РД 34.20.510. Руководящий документ. Методические указания по применению сигнализаторов гололеда и прогнозированию гололедоопасной обстановки

энергосистем

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ СИГНАЛИЗАТОРОВ ГОЛОЛЕДА И ПРОГНОЗИРОВАНИЮ ГОЛОЛЕДООПАСНОЙ ОБСТАНОВКИ

до 1 июля 1985 года

Разработано Всесоюзным научно-исследовательским институтом электроэнергетики.

РЭУ Башкирэнерго, Уфимским авиационным институтом.

Утверждено Главным техническим управлением по эксплуатации энергосистем.

Заместитель начальника К.М. Антипов.

Настоящие Методические указания предназначены для использования информации о гололеде с целью своевременной организации борьбы с ним.

ВВЕДЕНИЕ

Образование гололеда <*> на проводах и тросах линий электропередачи (ВЛ) может явиться причиной тяжелых аварий, связанных с короткими замыканиями, обрывами проводов и тросов и даже поломкой траверс и опор. Восстановление линий, поврежденных гололедом, требует больших затрат средств и времени. Повышение механической прочности линии не всегда оправдано ввиду сравнительно малой вероятности опасных гололедных явлений. Эффективным способом обеспечения надежной работы ВЛ в гололедных районах является плавка гололеда электрическим током, которая позволяет в течение короткого времени (0,5 — 1 ч) удалить гололед с десятков километров линий.

---

<*> Под гололедом подразумеваются все виды обледенения проводов.

Решающим условием успешного проведения плавки гололеда является надежное прогнозирование гололедоопасной обстановки, а также достоверная информация о наличии, размере и весе гололеда на проводах и тросах ВЛ.

В настоящих Методических указаниях даются рекомендации по использованию данных Гидрометслужбы СССР для нужд энергосистем, в частности, для оценки размеров и массы гололеда на проводах и тросах ВЛ и развития процесса гололедообразования.

1. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ГОЛОЛЕДНЫХ НАГРУЗОК НА ВЛ И ГОЛОЛЕДООПАСНОЙ ОБСТАНОВКИ

1.1. Основным источником метеорологической информации о неблагоприятных для энергетики явлениях природы (образование гололедно-изморозевых отложений) являются данные наблюдений сети гидрометеорологических станций (ГМС), расположенных по всей территории Советского Союза.

1.2. Климатическое прогнозирование возможных гололедных нагрузок осуществляется путем разработки региональных карт нормативных районов по гололеду. Нормативные значения гололедных нагрузок определяются на основании статистической обработки данных инструментальных наблюдений за гололедом на ГМС с учетом физико-географических условий, влияющих на процесс гололедообразования.

На территории СССР выделено пять районов.

Разработка региональных карт осуществляется подразделениями Госкомгидромета СССР и научно-исследовательскими учреждениями Минэнерго СССР.

1.3. Гидрометобеспечение организаций Минэнерго СССР на территории союзных и автономных республик, краев, областей и автономных областей (округов) осуществляется органами республиканских и территориальных управлений Госкомгидромета СССР (бюро погоды, гидрометобсерваториями, гидрометбюро) по планам, согласованным с районными управлениями энергосистем.

1.3.1. Основными видами оперативных прогнозов, передаваемых учреждениями Госкомгидромета СССР предприятиям Минэнерго СССР, являются:

Регулярная информация:

• долгосрочные (месячные) прогнозы погоды;
• прогнозы погоды на сутки и последующие двое суток;
• данные о текущем состоянии погоды.

Экстренная информация

Штормовые предупреждения об опасных и особо опасных для энергетики явлениях.

Прогнозирование гололедоопасной обстановки осуществляется в соответствии с Наставлением по службе прогнозов разд. 2, ч. III, IV, V (Гидрометиздат. М.: 1978).

В табл. 1.1 приведена классификация гололедно-изморозевых явлений по видам и интенсивности, принятая в Наставлении по службе прогнозов.

Явление погоды	Категория явления
	слабое	умеренное (опасное явление ОЯ)	сильное (особо опасное явление ООЯ)
Гололед и сложное отложение Изморозь Налипание мокрого снега	Толщина отложения <*> 5 мм и менее Толщина отложения до 50 мм Толщина отложения до 10 мм	Толщина отложения 6 — 19 мм Толщина отложения более 50 мм Толщина отложения 11 — 34 мм	Толщина отложения 20 мм и более — Толщина отложения 35 мм и более

---

<*> Большой диаметр на проводе гололедного станка без учета диаметра провода.

