Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка опор из композитных материалов и технических решений для ультракомпактных высоковольтных линий (УКВЛ) на различные классы напряжений (35 кВ, 110 кВ)

Номер контракта: 14.582.21.0001

Руководитель: Зубков Александр Сергеевич

Должность: Технический директор

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
композитные опоры (ко), воздушные линии (вл), изолированные траверсы, фундаментные конструкции (фк), самонесущие изолированные провода (сип), фаза, внешняя изоляция, композитные материалы, эпоксидная смола.

Цель проекта:
Исследование составов и свойств современных композитных материалов; Разработка составов и рецептур композитных материалов для изготовления опор для ультракомпактных высоковольтных линий на классы напряжений 35 кВ, 110 кВ; Разработка технологий применения композиционных материалов, позволяющих производить опоры для ультракомпактных высоковольтных линий с меньшей материалоемкостью; Разработка технических решений, позволяющих минимизировать размеры охранной зоны и максимально повысить отдачу с единицы площади, занимаемой ВЛ на классы напряжений 35 кВ, 110 кВ.

Основные планируемые результаты проекта:
Технические требования к одноцепным и двухцепным промежуточным и анкерным опорам из композитных материалов для ультракомпактных ВЛ 35 кВ, 110 кВ и ФР к ним.
Технические требования к изолированным проводам для ультракомпактных ВЛ 35 кВ, 110 кВ.
Требования к ультракомпактным ВЛ 35 кВ, 110 кВ.
Математическая модель и информационная модель композитных материалов.
Комплект технической документации на изготовление экспериментальных образцов изолированных проводов для УКВЛ 35 кВ, 110 кВ.
Комплект технической документации на изготовление экспериментальных образцов композитных опор, включающих изолирующие траверсы, сцепную арматуру для УКВЛ 35кВ, 110кВ.
Комплект технической документации на изготовление экспериментальных образцов изделий в соответствии с ФР.
Технические условия на композитные опоры, включающие изолирующие траверсы и сцепную арматуру, УКВЛ различных классов напряжений 35 кВ, 110 кВ.
Технические условия на изделия в соответствии с ФР для опор УКВЛ различных классов напряжений 35 кВ, 110 кВ.
Технические условия на изолированные провода для УКВЛ 35 кВ, 110 кВ.
Типовые проектные решения УКВЛ 35 кВ, 110 кВ для разных условий прохождения ВЛ.
Проекты нормативных документов по проектированию и обслуживанию УКВЛ 35кВ, 110кВ.


Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. Составы композиционных материалов для производства стоек опор.
2. Составы композиционных материалов для производства изолированного провода.
3. Технология применения композиционных материалов для производства опор для ультракомпактных высоковольтных линий.
4. Технология применения композиционных материалов для производства изолированного провода для ультракомпактных высоковольтных линий.
5. Технические решения, позволяющие минимизировать размеры охранной зоны, и максимально повысить отдачу с единицы площади, занимаемой ВЛ на классы напряжений 35 кВ, 110 кВ.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Результаты проекта будут востребованы в электроэнергетике. Так совместное применение опор из композитных материалов, изолированных проводов, а также изолирующих траверс позволит получить ультракомпактные ВЛ 35 кВ, 110 кВ для сетей, проходящих в городской черте, что по сравнению со стандартными опорами и линиями приведет к:
уменьшению в 2-3 раза габаритной ширины опор;
сокращению в 2,5–4 раза площади земельных угодий, отчуждаемых под воздушные линии при передаче той же мощности;
снижению в 3–4 раза электро-магнитных напряженностей под ВЛ, т.е. приведет к улучшению экологической обстановки города;
уменьшению в 1,5–2 раза потерь мощности при передачи электроэнергии и к увеличению пропускной способности ВЛ;
повышению механической устойчивости ВЛ при воздействии неблагоприятных атмосферных факторов;
уменьшению капитальных затрат на строительство и реконструкцию ВЛ;
увеличению сроков безремонтной эксплуатации и снижению стоимости владения ВЛ.
Полученные в ходе выполнения проекта разработки будут востребованы при строительстве новых ВЛ, реконструкции старых ВЛ во всех сетях, проходящих в городских условиях.
Полученные разработки окажут влияние на развитепромышленного производства по выпуску:
 композиционных материалов;
 стоек опор из композиционных материалов на различные классы напряжений;
 изолированного провода.

