автореферат диссертации по энергетике, 05.14.12, диссертация на тему:Рзработка метода выбора уровней изолции в зоне уносов проектируемых промышленных предприятий

СИБИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ ' . ■ (СибНИИЭ)

Тб 0/1

- ' '. ' ' " .-На. правах рукописи

Р/цкий Владм.шр Михайлович

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ВЫБОРА УРОВНЕЙ ИЗОЛЯЦИИ В ЗОНЕ УНОСОВ ПРОЕКТИРУЕМЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ-

Специальность 05.14.12 - техника высоких напряжении

АВТОРЕ® Е.РАТ »«

диссертации.на,соискание ученой ртепени кандидата технических наук

' Новосибирск - 1994

Работа выполнена в Сибирском научно-исследовательском институте энергетики. ' • .

Научный руководитель - доктор технических 'наук, •

' ' ШУМИЛОВ D.H. '• . ' .

Официальные оппоненту - доктор технических наук, профессор

планов в.я.;

t t ,г %

кандидат технических наук, старший • V научный сотрудник- " •"

КОРОБЕЙНИКОВ С.М.

Ведущая организация " - Институт энергетики и автоматики'

АН Республики Узбекистан .

Згицпта состоится "ßp"C&HTpJpft 1994 г. на заседании специализированного совета К144.04.01'по присуждении ученой степени кандидата технических наук в Сибирском научно-исследовательском институте энергетики.

• • ' С • диссертацией мсино ознакомиться. в библиотеке института,.. Адрес: 620091, г.Новосибирск, ул.Фрунзе,9. .. ' .■■

Автореферат разослан "¿8"йн?ЛЯ ". 1094 г. Отзывы в двух экземплярах просим направить по адресу: 630091, г..Новосибирск, ,ул. "Фрунзе', д.^специализированный совет СибНИИЭ.

Ученый секретарь специализированного- Совета, ■ '

к.т.н., ст.и.о. . А.Г.ОВСЯННИКОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ ..

Актуальность- проблемы. С учетом расширяющегося электрбсетевого строительства и роста загрязнения атмосферы . промышленными' предприятиями становятся все более актулышми вопросы эксплуатации: электроустановок в районах о загрязненной атмосферой. Надежность эксплуатации электроустановок в этих районах во< многом определяется.работой наружной высоковольтной изоляции в условиях'

' V.v

загрязненпя и. увлажнения и обеспечивается в первую очередь выбором достаточных и оптимальных уровней изоляции еще на стадии проектирования электроустановок- ' -

Проблема выбора и эксплуатации изоляции в районах о -загрязненной атмосферой посвящены многочисленные труды ведущих коллективов СНГ: Научно-исследовательского института постоянного тока в г.С.-Петербурге (НИИПТ) (Тиходеев H.H./ Соломоник Е.А., Владимирский Л. А., Давыдова Л.И.); С.-Петербургского политехнического института (Александров Г.Н., Кизегеттер В.Е.); АО "Средазэнергосетьпро^ ект" (Кравченко В.А., Арзуманова'В.Х.); Института энергетики и автоматики-АН Республики Узбекистана (ИЭиА) (Кудратиллаев A.C., Юлда-иев А.К., Султанов С., Марданшин М.Г.) и ряда других. Этой проблеме уделяется--''большоевшшание в странах-западной и восточной Европы, -США и Японии! ' '

Особенно актуальной является проблема выбора уровней изоляции в районах проектируемых промышленных предприятий. Существующие методики неточны и не обеспечивают необходимого качества проектирования . электроустановок в. эш районах, т.к. в недостаточной. степени . учитывают все основные процессы и .явления, снижающие электрическую прочность изоляции вблизи промышленных предприятий.

„'' Цель работы. Разработка методики выбора уровней изо-

ляции в районах проектируемых промышленных предприятии путем расчета плотности загрязнения изоляции в зависимости от характеристик источников загрязнения атмосферы, физико-химических сеойств загрязняющие веществ и метеорологических характеристик района и последующего -расчета разрядных характеристик изоляции по параметрам увлажненного до насыщения сдоя'загрязнения.

