автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Развитие теории и методов защиты сетей электроснабжения угольных шахт от гололедно-ветровых нагрузок

Направахрукописи

Манацков Борис Михайлович

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ СЕТЕЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ УГОЛЬНЫХ ШАХТ ОТ ГОЛОЛЕДНО-ВЕТРОВЫХ НАГРУЗОК

Специальность 05.09.03 - «Электротехнические комплексы и системы»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Новочеркасск 2004

Работа выполнена в Южно-Российском государственном университете экономики и сервиса (ЮРГУЭС) и Московском государственном горном университете (МГГУ).

Научный консультант засл. деятель науки и техники РФ, докт. техн. наук, проф. МГГУ Щуцкий Виталий Иванович.

Официальные оппоненты:

д-р. техн. наук, проф. Разгильдеев Геннадий Иннокентьевич д-р. техн. наук, проф. Лещинская Тамара Борисовна д-р. техн. наук, проф. Надтока Иван Иванович

Ведущая организация - Научно-исследовательский институт

электроэнергетики (ВНИИЭ, г. Москва)

Защита состоится «22» октября 2004г. в 10.00 час. на заседании

диссертационного совета Д-212.304.01 в Южно-Российском государственном

техническом университете, в ауд. 107 корп. Главный по адресу: ул. Просвещения,

42?

132, Новочеркасск, Ростовская область, 346^88. ЮРГТУ(НПИ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «_ июня 2004г.

Ученый секретарь /г ^уы

диссертационного совета Пятибратов ГЛ.

Л/М/

3

Общая характеристика работы

Актуальность темы Повышение надежности электроснабжения в период гололедообразований является весьма актуальной задачей. Воздействие гололедно-изморозевых образований при сопутствии им сильных ветров на воздушные электрические сети приводит к массовому выходу их из строя на длительное время. Действующие в настоящее время «Руководящие указания по плавке гололеда на воздушных линиях электропередач» предназначены для сетей напряжением выше 35 кВ. Сети напряжением 6 и 10 кВ не имеют средств активной борьбы с гололедом.

Как следствие, в гололедные периоды отмечается повышенная аварийность ВЛ б и 10 кВ, вызывающая простои шахт с сокращением и даже с полным прекращением добычи угля. Длительность аварий, связанная с трудностью восстановления разрушенных опор и других элементов ВЛ 6 и 10 кВ, создает угрозу безопасности шахтеров, работающих на глубоких горизонтах, где добыча угля ведется в сложных горно-геологических условиях, при высокой газообильности, обводненности, опасности внезапных выбросов угля и газа и других специфических особенностях. Перерыв в подаче электроэнергии на таких шахтах связан не только со значительными убытками из-за недоотпуска продукции, но и в первую очередь с опасностью для жизни шахтеров, прекращением выхода на поверхность и с тяжелыми аварийными последствиями.

Предметом исследования являются сети электроснабжения напряжением 6 и 10 кВ, расположенные в гололедных районах России. Объектом исследования явились сети электроснабжения 6 и 10 кВ угольных шахт Донбасса на участках от районных подстанций до 11111 шахты и от 11111 до КТП вентиляционных шурфов.

Диссертационная работа посвящена исследованию актуальной научной проблемы повышения надежности сетей электроснабжения угольных шахт применительно к условиям работы в гололедном регионе и имеет важное народно - хозяйственное значение.

Работа выполнялась в соответствии с Федеральной программой «Топливо и энергия. Энергосбережение России» (постановление Правительства РФ № 1265 от

06.12.93) по научному направлению «Интенсивные ресурсосберегающие методы и средства разработки угольных пластов, использование углей и охрана труда» комплексной целевой программы «Топливо и энергия», приказ № 14-36-04 от 07.02.94 Госкомвуза РФ.

Целью работы является повышение надежности электроснабжения шахт и других потребителей в гололедных районах России благодаря установлению основных зависимостей и закономерностей функционирования сетей электроснабжения напряжением 6 и 10 кВ в условиях возникновения гололедных ситуаций путем разработки методик определения нормативов гололедно-ветровых нагрузок и активных способов борьбы с гололедом в распределительных сетях 6 и 10 кВ.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Определение нормативов гололедно-ветровых нагрузок на основе установления закономерностей и основных показателей распределений в стихийном процессе гололедообразования, с использованием которых может быть обеспечено повышение надежности шахтных сетей электроснабжения 6 — 10 кВ в гололедных регионах России.

2. Установление взаимосвязи между временем отказов и гололедно -ветровыми нагрузками в шахтных сетях электроснабжения 6 — 10 кВ с определением уравнений связи и коэффициентов корреляции.

3. Установление совокупности показателей надежности с определением параметров потока отказов и среднегодовых коэффициентов готовности для шахтных сетей электроснабжения 6 - 10 кВ при активном и пассивном резервировании в гололедном регионе.

4. Определение технико-экономических зависимостей между убытком шахты (с учетом вероятности аварийных простоев при гололеде) и экономически обоснованными затратами на 1 км ВЛ 6-10 кВ.

5. Разработка рекомендации по применению активных способов борьбы с гололедом включая: установление зависимости допустимой длины пролетов ВЛ от удельных гололедно - ветровых нагрузок; применение плавки гололеда на

проводах ВЛ 6 - 10 кВ электрическим током; усиление механической части элементов ВЛ в гололедном районе.

Для решения поставленных задач использованы методы теоретической электротехники, математического анализа, математического моделирования, методы математической статистики и теории вероятностей.

Научная новизна и основные научные результаты

1. Определены нормативы гололедно--ветровых нагрузок на основе ранее не применявшихся методик с установлением закономерностей и основных показателей распределений в стихийном процессе гололедообразования, при использовании которых может быть обеспечено повышение надежности шахтных сетей электроснабжения 6 -10 кВ в гололедном регионе Донбасса.

2. Впервые обоснованы зависимости между математическим ожиданием убытка при гололеде и затратами на сооружение 1 км шахтной ВЛ 6-10 кВ.

3. Установлены количественные показатели надежности сетей электроснабжения 6-10 кВ при активном и пассивном резервировании с учетом вероятности безотказной работы восстанавливаемых систем, определением параметров потока отказов и коэффициентов готовности в гололедный период.

4. Выявлены взаимосвязи между временем отказов сетей электроснабжения 6-10 кВ и гололедно-ветровыми нагрузками с определением уравнений связи и коэффициентов корреляции, использование которых позволяет уточнить имеющиеся карты гололедного районирования в Донбассе методом экстраполяции.

5. Установлена зависимость допустимой длины пролетов ВЛ от удельной гололедно-ветровой нагрузки, полученная в соответствии с разработанными нормативами. С использованием в проектировании допустимой длины пролетов достижимо повышение надежности ВЛ 6-10 кВ.

Достоверность научных положений и выводов, а также полученных результатов обеспечивается: применением комплекса современных апробированных методов исследования; использованием современных вычислительных методов математической статистики; корректностью

используемого математического аппарата; представительным объемом статистического материала; положительными результатами использования научно-обоснованных нормативов гололедно-ветровых нагрузок для шахтных ВЛ 6-10 кВ в гололедном регионе.

Практическая ценность и использование результатов.

