Высоковольтный СИП-3 35кв — сравнение ВЛ и ВЛЗ. Опоры, траверсы, изоляторы, анкерные и прокалывающие зажимы. ОПН-35кв

Высоковольтный СИП-3 35кв — сравнение ВЛ и ВЛЗ. Опоры, траверсы, изоляторы, анкерные и прокалывающие зажимы. ОПН-35кв

Линии электропередачи среднего класса напряжения, выполненные защищенными проводами, имеющими повышенную надежность и ряд других преимуществ над голыми проводами, нашли широкое применение в распределительных сетях многих стран мира. В странах Северной Европы они используются с 1970­х годов. Первоначально защищенные провода применялись только на линиях напряжением до 20 кВ, а с 1990­х годов – и на ВЛ до 110 кВ. Об особенностях ВЛ с защищенными проводами рассказывает Евгений Алексеевич Лютик.

В России защищенные провода среднего класса напряжения начали применяться относительно недавно. В 2003 году, после утверждения главы 2.5 «Воздушные линии электропередачи выше 1 кВ» ПУЭ 7­го издания, российские электроэнергетические предприятия и проектные институты получили возможность создания полноценных проектов с применением защищенных проводов на ВЛ напряжением 6–20 кВ (ВЛЗ), используя все преимущества данной системы, к которым можно отнести:

  • защиту от КЗ при схлестывании проводов;
  • значительное уменьшение габаритов ВЛ;
  • защиту окружающей среды;
  • повышенную безопасность эксплуатации.

Таким образом, применение защищенных проводов стало чрезвычайно привлекательным решением для энергетиков при строительстве ВЛ в черте города, где требуется компактность и повышенная безопасность, либо в лесной зоне, где вырубка просек под строительство традиционных ВЛ слишком дорога. Для нефтегазовой и металлургической промышленности применение ВЛЗ позволяет значительно снизить недополученную прибыль в результате отключения линий и, как следствие, количество остановок добывающих предприятий.

СТАНДАРТЫ

Нормативная база по применению защищенных проводов на классы напряжения более 20 кВ находится в стадии разработки.
Европейский Комитет по Электротехническим Стандартам (CENELEC) издал стандарт EN50341: «Воздушные ЛЭП напряжением выше 45 кВ» [1]. Работа над стандартом, относящимся к ВЛ среднего напряжения, в настоящее время еще не окончена. Этот стандарт EN50XX: «Воздушные ЛЭП переменного тока с номинальным напряжением от 1 кВ до 45 кВ включительно» базируется на стандарте EN50341 и содержит только дополнительные требования и упрощения, характерные для ВЛ среднего напряжения. В этот стандарт планируется также включить требования к защищенным проводам [2].
Кроме того, существуют два составных стандарта, также находящихся в стадии разработки, которые относятся к защищенным проводам для воздушных ЛЭП и арматуре к ним для напряжений от 1 кВ до 36 кВ:

  • prEN 50397­1 – Часть 1: Защищенные провода;
  • prEN 50397­2 – Часть 2: Арматура.

Таким образом, в будущем в Европе появится вполне всеобъемлющая система стандартизации, способствующая проектированию ЛЭП с применением защищенных проводов на среднее напряжение.
В России требования к ВЛЗ описаны в ПУЭ 7­го издания и ограничиваются напряжением 20 кВ. В ближайшее время разработка стандартов, распространяющихся на ВЛЗ 35 кВ, не предвидится, несмотря на то, что линии этого класса напряжения являются очень востребованными и уже строятся для опытной эксплуатации.
Таким образом, проектировщики должны пользоваться существующими стандартами, т.е. проектировать ВЛЗ 35 кВ по габаритам ВЛ с голыми проводами, тем самым лишая ВЛЗ основного преимущества – меньших габаритов, либо проектировать ВЛ, основываясь на экспериментальных исследованиях. Однако они в России почти не проводятся.