Согласно ПУЭ в качестве гололедно-изморозевых нагрузок на провода ВЛ принимается эквивалентная толщина стенки гололеда цилиндрической формы, приведенная к плотности 0,9 г/куб. см.

Соответствующая указанным в табл. 1.1 размерам толщина стенки гололеда для провода ВЛ диаметром 10 мм на высоте 10 м над поверхностью земли приведена в табл. 1.2.

Явление погоды	Категория явления
	слабое	умеренное	сильное (ООЯ)
Гололед и сложное отложение Изморозь Налипание мокрого снега	< 1 < 8 < 1	1 — 8 > 8 1 — 8	> 8 — > 8

Эквивалентная толщина стенки гололеда на ВЛ с проводом диаметром 10 мм, на уровне подвеса 10 м, соответствующая размерам гололедно-изморозевых отложений на проводе гололедного станка гидрометстанции приведена в табл. 1.3.

Явление погоды	Толщина стенки гололеда на проводе ВЛ, мм, соответствующая размерам гололедно-изморозевых отложений на проводе гололедного станка ГМС, мм
	20	30	40	50	60	70	80	90	100	120	150	200
Гололед и сложное отложение Изморозь Налипание мокрого снега	8 -	14 — 8	18 — 10	21 8 12	27 10 15	30 12 20	34 15 22	- 17 -	- 19 25	- 22 30	- 28 40	- 38 -

2. НАЗНАЧЕНИЕ СИГНАЛИЗАТОРОВ ГОЛОЛЕДА (СИСТЕМ РАННЕГО ОБНАРУЖЕНИЯ И ОПОВЕЩЕНИЯ О ГОЛОЛЕДООПАСНОЙ ОБСТАНОВКЕ)

2.1. Сигнализаторы гололеда (СГ) предназначены для обнаружения гололеда на проводах воздушных линий электропередачи (ВЛ) в контролируемых пунктах (КП) и передачи на диспетчерский пункт (ДП) сигнала о наличии, весе (размере) гололеда на проводах или тросах ВЛ с целью своевременного проведения плавки гололеда, а также передачи сигнала о возможности появления гололеда с целью предотвращения его образования методом профилактического обогрева проводов.

Сигнализаторы гололеда могут передавать информацию об интенсивности нарастания гололеда, температуре воздуха, скорости и направления ветра, влажности воздуха, а также могут быть использованы для контроля окончания плавки гололеда.

2.2 Сигнализаторы гололеда могут выдавать информацию следующих типов:

I — о возможности появления гололеда (по характерному сочетанию температуры воздуха, скорости ветра и влажности);

II — о наличии гололеда без указания его размеров и веса;

III — о весе гололеда на проводах и интенсивности его нарастания.

Информация III типа может поступать в дискретном виде с выдачей одного или нескольких сигналов или с непрерывной выдачей данных.

В Приложении 1 указаны основные характеристики разрабатываемых СГ.

2.3. Использование различных типов СГ зависит от принятой системы организации борьбы с гололедом. Если методом борьбы является плавка, то желательно иметь информацию III типа. Если на линии предусмотрен предупредительный подогрев проводов, то достаточно информации II типа или I типа, подтвержденной прогнозом Гидрометслужбы о развитии процесса гололедообразования.

3. РАЗМЕЩЕНИЕ СИГНАЛИЗАТОРОВ И ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА КП

3.1. В целях проведения своевременной плавки гололеда или профилактического нагрева проводов и контроля окончания плавки СГ должны быть установлены на каждой ВЛ, где предусмотрены плавки гололеда или профилактический нагрев.

3.2. При проектировании ВЛ, на которых предполагается плавка гололеда, должны предусматриваться СГ.

3.3. При выборе мест размещения КП необходимо руководствоваться картами районирования территории по гололеду и учитывать опыт эксплуатации действующих ВЛ в данном районе.

3.4. Контролируемые пункты размещаются в местах наибольших гололедных нагрузок на трассе ВЛ, которые наблюдаются, как правило, на возвышенных участках, а также на отдаленных участках ВЛ, где затруднен визуальный осмотр линии.

4. ВЫБОР УСТАВОК СИГНАЛОВ СГ

4.1. Уставки сигналов СГ должны соответствовать заданному весу гололеда на проводе ВЛ (Н/м), вычисленному по формуле:

                                         -2

P = 2,83b(b + d) x 10 , (1)

где:

b — толщина стенки гололеда (приведена к плотности 0,9 г/куб. см), мм;

d — диаметр провода, мм.

Одна из уставок сигналов СГ обязательно должна соответствовать толщине стенки, при которой необходимо начинать плавку гололеда.