Практическая ценность работы состоит в том, что разработаны: методики определения нормативов гололедно-ветровых нагрузок; рекомендации по: определению длины пролетов ВЛ 6-10 кВ в гололедном районе; усилению механической частей деталей опор и проводов; количественным показателям надежности сетей электроснабжения и способам активной и пассивной защиты ВЛ 6-10 кВ, включая плавку гололеда электрическим током.

С использованием результатов работы достижимо повышение надежности шахтных сетей электроснабжения напряжением 6 и 10 кВ в гололедных районах России.

Результаты диссертационной работы использованы:

- в Западных электрических сетях ОАО «Ростовэнерго» утверждены 17.01.02 ведомственные «Методические рекомендации по плавке гололеда в сетях электроснабжения 6-10 кВ Восточного Донбасса (Рыбников А.С., Шуцкий В.И., Манацков Б.М., Шахты, - 2002 - 40 с); «Методические рекомендации» предназначены для ИТР энергоснабжающих и производственных объединений, обслуживающих сети электроснабжения 6-10 кВ, подвергающиеся воздействию гололедно-ветровых нагрузок;

- в ОАО «Ростовуголь» утверждены 19.01.02 ведомственные «Технические рекомендации по определению нормативов гололедно-ветровых нагрузок и показателей надежности шахтных сетей электроснабжения 6-10 кВ в Восточном Донбассе (Кузнецов А.Н., Соколов СВ., Манацков Б.М., Шахты, - 2002 - 41 с); «Технические рекомендации» предназначены для инженерно-технических работников шахт и производственных объединений, обеспечивающих эксплуатацию шахтных сетей электроснабжения 6-10 кВ при воздействии гололедно-ветровых нагрузок;

- в ЮРО АГН на заседании президиума (Протокол №4 от 05.03.02) утверждено «Техническое руководство по определению нормативов гололедных нагрузок в шахтных сетях электроснабжения 6-10 кВ Восточного Донбасса» и рекомендовано для использования в практике проектирования, монтажа и эксплуатации шахтных сетей электроснабжения 6-10 кВ как в Восточном Донбассе, так и в других гололедных регионах России (Мельков А.Д., Шляфер Л.Ю., Ляхомский А.В., Манацков Б.М., Шахты, - 2002 - 45 с);

- в «Шахтинвестпроекте РФ» утверждено 01.03.02 ведомственное «Техническое руководство» предназначенное для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием и эксплуатацией горнопромышленных сетей электроснабжения 6-10 кВ в гололедном регионе Донбасса (Новиков А.Н., Ляхомский А.В., Манацков Б.М., Шахты, - 2002 -46 с);

Подтверждено внедрение основных положений исследования для региона Восточного Донбасса: научно-обоснованные нормативы гололедной нагрузки, скорости ветра; математического ожидания убытка шахты на 1 км ВЛ 6-10 кВ; допустимых затрат на устройства защиты от гололеда; оценка уровня надежности сетей электроснабжения 6-10 кВ по вновь разработанным количественным показателям надежности для гололедного региона.

- в Ростовском управлении Госгортехнадзора России использованы теоретические разработки и практические рекомендации при согласовании мероприятий по ежегодной подготовке к работе в осенне-зимний период (ОЗП) сетей электроснабжения 6-10 кВ угольных шахт в гололедном регионе Донбасса. Использование количественных показателей надежности сетей электроснабжения при гололеде обеспечивает повышение уровня надежности электроснабжения шахт и безопасность шахтеров, работающих в сложных горно-геологических условиях на глубоких горизонтах шахт Донбасса;

- в ОАО «Кавэлектромонтаж» использованы предложенные способы усиления деталей ВЛ 6-10 кВ (пасынки, провода марки АС, АСУ и др.);

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе при чтении лекций и выполнении курсовых и дипломных работ по направлению 65.45.00. «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» в

Шахтинском институте ЮРГТУ (НПИ).

Апробация работы и публикации. Основные положения и научные результаты диссертации доложены на научно-технических конференциях (НТК) и семинарах в гг. Москве, Санкт-Петербурге, Киеве, Ростове-на-Дону, Новочеркасске, Шахтах, в том числе: Санкт-Петербургский горный институт -1967, 1968 г.; Киевский политехнический институт - 1971 г.; Московский государственный горный университет - 1970, 2001, 2002 гг.; региональная НТК СКНЦ ВШ при Ростовском инженерно-строительном институте 1980, 1988 гг.; Южно-Российский государственный технический университет (НПИ) - 1994, 1996,1997,1998,2001 гг.

Основные научные положения, выносимые на защиту, разработанные лично соискателем.

1. Нормативы гололедно-ветровых нагрузок, полученные на основе установления их закономерностей и основных показателей распределений, с использованием которых может быть обеспечено повышение надежности шахтных сетей электроснабжения 6 - 10 кВ в гололедном районе Донбасса.

2. Зависимости между математическим ожиданием убытка шахты (с учетом вероятности аварийных отказов при гололеде) и затратами на сооружение 1 км шахтной ВЛ 6-10 кВ.

3. Совокупность показателей надежности, установленная с учетом вероятности безотказной работы восстанавливаемых систем, определением параметров потока отказов и коэффициентов готовности для шахтных сетей электроснабжения 6 - 10 кВ в гололедном регионе Донбасса.

4. Взаимосвязи между временем отказов и гололедно-ветровыми нагрузками выявленные в шахтных сетях электроснабжения 6 - 10 кВ с определением уравнений связи и коэффициентов корреляции.

5. Зависимость допустимой длины пролетов от удельной гололедно-ветровой нагрузки, соответствующей установленным научно-обоснованным нормативам.

Публикации. Из 47 работ автора, по теме диссертации опубликована 31 печатная работа, из них автором написаны единолично 28 работ и 3 в соавторстве. Основные научные результаты диссертации и результаты внедрения изложены в двух монографиях (1998 и 2001 гг., общим объемом 434 с, авторских - 80 %) и 14 работ в ведущих рецензируемых изданиях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, приложения 6 документов по внедрению, содержит 25 рисунков, 67 таблиц и список использованных источников из 80 наименований. Общий объем составляет 277 страниц.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность работы, ее цель и задачи исследования, связь решаемых задач с государственными научными программами, определяются основные научные положения, выносимые на защиту, показана научная новизна и основные научные результаты исследования, научная и практическая ценность и результаты реализации работы.

Решению важной проблемы повышения надежности электроснабжения предприятий, расположенных в гололедных районах, посвящены работы научных школ ВНИИЭ, Энергосетьпроект, МЭИ, ЮРГТУ (НПИ), МГГУ (МГИ), ИГД им. А.А. Скочинского, СПб ГИ, СПб ГТУ, КузбассГТУ, Ростовэнерго, а также других известных организаций и институтов. Большой вклад в решение различных аспектов этой проблемы внесли доктора технических наук В.В. Бургсдорф, С.А. Волотковский, Л.В. Гладилин, А.А. Глазунов, А.Ф. Дьяков, А.С. Засыпкин, СИ. Гамазин, В.П. Муравьёв, Ю.П. Миновский, Г.И. Разгильдеев, Ю.Г. Шакарян, В.И. Щуцкий, кандидаты технических наук Л.В. Тимашова, Е.П. Никифоров, и ряд других специалистов.