ПРОВОДА

Защищенные провода, применяемые на линиях среднего напряжения, стандартизованы во многих странах мира, в том числе и в России. Стандартизация пока не коснулась проводов, используемых в высоковольтных линиях, по причине достаточно короткого периода их применения. Тем не менее в Скандинавии разработаны защищенные провода вплоть до 132 кВ, а в РФ еще в 2003 г. были созданы ТУ на производство провода с защитной изоляцией для ВЛ 35 кВ. Защищенный провод на 35 кВ выпускается стандартных сечений: 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240 мм2. Жила провода имеет многопроволочную конструкцию, изготовленную из термоупрочненного алюминиевого сплава повышенной прочности. Номинальный диаметр токоведущей жилы варьируется от 6,9 мм для сечения 35 мм2 до 18,1 мм для сечения 240 мм2. Наружный диаметр провода изменяется в диапазоне от 13,3 до 25,9 мм в зависимости от сечения.
Токопроводящая жила покрывается изоляционным слоем из многослойной полиэтиленовой композиции. Внешний слой изоляции обычно изготавливается из атмосферостойкого сшитого полиэтилена либо из атмосферостойкого трекингостойкого полиэтилена. Внутренний слой состоит из изоляционного сшитого полиэтилена. В некоторых марках проводов присутствует дополнительный внутренний слой из полупроводящего сшитого полиэтилена, а так же водонабухающий материал, обеспечивающий продольную герметизацию. Допустимый нагрев токопроводящей жилы провода не должен превышать 90 O С при нормальном режиме эксплуатации и 250 O С при КЗ.

Таблица 1. Рекомендуемые значения расчетной величины натяжения провода при средних температурах самого холодного месяца в году в зависимости от категории ландшафта

Категория ландшафтаЛандшафтные характеристикиВеличина H/w, м
Открытая ровная местность без растительности и иных преград, со снежным покрытием и вблизи (или непосредственно над) большими массами водыОткрытая ровная местность без каких­либо преград и без снежного покрытия, например, чистое поле в летнее время годаОткрытая ровная местность с небольшим количеством преград, например, открытый луг или поле с несколькими деревьями, зелеными и иными заграждениями, прерия, тундраМестность с деревьями и постройками, например, пригородная зона, малые города, лесистая местность или местность, поросшая кустарником. Сюда же относятся небольшие поля с кустарником и деревьями

Рис. 1. Расчетные значения натяжений для разных типов изолированных проводов

НАТЯЖЕНИЕ ПРОВОДОВ

При расчете ВЛ с защищенными проводами необходимо помнить, что ВЛЗ так же подвержены вибрации из­за действия ветровых нагрузок, как и традиционные ВЛ с голыми проводами. Для изучения данного вопроса в Европе были предприняты масштабные исследования и эксперименты. Современные экспериментальные конструкции ВЛЗ основаны на использовании стандартизованных изолированных проводов [3, 4, 5]. Чем выше натяжение проводов, тем меньше уровень демпфирования. В настоящее время в скандинавских странах величина приложенного натяжения провода при температуре 0 O C находится в пределах от 20 до 45 МПа. В системах распределения напряжения Финляндии рекомендуется не превышать величину натяжения в 35 МПа [4].
Комитет CIGRE опубликовал отчет, относящийся к безопасным уровням расчетных натяжений при вибрациях, вызванных ветром [6]. В этом отчете безопасные уровни расчетных натяжений представлены параметром H/w, где H – натяжение провода при средней температуре самого холодного месяца в году, а w – масса проводника. Тип ландшафта, на котором расположена ВЛЗ, также оказывает влияние на вибрацию проводов – открытые ровные поверхности характеризуются ламинарным потоком воздуха при ветре (с минимальной турбулентностью) и поэтому высокой скоростью ветра вокруг провода. Это означает, что провод может выдерживать значительно большее натяжение в ландшафтных условиях, в которых имеются естественные или искусственные преграды, например, деревья, постройки, и т.п., нежели на гладких ландшафтных поверхностях. Этот факт подтверждается табл. 1.
На рис. 1 показаны безопасные расчетные значения натяжений для типовых изолированных проводов, используемых в Финляндии. Жирными линиями показаны границы различных категорий ландшафта. При вычислениях расчетных напряжений проводника принималось, что расстояние между опорами ЛЭП составляет 80 м, а средняя температура самого холодного месяца в году составляет –10 О С.

