Статистические основы выбора и координации уровней изоляции воздушных линий электропередачи переменного тока высших классов напряжения (110-750 кв) тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, Тиходеев, Николай Николаевич

• Тиходеев, Николай Николаевич
• 1966

Оглавление диссертации Тиходеев, Николай Николаевич

Список основных обозначений

Введение ^

Глава первая. Основные электрические характеристики изоляции воздушных линий высших щассов напряжения (110-У50 кв)

1-1. Общее. 33~

1-2» Разрядные напряжения воздушных промежутков при перешнном напряжении промышленной частоты »

1-3. Разрядные напряжения сухих гирлянд изоляторов при переменном напряжении промышленной частоты»

1 -4. Разрядные напряжения гирлянд изоляторов при иекусстйешом ливневом дожде и переменном нацря-жении промышленной частоты» г

1-5. Разрядные напряжения воздушных промежутков и линейной изоляции гри коммутационных перенапряжениях»

1-5-1» Генерирование перенапряжений и методика опытов.

1 -5-2. Bos душная изоляция.

1-5-3. Линейная изоляция. ^

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Статистические основы выбора и координации уровней изоляции воздушных линий электропередачи переменного тока высших классов напряжения (110-750 кв)»

Претворение в жизнь ленинского плана сплошной электрификации страны требует дальнейшего развития сетевого строительства и завершения создания Единой энергетической системы ССШ. В ближаЖ-шие 15 лет будут построены сотни тысяч километров высоковольтных линий электропередачи высших классов напряжения ( но 75О кв).

13ри таком грандиозном масштабе строительства снижение стоимости и сроков сооружения электрических сетей становится серьезной народнохозяйственной задачей. Одним из важных путей удешевления воздушных линий электропередачи является рациональный выбор уров ней их изоляции,

В выполненном наш исследовании внимание сконцентрировано на этой проблеме, не получившей еще всестороннего и полного научного разрешения.

Проблема обоснования оптимальных уровней: изоляции линий переменного тока высших классов напряжения, как и большинство современных технических проблем, комплексна и может быть решена лишь на основе достижений в таких областях техники передачи , электроэнергии и высоких напряжений, как коммутационные перенапряжения и защита от них,грозозащита, изоляция воздушных линий, коордмнащя изоляции, автоматизация сетей, механическая часть линий идо. Опыт развития и сопряжения указанных выше областей дня разрешения проблемы рационального выбора уровней изоляции линий предпринят в монографиях Д.Е.Артемьева, Н.Н.Тиходеева и

С.С.Шура "Статистические основы выбора изоляции линий электро" передачи" [лл]^ и "Координация изоляции линий электропередачи

1) В диссертации использована следующая система ссылок на литературу: ссылки на основную литературу имеют обычную нумерацию, ссылки на литературу к введению И гШам - даойную нумёраЬию: пои этом первая цшра обозначает номер главы,дам введения в ка-Ж5тве первой циш^исполь зует ся нуль, двомнж си стека обозначе-нга исполЬзоваЕГа^акже для формул ,рисЗшбв и таблиц. л.2] , вышедших в 1965 и 1966 г.г., а также в настоящей диссертационной работе.

Методология всякого исследования должна быть адэкватна существу проблемы. При обосновании оптимальных уровней изоляции такой методологией, объединяющей все наше исследование, является математическая статистика, так как все без исключения влияющие факторы (коммутационные и грозовые перенапряжения, электрические характеристики изоляции, метеорологические ситуации на линии и др.) статистичны по своей природе.

Остановимся подробнее на отдельных аспектах проблемы и на наиболее существенных работах, которые предшествовали диссертации ]Jjs в той или иной степени использованы в ней.

Изоляция вовдушной линии подвергается электрическим воздействиям не только в нормальном эксплуатационном режиме, но и при коммутационных и грозовых перенапряжениях. Поэтому для статистической координации изоляции необходимы всесторонние сведения о перенапряжениях.