Первые сообщения о попытках количественной оценки надежности электроснабжения появились в России и за рубежом в 30-х годах. Однако, до

настоящего времени не уделяется достаточного внимания вопросам надежности шахтного электроснабжения в гололедных районах.

Первый раздел работы посвящен анализу состояния проблемы и постановке задач исследования. Последовательно изложены результаты анализа основных публикаций: по нормированию гололедно-ветровых нагрузок в России и за рубежом; надежности сетей электроснабжения шахт; по способам борьбы с гололедом, что позволило корректно аргументировать и сформулировать задачи исследования. Предложена классификация структуры, формы и условий возникновения гололедообразований: иней, изморозь, гололед, сложные отложения и мокрый снег. Дана характеристика специфических динамических нагрузок, вызываемых воздействием ветра на покрытый гололедообразованими провод: вибрация, пляска, качание и скручивание проводов. Определена физическая сущность процесса плавления гололеда электрическим током на основе теоретического исследования сложного теплового поля провода (с учетом конвекции и лучеиспускания), покрытого слоем осадка в движущейся воздушной среде гололедонесущего потока.

Определены условия применения некоторых известных способов плавки, из числа рекомендованных для сетей 35 кВ и выше, целесообразных для сетей электроснабжения 6 — 10 кВ.

В России и странах зарубежья нет единой методики нормирования расчетных климатических условий для определения их величины и повторяемости. В ряде стран (Франции, Финляндии, Германии, Швеции) нормы расчета механической части воздушных линий принимаются по условно-нормированным климатическим условиям, отражающим случаи редкой повторяемости. В Швеции, Франции, США и России территория разбита на районы гололедности по интенсивности гололедообразований. В Германии и Финляндии деление на районы по гололедности не производится. В России, Швеции и США размеры гололеда нормируются толщиной слоя льда независимо от диаметра провода. Во Франции, Голландии, Финляндии, Норвегии и Германии вместо толщины слоя гололеда нормируется величина гололедной нагрузки на провод в зависимости от диаметра провода.

Норматив температуры воздуха при гололеде: в Швеции, Швейцарии, Финляндии — 0°С, в России, Германии, Польше и Франции -5°С. В США температура при гололеде принимается в зависимости от района гололедности: в легком - минус 1,1 °С; в среднем - минус 9,4°С. в тяжелом - минус 17,8°С. Удельная масса гололеда принимается в России - 0,9 г/см3, в США - 0,917 г/см3, в Швеции - 0,75 г/см3 - независимо от интенсивности гололедообразования.

Расчетные нагрузки от давления ветра в Швеции и США приняты на провода, покрытые гололедом при = 39 даН/м2. В Финляндии и Германии нагрузки от давления ветра приняты на провода, свободные от гололеда; провода здесь рассчитывают на гололедные нагрузки без учета ветровых нагрузок. В России нормативное ветровое давление при гололеде - с повторяемостью 1 раз в 25 лет определяется по скорости ветра при гололеде - Уг (ПУЭ-2003): Па или = 0,25 где - нормативное (среднегодовое) ветровое давление по восьми районам. Наибольшие ветровые нагрузки при гололеде приняты в Италии, где их величина соответствует максимальному значению скоростного напора - дн для района, но не более 72 даН/м2, и во Франции, где <7„-72 даН/м2. В Японии нормируется толщина стенки гололеда Ъ = 6 мм при «минимальной» температуре и ветровой нагрузке =15 даН/м2.

В сравнении с рядом стран, принятая в России методика построения норм, полнее соответствует физической сущности условий работы ВЛ в гололедных районах, но также нуждается в совершенствовании.

Выполненные ранее исследования рассматривают вопросы активной борьбы с гололедом в сетях с напряжением 35 кВ и выше. Новые исследования надежности электроснабжения угольных шахт также не касаются условий работы ВЛ 6 - 10 кВ в гололедных районах. Отсутствие экономически обоснованных нормативов гололедно-ветровых нагрузок и высокая аварийность воздушных линий требуют дальнейших исследований надежности электроснабжения шахт по ВЛ 6-10 кВ в неблагоприятных климатических условиях гололедных районов России и других стран с разработкой более совершенных методик определения нормативов гололедно-ветровых нагрузок.

В России «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ) предусматривают использование исследований статистических характеристик гололедно-ветровых нагрузок с учетом реальных сочетаний метеорологических факторов гололедного района. Сбор и обработка таких данных представляет весьма трудоемкую задачу, не имеющую определенной методики.

В гололедном угольном регионе Донбасса нами были изучены условия работы и гололедные аварии ВЛ 6—10 кВ в сетях электроснабжения шахт. В гололедные периоды установлено время отключения шахт, величина гололеда и скорость ветра при 400 гололедных авариях на резервированных шахтных ВЛ 6 -10 кВ. Данные наблюдений, обработанные методами математической статистики с использованием теории вероятностей, послужили базой для разработки полученных в работе усовершенствованных, научно-обоснованных методик определения нормативов гололедно-ветровых нагрузок шахтных ВЛ 6 - ЮкВ, применительно к одному из угольных регионов России - Донбассу.

Второй раздел работы посвящен определению норматива гололедной нагрузки для ВЛ 6-10 кВ в сетях электроснабжения угольных шахт гололедного региона Донбасса.

Линии электропередачи находятся под воздействием атмосферных условий, определяющих погоду П в каждый момент времени: П = {Мг, Мв, Мт}, где метеэлементы: Мг - гололеда, Мв - ветра, Мт - температуры. Метеоэлементы изменяются в соответствии с физическим состоянием атмосферы, являясь случайными величинами. Их анализ возможен методами математической статистики. Внешние нагрузки на провода и механические напряжения, возникающие в проводе, являются функциями от атмосферных условий и вследствие этого также являются случайными величинами.

Имеющиеся карты гололедности все еще страдают большим схематизмом, который является следствием применяемого при построении карт метода интерполяции и распространения таким образом показаний отдельных метеостанций на целые районы. Такие карты, естественно, нуждаются в уточнении.

Для оценки и характеристики такого изменчивого во времени и

пространстве явления природы, как обледенение, наиболее приемлемым является метод экстраполяции. С его помощью представляется возможным дать наиболее реальную картину распределения этого явления на территории, с использованием корреляционных связей, полученных в настоящей работе по результатам наблюдений над обледенением проводов.

Вероятностные свойства распределений, режимные характеристики и структурные параметры вариации метеорологических элементов во времени — приняты нами в качестве объективной основы для климатологического районирования.

Результаты выполненных наблюдений в условиях гололедного региона Донбасса позволили построить статистический ряд значений толщины стенок гололеда и кривые статистического и нормального распределения, получить положительные результаты при количественной оценке степени расхождения этих кривых и установить закон нормального распределения гололедной нагрузки (рис. 1):

Рис 1. Экспериментальная кривая - 1р и кривая нормального распределения ■ Нг толщины стенок гололеда - Ь на проводах шахтных ВЛ 6-10 кВ, р - частота (количество) измерений.

/(*) = -

1

г-*>

где М - среднее арифметическое, М=17,7 мм; а - среднее квадратическое отклонение а= ±6,8 мм; Ь - толщина стенок гололеда, мм (плотность у = 0,9 2/см3).

