10.11.2. Одноцепная транспонированная воздушная линия с расщепленной фазой

У таких линий каждая фаза состоит из п проводов одинакового сече­ния, расположенных в плоскости, перпендикулярной продольной оси линии, в общем случае по вершинам правильного многоугольника. Как уже говорилось в § 10.3, расщепление фазы явилось альтернативой увели­чения диаметра провода с целью снижения напряженности электриче­ского поля на его поверхности до значения, при котором уровень помех радио- и телевизионному приему и уровень шума не превышают допусти­мых пределов, а потери на корону имеют экономически оправданное зна­чение. В нашей стране расщепление фазы применяется для линий сверх­высокого напряжения (330 кВ и выше), причем число проводов в фазе и расстояния между ними (радиус расщепления) выбираются на основе тех­нико-экономических обоснований. В результате выполненных исследова­ний было установлено, что оптимальным для линий 330 кВ является рас­щепление фазы на два провода (п = 2) с расстоянием между ними а = 40 см, для линий 500 кВ — на три провода с тем же значением а, для линий 750 кВ — на четыре-пять проводов, для линий 1150 кВ — на восемь-десять проводов с расстоянием между соседними проводами 40—60 см.

Погонное активное сопротивление

Погонное активное сопротивление расщепленной фазы r_0ф в соответ­ствии с параллельным соединением ее проводов определяется как r_0ф = r_{0 пр} / п, где

r_{0 пр} - погонное сопротивление одиночного провода, опре­деляемое при допущениях, рассмотренных выше для ВЛ 35 — 220 кВ.

Для линий сверхвысокого напряжения с расщепленной фазой в нор­мальных условиях используются провода облегченного исполнения F_ал / F_ст ≈8 параметры которых представлены в табл. 10.12.

Таблица 10.12

Погонные активные сопротивления и диаметры сталеалюминиевых проводов облегченного исполнения (по гост 839-80)

Погонные индуктивное сопротивление и емкостная проводимость

Погонные реактивные параметры воздушных линий с расщепленной фазой определяются по выражениям, аналогичным (10.4) и (10.6). Учет расщепления осуществляется заменой радиуса единичного провода эквивалентным радиусом расщепленной фазы R_Э определяемым выражением

(10.9)

Где — расстояние от одного из проводов фазы до каждого из остальных. При расположении проводов по вершинам правильного многоуголь­ника выражение (10.9) может быть приведено к виду [10.7]:

(10.9a)

где р_ф — радиус описанной вокруг правильного многоугольника окружности (радиус расщепления), подсчитываемый в соответствии с рис. 10.33 по формуле

р_ф =a/[2sin(π/n)], (10.10)

где а — расстояние между соседними проводами (шаг расщепления).

В частности, при п = 2—4 из (10.9а) и (10.10) вытекают следующие выражения для радиуса расщепления и эквивалентного радиуса:

С учетом введенного понятия эквивалентного радиуса расщепленной фазы выражения для определения х_{| и 6₀ приобретают вид

(10.11)

(10.12)

Как следует из выражения (10.10), радиус расщепления фазы зависит лишь от двух параметров -— шага расщепления и числа проводов в фазе, т.е. р_ф=f(а, п). Эквивалентный же радиус зависит не только от указан­ных двух параметров, но и от диаметра (а следовательно, и сечения) провода, т.е. R_Э=f (a, n, F). На рис. 10.34 в качестве примера показаны

зависимости радиуса расщепления и эквивалентного радиуса от числа проводов в фазе при принятом в современных конструкциях ВЛ значении

а = 40 см. Верхняя граница заштрихованной зоны значений R_э соответ­ствует сечению единичного провода 600 мм², нижняя — 240 мм².

Анализ этих зависимостей показывает, что радиус расщепления меня­ется в диапазоне от 20 см (при п = 2) до 64,7 см (при п = 10). В последнем случае диаметр расщепленной фазы составляет около 1,3 м, т. е. конст­рукция фазы имеет значительные размеры. При неизменном шаге расщеп­ления увеличение сечения провода приводит к относительно небольшим изменениям эквивалентного радиуса. Основным фактором, определяю­щим изменение R_э, при этом является количество проводов в фазе ВЛ.

На рис. 10.34 показана также соответствующая кривым ρ_ф и R_э зави­симость относительного значения эквивалентного радиуса R_{э отн} = R_э / ρ_ф от п. При п = 10, Р = 600 мм² и а = 40 см эквивалентный радиус состав­ляет 56,5 см при радиусе расщепления 64,7 см, а их отношение R_э / ρ_ф = 0,87. Нетрудно видеть, что с ростом п при неизменных а и F значение R _э приближается к ρ_ф. Предел, к которому стремится R _э при n, равен 1, что физически означает расположение проводов по окружности с рассто­янием между ними, пренебрежимо малым по сравнению с радиусом рас­щепления, т. е. в этом случае мы имеем аналог трубчатого одиночного провода. На этом основана идея так называемого «глубокого расщепле­ния» фазы (с п = 12 — 20), которая разрабатывалась применительно к про­тяженным линиям электропередачи ультравысокого напряжения.