при гололеде / В.Ю. Кабашов // Электрифика-ция сельского хозяйства: межвузовский научный сборник. Уфа, 2005. Вып. 4. С. 18-22.

98. Глушко М. Ф. Стальные подъемные канаты //К.: Техшка. - 1966.

99. Глушко М.Ф. Исследование напряжений в стальных проволочных канатах, Сб. "Расчёты на прочность", №7, Машгиз, 1961.

100. Глушко М.Ф. Работа канатов на шахтных подъёмных установках системы Кепе, Сб. "Стальные канаты", №1, "Техшка", 1964.

101. Меркин Д.Р. Введение в механику гибкой нити. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1980. - 240 с.

102. Кесельман Л. М. Основы механики воздушных линий электропередачи //М.: Энергоатомиздат. - 1992. - Т. 352.

103. Поддерживающий зажим ПГ-2-11Б // ООО "Компания Энергокомплект" URL: https: //tokenergo .ru/magazin/po dderzhivayushhaya-armatura/podderzhivayushhij-zazhim-pg-2-11b/ (дата обращения: 26.09.2019).

104. Виды изоляторов ЛЭП // Бетон Плюс URL: http://rusbetonplus.ru/vidyi-i-harakteristiki/vidyi-izolyatorov-lep/ (дата обращения: 26.09.2019).

105. Зажим натяжной НБ-2-6А // ООО "АМПЕР-освещение и электрика" URL: https://www.amper.by/product/zazhim-natyazhnoy-nb-2-6a-283326/?print=Y&product_code=283326 (дата обращения: 26.09.2019).

106. Кабашов В.Ю. Защита сельских воздушных линий электропередачи 6-10 кВ от низкочастотных колебаний проводов при гололедно-ветровых нагрузках: монография / В.Ю. Кабашов. Уфа: Здравоохранение Башкортостана, 2010. 168 с.

107. Панфилов Д., Соколов М. Введение в беспроводную технологию ZigBee стандарта 802.15. 4 //Электронные компоненты. - 2004. - №. 12. - С. 73-79.

108. Семёнов Ю.А. Телекоммуникационные технологии. [Электронный ресурс] // ГНЦ ИТЭФ. - Режим доступа: http://citforum.ru/nets/semenov, дата обращения: 21.03.2019.

109. Oleg Gennadievich Savelyev, Ibragim Amirovich Murataev, Marat Ferdinantovich Sadykov, Rinat Shaukatovich Misbakhov / Application of Wireless Data Transfer Facilities in Overhead Power Lines Diagnostics Tasks / Journal of Engineering and Applied Sciences 11 (6): 1151-1154, 2016.

110. Dmitry A. Ivanov, Marat F. Sadykov, Ibragim A. Murataev, Danil A. Yaroslavsky, Mikhail P. Goryachev, Azat R. Gainutdinov, Anatoly A. Naumov, Rustam Sh. Misbakhov / Development of an Automated Lighting Control System Based on Machine Vision and Wireless Communication Channels / Journal of Engineering and Applied Sciences 11 (13): 2845-2851, 2016.

111. Danil Aleksandrovich Yaroslavsky, Dmitry Alekseevich Ivanov, Marat Ferdinantovich Sadykov, Mikhail Petrovich Goryachev, Oleg Gennadievich Savelyev and Rustam Shaukatovich Misbakhov / Real-Time Operating Systems for Wireless Modules / Journal of Engineering and Applied Sciences 11 (6): 11681171, 2016.

112. Рагозин Д.В. Моделирование синхронизированных сенсорных сетей. Проблеми програмування. Спещальний випуск. - 2008. № 2-3. - С. 721-729.

113. Душин Е. М. Основы метрологии и электрические измерения. - Рипол Классик, 1987. С.51-56.

114. Майская, В. Беспроводные сенсорные сети, Малые системы - большие баксы. Электроника: Наука, Технология, Бизнес. - 2005. - №10. - С. 18-22.