Из учение коммутационных перенапряжений ведется во всех странах мира с развитыми сетями свыше 30 лет. Арсенал современных методов исследования перенапряжений исключительно богат [л.О-lJ * Однако наиболее достоверные сведения о кратностях коммутационных перенапряжений дают опыты в натуральных условиях, т.е. в действующих энергосистемах. Эти исследования радикально отличаются от проводимых на моделях и вычислительных машинах тем, что позволяют получить для каждой кошутащш статистические распределения крат-ностей перенапряжений, по которым только и шгут быть найдены уровни изоляции, обеспечивающие заданную надежность ее работы,

Многочисленные опыты в энергосистемах и еще более многочисленные исследавания на моделях привели к выводу, что в зависимости ; от схеш и характеристических параметров электропередачи, а также типа выключателей определяющими выбор изоляции могут оказаться как перенапряжения, возникающие при планошх включениях и отключениях ненагруженной линии, так и перенапряжения при аварийных коммутациях (разрыв передачи вследствие отключения однофазного короткого замыкания, однофазное или трехфазное АШ и др.) [ЛЛ,?], По этой причине для шбора изоляции проектируемой линии необходимо t знать функции распределения вероятностей кратностей перенапряже-I ний для всех основных видов коммутаций.

Проблема расчетного прогнозирования распределений кратностей перенапряжений в зависимости от вида кошутаций, схеш и параметров электропередачи, а также ее оборудования впервые разрешена ^ С.С .Шуром и Д. £ .Артемьевым .

Известно, что кратность ( к ) перенапряжений может быть найдена как произведение ударного коэффициента ( аг ) на вынужденную составляющую ( V-) переходного процесса: к - эе хг, (0-1) где зе и V , как показано в [jl.l] , независимые статистические величины»

Статистика ударных коэффициентов связана с конструкцией, характеристиками, качеством и регулировкой выключателей и их систем управления. Сюда относится, например, статистика начальных углов включения относительно синусоида э.д.с., разновременность вюдаче-t ния или отключения отдельных фаз выключателей [л.0-2] ; число повторных зажиганий дуги и моменты их возникновения при отключении ли нии масляными выключателями и т*д.

У V

Статистика вынужденной составляющей переходного процесса обусловлена колебаниями эквивалентной реактишости энергосистемы (стаи ции), питающей линию, и тесно связана с режишм системы. Сюда относятся, например, изменение схемы пришкания линии к системе(стак щш) в зависимости от графика нагрузки, плановых: и аварийных ремонтов оборудования ет,п,

Если Р ( зе ) - плотность распределения вероятностей ударно/ эе го коэффициента дня коммутации рассматриваемого вида, а р С W) -- плотность распределения вероятностей вынужденной составляющей напряжения, то плотность распределении вероятностей кратности пере напряжений выразится интегралом [ЛА] ; w-Wi)mf-ГтШт ■ (0-2)

- оо J - oe J

По р ( k ) находится функция распределения вероятностей k $ fie(k)Jk > ^

- оо характер из ующая вероятность того, что в одной комъяутации k* 5, и функция распределения вероятностей Q(k)-p(k>i)=4-p(k*i), (о-й характеризующая вероятность того, чт© в одной коммутации к> ^ .

На основе анализа и обобщения результатов систематических измерений перенапряжений в энергосистемах, проводившихся лабораторией ТВН НИШТ с 1953г., была установлена и доказана статистическая инвариантность ударного коэффициента на разомкнутом конце линии относительно структуры и характеристических параметров электрО' передачи дня всех основных видов коммутаций Jji.lj, Это позволило объединить результаты измерений ударных коэффициентов, полученных в различных энергосистемах и на ЛШ различных классов напряжения, в генеральную статистическую совокупность, что способствовало уста

- /&новлению параметров распределений р ( зс ) по очень большому числу опытов, т.е. с большой точностью и надежностью. Благ©даря установлению инвариантности ударного коэффициента открылись новые возможности как для переноса результатов измерений перенапряжений, проведенных в одной системе, на другую (в том числе и на вновь проектируемую) , так и для прогнозирования функций распределения вероятностей кратности перенапряжений, присущих каждой конкретной лиши, через посредство вынужденной составляющей переходного процесса и ее распределение *

Для коммутаций включения нена груженной линии, отключения не натру женной линии масляными выключателями ? трехфазного БАШ линии, на здоровых фазах которой сохраняется заряд, плотност^аспределения вероятностей ударного коэффициента соответствует усеченному (в точке нормальному закону с параметрами as и б" (при нормирующем множителе ),указанными в табл.0-1 [лл] • Для коммутации отключения ненагружендай линии воздушными выключателями, не дающими повторных зажиганий дуги, плотность распределения вероятностей близка к равномерной [лл] •

Для перенапряжений, возникающих в переходном режиме после разрыва передачи при ©тключении однофазного короткого замыкания плотность распределения р ( эе ) указана в [лл] . Там же даны расвре-делэния ударно г® коэффициента при включении блочных электропередач, существенно зависящие от степени настройки схемы в резонанс при неполнофазных режимах.