Основные задачи работы

1. Исследовать процесс загрязнения наружной высоковольтной, изоляции вблизи промышленных предприятий "и разработать, методику расчета плотности загрязнения 'наружной' высоковольтной изоляции в гависшости от характеристик лоточников загрязнения атмосферы, 'физнко-хшических свойств загрязняющих веществ и метеорологических

характеристик района. ' .

2. Исследовать и разработать.методику, расчета удельной поверхностной проводимости загрязненной изоляции в зависимости от параметров искусственно увлажненного до насыщения слоя загрязнения.

3. Исследовать разрядные характеристики изоляции, загрязненной в'естественных условиях, вблизи-промышленных предприятий в зависимости от уде/шной поверхностной проводимости при искусственном увлажнении до насыщения слоя'загрязнения.—- —«» >• ■•••■ . •

4. Исследовать механизм^образования дождей повышенной проводимости вблизи промышленных предприятий и оценить их влияние на работу наружной высоковольтной иэолйШш. • •..

В. Разработать на основе полученных результатов методику выбора уровней изоляции в ■ районах. проектируемых, .промышленных предпрйя : тий с использованием современной вычислительной, техники.

Научная' новизна

1. Впервые, в результате теоретических и . экспериментальных

исследований, разработана -методика расчета плотности загрязнения наружной.высоковольтной изоляции вблизи промышленных предприятий в зависимости ог характеристик источников загрязнения атмосферы, фи. гпко-химических свойств загрязняющие веществ и метеорологических характеристик района. Разработанная как составная часть методики расчета плотнооти загрязнения изоляции, методика расчета среднегодовых потоков загрязнения на подстилающую поверхность в погоду без атмосферных осадков имеет самостоятельное научно-прикладное значение и положенз в основу программы для персонального компьютера.

2. Разработана методика расчета'удельнои поверхностной проводимости загрязненных-тарельчатых изоляторов по параметрам увлажненного до насыщения слоя загрязнения,

3. В результате анализа механизмов образования вблизи промышленных предприятий дождей повышенной проводимости установлен преобладающий механизм: вымывание в подоблачном слое твердых, растворимых в воде загрязнений. ." ,

Практическая ценное, т, ь. Разработанная методика выбора уровней изоляции значительно повышает качество и сокращает- сроки проектирования электроустановок в районам проектируемых промышленных предприятий.''Кроме того,'методика может быть испольво-' вана для оперативного выбора уровней,-изоляции в районах-действующих промышленных предприятий.

Разработано программное обеспечение, позволяющее производить расчеты по данной методике 'на персональном компьютере.

Реализация работы. Материалы диссертационной работы использовались в практике проектирования ВЛ И ОРУ В АО "Сре-даззнергосетьпроект", а также при составлении карт уровней изоляции Невинномысского, Грозненского, Навоийского промышленных узлов, а

также Ахангарано-Ангренского промышленного региона.

Основные положения работы, выносимые .н а э а щ 11. т у

1. Результаты исследовании и методика расчета плотности загрязнения наружной высоковольтной изоляции' вблизи промышленных предприятий в зависимости от характеристик источников загрязнения атмос-феры, физико-химически свойств загрязняющие веществ и метеорологических характеристик района.' • '

2. Результаты исследований и методика расчета удельной поверхностной проводимости загрязненных тарельчатых изоляторов по параметрам увлажненного до насыщения слоя загрязнения.

3. Результаты исследований разрядных характеристик изоляторов, загрязненных вблизи '' промышленных предприятий, в зависимости от удельной поверхностной проводимости при увлажнении до насыщения слоя загрязнения.

4. Результаты анализа механизмов образования дождей.повышенной проводимости вблизи промышленных предприятии И оценка их влияния'на разрядные характеристики изоляции. ■

"'" 'Лп р о' бац и п " 'р а б 'о' т ы. Материалы- дисоертационной ра----боты докладывались и обсуждались'- на научно-техничекой конференции "Разработка и использование изоляционных конструкций из новых материалов" (Ташкент, 1989)) секции ученого совета НШПа (Ленинград, 1985, 1989г.г.); научно-технической конференции "Повышение'надежности работы -линий электропередачи сверхвысокого, напряжения'.' (Ле- . . - - * »

нпнград, 1989г.), а также-на научно-технических совеидннях организаций Минэнерго СССР-.-

Публикация работы. Основное содержание диссер-

тационной работы изложено в 4 публикациях.