В соответствии с рис. 1, для 2­й ландшафтной категории рекомендуется использовать провода с экспериментально измеренными значениями натяжения от 30 до 36 МПа. Более высокие значения натяжения допустимы при использовании демпфирующих устройств, таких как виброгасители. Оценку уровней вибрации можно также произвести аналитическими методами или измерениями [7].

ОПОРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Для ВЛЗ 35 кВ в Финляндии были разработаны специальные траверсы. Основное отличие траверс для ВЛЗ 35 кВ от траверс для ВЛЗ 6–20 кВ заключается в увеличенных междуфазных расстояниях. Если в сетях до 20 кВ минимальное междуфазное расстояние равнялось 400 мм, то для ВЛ на 35 кВ это расстояние составляет до 600 мм при горизонтальном расположении фаз (рис. 2).
Конструкция таких траверс подразумевает их установку на деревянные опоры. Учитывая опыт Скандинавии, можно смело утверждать, что деревянные опоры являются самым экономически оправданным решением для ВЛ среднего напряжения, в том числе до 35 кВ. Кроме того, деревянные опоры могут устанавливаться и на высоковольтных линиях до 110 кВ [1].

ИЗОЛЯТОРЫ И АРМАТУРА

Для крепления защищенного провода к траверсе можно использовать специальные опорные фарфоровые изоляторы, рассчитанные на номинальное напряжение до 35 кВ (рис. 3), либо традиционные линейные подвесные стеклянные изоляторы (рис. 4).
Арматура, используемая для крепления защищенных проводов на 35 кВ, аналогична арматуре для крепления ВЛЗ 6–20 кВ. Для анкерного крепления необходимо использовать натяжные зажимы, которые оборудованы прокалывающими изоляцию элементами и при установке не требуют снятия изоляции. В случае промежуточного крепления проводов на поддерживающих изоляторах также необходимо использовать роликовые поддерживающие зажимы, оснащенные прокалывающими элементами. Для крепления провода на опорных изоляторах используются зажимы спирального типа с пластиковым покрытием. Защита от грозовых перенапряжений обеспечивается установкой искровых промежутков, или искровых промежутков с ОПН, или длинноискровых петлевых разрядников на 35 кВ.

ВЫВОДЫ

С увеличением количества предприятий, не допускающих перебоев в электроснабжении, всё острее становится вопрос обеспечения требуемой надежности. Строительство ВЛЗ является одним из таких решений. Использование защищенных проводов в конструкции распределительных линий среднего напряжения является в настоящее время обычной практикой в скандинавских странах. Кроме того, в Финляндии в апреле 1996 г. вступила в действие экспериментальная ВЛЗ 110 кВ Мамакиви – Сула. По сей день она служит безотказно, и случаев сбоев в электроснабжении зафиксировано не было. Конструкция ВЛЗ 35 кВ незначительно отличается от конструкции ВЛЗ 6–20 кВ. В связи с этим разработка нормативной базы на применение ВЛЗ 35 кВ в РФ выглядит не столь сложной задачей, как, например, разработка нормативов для защищенных проводов на сверхвысокие классы напряжений, поэтому требует как можно более быстрого исполнения. Отсутствие нормативов и стандартов тормозит развитие электросетевого комплекса.