Изучение статистики вынужденной составляющей переходного процесса перенапряжений в энергосистемах невозможно, так как это требует отключения по еле дуемой электропередачи в течение года со сквал ностыо в 1-2 часа, С,С,Шуром [лл] показано, что плотность распре

Таблица 0-1

Параметры статистических распределений ударных

Вид коммутации

Плотность распределения

Рш (Х> X эе

SC

Включение ненагоуженной линии i \ i о at

Зе

0,183

Отключение ненагруженной линии воздушными выключателями 1

Отключение ненагруженной ( £ линии баковыми масляными г— выключателями !

6L 2S. 3&

00 2,0 | 0,34 зг.

Щ Быстродейст- j Воздушные ^ вущее трехфазное АПВ(на здоровых фазах сохраняется заряд), д£ 4s « 0,3 сек. выключатели

Масляные выключатели

Oj ное V

4. СО с оо коло! 1,6

2,06 1 . y.f^?.—, 0,32

2,12: 0,34

2,0 ! 0,34 1

2,06 j 0,37 |

2,12! 0,40 около 0,18 I

1I деления ^ может быть получена функциональным преобразованием пл©тдасти распределения предвключенной реактивное®!^ течение года Хс меняется от минимального значения ( х£ ) д© шксн-мальног® ( ocz ), которые всегда, с достаточной достоверностью могут быть ©ценены для любой электропередачи, в том числе и для вновь проектируемой. Величина ^/^характеризует режим работы передачи: большие значения xz соответствуют ЛЭП с пиковой нагрузкой и ЛШ, выполняющем функции слабой межсистемной связи; наоборот, малые X*/xt характерны для магистральных ЛЭП, отходящих от крупных станций, работающих в базе. Плотности распределения вероятностей для типичных линий и станций были изучены С.С.Шуром [л.1,0-4б] . В общем случае р хорошо аппроксимируется функцией к N ~ 7=: х х*) ' * где - нормирующий множитель;

J n + t гъ+1

Г- = f> п, + i

В ,0-46] показано» что незаюшенную оценку плотности ^ дает равномерное распределение

N - ■ соответствующее п = 0. При этом [я»\] п / \ V*. 1 где fiC^y наибольшее и (х4) - наименьшее значения г^за год»

В тех достаточно частых случаях, когда плотность распределения вероятностей уО faejсоответствует нормальному закону, а плотность распределения (&) задана формулой (0-5;, функция распределения Qk(k)b диапазоне следующий вид:

Г'(oi-Vi)k

JL где введены обозначения ^ —~ а

Для всех коммутаций функции распределения Pk(k}w Qk (fc) также их первая и вторая производные ^(к) и ^'(^табулированы в [ЛИ] в зависимости ®т ££ и V^ • в[л»2] функции Qu[k), кроме того цриведены в виде обобщенных ipajmtoB. Эти распределения были использованы для выбора основных параметров коммутационных разрядг 7 дл» ников [Л«2/ f:;.i . . • j и послужили ©тцравной точкойЛ^выбора оптимальных уровне! изоляции в [л#2] и в настоящей диссертации.

Широкие исследования коммутационных перенапряжений в сетях за последние годы начаты в США. [л.О-э] и ряде других саран (см., например, [л„0-ю]). Однако результаты этих опытов еще не получили теоретического обобщения. Грозовые перенапряжения являются одной из основных цричин аварийных отключений воздушных линий электропередачи всех классов нас ряжения [л«3,0-3, 0-4, 2-1, 2~з] • Поэтому у нас в стране, а также за рубежом продолжается работы п© совершенствованию статистических методов расчета грозоупорности линий. Критический ©бэ©р работы в этой области с исчерпывающей полнотой дан в монографии Д.В^Разевига [л.з] . Новая методика расчетов, вошедшая в проект руководящих указаний по защите ©т перенапряжений сетей, базируется на отечественных исследованиях последаих лет. Ее наиболее существенные отличия от ранее принятой в СССР и СМ £л»0-5, 0-2sj