Структура н. объем • работы. Диссертационная работа изложена на 178- страницах машинописного текста, содержит-27 рисунков и 34 таблицы. : Работа состоит из введения, 5 глаз, заключения," списка использованных источников- из 74-х наименований и 3-х- приложений на 47 листах. '.'•.■-.

■ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ -,'.•..v

Во введении показана актуальность проблемы и изложены основные.тезисы диссертационной работы.. ' ...

В первой главе рассмотрены основные методы выбора уровней изоляции в районах расположения действующих промышленных предприятий.

: ■ Проведен анализ существующих .в СНГ и за-рубежом методик выбора уровней, изоляции в районах проектируемых промышленных предприятий.

В этих районах в принципе не могут быть применены основные способы выбора уровней изоляции, используемые в районах действующих промышленных предприятий, : анализ опыта эксплуатации 'электроустановок, расположенных вблизи.предприятий, проведение специальных экспериментальных исследований.

. В 'существующих в СНГ и за рубежом методиках выбора уровней изоляции в районах проектируемых промышленных предприятий' уровень 'изоляций'Еыбира'ется'в зависимости от некоторбго" критерия', '■характеризующего условия работы изоляции в условиях загрязнения и увлажнения. В СНГ с 1974 г. в Ячестве критерия используется информация о виде производства, а с 1984 г. - об объеме и виде выпускаемой про' дукции; плюс данные о повторяемости направлений ветра. В зарубежных

нормах по выбору уровней изоляции в районам проектируемых промышленных предприятий, как правило, дается еще более описательная характеристика источников загрязнения. .В 1992'г. в АО "Средззэнерго-сетьпроект" разработана методика выбора уровней изоляции с использованием расчетных значений приземных концентраций загрязняющих веществ.

В результате анализа выявлен ряд недостатков этих методик, основным среди которых является слабая зависимость уровней изоляции от используемых в методиках-критериев. . "•.•.-. ■ ,.„•■

В главе рассмотрена последовательность основных процессов и явлений, снижающих электрическую прочность наружной высоковольтной изоляции вблизи промышленных предприятий, и сформулированы основные задачи исследований. .

Е т о р з я г л а в а посвящена теоретическим и экспериментальным исследованиям процесса загрязнения наружной высоковольтной изоляции вблизи промышленных предприятий. • Процесо загрязнения за длительный, период времени рассмотрен как дискретный, состоящий из периодов накопления в погоду без атмосферных осадков и периодов удаления 'при дождях. Для описания процессов'загрязнения в эти периоды предложено дифференциальное-уравнение вида

"/\dMct) "" '" " ..........

- 0п(1) - сьта)-,;: •;.. • • (1) '

• где - количество загрязнения йа поверхности изолятора в

момент времени t} •..-..

I

. ОпСи - поступающий .на поверхность изолятора поток загрязнения; ■"'•••'• •' .- •

Цот(Ь) - отходящий от поверхности изолятора поток загрязнения.

Из полученных решений уравнения (1) следует, что в погоду без атмосферных осадков, когда и поступление загрязнений на поверхность изоляции и удаление происходят под воздействием ветрового потока, количество нецементирующихся загрязнений с течением времени стре-

мится к некоторому предельному значении. (МаПр), а количэство цементирующихся. загрязнений монотонно и неограничен© возрастает..

Для описания процесса загрязн&ния изоляции нецементируюпуп^ися вещеотвами эа . длительныа.период времени/..падучена формула..

ъ".

(2)

. МШ-мЯПр(1-е а'с>.

-л1е гц ' (о • п) -1

-йЬс

(е1 • .и) -1

Гц

+ Мло1(е' .* .71) ,

где: а -' коэффициент пропорциональности мажду отходящим потоком

..... •' :. а'агрягнвт1л *и 'количество* йагрягй&ния на'поверхности•'

• ; изоляции в погоду без атмосферных осадков, о"1; 1:с \ .- продолжительность-периода накопления в погоду.без- ат-

',.•'• мосферных осадков - сухой период, с; .