ЛИТЕРАТУРА

1. Европейский Комитет по Электротехническим Стандартам, 2001. Стандарт EN50341: Воздушные ЛЭП с напряжением свыше 45 кВ, часть 1: Основные требования – Общие технические данные. – С. 234.
2. Т. Лескинен, Ensto Utility Networks. Проектирование линий электропередачи среднего и высокого напряжения с использованием изолированных проводов.
3. SFS 5790: Воздушные ЛЭП на 12/20 кВ. Система PAS. Финская ассоциация по вопросам стандартизации. – 1995. – С. 12.
4. SFS 5791: Воздушные ЛЭП на 12/20 кВ. Провода для воздушных ЛЭП с изоляцией из сшитого полиэтилена PAS. Финская ассоциация по вопросам стандартизации. – 1994. – С. 12.
5. SFS 5792: Воздушные ЛЭП на 12/20 кВ. Конструкция и средства защиты от электрической дуги проводов для воздушных ЛЭП с изоляцией из сшитого полиэтилена PAS. Финская ассоциация по вопросам стандартизации. – 1996. – С. 16.
6. Исследовательский комитет СIGRE 22, рабочая группа 11, целевая группа 4. Проектирование безопасных расчетных натяжений при вибрации под действием ветра. Часть 1: Уединенные незащищенные провода // Электра. – 1999. – № 186. – С. 53–67.
7. Т. Лескинен. Механические вибрации проводов распределительных линий, вызванные ветром: теория измерения. Дипломный проект. Технологический университет Лаппенранта. – 1998. – С. 65.

© ЗАО “Новости Электротехники”
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Сравнение ВЛ-35кв и ВЛЗ-35кв. Строительство ВЛЗ высоковольтным СИП-3 — опоры, траверсы, изоляторы, зажимы.

Воздушные линии электропередач с проводом в защитной изоляции напряжением 35кв или сокращено ВЛЗ-35кв — это именно тот случай, когда новая технология дает ряд технических преимуществ, увеличивая безопасность и надежность всей ЛЭП в целом.

Но самое главное, строительство и монтаж такой ВЛЗ стоит дешевле, чем обычной ЛЭП-35кв с голыми проводами АС.

Все основные преимущества таких линий проистекают от защитной изоляции на проводе. Это в первую очередь:

    защита от автоматических отключений и КЗ при падении веток на ЛЭП
    защита от коротких замыканий при сближении проводов на недопустимое расстояние между собой
    уменьшение габаритов опор и траверс
    сокращение площади охранной просеки при прохождении ВЛ через лесные массивы

Однако наличие такой изоляции, также выставляет и другое требование – она должна быть неповрежденной и целой при всем сроке службы. Иначе надежность моментально снижается.

На фото ниже можно наглядно оценить разницу габаритов между одинаковыми типами опор ВЛ-35кв с голым проводом и ВЛЗ.

Однако не забывайте, габариты от проводов до земли для ЛЭП с изолированными проводами должны соблюдаться:

    5,5м от земли в не населенной местности
    6м от земли в населенной

Благодаря возможности перехода на опорную схему изоляции вместо подвесной, такие ВЛЗ-35кв можно строить в габаритах стоек от ВЛЗ-10кв.

То есть, здесь уже не нужны опоры СВ-164, можно запросто обойтись марками СВ 110 и СВ 105. В отдельных случаях на опорах СВ 110 можно даже построить двухцепную ВЛЗ-35.

Применение более низких опор, помимо экономии денежных затрат, дает ряд преимуществ не очевидных на первый взгляд:

    уменьшается вероятность прямых попаданий молний в линию
    упрощается монтаж – не требуется габаритная спец.техника, которая нужна при установке стоек СВ-164

То есть, непосредственно монтаж ВЛЗ-35кв и установку опор, можно выполнить всего одной техникой – бурильно крановой машиной БКМ. Не прибегая к услугам 16 или 25-ти тонного автокрана, а также без использования АГП-гидроподъемника.

Строительство обычной ЛЭП напряжением 35кв без этой техники немыслимо.

    упрощается работа по закреплению опор в грунте


    сокращение межфазного расстояния приводит к существенно меньшей металлоемкости

Давайте более подробно рассмотрим технические особенности высоковольтных ВЛЗ и детально пройдемся по конструкции каждой опоры в отдельности.

Марка применяемой арматуры для ВЛЗ производства SICAME. Также будут приведены их аналоги от компании Ensto.

Траверса анкерной опоры может выглядеть следующим образом:


Провод натянут через полимерный изолятор PSI42CC. Крепление осуществляется с помощью анкерного зажима PA4595P.

Аналог композитного изолятора для натяжного крепежа от Ensto – SDI.90350

Анкерный зажим SO 256 или SO 255.

Благодаря клиновому зажиму, нагрузка от провода не воспринимается в какой-то одной точке, что было бы критично для изоляции. Она распределяется по всей длине провода в зажиме.