-idс©стоят: в более полном учете физической картины разряда молнии, й создаваемого ею электромагнитного поля, а также волновых процес-V с©в в ©поре и линии (Д»В.Разевиг, А.М.Долщнов и др.) [л.в] ; в уточнении параметров молнии и доказательстве гипотезы @ статистической независимости крутизны фронта и амплитуды тока молнии (А.ВДорсунцев, Л.ЁДузнецова) [л.О-б] ; в дополнительном учете фазового напряжения на проводах [л.О-б] ; в отказе ©т устаревшего критерия - уровня грозоупорности и оценке числа перекрытий изоляции по кривой ©пасных параметров (ДЗ»Разевщ*) [л,8, О-б] ; в уточнении роли прорыва молнии на провод через тросовую защиту (М.В.Костенко, И.Ф .Половой) [л.0-7] и др. Поскольку новая методика [л.О-в] дает вполне удовлетворительное совпадение с эксплуатационным опытом [jlt3, 8, О-з] , постольку ©на послужила основой и дня ©ценки ожидаемого числа грозовых отключений в настоящей ра-fa боте.

Выбор оптимальных уровней изоляции линии возможен лишь на основе полноценной информации ш поведении воздушной и линейной изоляции при всех ©сновных электрических воздействиях и различных метеорологических ситуациях.

Длительное время изучение воздушной изоляции ограничивалось испытаниями: традиционных промежутков стержень-плоскость и стержень-стержень при стандартных импульсах 1,5/40 мксек и напряжении промышленной частоты. Линейная изоляция, кроме тог©, испытывал ас ь напряжением промышленной частоты при искусственном дожде с интенсивностью 3-5 мм/шш» Весьма обстоятельные обобщения результатов стандартиз©ванных испытаний воздушной и линейной изоляции выпол-; нены А.М*Залесским [лл] , И.С.Стекольниковым [л.э] , Н.Н,Беляковы* и В.С.Рашкес©м [л.О-ll] ; а воздушной изоляции - Миком и Крэгс©м ли о].

За последнее десятилетие исследования воздушной и линейной изоляции существенно расширились, главным образом, в связи с освоением линий новых классов напряжения - 330 , 400 , 500 и 750 кв.

У многих лабораторий отчетливо проявляется стремление максимально приблизить обстановку испытаний к реальным условиям [ли,б] (испытания гирлянд на макетах шор щщ на ©порах в полевых условиях; испытания воздушных цромежутков, более близких к реальным, чем традиционные промежутки стержень - плоскость и стержень-стержень, и т.п.).

Во всех странах с развитым Фетевым строительством (СССР, ЧССР, США., ФРГ, Япония и др.) проводятся испытания воздушной и линейной изоляции импупьсаш напряж ения, которые имеют длину <|ронта в несколько сотен микросекунд, характерную для некоторых видов коммутационных перенапряжений [л.1,5, 0-37 - 0-44, 1-42 - 1-бз]. Испытания изоляции шпульсаш с нестандартными параметрами отражает общую тенденцию к всемерному приближению испытательных электрических воздействий к реальным.

За рубежом эти исследования получили особенно широкий раэмах в США. Наиболее всесторонние исследования воздушной и линейной изоляции при коммутационных перенапряжениях в нашей стране проведены в ЖШ и НИШ . Результаты исследований ЛПИ наряду с опубликованными данными обобщены Г.Н.Александровым в [л.з], а результаты исследований НЩ1Т - диссертантом в [-Лл] • Опытные данные НИШТ и ЯШ обобщены также в [л.0-51, 1-Зэ].

Проблема перекрытий загрязненной изоляции в нормальном эксплуа тационном режиме длительное гремя оставалась острейшей специфической проблемой микрорайонов с интенсивными промышленными загрязнениями, приморских районов и солончаковых степей, Одаако при современной тенденции к снижению кратности коммутационных перенапряжений ©на выдвигается на передний план, как свидетельствует аварийная статистика, и для сельскохозяйственных и лесных районов, Это обусловил© необходимость изучения изолирующей способности линейной изоляции не только при очень тяжелых загрязнениях - именно этой проблеме посвящен® большинство фундаментальных исследований, в тж числе работы А.В.Вфимова /~Л ,0-12J и А.М.Залес-ског© [л.0-1^ работы немецких (Обенаус (л.0-12, 0-13, 1-30 --1-32] , Крон |Гл.0-15, 0-16, 1-79], $ришман[л.0-17, 0-1в]); английских и японских авторов -, н© и при легких нейтральных загрязнениях полевого типа. Исследования в последнем направлении проведены С,Д.Мерхалевым и Ё.А.Соломоником в НИЮГ [л.1,1-36, 1-59, l-88/i- 1-84J , в ЛЕИ [л.5,0-20, 0-21 ] и ВНЙИЭ [ЛЛ-34] .