л ' - ¡коэффициент пропорциональности между "площадь» 'поверх? • :ости изолятора, о которой не'.происходит омьгаа загряз-!ения при-дожде, и обще§_ площадью поверхности изолято-

: •:' ■ -М£о1';- начальное галичеотво •загрязнения на'поверхности-изолятора, ОТ; _ _

- продолжительность цикла загрязнения,1 равная сумме « ) * »,

..-. ,.....' ,продо^нтельносхи с^хого_пор)ю^а, ипродолжите^нооти периода дождей.1д, с; . . •

I . текущее время, о. •

Если принять, что 1ц-1с и п-1, т.о. исключить из процесса заг-рязнения.дс'-.и, то выражение (2) преобразуется'в'формулу, опиоывад-щуя процесо •• аагрязнания'недементируящшлюя веществзмц .в погоду без. ■ атмосферных ©задков., . • . '•V.:.-', . . , •

Выражение (2) ¿мест предел при Ы» ■ "

Мпп-Иш М(Ц« М2Пр-вк» '• '.

-ей: с е -1

-аЬс '• е • Л1-1

(О

С учетом (3), выражение (2) удобно преобразовать к виду

■ t_

-ate ■ tu

M(t)- (Maol-Miw) • (e • U ) +МПр • ■ (4) '

Анализ вышеприведенных выражении, позволяет получить важные качественные оценки процесса загрязнения .изоляции кецементирующимися веществами. . . ^

Из выражения (4) видно, что в процессе длительного загрязнения, в результате воздействия ветрового потока и дождей, количество нецементирующнхся загрязнений на -поверхности ■ изоляции с течением времени стремится к некоторому предельному значению, независящему от начального количества загрязнения на поверхности изоляции. При атом, как следует из выражения (3), величина M¿np снижается при на-

'-ütc -«te

личии дождей на величину е, -.1/ е -ti-1, которая всегда меньше единицы,причем эта величина тем больше отличается от единицы, чем меньше значения tc и ть . Таким, образом, снижение величины предельного загрязнения изоляции при наличии дождей зависит от частоты Еыпа-дения дождей (чем больше частота выпадени дождей, • то есть меньше величина tc, тем больше снижение).и от эффективности смыва загрязнения дождями (чем меньше величина и, тем выше эффективность смывз загрязнения дождями).

В связи о тем, что нет достоверных данных о значениях коэффи-

< .

циентов, входящих в формулы, описывающие процесс загрязнения в погоду без атмосферных осадков, в исходной модели процесса загрязнения принято допущение: в течение сухого периода загрязнение на поверхности изоляции накапливается линейно. С учетом этого допущения получена формула зависимости плотности загрязнения' изоляции.от вре- ' мени при нулевой начальной плотности загрязнения

L. ■

tu

Tn(t)= wná-tc-K (—-] , мг-см'2, (5)

^ ti -1 /

. . •" и ;

где йпб'~ среднегодовой поток загрязнения на 'подстилающую поверх-

•'-• пооть в погоду без атмосферных осадков, иг-аГ^с"1; »

К . - коэффициент пропорциональности между плотноотьп загрязне-• -;ния'поверхности.'изолятора за время 1С' и плотностью загря-знеши подстилающей поверхности за же самое'время. • • При'- атом предельная .ллотиооть загрязнения* расочитывается . по

I ' • * •

формуле ••••,. . '',»••• . • •'

• Тилв - Рпа^с-К ('--)•'•, мг-см"-2. . . .(6)

'•'• • .'- , ' V 1т .