Для определения норматива гололедной нагрузки по величине и повторяемости необходимо выполнить расчет периодов повторения - Т (лет), в течение которых значение норматива толщины стенок гололеда - ¿н не будет превышено более одного раза: Т = 1/(1-/г(4)), где ¥(Ь) - интегральная функция распределения толщины стенок гололеда. Результаты расчета приведены в сокращенном виде в таблице 1.

Таблица 1 - Периоды повторения толщины стенок гололеда

Толщина стенки гололеда, Ь, мм Отклонение t Интегральная функция F(b) Период повторения Т,лет

18 0,04 0,5160 0,4840 2,0

24 0,93 0,8238 0,1762 5,7

27 1,37 0,9147 0,0853 11,7

29 1,66 0,9515 0,0485 20,6

31 1,96 0,9750 0,0250 40,0

33 2,25 0,9877 0,0123 81,3

Периоды повторения охватывают в пределах от 18 до 33 мм зависимость толщин стенки гололеда - Ъ от соответствующей им повторяемости - Г в пределах от двух до 81 года. При анализе этих зависимостей следует учитывать рекомендации седьмого издания ПУЭ-2003 о необходимости округления значений толщин стенок гололеда менее 40 мм до ближайшего значения, кратного 5 мм, а толщин стенки более 40 мм до целого значения 1 мм. Научно-обоснованное значение математического ожидания в законе нормального распределения или среднего арифметического М = 17,7 мм в статистическом ряде толщины стенок гололеда при использовании в качестве норматива гололедной нагрузки, имеет ближайшее значение Ь = 18 мм с повторяемостью один раз в два года и должно быть округлено до кратного 5 мм значения = 20 мм, которое и следует принять в качестве норматива гололедной нагрузки, полученного на основе установления закона нормального распределения и интегральной функции распределения толщины стенки гололеда для шахтных сетей электроснабжения 610 кВ в гололедном районе Донбасса.

В седьмом издании ПУЭ-2003 установлено определение нормативной линейной гололедной нагрузки на 1 метр провода - РД Н/м для повторяемости 1 раз в 25 лет.

Район Донбасса отнесен к 5 району по гололедности с нормативной толщиной стенки гололеда - 6, = 30 мм, при заданной 25-летней повторяемости.

Разработанная нами на основе установления закона распределения, интегральной функции и периодов повторения - Т, лет, методика определения гололедной нагрузки является универсальной для распределения нагрузки при повторяемости - Т от двух до восьмидесяти лет. В таблице № 1 для рекомендуемой ПУЭ-2003 повторяемости 1 раз в 25 лет значение научно-обоснованного норматива гололедной нагрузки по толщине стенки гололеда -Ь„ = 30мм соответствует рекомендуемому ПУЭ-2003 - Ь3 = 30мм.

Третий раздел работы посвящен определению норматива ветровой нагрузки при гололеде в сетях электроснабжения 6 - 10 кВ угольных шахт Донбасса.

При изучении характеристик физико-географических и синоптических условий возникновения ветровых нагрузок и совпадающих с ними нагрузок от гололеда в обследованном регионе получена совокупность зависимостей метеоэлементов, участвующих в возникновении различных скоростей ветра при процессе гололедообразования: повторяемости (%) направления ветра в зимние месяцы; повторяемости наибольших скоростей ветра по региону один раз в год, 5,10,15, и 20 лет; вероятности скоростей ветра в различных пределах (%) от общего числа случаев; вероятности различных скоростей ветра по направлениям (румбам,%) и др.

При расчете ветровой нагрузки на покрытые гололедом провода ВЛ 6-10 кВ нами был принят как наиболее обоснованный метод учета максимальных скоростей ветра при гололеде. Такой метод до сих пор не применялся из-за отсутствия достоверных статистических данных и расчеты были ограничены величинами среднегодовых скоростей ветра. Данные среднегодовых скоростей ветра не соответствуют фактическим скоростям ветра в гололедные периоды. Материалы многолетних наблюдений по многим станциям имеются только для

флюгеров с легкой доской, позволяющих фиксировать скорость ветра до 20 м/с, и, следовательно, данные о скоростях имевших место ветров большей силы непосредственно из данных таких наблюдений не могут быть получены. Установка флюгеров с тяжелой доской, обеспечивающих измерение скоростей ветра до 40 м/с была запланирована на 90-е годы. Наблюдения (N=520) максимальных скоростей ветра в гололедные периоды при различных толщинах стенки гололеда в условиях обследованного региона позволили построить статистический ряд значений скоростей ветра при гололеде. Статистический ряд преобразован по методу классов, а вычисления основных показателей ряда произведены методами математической статистики способом сумм. Полученное значение показателя точности = ± 1,7% указывает на достаточную надежность результатов наблюдений. Вариационный ряд значений скоростей ветра при гололеде представлен в виде кривой распределения (рис.2) и соответствующей ей кривой нормального распределения. Количественная оценка степени расхождения статистической и нормальной кривых распределения выполнена по показателям асимметрии Бк=0,04 и эксцесса Ех= -0,9.* Отношение показателя асимметрии к ошибке: 8к/шз= 0,27«3. Отношение показателя эксцесса к ошибке: Ех/шЕ=З.На основании правила трех сигм (правила тройной ошибки) можно сделать заключение, что изучаемый признак подчиняется закону нормального распределения, а асимметрия и эксцесс не имеют существенного значения. Установлен закон нормального распределения скоростей ветра при гололеде:

где М - среднее арифметическое, М = 17,2 м/с; а - среднее квадратическое отклонение, а= ± 6,6 м/с; V- скорость ветра, м/с.

Определены периоды повторяемости - Г, лет, в течение которых значение норматива скорости ветра при гололеде — V, м/с, не будет превышено более одного раза: где - интегральная функция распределения

скоростей ветра при гололеде. Результаты расчетов приведены в сокращенном виде в таблице 2.

• 5 1в 15 24 25 34 У.мс

Рис. 2. Экспериментальная кривая р -1 и кривая нормального распределения fx - II скоростей ветра при гололеде - Кгна проводах шахтных ВЛ 6-10кВ.

Таблица 2 - Периоды повторения скорости ветра при гололеде

Скорость ветра при гололеде, м/с Отклонение 1 Интегральная функция Р(У) 1-Б(У) Период повторения Т,лет

17 0,00 0,5000 0,5000 2,0

23 0,88 0,8106 0,1894 5,3

26 1,33 0,9082 0,0918 10,9

28 1,64 0,9495 0,0505 19,8

30 1,94 0,9738 0,0262 38,2

32 2,26 0,9880 0,0120 83,3

Периоды повторения скорости ветра при гололеде охватывают в пределах от 17 до 32 м/с зависимость скоростей ветра - Ут от соответствующей им повторяемости — Г в пределах от двух до 83 лет. Научно-обоснованное значение математического ожидания в законе нормального распределения или среднего арифметического М = 17 м/с в статистическом ряде скоростей ветра при гололеде с повторяемостью 1 раз в два года может быть рекомендовано для использования в качестве норматива скорости ветра при гололеде - Уг = 17 м/с в регионе Донбасса.

Нормативное ветровое давление при гололеде для этого региона, полученное по разработанной нами методике, имеет значение: V1

(или №г =—=18даН/м2).