Следует отметить, чт®, несмотря на завершение многочисленных весьма трудоемких и ценных исследований, к моменту выхода в евро: монографии [лл] и подготовки настоящей диссертации в литера- \ туре отсутствовала ©бобщающая работа, в к ©торой были бы cocpe-j / доточены все необходимые для расчета линий 110-750 кв электри-| ческие характеристики воздушной и линейной изоляции. ^

Методика электрического расчета и выбора изоляции воздушных линий электропередачи, используемая проектными организациями, за последние два десятилетия в основных чертах оставалась неизменной* Для линий высших классов напряжения расчеты сводятся к шедшему [л.з] . Длина гирлянды выбирается по так называемой расчетной кратности коммутационных перенапряжений и мокрор азрядному напряжению гирлянда с учетом одного или двух запасных изоляторов в гирляндах. В последнее время для линейной изоляции регламентируется не только мокр ©разрядное наряжение, н© и минимальная допустимая длина пути тока утечки [ж.ОРасстояние между фазами на промежуточной ©поре выбирается, с одной сте роны, по той же расчетной кратности перенапряжений при отклонении гирлянд ветром с© скоростью (0,5 - 0,6)2^ (где W^ - расчетная скорость ветра по трассе линии) и, с другой стороны, - п© нормальному эксплуатационному режиму при отклонении гирлянд ветром с© скоростью!^. Та же методика выбора изоляции в последние года была распространена и на линии, защищенные коммутационными (комбинированными] разрядниками. При этом расчетная кратность коммутацией ных перенапряжений принималась на уровне 1,0? ko , где ko~ среднее значение пробивного напряжения разрядников.

Наиболее уязвимая сторона существующей методики выбора изоляции состоит в использовании самого понятия расчетной кратности перенапряжений вне связи с вероятностью ее превышения, с© схемой и характеристическими параметрами электропередачи и, наконец, со спецификой основного оборудования (выключателей, реакторов и др.).

Органический недостаток методики заключается и в том, что в ней совфшенно игнорируются вероятности совпадения электрических воздействий с неблагоприятными метеорологическими условиями (например , коммутационных перенапряжений ©преденной кратности с дождями определенной интенсивности или везрами определенной скорости) и другие явно статистические факторы. По-существу, применяемая в проектной практике методика ориентирована на сочетание наихудших расчетных условий* Это приводило к неоправданным затратам на изоляцию линий. Те же немногие отстдоения от такого подхода, которые сши подсказаны отчасти инженерной интуицией и отчасти опытом эксплуатации линий, не получили еще удовлетворительного теоретического или экспериментального обоснования» В качестве одного из многих примеров такой интуитивно-волевой деформации условий координации изоляции можно указать на изменение без каких-либ( обоснований расчетной скорости веора при выборе расстояния между фазами на про межуточной шоре по коммутационным пер енэдря гениям с 0,8 [л.0-&] д® 0,52 [л.2-8$

Даже в строительной црактике, где существенное превышение расчетных нагрузок сопровождается частичным или полным разрушением сооружения, весьма распространенная ориентация на сочетание наихудших расчетных условий вытесняется статистическими методами расчета [jl.0-24j . При выборе же изоляции линии такая ориентация не может быть оправдана уже потому, что при любых практически достижимых уровнях изоляция воздушной линии остается принципиально уязвимой при грозовых перенапряжениях и механических повреждениях, Несовфшенств© методов расчета изоляции, и,в частности, их нечувствительность к схеме, характеристическим парашкам и оборудованию электропередачи, возможность проверки достаточности выбранных уровней изоляции для казвдой конкретной линии лишь многолетним опытом ее эксплуатации привели к поискам новых принципов координации. Важн® ©тметить, что как в нашей стране, так и за рубежом эти поиски неизменно опирались на статистику» у воздушных линий/ Статистический подход к выбору изоляцииунельзя считать абсолютно новым: дня 1р®з©вых перенапряжений статистическая методика расчетов давн© является общепринятой |л»В,6,7,8,0-25^ • Однако дня таких важнейших электрических воздействий, как нормальный эксплуатационный режим и коммутационные перенапряжения всех видов, теория статистического выбора и координации изоляции к моменту выхода монографий Л.1,й] еще не была разработана, хотя отдельные вопросы

-z4статистической методики уже нашли отражение в литературе.