С йсЬол^зованием выражений (5) и' (6) и полученных экспериментальных'' данных о значении коэффициента^ К- путем неолож1!ых алгебраических преобразований получена формула" для расчета предельной, плотности загрязнения тарельчатых изоляторов к'ецементирухщимися веществами '• - . ' '•..•• ■ ' • . „ г 8760-Тдл , ' • ;; Типо - 3,24^10°. и„а- ■ ■ , мг-см"'',- . (7) . 1 • ■• . .• • ч 8760 «Тп/

где Тд ^годовая продолжительность дождей в рассматриваемом . райо-

' . ' ', не, чао. . •■'■ ..:.' ; ' '". .. / V. • ' ' . ' ' '

, Для расчета плотности 'загрязнения тарельчатых изоляторов за

врем Т~ цементирующимися --веществами предлагается' формула ! . •' ■ * -

... - . —f. -•,••' -.-i-,i «./.-• «Тд 'Л ..........

' . Tim - 0,025- unQ» 1----Т. . (8).

, • ■ '. • V» |7Б0 / • • • ;

В; третьей. ■ г л а в V проведен анализ оуществующих методов раочета распространения загрязнений в атмосфере. В результате

• г . ' .

анализа установлено,> что наиболее точно раочог среднегодовых лоточков загрягне'нвд на подотилающу»..поверхность 'может быть', произведен, при- использовании, данных о совмеотной вероятности.'скорости ветра и категории устойчивости атмосферы. .••.'..'"• -. •

Разработана методика расчета среднегодовых потоков загрязнения _ на подбтраюшун поверхность в погоду без атмосферных осадков, в которой расчет величины ¡олй производится по формуле '

Wn6--?ltt'(x(U.»,S1).P(Uj,Si)I мг-см^-с"1, (9)

где Kw - коэфици^кг повторяемооти ветра в направлении от

источника к точке расчетного поля;. X - расстояние от источника до точки расчетного по-

ля, см; •

м' (x.Uj.Si) - поток' загрязнения от линейного источника npv;

3-Т9Й скорости ветра (U) и i-той категории устойчивости атмосферы. (S), ^Г'рм^'О"1;- , • p(uj,s¡) - совместная ' вероятность 'i-той скорости ветра i

i-той категории устойчивости атмосферы. Значение потока загрязнения от линейного источника за кратковременный период времени рассчитывается в соответствии с "Методическим пособием по расчету рассеяния примесей в пограничном слое ат мосферы по метеорологическим данным", разработанным в институт экспериментальной метеорологии .(г.Москва).

. . В целях практического использования разработанной методик проведено районирование территории СНГ по годовым вероятностям пс токов суммарной солнечной радиации. Использование этих данных coi местно с данными о годовой вероятности скоростей ветра и режима oí " лачностн позволяет рассчитывать 'совместную"'вероятность 'скорося ветра и категории устойчивости атмосферы. • ' , .

Для расчета среднегодовых потоков загрязнения в упрощенном е; рианте территория СНГ районирована непосредственно по совместн< вероятности скорости ветра и категории устойчивости атмосфе] • - (см.рис.1 и табл.1). В табл.1 приняты-следующие обозначения(катеп рш устойчивости атмосферы:

А - сильная неусто51ЧИвость; В - умеренная неустойчивость; Д - нейтральная;

Районирование территории СНГ по совместным вероятностям скорости ветра и категории устойчивости атмосферы (см.табл. 1 )

Рис.!

1'1 ...

' »

ТаОл

• Значения , совместных вероятностей .. (в-долях . от . единицы) Скорости, ветра и категории устойчивости атмосферы в_различных географических районах СНГ

1 I Номер 1 района 1 1 | Скорость #1 Категория.устойчивости атмосфе рц

-1 ■• :.' 1 I 1 1 • . :.А '' | ■ 1 - в ,- • . 1 ;!• Л •:. -1 1 1 , Г'

I 1 1 1 | < 1 м-о"1 | | > 1 м-о"1 1 1 1 .0,192 | - Г 1 ' 0,053 '. 1 I I 0,095 | 1 0,400 I 1 1 * 0,21

I И 1 | < 1 м-с"1 | > 1 м-сГ1 1 1 0,120 | - 1 1 0,041 • 1 1 I 0,073 ' | 1 0,600 | 1 | 0,1

1 Ш 1 ( < 1 м-сГ1 | > 1 м-о"1 1 1 0,053 • | - 1 1 1 '.'• 0,023 '' 1 1 1 .0,049 | I 0,400 | 1 1 0,0

