Способы снижения напряженности поля под воздушными линиями

 

СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ПОЛЯ ПОД ВОЗДУШНЫМИ ЛИНИЯМИ.
Одним из способов уменьшения напряженности электрического поля под воздушными линиями является установка экранирующих заземленных тросов, натягиваемых под проводами линии в местах интенсивного перемещения животных, автотранспорта, а также производства сельскохозяйственных работ. Габарит до земли нормируется перемещением механизмов высотой до 4,5 м. Наведенные на заземленных тросах заряды частично компенсируют поле проводов линии и снижают напряженность поля независимо от радиуса троса.
Например, для снижения напряженности поля под ВЛ 750 кВ с горизонтальным расположением фаз до о кВ/м требуется подвеска 11 тросов. Следует также отметить, что использование экранирующих тросов иногда ведет к необходимости увеличения высоты подвеса проводов и, следовательно, высоты опор на величину минимально необходимого изоляционного промежутка «провод — заземленный трос». Это приводит к заметному удорожанию линии, поэтому тросовые экраны применяются только при пересечении линией дорог. При этом они натягиваются между дополнительными железобетонными стойками.
Если экраны под проводами фаз выполнить в виде линии электропередачи более низкого класса напряжения, то имеем случай комбинированной ЛЭП. Это линия с пониженным экологическим влиянием, обусловленным разной ориентацией в пространстве векторов напряженности электрического поля от каждой цепи. Эксплуатация же двухцепной линии с разными системами напряжений связана с трудностями, обусловленными их взаимным электромагнитным влиянием и существенным изменением параметров обеих цепей по сравнению с одноцепными линиями, особенно параметров нижней цепи.
Ограничение напряженности поля под воздушными линиями может быть достигнуто без изменения конструкции линии при использовании растительного массива под линиями.
Деревья и кустарники обладают экранирующим эффектом, аналогичным эффекту от заземленных металлических экранов, что может оказаться одним из эффективных и перспективных способов ограничения напряженности электрического поля на высоте, соответствующей среднему росту человека. На рис. 1.5 представлены зависимости экранирующего

влияния отдельных кустарников на опытном пролете линии класса 1200 кВ. В пределах куста напряженность поля равна нулю, а наличие под проводами массива кустарников площадью 3Х4 м2 и высотой 3 м позволило расширить зону нулевой напряженности. Измерения напряженности электрического поля под действующими электропередачами 330-750 кВ показали, что при наличии сплошного растительного массива высотой свыше 2,5 м напряженность на уровне роста человека практически не отличается от нормального уровня напряженности электрического поля Земли. В качестве растительного массива целесообразно использовать древесно-кустарниковые породы, достаточно долговечные и устойчивые в районах культивирования, имеющие предельную высоту 4—5 м и позволяющие получать ценную хозяйственную продукцию: в южных районах—фруктовые сады: в средней полосе—фундук; в условиях Сибири—кедровник [5].
Проведены изменения напряженности электрического поля в междурядьях фруктового сада, расположенного под проводами линии 750 кВ в ОЭС Юга. Средняя высота деревьев в таком саду равна 4—5 м, диаметр крон 5—7 м, расстояние между деревьями около 8 м. Согласно подученным данным максимальная напряженность электрического поля наблюдается в середине междурядья и не превышает 3 кВ/м, т. е. в 3,5 раза меньше, чем при отсутствии деревьев [З].
Даже в случае создания внутри сплошного растительного массива эксплуатационного коридора (для проезда транспорта, удобства осмотра линии и т. д.) как в летних, так и в зимних условиях обеспечивается снижение напряженности электрического поля в 2—3 раза в зависимости от ширины эксплуатационного коридора.
Физическая сущность защитного действия кустарников заключается в том, что живые кусты, обладая достаточной проводимостью, выносят потенциал земли на высоту, превышающую рост человека, чем и создается экранирующий эффект.
Напряженность поля в массиве растительности обусловлена падением напряжения от емкостного тока на активном сопротивлении веток, равного

где /с — часть полного тока смещения, протекающего через зону растительности шириной 1 м;

где (Uф — фазное напряжение линии; Н — расстояние от провода до земли; rэ — эквивалентный радиус расщепленного провода; Rв — сопротивление массива кустарника шириной 1 м:
Rв = rэ lв/nв(1.10)
где rв—погонное сопротивление ветки; lв—длина веток;
nв — число веток на 1 м2 растительного массива.
Получено значение rв =1—3,5 Ом/м в летнее время и 100—500 ЛЮм/м зимой, причем при температурах наружного воздуха ниже —10°С это сопротивление может достигать 2000—5000 МОм/м. Сопротивлением корней деревьев в этом случае можно пренебречь.
В этом случае максимальное падение напряжения на растительности при nв =40 и lв ==1,5 м равно

Расчеты показывают, что напряженность поля в массиве растительности, обусловленная падением напряжения от емкостного тока на активном сопротивлении веток, при положительных температурах ничтожно мала и заметно повышается при снижении температуры, но при высоте растительности 3 м не превосходит 0,35—0,7 кВ/м для линий напряжением 330 кВ и 1—2 кВ/м—для линий напряжением 750 кВ. На тонких верхних ветках падение напряжения больше, на стволах значительно меньше [4].
Таким образом, в пределах роста человека напряженность поля будет в 2—3 раза меньше, чем на уровне кроны деревьев. Это свидетельствует о высокой надежности использования растительного массива для ограничения напряженности электрического поля под линиями электропередач переменного тока.