6. Распределение напряжённости поля по поверхности расщеплённых проводов.

В расщепленном проводе напряженность поля распределена по поверхности составляющих проводов неравномерно. Обычно составляющие провода расположены по вершинам правильного п-угольника, сторона которого равна шагу расщепления a. При этом средняя напряженность Е поля на поверхности провода определяется по формуле

                                        (3)

где r0 - радиус составляющих расщепленного провода, см (10-2 м). Максимальная напряженность, которая возникает в точках А (рис. 1), определяется по формуле

Рис. 1. Расщепленный провод (n = 4)

ЕМ = кн · Е кВ/см (105 В/м),                                             (4)

где кн - коэффициент неравномерности распределения заряда по поверхности составляющего провода.

                                           (5)

где rр - радиус расщепления (см. приложение 1);

а - шаг расщепления расщепленного провода, см (10-2 м).

Значение b в зависимости от числа составлявших проводов в расщепленном проводе определяется по формуле

                                                        (6)

и приведено в табл. 1.

Таблица 1

Значение коэффициента b в зависимости от числа составляющих проводов

n	b	n	b	n	b
2	2	6	5,00	10	5,56
3	3,46	7	5,21	11	5,64
4	4,24	8	5,36	12	5,69
5	4,70	9	5,47	-	-

При n = const величина кн зависит только от отношения r0/а. Оптимальное значение отношения r0/а, при котором величина ЕМ минимальна, равно примерно 0,05.

7. Оптимизация расположения проводов в пространстве. Предельная натуральная мощность воздушных линий свн.

8. Кривая провисания провода. Определение зависимости допустимых стрел провеса от длины пролёта.

9. Коронный разряд. Характеристики потерь на корону и радиопомех.

Коронный разряд, или корона – это самостоятельный разряд, возникающий в резко неоднородных полях, в которых ионизационные процессы могут происходить только в узкой области вблизи электродов. К такого рода полям относится и электрическое поле проводов воздушных линий электропередачи.

На проводах линий электропередачи переменного тока, особенно на линии СВН, может возникать коронный разряд. Коронный разряд, или корона, – это самостоятельный разряд, возникающий в резко неоднородных полях, в котором ионизационные процессы могут происходить только в узкой области вблизи электродов. К такого рода полям относится и электрическое поле проводов воздушных линий электропередач.

Корона, охватывающая весь провод, появляется при некоторой начальной напряженности поля Е_н. Начальная напряженность коронного разряда по эмпирической формуле Пика определяется [8, с. 168]

Е_н = 30,3m,

где m – коэффициент гладкости провода,

  относительная плотность воздуха [8, с. 168],

r – радиус провода.

При  = 1, Е_н = 30,30,821= 27,71 кВ/см .

С увеличением радиуса провода начальная напряженность снижается незначительно, что объясняется более медленным спадом напряженности вблизи провода большого сечения и, соответственно, более благоприятными условиями развития лавин [10]. При коронном разряде в результате ионизации воздуха у поверхности провода образуется объёмный заряд того же знака, что и полярность напряжения на проводе.

Напряжённость поля у поверхности провода во время коронирования остается равной Е_н. Увеличение напряжения на проводе приводит к усилению ионизационных процессов, росту объёмного заряда и снижению напряженности до Е_н. Вследствие увеличения объёмного заряда потери энергии на корону растут тем в большей степени, чем больше напряжение на проводе превосходит начальное напряжение:

U_н = Еrln,

где h – высота одиночного провода над землей,

Напряженность на поверхности провода:

Е = ,

,

м,

м.

Е = = 20,91 кВ/см.

Так как объёмный заряд при любой полярности провода перемещается от провода к земле, напряженность поля у поверхности провода стремится увеличиться. Однако из-за усиления при этом ионизации воздуха объёмный заряд вблизи провода пополняется, и напряженность поля в итоге сохраняется равной Е_н.

При переменном напряжении корона зажигается в момент, когда напряженность поля у провода достигает значения Е_н, и горит, пока напряжение не достигает максимума. После этого напряженность поля у провода становится ниже Е_н и корона потухает.

Радиопомехи, так же, как и потери на корону, возрастают с увеличением напряженности поля на проводе и с увеличением диаметра проводов (в пучке) вследствие возрастания мощности импульсов коронного разряда и увеличения числа импульсов. Радиопомехи возрастают во время дождя, снега и вообще в плохую погоду. В связи с этим радиопомехи имеют вероятностный характер.

Спектр частот излучения, создающего радиопомехи, охватывает диапазон от 10 кГц до 1 ГГц. Помехи на частотах выше 30 МГц оказывают мешающее влияние на телеприём и возникают только при коронировании линии 750 кВ. Источниками помех в этом случае помимо короны на проводах служат ЧР в зазорах и трещинах изоляторов и корона на заостренных элементах арматуры. В хорошую погоду корона на проводах практически не создает помех телевизионному приему.

Интенсивность радиопомех характеризуется вертикальной составляющей напряженности электрического поля вблизи поверхности земли (Е₂). Уровень радиопомех, дБ, определяется величиной

;

Е  напряженность электрического поля, мкВ/м.

Обычно за базовое значение принимают Е₁ = 1 мкВ/м, тогда Y = 20lgЕ.

В качестве расчетной частоты по рекомендации Международного комитета по радиопомехам принимается 0,5 МГц. Уровень полезного сигнала при этой частоте составляет примерно 60 дБ. Радиоприем считается удовлетворительным, если полезный сигнал превышает помехи на 20 дБ.

По мере удаления от линии уровень помех снижается. Увеличение радиуса проводов при неизменной напряженности поля на них приводит к росту уровня радиопомех, поскольку спад напряженности поля у провода в радиальном направлении при этом замедляется и создаются условия для развития более интенсивной стримерной короны.

Радиопомехи практически не зависят от числа составляющих проводов расщепленной фазы, поскольку происходит взаимное электромагнитное экранирование проводов фазы.

Акустический шум возникает главным образом в плохую погоду, когда усиливается интенсивность коронирования проводов. Звуковой эффект при этом имеет две составляющие: 1) шипение, соответствующее частоте 100 Гц и кратным ей частотам, 2) широкополосный шум. Первая составляющая обусловлена движением объёмного заряда у проводов, что дважды за период создает волны звукового давления. Вторая генерируется стримерной короной. Особенно интенсивный шум от короны возникает при сильном дожде, однако такой дождь, сам создает шум, превышающий по громкости возможные акустические помехи от линий электропередач. Поэтому более существенны помехи при моросящем дожде, в туман, при мокрых проводах после сильного дождя. Уровень громкости в этих случаях на 5-6 дБ(А) ниже, чем в сильный дождь, но значительно превышает общий звуковой фон. Оценка акустического шума делается по условиям «влажных» проводов.

По санитарным нормам допустимый уровень громкости равен 45 дБ (А). Линии СВН в России не приближаются к границам населенных пунктов ближе чем на 300 м. А на таком расстоянии уровень громкости при влажных проводах ниже допустимого значения.