1 IV 1 ■ ... | < 1 м-о-1 > 1 м'о-1 1 1 1...... 1 | 0,07В ' |. 1 ;1 1 < ' 0,048 " 1 • ' ' 1 0,134 | 1 0,600 ! 1 i

Г . V ' . 1 | < 1 м-о"1 .,.!.>. 1 м.-.о"1 1 . | 0,030 1 1 1 " \ 0,024 I- . 1 I 0,076 | 1, ?,ВОО . 1 1 ' | 0,С

I У1 ' 1 • I < 1 м-о"1 ' |.< 1 м-о-1 1 > , > | 0,144 | 1. 1 1 - 1 '¿О, 072 ; •ь" • »•• 1 1 1 0,174 | .' 1. 0,4СЮ | 1 1 о,:

| УП 1 I < 1 м-о"1 | < 1 м-о"1 1 1 Г о.озо 1 - 1 1 1 " 0,072 1 1 I ..'0,228 .| '1 ■ 0,400 | Г ' ' '

IVIII | ■ . 1 ■ ■ .. | < 1 м-о"1 | < 1 м-о"1 1 1 ■■....... 1 I 0,150 | 1 " 1 0;092 I .0,296 ; •' | 0,200

На базе разработанной методики создана программа расчета сред-егодоных потоков ' загрязнения на подстилающую поверхность для пер-юнального компьютера. Методика и разработанная на ее основе прог- ' >змма позволяют помимо среднегодовых потоков загрязнения рассчпты-5ать среднегодовые приземные концентрации загрязняющих веществ.' Ме-" годика имеет самостоятельное научно-прикладное значение л может < 5ыть использогана для оценки коррозионной опасности вблизи промыш- ' ленных предприятий и решения ряда других задач. . :

... Результаты, расчетов по указанной методике н экспериментальные данные приведены на рис.2 и, как видно из рпсункз, хорошо согласуются. ....

В четвертой главе приведены результаты экспери-1 ментальных исследований разрядных характеристик тарельчзтых изоляторов с искусственным загрязнением при увлажнении водой различной; проводимости. Результаты эксперимента указывзгаг на то, что относи-, •тельное снижение разрядных характеристик тем .больше, чем чще изо-: лятор.

I .

В результате анализа механизмов образования -дождей повышенной проводшлости вблизи промышленных предприятии получено, что в этих; 'районах'осйоввый механизмом образования дощдвй" повышенной••проводи— • мости является вьп.швание в подоблачном слое твердых, растворимых в воде загрязнений.

В пятой главе приведены результаты исследований и :методика расчета удельной -'поверхностной • проводимости .тарельчатых . изоляторов в зависимости от параметров увлажненного до насыщения слоя загрязнения.

Получено, что удельная поверхностная проводимость тарельчатого изолятора может быть расчитана по формуле

16 .. ' V.,

аГи-01Б+0,23а./с>Ьс, мкСм", .. (1

где «ус . " удельная объемная проводимооть увлажненного до йасыще

слоя загрязнения, икСМ'СМ-1>; ; .• " . • .

|1С - толщина увлажненного до насыщения олоп загрязнения', с

Удельная объемная проводшлооть олоя загрязнения в общем олу

должна рассчитываться как 'проводимость многокомпонентной геТерог

ион системы. В результате 'анализа моделей олоп загрязнения полу

но, что удельная объемная проводимость увлажненного до насыще

.... , *

олоя загрязнения, когда он представляет'из себя двухфазную сиот жидкая фаз<| - нерастворимые в воде непроводящие частицы загряз ння, наилучшим образом описывается выражением''' "

" «ус - асуэ'С2, 'мкСм-см'1, . ■ (1

где С - положительный ...король; ' кубического' уравне

•• • ' ЗС3-ЗС2+1-Ат; •' •...... •

- объемная доля^ твердой фазы;

Яуэ - удельная объемная проводимость жидкой фазы, иу.Си-сь

Если водорастворимые компоненты загрязнения имеют иденткч

о поваренной солью (НаС1)' характер" зависимости1 удельной' оСъеъ

*. * .