Нормативные тяжения в проводах должны быть не более значений представленных в таблице ниже (для других марок данные те же самые, что и для СИП-3):

Если провод на анкерной опоре не цельный, то соединять его друг с другом нужно герметичными прокалывающими зажимами. Например марки TTDC AT45401.

Или от Ensto – SLW26 и SLW27.

Именно герметичными, а не влагозащищенными. Если конец провода выходит наружу зажима, его нужно герметизировать колпачком.

Буквы AT в сокращенном названии зажима от Сикам – это антитрекинговая система. Благодаря ей, происходит выравнивание эл.поля в самом герметичном зажиме.

На промежуточных опорах по прямым участкам или с поворотом не более 15 градусов, для крепления цельного провода СИП-3 применяется полимерный изолятор PSI 42RD.

Аналог от Ensto SDI84.1M24

Верхняя шапка изолятора полностью диэлектрическая.

При этом сам СИП вяжется не простыми проволоками, а диэлектрическими спиральными вязками PLDT 3R (Sicame).

Или CO 35-120, SO 115-216 (Ensto).

За счет того, что в изоляторе и вязках отсутствуют металлические части, существенно снижается вероятность повреждения провода из-за трекинга.

На опорах с углом поворота от 15 до 90 градусов, в комплекте с изоляторами SDI90 используются поддерживающие зажимы SO 181.6

По правилам, на последних опорах при подходах к ПС для защиты оборудования и самой ВЛ от перенапряжения, устанавливаются ограничители ОПН-35кв.

У фирмы Сикам они имеют маркировку – AZBD.

Они защищают линию:

    от наведенного перенапряжения
    от коммутационного

При этом сами ОПН, чтобы повысить надежность ВЛЗ можно заземлить не напрямую, а через специальный разъединитель.

Если ОПН сгорит или повредится, то с помощью этого разъединителя можно легко отсоединить заземляющий проводник от всей конструкции.

При этом изоляция самой ВЛЗ будет в норме, за счет изолированного кронштейна.

Вам не нужно будет прерывать электроснабжение ответственных потребителей, а поменять вышедший из строя ОПН можно при плановых ремонтах в дальнейшем.

У Ensto применяется ОПН – HE-S425SGA и HE-S4253D2.

При определенных условиях, по правилам ПУЭ, на ВЛЗ необходимо монтировать гасители вибрации. Когда это нужно делать?

Во-первых, если пролеты между опорами на линии электропередач превышают расстояние в 70 метров.

Во-вторых, если при натяжении проводов создалось тяжение превышающее 40мПа.

В качестве таких гасителей вибрации на ЛЭП с защищенными проводами, устанавливаются диэлектрические спиральные гасители PLV1B.

На таких малогабаритных ВЛ должны быть установлены и соответствующие разъединители. Вы не можете монтировать здесь РЛНДЗ-35кв колонкового типа.

Производители разработали для этих линий компактные разъединители выхлопного типа.

Такой разъединитель BS-42 выполняет две функции:

    во-первых, защищает отходящий фидер
    во-вторых, им можно производить оперативные переключения на холостом ходу

Все операции производятся вручную, по-фазно. Для этого применяется длинная оперативная штанга.

Строительство ВЛЗ-35кв вовсе не такое уж и сложное дело, как может показаться на первый взгляд. В совсем недалеком будущем, большинство ЛЭП 35кв на голых проводах, построенные по советским стандартам, безусловно начнут переводится именно на ВЛЗ исполнение.

Детальные проекты опор для монтажа линий 35кв с изолированным проводом СИП-3, смонтированные на арматуре Ensto, можно скачать отсюда. А при использовании арматуры Sicame, проект можно взять здесь.

И снова о компактных ВЛЗ 35 кВ

Оценивая новые требования руководящих документов, вводимых в электросетевом комплексе, нетрудно отметить констатацию необходимости перевода современных распределительных сетей на более высокие классы напряжения. То есть в случае реконструкции ВЛ 6 кВ рекомендуется переводить ее на 10 кВ, ВЛ 10 кВ на 20 кВ, а при соответствующем обосновании и на 35 кВ.

