Ученые разработали способ повышения надежности воздушных ЛЭП
Способ повышения надежности воздушных линий электропередачи (ВЛЭП) за счет установки магнитореологических демпферов между соединительной арматурой проводов и гирляндой изоляторов предложили ученые Института проблем машиностроения (ИПМ), филиала Института прикладной физики (ИПФ) им. А. В. Гапонова-Грехова РАН, 3 мая сообщает портал «Научная Россия» со ссылкой на пресс-службу ИПФ РАН.
Магнитореологический демпфер (МРД), конструкцию которого для ВЛЭП разработали специалисты ИПМ РАН, имеет структуру телескопического амортизатора с полостью, заполненной магнитореологической жидкостью. Особенностью такой жидкости является способность мгновенно изменять свой предел текучести под действием магнитного поля, возбуждаемого установленным в поршне электромагнитом.
Созданный в ИПМ РАН демпфер предназначен для защиты гирлянд изоляторов, арматуры и траверс ВЛЭП от динамических и ударных нагрузок. В институте разработана также методика проектирования МРД для конкретных ВЛЭП, которая позволяет рассчитать параметры основных элементов и подсистем демпфера, определить допустимые для них механические напряжения.
Ученые ИПМ РАН, кроме того, разработали компьютерную модель демпфера, установленного на ВЛЭП. Она позволяет оценить силы, действующие на входе и на выходе демпфера, а также нагрев магнитореологической жидкости при различных скоростях ветра.
Расчеты и имитационные исследования на модели позволили разработать конструкторскую документацию, по которой был изготовлен опытный образец демпфера. Эффективность работы МРД была увеличена за счет разработанной и изготовленной автономной системы управления электромагнитом, конструктивно размещенным в поршне.
Испытания опытного образца при установке его на воздушной линии электропередачи доказали эффективность устройства. Разработчики считают, что установка МРД на наиболее ответственных участках ВЛЭП напряжением 110 кВ и выше приведет к снижению в 7–10 раз числа аварий от сильных ветров, вызывающих «пляску» и вибрацию проводов.
При этом существенно сократится количество электроэнергии, недополученной потребителями в связи с перерывом электроснабжения, уменьшатся связанные с таким перерывом экономические потери, а также затраты на ремонтно-восстановительные работы.
Следует отметить, что к 2024 году протяженность ВЛЭП напряжением 35 кВ и более, находящихся под управлением ПАО «ФСК ЕЭС» в России, составила 145,9 тыс. км, а длина участков в районах с повышенными гололедно-ветровыми нагрузками и трудно достижимых для ремонтных и профилактических работ составляет более 30 тыс. км.
В настоящее время планируется установка демпферов на участке длиной 50 км, относящемся к ВЛЭП 110 кВ Ямбургского ремонтно-эксплуатационного пункта.