Были выяснены особенности статистики совокупности однородных изоляционных объектов (гирлянд, промежутков;. Этот воцрос рассмот рен в работах А.С.Зингермана [*Л.0-2б], В .В.Болотин a [л.О -Щ, диссертанта [л.0-27] и Г.Н.Александрова [л.5, 0-2з] , В математическое статистике эта проблема, называемая проблемой минимального члена выборки, уже давно получила строгое решение ["л.12], Приближенное асимптотическое решение этой проблеш, будучи весьма удобным дня приложений, использовано нами ниже и в [л*2] * / Как и при грозовых перенапряж-ениях, в качестве критерия, ха рактеризующег© надежность выбранной изоляции во всех без исключе

1 г

I ния работах принято число перекрытий на линии за год [ Л.0-2? j - 0-33J. Этот критерий, будучи единственно возможным^использует-| ся в диссертации и [л,2] дня оценки ожидаемой длительности пере-| рыв а электроснабжения за год.

Методике расчета числа перекрытий изоляции при коммутационных перенапряжениях посвящены работы ["Л.0-2?, 0-31 - 0-33,б].

Возникновение перенапряжения и пфекрытие одного изоляционного объекта при различных к статистически независимы, поэтому вероятность перекрытия гирлянда при одной коммутации может быть найдена на основе теорем умножения и сложения вероятностей^,2,sj оо i где р (k.) - плотность распределения вероятностей перенапряжений, ри (k)- функция распределения вероятностей перекрытие объекта ("кривая эффекта"). Для совокупности большого числа (т. ) изоляционных объектов вероятность перекрытия находится в конечном виде лишь при /6 соответствующей нормальному закону, и цри предположении, что и распределение близко к нормальному, Однако для всех интересных в практическом отношении случаев ни распределение jb (к) , ни распределение РИП1 не являются нормальными. Удобные для вычислений и весьма наглядные формулы дня отыскания искомой вероятности получены автором в[л.2] через моменты распределения^^ и функцию распределения О;

Учет статистики метеорологических ф)акторов (веара, дождя) значительно усложняет вычисление вероятности перекрытия совокупности изоляционных объектов при коммутационных перенапряжениях. И хотя методика отыскания этой вероятности опирается на те же классические теореш умножения и сложения вероятностей получение результата в конечном виде возможно лишь на базе конкретного анализа плотности распределения вероятности метеорологического фактора [л .2] . Практическим аспектам проблемы статистического выбора расстояний между фазами на промежуточных ©порах линий посвящена работа Беллаши [л.0-29] , К сожалению, в ней не содержится самой методики расчетов числа перекрытий при коммутационных перенапряжениях. В работах [л.0-11, 0-2?, разработана методика учета колебаний в течение года давления, темпфатуры и влажности воздуха при выборе изоляции воздушных линий. Упущение интересной работы [л.О-ll] - использование устаревших поправок на эти факторы, г К общим и наиболее существенным недостаткам ^все^дредшествую-щих работ по статистическому выбору изоляции линии следует отне-i сти попытки сформулировать требования к уровням изоляции без всесторонних сведений © коммутационных перенапряжениях, что, разумеется, невозможно хотя бы уже потому, что фактические пределы статистических распределений вероятностей перенапряжений во много раз шире,чем фактические пределы распределений^ и воздушных промежутков, гирлянд и разрядника, распределений большинства метеорологических и ряда других факторов. Судя несделанным в СМ публикациям, не содержащим методический подробностей, это важное обстоятельств© учитывается американскими исследователями [л.0-9,

0-зо] .