Со введением в действие седьмого издания ПУЭ-2003 основой для районирования по ветровому давлению — Па являются максимальные скорости ветра- У0 м/с с 10-минутным интервалом осреднения скоростей на высоте 10мc повторяемостью 1 раз в 25 лет, которые соответствуют карте районирования территории России по ветровому давлению. Гололедный регион Донбасса по данным ПУЭ-2003 (Рис. 2.5.1) расположен в IV районе по ветровому давлению с }У0 = 800 Па (или 80 даН/м2) и У„ =36 м/с. Нормативное ветровое давление при гололеде - 1Угс повторяемостью 1 раз в 25 лет определяется по формулам (ПУЭ-2003): 1¥т = 0,25 Щ, = 200 Па (20 даН/м2), скорость ветра при гололеде Уг= 0,5 У„= 18 м/с. Эти формулы используются при отсутствии региональных карт и данных наблюдений.

Для ВЛ до 20 кВ, включая шахтные ВЛ6 и 10 кВ, в соответствии с ПУЭ-2003, минимальное значение нормативного ветрового давления при гололеде должно приниматься не менее = 200 Па (20 даН/м2).

Установлена взаимосвязь между скоростью ветра при гололеде - Ут и толщиной стенок гололеда Ья по уравнению связи ¿„=1,05 Уг - 0,8 и коэффициенту корреляции г = 0,75.

На основе установления закона нормального распределения и интегральной функции распределения скоростей ветра при гололеде по величине и повторяемости определен научно-обоснованный норматив скорости ветра при гололеде Уя = 17м/с, с использованием которого в практике проектирования и эксплуатации ВЛ 6-10 кВ не требуется применение снижающих коэффициентов Уг = 0,5 Ун- и РУГ = 0,25 Щ, и может быть обеспечено повышение надежности сетей электроснабжения шахт в регионе Донбасса.

Четвертый раздел работы посвящен установлению показателей надежности сетей электроснабжения, определению взаимосвязей между временем отказов и гололедно-ветровыми нагрузками, а также экономическому обоснованию стоимости сооружения 1 км шахтных В Л 6-10 кВ в гололедном районе Донбасса.

В результате десятилетних наблюдений в производственных условиях построен вариационный статистический ряд времени отказов ВЛ 6-10 кВ при

гололедно-ветровых авариях и определены основные параметры этого ряда в виде: среднего арифметического М — 12, ч; среднего квадратического отклонения а = ±4,8 ч; коэффициента вариации Су = 39,6 %; показателя точности Р, — ± 2%. Для статистической кривой по экспериментальным данным, среднему арифметическому и средне-квадратическому отклонению построена кривая нормального распределения с оценкой степени расхождения статистической и нормальной кривых распределений по показателям асимметрии и эксцесса.

Отношение показателей асимметрии и эксцесса к их ошибкам: 8к/п15=2,1<3 и Ех/Ше=0,3<3. На основании правила трех сигм можно сделать заключение, что варьирование времени отказов ВЛ 6 - 10 кВ подчиняется закону нормального распределения, подтверждая правильность принятой нами гипотезы. Установлен закон нормального распределения времени отказов, который имеет вид:

где I - время отказов, ч; М - среднее арифметическое, М = 12 ч; а - среднее квадратическое отклонение,

Определены периоды повторения - Т, лет, в течение которых значения времени отказов ВЛ 6-10 кВ - / ч, при гололедно-ветровых авариях не будут превышены более одного раза: Т = 1/(1-^)), где /"до - интегральная функция распределения времени отказов шахтных ВЛ 6-10 кВ. Результаты расчетов приведены с сокращениями в таблице 3.

Таблица 3 - Периоды повторения времени отказов ВЛ шахт при гололедных авариях

Время отказа ВЛ 1,ч Отклонение 1 Интегральная функция Р(1) Вероятность 1-Щ) Период повторения Т, лет

7 -1,05 0,1469 0,8531 1,2

12 0,00 0,5000 0,5000 2,0

16 0,83 0,7967 0,2033 5,0

18 1,25 0,8944 0,1056 9,5

20 1,67 0,9525 0,0475 21,2

21 1,88 0,9699 0,0301 33,2

22 2,08 0,9811 0,0189 53,0

Для шахтных ВЛ 6-10 кВ, обладающих свойством восстановления, удобным показателем по оценке надежности является вероятность аварийного простоя:

&ср * {ср »

где - параметр потока отказов; - среднее время отказа.

Результаты производственных наблюдений позволили получить статистические данные и рассчитать юсрг = 0,038 '/год и ШсрЧ= 0,14 * 10"3 '/час.

Среднее арифметическое статистического ряда при большом объеме наблюдений приближается к значению математического ожидания времени простоя с достаточной для экономических расчетов точностью: (ср ~ М = 12 ч, если экспериментальное распределение соответствует кривой нормального распределения при повторяемости - Т - 2 года. Время отказов /„ = 18 ч, соответствует периоду наблюдений Т= 10 лет и может быть принято в качестве научно-обоснованного норматива для расчета экономических показателей и показателей надежности сетей электроснабжения угольных шахт в гололедном регионе Донбасса. С использованием научно-обоснованного норматива времени отказов шахтных 6-10 кВ при гололедно-ветровых авариях определены количественные оценки показателей надежности сетей электроснабжения шахт, представленные в таблице 4: среднегодовые коэффициенты готовности, среднее время безотказной работы, вероятность безотказной работы восстанавливаемых систем, норматив времени отказов по гололедному району и вероятность безотказной работы в период ликвидации внутришахтной аварии /да = 150 ч.

Установлено распределение математического ожидания убытка шахты при гололедно-ветровых авариях ВЛ 6-10 кВ в зависимости от вероятности аварийного простоя - - для средних параметров шахты:

и

(у)

8760

где Трг = 5000 ч; с = 200 руб/т; у - коэффициент учитывающий долю условно-постоянных расходов в себестоимости продукции, = 0,96; = 200 т/ч. С подстановкой средних значений определена величина математического

ожидания убытка шахты на 1 км ВЛ 6 -10 кВ: М = 22

г(0

22*0,684 = 15 тыс. руб/км. Уровень надежности электроснабжения можно найти, используя рекомендации Ю.Б. Гука, приравняв к нулю минимальное значение полных расчетных приведенных затрат: 3 = (р„ + ра) * К, — Мдо = 0 , где р„ -нормативный коэффициент эффективности дополнительных единовременных затрат, р„=0,12; рл- норма амортизационных отчислений, /7а =0,08. Подставив эти значения, получим:

0,2ЛТЭ— Му = 0 или 0,2 К3 — А/у. Экономически обоснованная стоимость сооружения 1 км ВЛ 6-10 кВ в гололедном районе составила 75 тыс. руб./км.

Таблица 4 - Количественные оценки показателей надежности

электроснабжения шахт в гололедном регионе Донбасса

Показатели надежности Числовые значения для линий 6- 10 кВ

Воздушных Кабельных

Параметр потока отказов шг, 1/год 0,038 0,08

Параметр потока отказов ш,, 1/ч 0,14-10'3 0,3-10"3

Норматив времени отказов , ч = ^ при Т=10 лет 18 12

Вероятность аварийного отказа Рщг, 1/год 0,684 0,96

Вероятность аварийного отказа Р^ч, 1/час 2,52-10"3 3,6-10'3

Математическое ожидание убытка М(у), тыс. руб/км 15 21,1

Экономически обоснованная стоимость сооружения 1 км линии Кэ, тыс. руб/км 75 106

Полные приведенные затраты 3, тыс руб/км 10 .