Такая тенденция понятна и связана с постепенным и неуклонным ростом энергопотребления. Именно последнее обстоятельство и делает сегодня актуальным вопрос о возможности строительства компактных и недорогих ВЛ 35 кВ. Для удешевления строительства таких ВЛ 35 кВ уже появляются предложения строительства их в габаритах ВЛ 10 кВ. Попробуем проанализировать современную реальность таких предложений.

Одним из главных условий возможности строительства в габаритах ВЛ 10 кВ компактных ВЛЗ 35 кВ является обеспечение необходимой механической прочности опор. Расчеты произведенные в инициативном порядке ОАО «СевЗАП НТЦ» (Филиал «Севзапэнергосетьпроект — Западсельэнергопроект», инженер Пуфаль И.В. и главный специалист ОЭС-1 Тетерев Е.И.) в 2006 году показали возможность строительства ВЛЗ 35 кВ на базе железобетонных стоек СВ 110-2 и СВ 105-2 с применением проводов защищенных изоляцией на напряжение 35 кВ сечением до 70 мм. кв. При этом приведенные пролеты составили для различных районов в зависимости от стенки гололеда от 65 до 75 м.

Последующие расчеты, произведенные филиалом в том же году при проектировании временных внеплощадочных сетей электроснабжения площадки строительства ОАО «Юго-Западная ТЭЦ» в г. Санкт-Петербурге, показали возможность строительства компактных ВЛЗ 35 кВ на стойках СВ 110-2 даже в двухцепном варианте. Ниже приводятся некоторые фрагменты расчетов ВЛЗ 35 кВ выполненные ОАО «СевЗАП НТЦ» в 2006 году.

При грубой оценке возможности использования типовых опор ВЛ 10 кВ можно воспользоваться оценкой их ветровых пролетов. Ветровой пролет обратно пропорционален диаметру и массе провода, т.е. для сохранения существующих пролетов при переходе со сталеалюминевых (АС) проводов на провода защищенные (ПЗВ и ПЗВГ) необходимо применить провода с аналогичным диаметром.

На основании вышеуказанных допущений выполним расчет ветровых пролетов (табл. 3) для условий Ленинградской области.

Район по ветровому давлению I I, WО =500 Па, район по толщине стенки гололеда II и III, bЭ =15 и 20 мм, региональная карта ветровых нагрузок при гололеде отсутствует.

Коэффициенты: КW = 1 — для открытой местности. Региональные коэффициенты γPW =1 и γРГ =1 приняты в примере условно (указываются в задании на проектирование ВЛ в аварийных районах); коэффициенты надежности по ветру и гололеду: γfw = 1,3; γ =1,3 и 1,6 — для II и III района по гололеду; коэффициенты надежности по ветру и гололеду; коэффициенты надежности по назначению: для одноцепных опор Vnw = 1, γ =1.

Стойка опоры СВ 110-2, МСТ = 49 000 Нм.

В таблице 4 приводятся характеристики применяемых на ВЛ 10кВ железобетонных стоек.

Далее проверим габаритный пролет для проводов марок ПЗВ 35/50/70 и ПЗВГ 50.

Основные данные используем из расчета сделанного ранее, модуль упругости 62, 5 кН/м, коэффициент линейного удлинения 23 x 10-6 1/град, приведенный пролет принимаем = 75 метрам. Температура воздуха: максимальная 35, минимальная -35, среднегодовая 5, при ветре и гололеде — 5 (справедливо для западной части Ленинградской области).

Таким образом, с учетом высоты стойки СВ 110-2-11 м, а СВ 105 — 2-10,5 м получаем, что:

При строительстве ВЛЗ 35 кВ на стойках СВ 110- 2 (СВ 105-2) максимальная стрела провеса составит: для ненаселенной местности примерно 2,5 м (2м); для населенной — примерно 1,5 м (1 м) (глубина заделки 2,5 метра, высота подвеса нижнего прохода находится примерно ниже уровня верха стойки на 1 м, габариты для ВЛЗ: по населенной местности составляет 6 м; по ненаселенной местности 5 м).