4.2. Уставки сигналов СГ на взаимосвязанных по режиму плавки ВЛ выбираются исходя из условия обеспечения своевременной плавки на этих линиях в соответствии с местными инструкциями. При этом учитывается число линий, требующих плавки, категория линии, ее конструктивные особенности и ориентация относительно гололедонесущего потока. Порядок установления очередности плавок на ВЛ и выбора уставок сигналов СГ приведен в Приложении 2.

5. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СЛУЖБ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ПО УСТАНОВКЕ И ОБСЛУЖИВАНИЮ СИГНАЛИЗАТОРОВ ГОЛОЛЕДА

5.1 Служба линий электропередачи

5.1.1 Производит выбор КП для сигнализаторов гололеда.

5.1.2. Выполняет установку сигнализаторов гололеда, устройств питания и элементов в.ч. обработки на линии электропередачи и их эксплуатационно-ремонтное обслуживание.

5.1.3. Выполняет расчет уставки срабатывания сигнализаторов гололеда и тарировку СГ на КП.

5.1.4. Ведет учет и анализ информации о работе сигнализаторов гололеда (согласовано с оперативно-диспетчерской службой и службой СДТУ).

5.2 Служба подстанций

Осуществляет установку и эксплуатационно-ремонтное обслуживание элементов ВЧ — обработки на подстанциях, а также подачу питания для подстанционной части сигнализаторов гололеда.

5.3 Служба СДТУ

5.3.1. Согласовывает с МС РЗАИ выбор частот, используемых для в.ч. каналов сигнализаторов гололеда.

5.3.2 Выполняет настройку элементов в.ч. обработки.

5.3.3. Выполняет установку, наладку и эксплуатационно-ремонтное обслуживание ВЧ, радио и других приемопередатчиков (в том числе их подсоединение к устройствам центральной сигнализации или телемеханики на подстанциях).

5.3.4. Ведет учет и анализ информации о работе сигнализаторов гололеда (согласовано со службой линий электропередачи и оперативно-диспетчерской службой).

5.4 Оперативно-диспетчерская служба

5.4.1. Использует информацию от сигнализаторов гололеда для оперативного решения вопросов организации борьбы с гололедом в соответствии с местными инструкциями.

5.4.2. Организует ведение учета и анализа информации о работе сигнализаторов гололеда в соответствии с п. п. 5.1.4 и 5.3.4.

5.4.3. Осуществляет связь с республиканскими и территориальными управлениями Госкомгидромета.

6. УЧЕТ И АНАЛИЗ РАБОТЫ СИГНАЛИЗАТОРОВ ГОЛОЛЕДА

6.1. Учет и анализ работы сигнализаторов гололеда организуется в каждом предприятии электросетей с целью определения работоспособности сигнализаторов и их элементов и уточнения целесообразной области применения сигнализаторов различных типов конструкции.

6.2. Информация о работе сигнализаторов записывается в журнал по форме Приложения 3.

6.3. Записи в журнал производятся при каждом поступлении сигнала о срабатывании сигнализатора или о неисправности его элементов (датчик, источник питания, передающее и приемное устройства), а также при каждом осмотре ВЛ в период гололедообразования.

6.4. По окончании гололедного сезона информация анализируется оперативно-диспетчерской службой совместно со службой линий и службой СДТУ. При этом необходимо по каждому типу сигнализатора определить удельное количество отказов (ложных срабатываний, отсутствия сигнала из-за повреждения СГ).

6.5. Результаты анализа информации о работе сигнализаторов гололеда ежегодно не позднее 1 июня направляются для обобщения в районное энергетическое управление (ПЭО) по подчиненности и во ВНИИЭ.

Наименование сигнализатора, системы сигнализации	Разработчик	Тип информации	Область применения	Датчик гололеда	Система передачи сигнала	Источник питания КП	Количество датчиков гололеда в комплекте СГ
Система непрерывного телеконтроля гололедной и ветровой нагрузок проводов ВЛ 110 — 330 кВ (СТГН) Сигнализатор «ИНГА» Система телесигнализации о гололедообразовании на промышленной частоте Сигнализатор СПГ-1, СПГ-2 Сигнализатор УТС-10	ЭСП, ВНИИЭ ВНИИЭ ЮО ЭСП МИИСП МИИСП	I, II, III II, III III I, II III	ВЛ 110 — 330 кВ ВЛ 110 кВ и выше ВЛ 35 — 330 кВ с тросами ВЛ 6 — 35 кВ ВЛ 6 — 10 кВ	БДГ-2, БДГ-6 Динамометрического типа БДГ-2, БДГ-6 Гигристор ДГР-1	ВЧ-канал связи ВЧ-канал связи Грозозащитный трос (для передачи сигнала частотой 50 Гц) Устройство телесигнализации УТС-2 Земля (передача токов нулевой последовательности)	Устройство отбора мощности Не требуется Не требуется Устройство отбора мощности Устройство отбора мощности	4 7 1 16

Требуется выбрать уставки для СГ, реагирующих на массу отложения гололеда, для его плавки на шести взаимосвязанных линиях 35, 110, 220 кВ. Характеристика линий приведена в табл. П2.1.

