Согласно ПУЭ [1], нормативная масса гололедных отложений на проводах и тросах определяется исходя из цилиндрической формы отложений с плотностью 0,9г/см3. Толщина стенки гололеда, приведенная к высоте 10 м от земли и к диаметру провода 10 мм при повторяемости 1 раз в 5 и 10 лет, определяется в соответствии с картой районирования территории России по гололеду и табл. 1.5.
Толщина стенки гололеда может быть уточнена на основании обработки многолетних наблюдений. Так, на Северном Кавказе при построении карт районирования по гололеду «особый» (V-й) район был разбит еще на три района с нормативной толщиной стенки гололеда с повторяемостью 1 раз в 10 лет в диапазоне: VA - 22,5+32,4мм; VБ - 32,5+42,4мм; VB - более 42,5мм (см. рис. 1.9).
Рис.1.9. Карта районирования по гололеду Ставропольского края
На карте районирования по гололеду Ставропольского края крестиком обозначено место, где были сделаны фотографии гололедообразования (рис. 1.2—1.4).
Таблица 1.5
Район по гололеду | Нормативная толщина стенки гололеда, мм, с повторяемостью | |
1 раз в 5 лет | 1 раз в 10 лет | |
1 | S | 5 |
11 | 5 | 10 |
III | 10 | 15 |
IV | 15 | 20 |
Особый | 20 и более | более 22 |
Нормативное значение линейной гололедной нагрузки Р (Н/м) для элементов кругового сечения диаметром до 70 мм (провод, трос) представляет собой значение веса гололедного осадка, приходящегося на 1 м длины элемента, и выражается формулой [2]:
где b — толщина стенки гололедного осадка плотностью рг=0,9 г/см; g — ускорение свободного падения, см/с2; kbh, kbd — коэффициенты, учитывающие изменение толщины стенки гололедного осадка с высотой h от поверхности земли и в зависимости от диаметра провода dnp.
Коэффициенты kbh и kbd отличаются от аналогичных коэффициентов kh и kd (см. п.1.3). Их нормативные значения приведены в табл. 1.6.
Таблица 1.6
Высота, м | кbh | dпр, см | кbd |
5 | 0,8 | 0,5 | 1,1 |
10 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
20 | 1,2 | 2,0 | 0,0 |
30 | 1,4 | 3,0 | 0,8 |
50 | 1,6 | 5,0 | 0,7 |
70 | 1,8 | 7,0 | 0,6 |
Расчет нормативной стенки гололеда bh, можно выполнить по формуле:
Из сделанных определений следует, что основным климатическим параметром гололедной нагрузки является толщина стенки гололедного осадка. Именно для оценки этого параметра требуются климатические данные изучаемой территории.
Отложения гололеда могут вызывать:
- разрегулировку тросов и проводов и их сближение между собой;
- сближение проводов и тросов при подскоке вследствие неодновременного сброса гололеда;
- интенсивную пляску, вызывающую короткие замыкания между проводами и тросами, ожоги проводов и тросов, а в некоторых случаях повреждения линейной арматуры и креплений;
- значительную перегрузку проводов и тросов и их обрывы, особенно при ожогах проводов и тросов электрической дугой;
- перегрузку и поломку траверс;
- разрушение опор в результате обрыва проводов и тросов при перегрузке от гололеда, когда возникающие неуравновешенные тяжения на опоры от оставшихся целыми проводов и тросов значительно превышают расчетные, а также при сочетании гололеда с сильным ветром.
Учитывая чрезвычайно тяжелые последствия гололедных аварий, которые могут привести, например, к дезорганизации электроснабжения целых районов, необходимо принимать решительные меры по их предотвращению путем:
- внедрения при строительстве или реконструкции ВЛ новых технологий и конструктивных решений, предотвращающих образование опасных гололедно-изморозевых отложений;
- своевременного выполнения режимных мероприятий, позволяющих поддерживать температуру проводов на уровне, не допускающем налипание гололеда;
- строительства ВЛ с механической прочностью, выдерживающей возможные гололедно-ветровые нагрузки с повторяемостью один раз в 50 лет для ВЛ 330 кВ и выше, 30 лет для остальных ВЛ;
- своевременного обнаружения характера гололедообразования и направления его распространения для организации работ по его механической обивке или плавке электрическим током (постоянным или переменным).