Посороению методики расчета числа перекрытий изоляции линии, защищенной коммутационными разрядаками, посвящены работы [л.0-27,

1-11, б] . П©лн©е и строгое решение проблемы дан© Д.Е.Артемьевым £ Л.2,0-34J • При расчете вероятности перекрытия изоляции им учтена не только вероятность того, что разрядник защитит изоляцию,но и вероятность ее перекрытия вследствие ограниченной зоны защиты разрядника и ©статочного напряжения на ег® рабочем сопротивлении. Эта методика использована в [л.2] и диссертации для выбора уровня изоляции линий 330, 500 и 750 кв, а также дня выбора оптимальных параметров коммутационных разрядников.

Методика статистического выбора изоляции линий по нормальному эксплуатационному режиму разработана еще недостаточно, Наиболее интересна работа Г.Н.Александрова и В.Р.0корокова [л.О-йб}, в которой помим© достаточно ра@вит©й методики выбора расстояния между фазами содержатся к©нкретные экономические оценки дня ©таскания ©птимальн©г@ в техник©-экономическом смысле расстояния.

Важное значение дня статистического выбора изоляции имеют ©публикованные исследования, относящиеся к метеорологической статистике (гроз, ветров, г©лоледеых ©тложений и т.п.). Дня СССР карты гр©з©в©й деятельности (среднегодового ч^-исла дней с грозой и средне г© дов©й продолжительности гроз в часах) составлены в© ВШИВ под руководством В.В.Бургсдорфа[л,0-Зб7 » Статистические закономерности ветров на территории СССР обобщены в монографиях Л.Е.Ана польской [л.2^3о] и Г.А.Гриневича [ Л, 2-31, 2-32], Важные статистические сведения о дождях и туманах собраны в климатологических справочниках и другой специальной метеорологической литературе. Весьма существенные для проектирования линий электропередачи метеорологические сведения получены в последние годы в результате специальных комплексных наблюдений на полигонах 100x100 км, а также путем радиолокационных наблюдений с большой зоной ©хвата, Исследованиями В .М. Мучник а ^Л.0-48 - 0-50] установлен®, чт©: грозы с весьма высокой вероятностью (свыше 90^) совпадают с ливневыми дождами, интенсивность которых составляет порядка 0,1 мм/мин и более; наоборот, дожди с интенсивностью менее 0,1 мм/мин с вероятностью ©кал® Ш/о проходят без гроз. Теш же исследованиями показано, чт© ливневая зона обычно имеет размер порядка десятка километров»

Методике технико-экономических обоснований оптимальных решений в энергетике с учетом аварийного недоотпуска энергии потребителям посвящены монография Н.С.Афонина |л#3-б], ряд работ М.А.Сыромятникова [Ъ,0-47, 3-?J и др#

Остальные ссылки на использованную литературу даны непосредственно в главах диссертации.

Г Диссертация посвящена разработке теории координации изоляции воздушных линий высших классов напряжения, всестороннему обосноi вашю и выбору на базе этой теории оптимальных в техническом и | экономическом смысле уровней изоляции линий 110-750 кв в зависиI

1 мости ©т характеристических параметров и основного оборудования 1

1 линии, параметров коммутационных разрядников, типа и надежности линейных изоляторов, климатических и других особенностей электропередачи.

В диссертации рассмотрены воздушные линии в наиболее типичном их исполнении (с металлическими и железобетонными ©порами, при эффективно заземленных нейтралях, примыкающих энергосистем и др.). Не затронуты вопросы выбора изоляции линий в особых климатических условиях i в районах интенсивных промышленных загрязнений и с солончаковыми почвами, вблизи морей, в горах и т.п.), хотя развитая в диссертации методика расчета может быть с успехом распространена и на эти линии.

В своей работе автор столкнулся с многими серьезными трудностями. Основная трудность связана с недостаточностью, в ряде случаев, исходных; данных по смежным с основной проблемой вопросам. Это вынуждало порою сочетать строгое изложение общей методики с приближенными, но всегда незаниженными, количественными оценками» Г В результате выполненного исследовании установлено, что выбор (изоляции линий, проведенный с последевательно статистических пози-I ций и на базе технико-экономического анализа, позволяет практически во всех случаях снизить уровни изолящи линий до величин, ' диктуемых исключительно нормальным эксплуатационным режимом. Именно эта проблема с момента возникновения техники высоких напряжений и передачи энергии на дальние расстояния как науки составляла одну из самых актуальных технических проблем.

