Россия
Россия
Россия
Цель: Определение эффективности применения специального контактного провода (СКП), обеспечивающего эксплуатацию подвижного состава в условиях капельного обледенения, наиболее интенсивного при температурах воздуха от 0 до –5 ℃ в условиях «мокрого снегопада» и ветра. Принцип инновационного предложения. Провод имеет специально выполненный рельеф верхней своей части, выполненный в заводских условиях накаткой и тонкое теплоизолирующее антиобледенительное покрытие с гидрофобными свойствами, сохраняющее форму рельефа. Рельеф и гидрофобные свойСтва СКП замедляют отвод выделяющейся теплоты кристаллизации осаждающихся на провод капель воды, ведущих к образованию на нем слоя льда, который быстро превращается в мощное ледоотложение, имеющее форму гололедноснеговой «муфты». Атмосферная вода, оседающая на головку провода, накапливается на ней в виде крупных капель, которые срываются вниз еще до своего замерзания. Основная ее масса сбрасывается с СКП вниз до своего замерзания, а небольшая ее часть замерзает на нижней части провода, меняя форму ледоотложения. Вместо крупной и твердой гололедноснеговой муфты, охватывающей провод со всех сторон, на проводе образуются «сосульки», имеющие малую площадь контакта с проводом. Они сравнительно легко удаляются механическими или тепловыми способами, а при сильных ветровых нагрузках, раскачивающих провода, отваливаются сами. Результаты: Проведен критический анализ способов борьбы с обледенением СКП с точки зрения эффективности; выполнен финансовый расчет первоначальных затрат, эксплуатационных расходов, экономического эффекта и срока окупаемости. Приводится пример расчета эффективности применения инновационного подхода по использованию СКП, который включает: создание при помощи накатки рельефной поверхности верхней части провода в районе его головки и канавки, нанесение тонкого двухслойного покрытия, сохраняющего рельеф поверхности. Первый, внутренний, слой покрытия является тепловой изоляцией, второй, наружный, обеспечивает несмачиваемость (гидрофобность) поверхности провода. Делается вывод об эффективности применения инновационного СКП, препятствующего отводу теплоты фазового превращения воды в лед вовнутрь провода, разрушающего пленку воды на поверхности провода с образованием крупных поверхностных капель, скатывающихся вниз до своего замерзания
Контактный провод, обледенение, теплопередача, фазовый переход, рельефная поверхность, гидрофобное покрытие, гидродинамика капель, турбулентность, имитационное моделиро- вание, метод конечных разностей
1. Паскарь И. Н. Борьба с обледенением проводов на линиях электропередач / И. Н. Паскарь, А. А. Чернослив, О. Н. Скворцов. — Кемерово: Изд-во КузГТУ, 2015. — 145 с.
2. Санакулов А. Х. Совершенствование работы токоприемников подвижного состава с контактной сетью / А. Х. Санакулов, А. Н. Сафин // Проектирование и исследование технических систем: межвузовский научный сборник. — Набережные Челны: ИНЭКА, 2010. — Вып. № 2(16). — С. 61–67.
3. Васильев Ю. А. Предотвращение и ликвидация гололедных образований в распределительных сетях ОАО «Сетевая компания» / Ю. А. Васильев, С. А. Гребнев. — Казань: ОАО «Сетевая компания», 2012. — 76 с.
4. Дьяков А. Ф. Предотвращение и ликвидация гололедных аварий в электрических сетях / А. Ф. Дьяков. — Пятигорск: РП «Южэнерготехнадзор», 2000. — 284 с.
5. European Railway Agency. Best Practices for Winter Resilience in Rail Infrastructure: Technical Report ERA/2020/ TR/01. Brussels, 2020. — 45 p.
6. SNCF. How We Meet the Challenges of Extreme Cold. — 2021. — URL: https://www.groupe-sncf.com/en/ group/behind-the-scenes/traffic-flows/extreme-cold (дата обращения: 15.05.2025).
7. Neftegaz.RU. Провода с антигололедным покры- тием — надежная защита ЛЭП зимой. — URL: https:// neftegaz.ru/science/Oborudovanie-uslugi-materialy/761508- provoda-s-antigololednym-pokrytiem-nadezhnaya-zashchita- lep-zimoy/?ysclid=me06i2tbti532923411 (дата обращения: 12.01.2024).
8. Патент № 2827574 Российская Федерация, C-1 РФ, МПК 01B 5/2. Контактный провод с антиобледени- тельным покрытием для воздушных линий электропере- дач / В. П. Бубнов, В. А. Бараусов, В. И. Моисеев; заявл. № 2024106114 от 05.03.2024; Бюл. 28.
9. KuzSTU. Методы борьбы с гололедом на проводах ЛЭП: сб. материалов. — Кемерово: КузГТУ, 2015. — 89 с.
10. Zhang Y. Advanced Anti-Icing Coatings for Railway Contact Wires: A Review of Hydrophobic and Photothermal Materials / Y. Zhang, X. Wang, H. Li // Materials & Design. — 2023. — Vol. 225. — Pp. 111–123. — DOI:https://doi.org/10.1016/j.matdes.2023.111123.
11. Wang L. Durable Superhydrophobic Coatings for Ice Prevention in Extreme Climates: Experimental and Economic Analysis / L. Wang, T. Chen, R. Zhang // Cold Regions Science and Technology. — 2021. — Vol. 180. — Pp. 103–115.
12. Бойнович Л. Б. Методы борьбы с обледенением ЛЭП: перспективы и преимущества новых супергидрофобных покрытий / Л. Б. Бойнович, А. М. Емельянов // Журнал ЭЛЕКТРО. — 2011. — № 6.
13. Buitenhuis J. Reduction of ice adhesion on nanostructured and nanoscale slippery surfaces / J. Buitenhuis, L. Xu, M. E. H. van der Meer, C. G. J. Koenders et al. // Applied Surface Science. — 2023. — Vol. 630. — Art. 157570.
14. ГОСТ 839—2019. Провода для воздушных линий электропередачи. Технические условия. — М.: Стандартинформ, 2019. — 32 с.
15. Камский кабель. Новые компактированные провода АСп с антиобледенительным покрытием: пресс- релиз. — Пермь, 2021. — 5 с.
