Analysis of electrotechnical properties of innovative high-temperature wires for overhead power transmission lines

Abstract

EN: Purpose. Determination of the capacity of wires of overhead power transmission lines based on innovative materials without changing the currently used structures, as well as the possibility of increasing the voltage class of overhead transmission lines when using wires based on aluminum-zirconium materials. Methodology. Analytical method for determining the throughput capacity of overhead power transmission lines. Comparative analysis of electrical characteristics of wires of overhead power transmission lines. Findings. The possibility of increasing the capacity of overhead power transmission lines while maintaining the wire cross-section, using an innovative material based on an aluminum-zirconium alloy, has been proved. The reduction of the weight of the wire based on innovative materials is justified, while maintaining the current throughput. The advantages and disadvantages of European wire structures for overhead power transmission lines are revealed using innovative material based on an aluminum-zirconium alloy. The optimal design of wires based on the innovative material of the aluminum-zirconium alloy for overhead transmission lines, permissible for use on the territory of Ukraine, has been determined. Originality. The expediency of using the traditional designs of the wires of overhead power transmission lines has been proved, in the case of using innovative material. The possibility of increasing the voltage class of overhead power transmission lines using wires based on aluminum-zirconium materials has been substantiated. Practical value. The results are obtained regarding the electrical resistance of overhead power transmission lines to peak loads, taking into account the low costs of modernization with the use of an innovative material based on an alloy of aluminum and zirconium. The use of innovative material creates conditions for increasing the voltage class of overhead power transmission lines, which allows increasing the transmitted power to the consumer. The use of materials based on aluminum-zirconium alloys makes it possible to carry out measures for the reconstruction of electric supply networks without replacement of supports and additional work on land allocation, as in the case of reconstruction without increasing the voltage line class of power lines, and in case of increasing the voltage class. UK: Мета роботи. Визначення пропускної здатності проводів повітряних ліній електропередачі на основі інноваційних матеріалів без зміни використовуваних в даний час конструкцій, а також можливості підвищення класу напруги повітряних ліній електропередачі при використанні проводів на основі алюмінієво-цирконієвих матеріалів. Методи дослідження. Аналітичний метод визначення пропускної здатності проводів повітряних ліній електропередачі. Порівняльний аналіз електротехнічних характеристик проводів повітряних ліній електропередачі. Отримані результати. Доведено можливість збільшення пропускної спроможності повітряних ліній електропередачі при збереженні перетину дроту, при використанні інноваційного матеріалу на основі сплаву алюміній-цирконій. Обґрунтовано зниження маси дроту на основі інноваційних матеріалів при збереженні пропускної здатності по току. Виявлено переваги та недоліки європейських конструкцій проводів для повітряної ліній електропередачі при використанні інноваційного матеріалу, на основі сплаву алюміній-цирконій. Визначено оптимальну конструкцію проводів на основі інноваційного матеріалу зі сплаву алюміній-цирконій для повітряних ліній електропередач, допустима для використання на території України. Наукова новизна. Доведено доцільність використання традиційних конструкцій проводів повітряних ліній електропередачі, u1074 в разі застосування інноваційного матеріалу. Обґрунтовано можливість підвищення класу напруги повітряних ліній електропередачі при використанні проводів на основі алюмінієво-цирконієвих матеріалів. Практична цінність. Отримано результати щодо електричної стійкості повітряних ліній електропередачі до пікових навантажень, з урахуванням незначних витрат на модернізацію при використанні інноваційного матеріалу на основі сплаву алюмінію і цирконію. Використання інноваційного матеріалу створює умови для підвищення класу напруги повітряних ліній електропередач, що дозволяє проводити збільшення переданої потужності до споживача. Використання матеріалів на основі алюмінієво-цирконієвих сплавів дозволяє проводити заходи щодо реконструкції мереж електричного постачання без заміни опор та додаткових робіт щодо землевідведення, як у випадку проведення реконструкції без збільшення класу напруги лінії електропередач, так і в разі підвищення класу напруги.