В основу диссертационной работы положены исследования, выполненные автором в лаборатории Техники шсоких напряжений ШШТ за последние 10 лет.

Диссертация построена следующим образом: В первой главе изложены результаты всесторонних исследований и испытаний изоляции линий высших классов напряжения, проведенных в НИШ, и на этой основе даны все необходимые сведения'об электрических характеристиках изоляции воздушных линий. Без этих материалов в диссертации нельзя было бы разработать конкретные реко мендации по наиболее рациональному выполнению изоляции JIffi 110750 кв. Основное содержание этой главы опубликовано в написанной диссертантом шестой главе монографии Д.Е.Артемьева, Н.Н .Тиходеева и О.С.Шура "Статистические основы выбора изоляции линий электропередачи высших классов напряжения" [л.{] * При подготовке диссертации глава была полностью переработана и существенно дополнена результатами новых исследований изоляции, выполненных в НИИПТ в 1964 и 1965 г.г., а также новыми опубликованными материалами.

Методике оцэнки числа перекрытий на линии, не защищенной коммутационными разрядниками, посвящена вторая глава. В этой главе рассмотрены все основные возможные случаи перекрытий : сухих и мокрое гирлянд при коммутационных перенапряжениях, загрязненной и увлажненной линейной изоляции в нормальном эксплуатационном режиме, воздушных промежутков между стойкой опоры и проводом при боковом веаре и коммутационных перенапряжениях, а также при боковом ветре в нормальном эксплуатационном режиме. Здесь же дана методика выбора числа запасных изоляторов в гирляндах и методика оценки минимального допустимого габарита от провода до земли. Вторая глава - теоретическая, в ней еще нет практических рекомендаций, которым посвящены главы третья и четвертая. Основное содержание главы опубликовано в разработанной и написанной диссертантом первой главе монографии Д.Е.Артемьева,Н.Н.Тиходеева и С.С.Шура "Координация изоляции линий электропередачи"[л.2] и отличается от последней разработкой ряда дополнительных вопросов, не вошедших в [л.2] . Сюда относится, в частности, вопрос о статистике стрел провеса проводов и вероятности перекрытий на землю,1

В третьей главе диссертации на основе почерпнутых в / лл]све-* дений о кратностях коммутационных перенапряжений, методики второй главы и технико-экономических оценок всесторонне обосновываются и выбираются в зависимости от характеристических параметров и оборудования электропередачи уровни изоляции лигой еысших классов напряжения , не защищенных коммутационными разрядниками. Выбор изоляции линий 110-230 кв проводится здесь вначале раздельно для нормального эксплуатационного режима, плановых и аварийных коммутаций. Затем даются окончательные рекомендации по оптимальному выполнению изоляции с оценкой ее надежности и экономического эффекта. От написанной автором главы второй уже упоминавшейся монографии [ЛмЗ] эта глава также отличается целым рядом дополнений» Сюда относятся, в частности, вопросы влияния надежности линейных изоляторов на стоимость сооружения линии и ежегодные эксплуатационные расходе, оптимальной надежности и повышения удельных раз-рядаых напряжений изоляторов, допустимых габаритов от проводов до земли и наземного транспорта,

В четвфтой главе излагаются особенности расчета числа перекрытий для защищенных коммутационными разрядниками линии электропередачи 330-79) кв, обосновываются и выбираются (в зависимости от характеристических параметров электропередачи и параметров коммутационных разрядников) оптимальные уровни изоляции линий йЗО, 500 и 750 кв, В главу включен как разработанный автором материал последней, написанной коллективно главы монографии [л.2] такГновые результаты, полученные диссертантом в последнее время.

Наконец, пятая глава посвящена проблеме совместного выбора проводов и расстояний между фазами дня линий электропередачи наивысших классов напряжения с учетом уровня радиопомех от короны на проводах и потерь на корону. Этот вопрос приобрел самостоятельное значение в связи с тем, что стоимость проводов этих линий составляет от 25 до 60% стоимости воздушной линии. Так как выбор проводов тесно связан с выбором расстояния между фазами,то в проектной практике имеются прецеденты, когда по совокупности технике-экономических показателей оказалось выгодным выбрать увеличенное расстояние между фазами по сравнению с тем, которое требуется по условиям координации изоляции»

Все рисунки к диссертационной работе помещены в отдельном томе*