проводимости раствора от концентрации , то удельная.поверхнос! проводимость тарельчатого изолятора рассчитывается по формуле

•*•' *ги-0.БИв2Гс°'в305.,- ЛкСм. ......... . О

где Тс - поверхностная плотность загрязнения МаС1| зквивал« ная плотности загрязнения изолятора указанными воде створимымн компонента)«!, мг-см"2.

Экспр.рцчснтзльныо и рассчитанные значения средне- ' . годового потока загрязнений ка подстилою'-цу» поверхность в погоду без атчосферных осадков на различном расстоянии от промыаленкьяс предприятий

1 ••Чирчг.кское ПО "Электрохдапроч" • ■

• г -I 10 7.5

5.0

2.5

аЗП1г . •

> 4 1

^ X

0,0.5 1.0 1.5 -2.0 2.5 ни • .• Навоийское "ГО" "Азот"

-г -/ тг-сп-с

Чо 20 70

60 лБ ю\ - •

V — ••М-.- „ . . _ ч ■ • •

Гч

5 ! X

'""""О:' 0.5" Т.О' 1.5 ■ "2.0"-"2.5' З'.о '3."5' ■ '4.0' '-'км

—--расчетные значения • - . о -экспериментальные значения

Рис .2.

Значение Тс рассчитывается по формуле

Е^'.'ЭХ! 'ч

--• Р (ГхОТх!. мг-см (13)

1-1 *7ЭС1

где аеУЭХ1 и - удельная объемная .проводимость 1-того водора-

створимого компонента и МаС1 при одной и той же концентрации, мнСм-см"1; .

Р (тх1) - массовая доля 1-того водорастворимого компокен- .

Щ-, ' ,

. . Тх1 . , " плотность , загрязнения поверхности изолятора 1-тым водорастворимым'компонентом, мг-см_г. В результате регрессионного анализа получено, что. эмпирическая зависимость разрядной эффективной удельной длины пути утечки тарельчатых изоляторов, загрязненных вблизи промышленных- предприятии, от удельной поверхностной проводшости наилучшим образом аппроксимируется выражением вида

О 36 ' *'

Хэ.рагю = 0,9В<асГи, см-кВ"1. (14)

При атом достаточный и оптимальный уровень изоляции в соответствии 'р соотношением Хэр»к3-Хэ.разрез рассчитывается по формуле

О.Эб

Аэ. р.

и» ОО л

К3'0,55-асги1 - см-кВ"1, . (15)

где Ка - коэффициент запаса. '• >'•

С использованием зависимости степени' загрязнения атмосферы (СЗА) от величины Хэ.р, приведенной в -"Указаниях по составления карт уровней изоляции ВЛ и распределительных устройств в районах с •загрязненной атмосферой1' (УКИ-86)и формулы (15) при К3 »2 получеиг зависимость СЗА от расчетной удельной поверхностной проводшости.

Таким образом, в районах проектируемых промышленных предприятии достаточный и оптимальный уровень изоляции может быть раочитаз либо с использованием формулы (15), либо в этих районах по расчи танным значениям и соответствующим юл еначениям СЗА строитс

карта уровней изоляции, в соответствии о которой и выбирается достаточный, и оптшмальный уровень' изоляции.

В соответствии о выше изложенным, поотроены карты уровней изоляции в районе трех предприятий химической промышленности, которые 'хорошо согласуются с картами уровней-изоляции/, построенными в'этих районах о ¡'использованием опыта эксплуатации электроустановок и результатов »специальных'исследований.■ На рис.3,приведены зоны с различной СЗА; в районе Джамбулскогэ суперфосфатного завода, определенные о использованием опыта, эксплуатации ВЛ и ОРУ в этом районе и рассчитанные ¡.в соответствие вышеприведенными формулами по характеристикам :источников загрязнения; 'по. физико-химическим свойствам загрязняющих веществ и метеорологическим характеристикам района. Как видно-.'из рис.3 границы зон хорошо согласуются.'