Затраты на повышение надежности Кп, тыс. руб/км 51 -

Вероятность аварийного простоя в период ликвидации внутришахгной аварии Л^оуи 0,021 0,045

Вероятность безотказной работы в период ликвидации внутришахгной аварии при активном резервировании 0,9823 0,9565

То же при пассивном резервировании Р(\щлАП 0,9756 0,9475

Коэффициент готовности при пассивном резервировании восстанавливаемой системы Крп 0,7165 0,6121

Среднее время безотказной работы То>п,лет 58 25

Вероятность безотказной работы Р(йп 0,9835 0,9551

Коэффициент готовности при активном резервировании восстанавливаемой системы Кг а 0,7806 0,3211

Среднее время безотказной работы а , лет 90 38

Вероятность безотказной работы Ртд 0,9888 0,9722

Экономически обоснованная величина затрат на сооружение устройств

защиты ВЛ 6-10 кВ от гололеда выполнена по формуле: Кп— К,— Кн, где Кя -нормативная стоимость 1 км ВЛ, К„= 21 тыс. руб/км. К„= 51 тыс. руб/км. С

использованием результатов исследований может быть обеспечена экономическая эффективность по гололедному региону Донбасса для Ь= 2550 км шахтных ВЛ 610 кВ: А/(у)р.н = МУ* Ь = 38 млн. рублей в год.

Определено наличие взаимосвязей между временем отказов В Л 6-10 кВ и гололедно-ветровыми нагрузками с установлением уравнений связи и значений коэффициентов корреляции г: между временем отказов — ч, и толщиной стенки гололеда - Ь, мм:: {= 1,036 + 0,3; г = 0,75; между временем отказов - 1, ч, и скоростями ветра между толщинами стенки

гололеда - Ь, мм и скоростями ветра - У„ м/с: Ь - 0,65 Уг+ 7; г = 0,7.

С использованием корреляционных зависимостей могут быть откорректированы методом экстраполяции карты гололедного районирования.

Пятый раздел работы посвящен разработке методов защиты шахтных сетей электроснабжения 6 -10 кВ от гололеда.

Исследованы пассивные методы зашиты, обеспечивающие лишь некоторое снижение объема разрушений при гололедных авариях: изменение способа крепления провода, допускающее его проскальзывание в условиях гололеда; переход на горизонтальное расположение проводов; замена штыревых изоляторов подвесными; выбор трассы воздушной линии по участкам, защищенным от влияния основного гололедонесущего потока; прогноз возможности гололедообразования для своевременной подготовки и организации способов активной борьбы с гололедом; зашита трассы ВЛ лесными полосами. Пассивные способы зашиты от гололеда могут быть использованы лишь в период проектирования ВЛ и как дополнение к основным активным способам защиты сетей электроснабжения шахт от гололеда.

Активные методы борьбы с гололедом: изменение длины пролетов в соответствии с научно-обоснованными нормативами гололедно-ветровых нагрузок; удаление гололеда плавкой электрическим током, а также повышение надежности основных элементов ВЛ 6-10 кВ (провода марки СИП, АС и АСУ, подвесные изоляторы, пасынки ПТу- 4,2 - 4,25).

Зависимость допустимой длины пролетов ВЛ 6 - 10 кВ от приведенных удельных гололедно-ветровых нагрузок у7 определена по разработанной нами формуле: Ь = ан-30* а *£/(1,3 * у7) м.,

где Он - нормативное напряжение провода, даН/мм2; а - температурный коэффициент линейного расширения, град'1; Е - модуль упругости, даН/мм2; 30 -разность между расчетной температурой провода /Р = 25 °С и температурой воздуха при гололеде ¡г = -5 "С; Для алюминиевых проводов сечением 35 ^ 95 мм2: ЬА= 2,4/ у7, м. Для алюминиевой части сталеатоминевых проводов: ¿ас = 2,9/ у 7, м.

Расчетные удельные гололедно-ветровые нагрузки у7 (даН/м мм2)-10 3 при нормативах Ьц = 30 мм, Ун = 29 м/с установленных нами для Донбасса.

Сечение и марка проводов

Характер нагрузок 35 50 70 95 120

А АС А АС А АС А АС А АС

от веса провода,

покрытого гололедом, 104 102 77 78 62 64 54 56 49 51

и давления ветра

В результате анализа известных схем плавки гололеда электрическим током на ВЛ 35 кВ и выше (1-8) рекомендованы несимметричные схемы (3-8), более полно учитывающие конструктивные особенности сетей напряжением 6-10 кВ, так как они позволяют в более широких пределах изменять сопротивление цепи плавки при подборе допустимой величины и продолжительности тока плавки.

Рекомендуемые для ВЛ 6 -10 кВ схемы плавки гололеда

Для несимметричных схем плавки гололеда нами выведены параметрические зависимости, положенные в основу инженерных расчетных

формул для определения индуктивного сопротивления проводов, тока, мощности и времени плавки.

Длина включенных проводов зависит от принятой схемы, а получение требуемого тока плавки осуществляется подбором сопротивления проводов по этой схеме. На линиях 6-10 кВ длиной 10-16 км плавка гололеда может быть организована по схемам 1,2, причем токи плавки не выходят за пределы допустимых. Для более коротких (3-6 км) ВЛ 6-10 кВ могут быть использованы несимметричные схемы плавки: провод-провод (схема 3); три провода последовательно - земля (схема 8). На более длинных (6-10 км) ВЛ 6 -10 кВ могут использоваться схемы 4,5,6,7.

При плавке гололеда на номинальном напряжении 6 или 10 кВ ток может превышать максимально допустимое значение. В этом случае необходимо применить метод циклической плавки, провести расчет времени нагрева проводов до температуры + 90 "С, установленной в исследованиях Ленинградского политехнического института, определить число необходимых включений и время паузы. Время нагрева провода, свободного от гололеда, до температуры + 90 °С определяется по известной формуле, использованной при опытных плавках в Донбассе.

где с - теплопроводность провода (для сталеалюминевого 0,178 кал/град); т - масса провода, г/м; ^ - температура воздуха, °С; V - скорость ветра, м/с; d -диаметр провода, см; Яд — активное сопротивление 1 км провода при температуре 0 °С; а-температурный коэффициент сопротивления.

После нагрева в течение времени подключения проводов в схему плавки они должны быть охлаждены. Время охлаждения до температуры окружающей

среды определяется по формуле:

максимальная температура, которой достигает провод, свободный от

гололеда, при протекании по нему тока /„:

Число включений, необходимых для проплавления гололедной муфты, определяется по формуле, полученной преобразованием известной формулы В.В. Бургсдорфа:

где М - разность температур провода и окружающей среды; Б — диаметр гололедной муфты, см; /?то и #п - тепловые сопротивления гололедной муфты (внутреннее и внешнее), Ом/км.

Если число включений получается большим, то паузы между включениями могут быть уменьшены до значений, при которых провод остывает до температуры не 0°С, а +40°С, +50°С, и т.д. Время паузы тогда определяется для провода остывшего до температуры +40°С \То = Т* 1п (4 / 40).