Номер линий	Напряжение ВЛ, кВ	Марка провода	Средняя длина пролета, м	Нормативная толщина стенки гололеда, мм, (вес гололеда, мН/м)	Место линии по важности	Особые условия
Л-1	220	АС-400/51	300	20 (2685)	1	-
Л-2	110	АС-185/43	200	20 (2238)	2	-
Л-3	110	АС-185/43	200	20 (2238)	2	-
Л-4 Л-5	35 110	АС-70/11 АС-185/43	100 200	15 (1119) 20 (2238)	4 2	- Направление гололедонесущего потока под углом к линии
Л-6	110	АС-120/19	150	20 (1990)	3	-

Провода ВЛ могут обогреваться только поочередно. Средняя длительность вывода линии на плавку составляет 2 — 2,5 ч. Интенсивность обледенения (лямбда) определяется по опыту эксплуатации. Для Л-1 — Л-4 и Л-6, ориентированных поперек гололедонесущего потока, составляет 100 мН/ч, а для Л-5 ориентированной под углом к гололедонесущему потоку, — 70 мН/ч. Максимальная длительность нарастания отложения — 3 сут.

    Время  (ч)  начала  плавки  на линии определяется исходя из нормативной
нагрузки (P     ) и интенсивности обледенения по формуле:

       2норм

                              P
                               2норм

t = ------. (2) лямбда

Плавка гололеда в первую очередь должна начинаться на Л-4 в соответствии с ее особенностями (меньший коэффициент запаса прочности по сравнению с другими ВЛ) через 11 ч после начала процесса гололедообразования по достижении на ней нормативной нагрузки III района по гололеду.

Нагрузки от гололеда достигают нормативного значения через 17 ч на Л-2; 19,5 ч — на Л-6; 22 ч — на Л-3; 25 ч — на Л-1 и 32 ч — на Л-5. В соответствии с этим устанавливается очередность проведения плавки гололеда на ВЛ.

При продолжающемся гололедообразовании необходимо проверить циклы плавок и внести коррективы ко времени начала плавок. Для этого составляется таблица начала плавок на всех линиях за весь период нарастания гололеда. Например, в условиях непрекращающегося процесса гололедообразования через 11 — 12 ч появится нормативная нагрузка на проводах Л-4 и потребуется повторная плавка. Начало плавок на отдельных линиях должно быть сдвинуто не менее чем на 2 ч. С учетом этого составляется таблица П2.2.

Номер линии	Номер цикла
	1	2	3	4	5	6
Л-4 Л-2 Л-6 Л-3 Л-1 Л-5	12 17 19 22 27 32	24 37 38 44 54 64	36 51 57 66 — -	48 68 — - - -	60 — - - — -	72 — - - — -

Исходя из приведенной организации плавок уставки сигналов СГ составляют значения, приведенные в табл. П2.3.

Номер линии	Время между плавками, ч	Вес гололеда, мН/м (даН/м), соответствующий этому времени	Уставка на СГ при указанных в табл. П2.1 длинах пролета, даН/км	Толщина стенки отложения, соответствующая уставке, мм
Л-1 Л-2 Л-3 Л-4 Л-5 Л-6	27 17 22 12 32 19	2700 (2,7) 1700 (1,7) 2200 (2,2) 1200 (1,2) 2240 (2,24) 1900 (1,9)	810 340 440 120 450 285	20,1 16,6 19,8 15,7 20,0 19,5

Дата, время

Место установки сигнализатора, длина весового пролета, марка провода

Тип, № сигнализатора,

Гололедные отложения

Фактическая

Исправность

Поступление сигнала, правильность работы сигнализатора

Причина

Отказавший

на ВЛ

на ГМС

нагрузка

канала связи

отказа,

или ложно

уставка срабатывания

наименование ВЛ

номер пролета

дата, время

размеры отложения (мм)

температура воздуха (°C)

скорость ветра (м/с)

удельный вес отложения (мН/ куб. см)

вес отложения (Н/м)

способ определения размеров, плотности

наименование ГМС

дата, время

размеры отложения (мм)

вес отложения (Н/м)

на сигнализатор (Н)

ложного срабатывания

сработавший элемент (датчик, устройство питания, канал передачи)

---