л. ■ " •

• 3 А К Л Ю Ч .Е Н И Е

.1. Проведены теоретические и .экспериментальные исследования процесса, загрязнения наружной высоковольтной-изоляции вблизи промышленных .предприятий и разработана методика ¿аочета плотнорти загрязнения наружной высоковольтной изоляции в зависимости от характе-- рнстик -источников -загрязнения- атмосферы",• физико-химических, свойств загрязняющих веществ и метеорологических характеристик района.1

2. Б •• рамках методики; расчета плотности загрязнения наружной

высоковольткой изоляции разработана методика расчета среднегодовых

' ! .

потоков загрязнения на'подстилающую поверхность в погоду без атмос-. ферных осадков. ".'.,.. , .-.•..':"... ...... ..V .' ......

3. Проведены теоретические и' -экспериментальные исследования удельной поверхности проводимости загрязненной изоляции в зависимости от параметров слоя загрязнения и разработана методика расчета

. удельной поверхностной проводю-гасти тарельчатых изоляторов по пара-

Ю

КАРТА УРОВНЕЙ ИЗОЛЯЦИИ В РАЙОНЕ ДЗАМБУЛСКОГО СУПЕР10СОА'ГНОГО ЗАВОДА

О О.Ь 1.0 1.& 2.0 '¿.Ь З.и ¿.о 4.0 4.0 о.и 0.0 Ь.и Ь.о км

___границы зон с различной СОА," определенные

по опьтгу эксплуатации . ...."..

■ ■ __границы 'зон с различной' СЗА,' определенные

по расчетньм разрядным характеристика?!

Рис. 3

зам увлажненного'до насыщения слоя загрязнения.- .

4. Получена экспериментальная завиоимооть разрядных характе-гпк тарельчатых изоляторов,. загрязненных вблизи различных' Прониных --предприятий, "от удельной поверхностной -проводимости -при мнении -до насыщения слоя загрязнения-.. ''

5. Разработана -методика, выбора уровней изоляции. в .районах !ктируемых промышленных* предприятий по раочетным.. разрядным ха-■еристикам. ....' ••. .

.6. По'разработанной методик..шзтроены . ^арты уровней изоляции ионах ряда предприятий химической промышленности. Границы зон о нчной-СЗА, построенные по указанной методике и определенные по у эксплуатации электроустановок в" районах этих промышленных

■ ' 1 • -I ,

приятии, согласуются удовлетворительно, " • "''• 7. Разработанная методика использовалась-при выполнении плах договорных работ АО "_Средагэ)цргосвтьпроект" о энергосистема-РЭУ "Ставропользнерго", г -ПО. "Узбекэнерго", ПОЗЭ "Грозэнерго" и

Автором а работе широко использовались консультации Давыдовой , Соломоника Е.А., Кравченко В.А.,-Овсянникова А.Г. . -.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикаци-'

1.Давыдова Л.И., Пичугин В.М., ПИменов П.В.., Руцкий В.М. Исследование злектротеской прочности тарельчатых изоляторов при

' •*• естественных- загрязнениях;//- -Изоляция воздушных-линий -.-элек- -> тропередачи 110-1150 . кВ./ Сб. науч, тр.'* НИИПТа - 1989. -0.67-73. / '. . • ' ■

2.Владимирский Л.Л., Давыдова Л.И., Соломоник Е.А., Кравченко В. А.", Руцким В.М. Выбор уровней изоляции в районах с при-

I •

- I

. I

..... I

■ ' I

родными и промышленными источниками загрязнений на осное исследований./'/ Разработка и исследование изоляционных кои струкцпй из новых материалов и внедрение компьютерной тел нологин в проектирование и организации, строительства. / Teai ' сы докл. и.-т. конф'., 7"Ташкент, 1989'. - о.88-90. .

3.Давыдова Л.И., Проскуряков А.И., Якушева Е.Р., Руцкий В.К Составление карг потенциальных источников загрязнения атмос ферм в промышленных районах. / .Там же.- 0.94-95.

4.Кравченко В.А., .Ментюкова A.M., Руцкий.В.М. Мсследоваш влияния электропроводности, атмосферных осадков на электр! ческую прочность внешней изоляции электроустановок.// Пов1 шение надежности работы изоляции линий электропередачи электрооборудования высокого напряжения./ Тезисы докл. н.-' конф.,- Ташкент, - 1986. с.71-72. .;.'

i