Время нагрева от температуры +40°С до + 90°С: г„ — Т* 1п (<,,-<в)/((„-90). Нами установлено, что гололедная муфта не успевает остыть за время паузы, и формула числа включений, необходимых для проплавления гололедной муфты упрощается:

Для сборки схемы плавки рекомендуется использование коммутационных аппаратов (выключателей, разъединителей, отделителей) с дистанционным управлением. С использованием пассивных и активных способов борьбы с гололедом может быть обеспечено повышение надежности шахтных 6-10 кВ в гололедных районах России.

В шестом разделе работы изложены практические рекомендации по усилению элементов ВЛ 6-10 кВ в гололедных районах.

м

Повреждаемость шахтных сетей электроснабжения напряжением 6-10 кВ в гололедном районе является результатом не только недоучета микроклимата, но также ряда конструктивных недостатков линий 6-10 кВ.

В настоящее время линии 6-10 кВ сооружаются на опорах с деревянными стойками и железобетонными пасынками или на железобетонных опорах. С переходом на железобетонные пасынки, их продолжали рассчитывать по аналогии с опорами на деревянных или рельсовых пасынках только на ветровую нагрузку поперек линии. На аварийную нагрузку вдоль линии, после обрыва провода, расчет не производился в предположении проскальзывания провода в вязке или его обрыва, и лишь с выходом ПУЭ-66 была определена необходимость расчета на нормативное тяжение одного провода, но не более 150 даН. В креплениях проводов А и АС разрывное усилие алюминиевой вязальной проволоки диаметром 3,5 мм составляет на шейке штыревого изолятора от 250 до 300 даН, что значительно выше нормируемого значения для промежуточных опор. При гололедных авариях проволочная вязка вместе с изолятором и проводом покрывается слоем гололеда, что практически исключает обрыв или проскальзывание провода в вязке.

На основе полученных в результате выполненных исследований нормативов гололодно-ветровых нагрузок определена зависимость допустимой длины пролетов ВЛ 6-10 кВ от приведенных удельных гололедно-ветровых нагрузок Установленная нами зависимость длины пролетов

от приведенных удельных гололедно-ветровых нагрузок позволила определить количественные значения допустимой длины пролетов.

Сечение провода, мм2 Приведенные удельные гололелно-ветровые нагрузки у7 и допустимая длина пролетов Ь для проводов марки:

А АС

у7 (даН/м-мм2) -10'3 Ь, м у7 (даН/м-мм2)* 10"3 Ь, м

35 104 23 102 28

50 77 31 78 37

70 62 38 64 45

95 54 44 56 51

120 49 49 51 57

В связи с отсутствием железобетонного пасынка для промежуточных опор ВЛ 6-10 кВ в гололедном районе с расчетным моментом на изгиб 2,5 т.м. вдоль и поперек линии, возможно использование пасынков - 4,2 - 4,25 с расчетным моментом вдоль линии 2,2 т.м., применяемых в настоящее время для анкерных опор ВЛ 10 кВ и промежуточных опор 35 кВ. Пустотелые железобетонные пасынки квадратного сечения со сторонами по 220 мм имеют одинаковую прочность 1,9 т.м. на изгиб вдоль и поперек линии. Механизированное изготовление пасынков подобного типа было освоено нами на виброформовочных машинах для изготовления плит перекрытий.

В период 2005 - 2010 гг. газовая промышленность России выходит из зоны эффективного извлечения запасов газа и уголь становится экономически обоснованным источником первичных энергоресурсов для энергоснабжения страны. Разведанные и подготовленные к освоению промышленные запасы угля гарантируют долговременное использование разработанных методов, способов и рекомендаций по борьбе с гололедом в шахтных сетях электроснабжения 6-10 кВ Донбасса и других гололедных районов России.

Заключение. Научное обобщение теоретических и экспериментальных исследований, выполненное в диссертационной работе, является вкладом в решение актуальной научной проблемы - повышение надежности функционирования сетей электроснабжения угольных шахт в гололедных регионах России и имеет важное народнохозяйственное значение для горной электроэнергетики.

При этом получены следующие научные и практические результаты: 1. На основе исследования физико-географических условий гололедного региона, разработана методика определения норматива гололедной нагрузки, получена совокупность зависимостей основных метеоэлементов, участвующих в процессе гололедообразования, выявлены закономерности их возникновения, определены основные параметры, установлен закон и интегральная функция распределения гололедной нагрузки в регионе Донбасса и на научной основе определен норматив Ь =30 мм гололедной нагрузки по величине и повторяемости.

2. В результате исследования физико-географических и синоптических условий ветровых нагрузок при гололеде, разработана методика определения норматива ветровой нагрузки с получением зависимостей метеоэлементов, участвующих при процессе гололедообразования в возникновении различных скоростей ветра, с выявлением закономерностей их образования, определением основных параметров, установлением закона и интегральной функции распределения скоростей ветра при гололеде и на научной основе определен норматив ветровой нагрузки при гололеде по скорости ветра Уг = 17 м/с и нормативному ветровому давлению 1УГ = 18 даН/м2 по величине и повторяемости 1 раз в 25 лет.

3. С использованием значений научно-обоснованных нормативов гололедных и ветровых нагрузок в Донбассе может быть обеспечено повышение надежности шахтных сетей внешнего электроснабжения на напряжение 6-10 кВ.

4. Установлены взаимосвязи между временем отказов ВЛ 6 — ЮкВ и гололедно — ветровыми нагрузками по уравнениям связи и коэффициентам корреляции не имеющие аналогов, с применением которых возможна корректировка карт гололедного районирования методом экстраполяции.

5. На основе определения основных параметров и установления закона распределения и интегральной функции распределения времени отказов ВЛ 6-10кВ определены основные показатели надежности, учитывающие вероятности безотказной работы восстанавливаемых систем, параметры потоков отказов и среднегодовые коэффициенты готовности шахтных сетей электроснабжения в гололедном районе.

6. Определены технико-экономические параметрические зависимости между математическим ожиданием убытка шахты - с учетом вероятностей аварийных простоев - тыс. руб/км в год и экономически обоснованной стоимостью сооружения на 1 км ВЛ 6-10кВ.

7. Для защиты шахтных сетей внешнего электроснабжения 6-10 кВ, расположенных в гололедном регионе рекомендованы активные способы борьбы с гололедом: изменение допустимой длины пролетов по нормативам гололедно-ветровых нагрузок; удаление гололеда на проводах ВЛ 6-10 кВ электрическим

током; повышение надежности основных элементов ВЛ (усиленные провода АС, АСУ, СИП); пасынки и стойки опор рассчитанные на нагрузку поперек и вдоль линии; рекомендации ПУЭ по применению подвесных изоляторов и др.; защита трассы лесными полосами.

8. С использованием результатов исследований по региону Донбасса в шахтных сетях электроснабжения 6-10 кВ протяженностью 2550 км расчетное значение экономической эффективности составляет до 38 млн. руб. в год.

9. Результаты исследований используются на предприятиях различных отраслей промышленности, в энергоснабжающих и проектных организациях при разработке мероприятий по ежегодной подготовке к работе в осенне - зимний период (ОЗП) сетей электроснабжения 6-10 кВ, расположенных в гололедном регионе.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

монографии

1. Манацков Б.М. , Рыбников А.С. Надёжность электроснабжения шахт в гололедных районах Восточного Донбасса. // НГТУ / Полиграфист, Шахты. -1998.-154 с.