Из всего вышеуказанного следует, что в Ленинградской области рационально применение проводов с защитной изоляцией сечением 70 мм 2 . При этом приведенный пролет ВЛЗ 35 кВ будет составлять: для районов с bэ = 20 примерно 65 м.

При этом надо отметить, что расчет максимальной стрелы провеса производился при условий, что на крайних фазах применялась схема подвесной изоляции (рис.1).

Это решение «съедало» как указывается около 1м габарита ВЛ. Применение же опорной изоляции по образцу опоры (рис. 2) с новыми отечественными изоляторами ОЛФ-35 (рис.3) позволит увеличить максимальную стрелу провеса примерно на 1,4 м относительно расчетов ОАО «СевЗАП НТЦ» и позволит уже применять провода со всеми сечениями в диапазоне от 35 до 70 мм 2 .

Оценка экономической целесообразности строительства ВЛЗ 35 кВ.

Такую оценку можно сделать изучив экономические расчеты строительства ВЛЗ 35кВ для временных внеплощадочных сетей электроснабжения площадки строительства ОАО «Юго-Западная ТЭЦ» в г. Санкт-Петербурге, произведенных ОАО «СевЗАП НТЦ» (Филиал «Севзапэнергосетьпроект-Западсельэнергопроект») в 2006 году.

Так стоимость строительства 1 км двухцепной ВЛЗ 10 кВ на 2006 год составляла 2,6 млн. руб. Стоимость проводов ПЗВ больше стоимости проводов СИП-3 аналогичного диаметра на 10%.

Учитывая большую стоимость арматуры и изоляторов, а также вероятную наценку строительных компаний за необычность работы можно ожидать увеличение стоимости строительства ВЛЗ 35 кВ на стойках СВ 110-2 с применением провода ПЗВ по сравнению со стоимостью строительства ВЛЗ 10 кВ электроснабжения «Юго-Западной ТЭЦ» в 1,4 раза. Что в ценах 2006 года составит 2,86-3,64 млн. руб. за 1 км ВЛЗ 35 кВ (2х цепная, более 52 МВА передаваемой мощности).

При этом стоимость строительства 1 км двухцепной кабельной линии в ценах на 2006 год примерно равна 20 млн. руб., а 1 км двухцепной ВЛ 35 в обычных габаритах на ж/б опорах соответственно примерно — 4 млн. руб.

Таким образом строительство ВЛЗ 35 кВ даже с проводом ПЗВ обойдется дешевле строительства обычной ВЛ 35 кВ и много дешевле кабельной линии. А удорожание в 1,4 раза относительно ВЛЗ 10 кВ позволяет передать более чем в 2,5 раза большую мощность при одновременном значительном снижении потерь.

В данном материале был рассмотрен лишь один из многих вариантов перспективных конструкций ВЛЗ 35 кВ с единственной целью показать техническую возможность строительства таких ВЛ уже сегодня. С этой задачей специалисты «Севзап НТЦ», как мы считаем, справились блестяще несмотря на то, что работа ими выполнялась полностью в инициативном порядке. Более подробная проработка вопроса с использованием самых современных отечественных решений в области конструкций опор, изоляторов, арматуры может привести к созданию действительно инновационных решений.

Однако для их реализации требуются уже серьезные опытно-конструкторские работы, курируемые на уровне профильных департаментов ОАО «ФСК ЕЭС», Центра управления МРСК и головных отраслевых проектных институтов.

Нашли ошибку? Выделите и нажмите Ctrl + Enter

Устройства защиты от атмосферных перенапряжений УЗПН

Назначение: используются для защиты ВЛ 6 – 35 кВ с изолированными и неизолированными проводами от пережега проводов и отключения ВЛ вследствие индуктированных перенапряжений, вызываемых грозовыми разрядами вблизи линий, а также прямых ударов молний.