Текущие результаты проекта:
Разработана и согласована с Заказчиком «Комплектность технической документации, разрабатываемая в рамках ПНИЭР»;
Проведены патентные исследования и составлен отчет о патентных исследованиях;
Проведен анализ существующих композитных материалов, применяемых для производства опор, изолирующих траверс, изолированных проводов
Разработаны программы исследовательских испытаний:
• - образцов материалов стойки опор, содержащих базальтовые нити;
• - образцов материалов стойки опор на основе стеклонитей;
• - образцов материалов для изоляции изолированного провода;
• - образцов материалов для сцепной арматуры;
• - образцов материалов для изделий в соответствии с фундаментными решениями.
Разработаны технические задания и рабочая конструкторская документация на испытательное оборудование:
Разработана конструкторская документация на нестандартное технологическое оборудование для изготовления ИТс.
Разработано предварительное технико-экономическое обоснование экономической эффективности ПНИЭР на основании разработанных технических требований.
Показана эффективность использования модификаторов каликсарен и меркаптан, которые, позволят значительно снизить себестоимость конечного изделия;
В качестве добавок физического модифицирования рекомендуются плотные пигменты в жид-кой/пастообразной консистенции и огнезащитные порошковые добавки в малом количестве,
Рекомендовано использование модификаторов каликсарен, меркаптан, а также плотных пигментов при производстве стоек опор позволит увеличить технологичность производства, т.к. не требует особой подготовки перед вводом в компаунд.
Проведены испытания образцов стеклопластиков и базальтопластиков, позволившие сделать вывод о том, что эти композиты имеют оптимальные значения по всем основным параметрам и ничем не уступают друг другу.
Показано, что использование силанольносшитого ПЭ для изоляции изолированного провода позволит:
• увеличить электрическую прочность изоляции провода;
• увеличить удельное объемное электрическое сопротивление;
• повысить технологичность производства проводов, т.к. показатель текучести, предел текучести при растяжении, показатель шероховатости лучше применяемых в производстве проводов аналогов.
Получен материал изоляции провода, который может быть применен в составе изолированного провода.
Получено, что конечно-элементные модели макетов ФР качественно верно отражают характер деформирования оболочек макетов.
Эксперименты показали, что по прочности и деформативности два варианта фундаментных решений равноценны, ни одно решение не имеет преимуществ перед другим. Предпочтение следует отдать решению, имеющему технологические и экономические преимущества (изготовление, сборка, транспортировка, стоимость материалов и т.п.), что требует дальнейшей проработки.
Разработана математическая модель композитных материалов стоек опор, позволяющая провести прогнозирование характеристик стоек опор в зависимости от способа намотки и кол-ва слоев.
Получена зависимость модуля упругости от характеристик компонент композиционного мате-риала: модули упругости, модули сдвига, коэффициенты Пуассона волокон и связующего (матрицы);прочности изделия от характеристик компонент композиционного материала.
Разработаны конструкторская и технологическая документации на экспериментальное оборудование, позволяющее изготовить экспериментальные стойки опор.
Подтверждена верность выбранного направления разработки конструкции изолирующих траверс и сцепной арматуры промежуточных и анкерных опор. Результаты исследовательских испытаний указывают на верность принятых технических решений при разработке данных узлов опор и позволяют применить их на стадии проектирования и изготовления экспериментальных образцов, с последующими испытаниями для подтверждения требуемых механических и электрических характеристик, согласно предъявляемым Техническим требованиям.