2. Щуцкий В.И., Манацков Б.М. Надежность воздушных линий 6 - 10 кВ в гололедном регионе Донбасса. //ЮРО АГН, ГХП/ Недра, Шахты. - 2001. - 280 с.

публикации впериодической печати

3. Манацков Б.М. Нормативы гололедно-ветровых нагрузок, принятые в России и других странах. //Горн, информ. аналит. бюллетень. /МГГУ. - 2002. -№5.-С 72-73.

4. Манацков Б.М. Разработка метода определения норматива гололедной нагрузки. // Горн, информ. аналит. бюллетень. /М1 1 У. - 2002. - № 5. - С. 73-74.

5. Манацков Б.М. Разработка метода определения норматива ветровой нагрузки при гололеде. // Горн, информ. аналит. бюллетень. / МГ ГУ. - 2002. -№5.-С. 75-76.

6. Манацков Б М. Разработка методов установления количественных показателей надежности сетей электроснабжения и капиталовложений в сооружение 1 км. ВЛ 6-10 кВ в гололедном регионе. // Горн, информ. аналит. бюллетень. / МГГУ. - 2002. - № 5. - С. 76-78.

7. Манацков Б.М. Исследование надежности электроснабжения угольных шахт по ВЛ 6 кВ в гололедном районе. / Инф. к. А9, 7408 [72-25 253] Вс. кн. пал. 23.-С. 1-20.

8. Манацков Б.М. Сравнение числовых характеристик показателей надежности электроснабжения шахт по ВЛ 6 кВ и кабельным линиям в гололедном районе. //. Р.И. Электротехника и Энергетика. М.: 1973. - № 6. - Деп. в ЦНИЭИуголь. Реф. 6Е553. - С. 1-10.

9. Манацков Б.М. Определение норматива толщины стенки гололеда для проектирования шахтных ВЛ 6 кВ в гололедных районах. // Шахтное стр-во. - М.: 1973.-№1.-С. 12-13.

10. Манацков Б.М., Удалых ЮИ. Исследование причин аварийности и разработка мер защиты ВЛ 6 кВ комб. «Ростовуголь» в Гуково-Зверевском районе от действия гололедно-ветровых нагрузок // Горные машины и автоматика, Инф. карта/ ЦНИЭИУголь. - М; 1972 - № 144 - С. 2-3.

11. Манацков Б.М. Машина для изготовления железобетонных опор /Ас. 4.01.572. СССР, кл. 4 опубл. Б.И. 1958 -№11- С. 1-12.

12. Манацков Б.М. Альбом деталей воздушных линий // ЦБТИ, Новосибирск, 1959.-С. 1-50.

13. Манацков Б.М. Механизированный монтаж линии ПО кВ //Монтаж и наладка электрооборудования. /ВНИИПЭ.- М.: серия 2 - вып. 3 -1968- С. 17-19.

14. Манацков Б.М. "Электроснабжение", // НПИ/, Новочеркасский политехи. ИН-Т-1987.-С. 1-25.

15. Манацков Б.М. «Электроснабжение предприятий».// Тр. ин-та/, Новочеркасский политехи, ин-т- 1987. - С. 1-25.

16. Манацков Б.М. Механизация забивки электродов заземления. // Энергетическое строительство. - М.: Энергия, 1968. № 12 - С. 57-58.

17. Манацков Б.М. Монтаж металлических опор воздушной линии электропередачи // Механизация строительства. - М.: СИ. - 1968 - № 6 - С. 6-17.

18. Манацков Б.М. Предупреждать аварии воздушных линий электропередач в особо-гололедных районах. // Шахтное строительство. М.: -Недра, 1968. - № 8 - С. 28-30.

19. Манацков Б.М. Монтаж и восстановление ВЛ ПО кВ, поврежденной гололедом. // Монтаж и наладка электрооборудования. /ВНИИПЭ. М.:- серия 2 -вып. 5-1968.-С. 33-34.

20. Манацков Б.М. Надежность воздушных линий 6 кВ при гололедных нагрузках // Проектирование и строительство угольных предприятий.- М.: Недра,-1969 - № 8 - С. 52-53.

21. Манацков Б.М. Плавка гололеда в сетях 6 кВ внешнего электроснабжения шахт // Шахтное строительство. - М.: Недра.- 1969.- № 9 -С. 15-18.

22. Манацков Б.М. Исследование причин аварий воздушных линий электропередач в гололедных районах // Горные машины и автоматика./ ЦНИЭИУголь. - М.: 1971 - №7- С. 40-41.

23. Манацков Б.М. «Электроснабжение», //НПИ/ Новочеркасск -1988. - 25с.

24. Манацков Б.М. «Монтаж и эксплуатация электрических установок». // НПИ/, Новочеркасский политехи, ин-т -1990. -30 с.

25. Манацков Б.М. Исследование надежности электроснабжения шахты по воздушным линиям в гололедном районе. // НГТУ/, Новочеркасский гос. тех. ун-т. -1997.-№46-С. 94-101.

26. Манацков Б.М. Определение длины пролетов воздушных линий в гололедном районе для внешнего электроснабжения угольных шахт Восточного Донбасса // НГТУ/, Новочеркасский гос. тех. ун-т. - 1996. - № 45. - С. 85-87.

27. Манацков Б.М. Гололедная характеристика Гуково-Зверевского угольного района Донбасса //НПИ/, Новочеркасский политехи, ин-т - 1969 -Том 192.-С. 81-86.

28. Манацков Б.М. Оценка надежности ВЛ 6 кВ угольных шахт в гололедных районах. //НПИ/, Новочеркасский политехи, ин-т. - 1972.- Том 262. -С.110-117.

29. Манацков Б.М. Надежность электроснабжения шахт по ВЛ 6 кВ и кабельным линиям в гололедном районе. // НПИ/, Новочеркасский политехи, ин-т. - 1975. - Том 306. - С. 126-131.

30. Манацков Б.М. Надежность электроснабжения шахт в гололедных районах Восточного Донбасса. // НГТУ /, Новочеркасский гос. техн. ун-т. - 1998. -№47.-С. 1-12.

31. Манацков Б.М. Надежность электроснабжения шахт в гололедных районах Восточного Донбасса // ЮРГТУ / Южно-Росс. гос. тех. ун-т - 2001.-НТК №50-С. 218-222.

»15293

РНБ Русский фонд

2005-4 12432

Подписано в печать 05.04.04г. Формат 30x42/8 Гарнитура "Times". Ризография. Усл.печ.л.2,0. Тир. 100 экз. Заказ № 277. ИЗДАТЕЛЬСТВО

Московского государственного горного университета Лицензия на издательскую деятельность ЛР № 062809 от 30.06.98г. Код издательства 5X7 (07)

119991, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 6; Издательство МГТУ; тел.(095) 236-97-80; факс (095) 956-90-40

Отпечатано в типографии ИПБОЮЛ Бурыхин Б.М.

Адрес типографии: 346500 г. Шахты Ростовской области, ул. Шевченко-143 Лицензия на полиграфическую деятельность ПЛД № 65-186 от 10.01.2000г.