Основные технические характеристики УЗПН

Наименование параметраУЗПН-6УЗПН-10УЗПН-20УЗПН-35
Класс напряжения сети, кВ6102035
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение, (UНДР), кВ7,610,51828
Остающееся напряжение (кВ) при грозовых импульсах тока 8/20 мкс с амплитудой:
2500 А22,631,253,5
5000 А24,333,657,681,9
10000 А27,237,664,189,6
20000 А101
Способность к рассеиванию энергии
расчетного прямоугольного импульса
2000 мкс, кДж не менее
14,2255287,5
Длина искрового промежутка, L, мм406080120
Пятидесятипроцентное
разрядное напряжение
грозового импульса искрового
промежутка, кВ, не более
7592105140

Устройство состоит из:
– ограничителя перенапряжений нелинейного (ОПН) специальной конструкции;
– искрового промежутка (ИП) между фазным проводом и ОПН.
Нелинейный ограничитель перенапряжений представляет собой защитный аппарат, состоящий из одной колонки последовательно соединенных варисторов, заключенной в герметичный полимерный корпус. ОПН с помощью специальной арматуры крепится на опорах (как анкерных, так и промежуточных) воздушных линий электропередачи.

Для примера на рис . 1 приведена конструкция УЗПН для наиболее распространенных промежуточных опор ВЛ 10 кВ со штыревыми изоляторами. В данном случае искровой промежуток образован электродами, один из которых закреплён на верхнем фланце ОПН, а второй – на проводе с помощью зажима (на ВЛЗ – прокусывающего зажима). Конструкция электродов и способ крепления устройства позволяют сохранять величину искрового промежутка постоянной в любых погодных условиях. При воздействии на провода индуктированных перенапряжений, вызванных грозовыми разрядами вблизи ВЛ (ВЛЗ), или при прямых ударах молнии в провода ВЛ (ВЛЗ), искровой промежуток УЗПН пробивается и подсоединяет к проводу нелинейный ограничитель перенапряжений, который благодаря снижению собственного сопротивления в этот момент осуществляет эффективный сброс перенапряжения на заземленные части опор через электроды, минуя изоляторы, что предохраняет их от перекрытия и повреждения, а провод от пережога. После снятия перенапряжения при воздействии напряжения промышленной частоты ток через ОПН за счет возврата сопротивления ОПН до исходных значений ограничивается до величины, при которой существование дуги в искровом промежутке невозможно, и дуга гаснет.

Устройства устанавливаются по одному на каждую опору с последовательным чередованием фаз (рис.2). При необходимости УЗПН могут устанавливаться на каждую опору по три штуки (по одному на каждую фазу). Такая установка рекомендуется при защите: ВЛЗ 6-35 кВ с пролётами более 80 метров, локальных объектов на ВЛ, ВЛ с аномально высокими сопротивлениями заземления опор, особо ответственных ВЛ и других.

Установка необходимой величины искрового промежутка (L) производится на стадии монтажа в соответствии с «Руководством по эксплуатации».

Несколько лет назад, на начальной стадии внедрения УЗПН можно было услышать такой вопрос: «А надо ли установку УЗПН на ВЛЗ 6-35 кВ сопровождать применением на этой же ВЛЗ грозозащитного троса?» Ответ – конечно же нет! Хотя природа вопроса понятна. Он вытекает из того обстоятельства, что УЗПНы не предназначены для гарантированной защиты ВЛЗ от прямых ударов молний (ПУМ), хотя при небольшой амплитуде токов молний способны и на это. Основное их предназначение – защита от индуктированных перенапряжений, то есть от перенапряжений, являющихся наиболее опасными для этих ВЛ, против которых как раз и бесполезен грозотрос. Целесообразность строительства ВЛЗ 6-35 кВ с проводами, защищенными изоляцией, определяется стесненными условиями городов или лесов, где такие линии являются высоко экранированными от ПУМ вышестоящими деревьями и зданиями. Поэтому ПУМ в элементы ВЛЗ 6-35 кВ, это форс-мажорное и маловероятное событие. Для примера, на стандартной ВЛЗ 6-10 кВ длиной 20 км, проходящей в районе с интенсивностью грозовой деятельности – 30 г.ч. и коэффициентом экранирования – 0,9 можно ожидать не более одного прямого удара молнии за 40 лет эксплуатации. А вот воздействие на такую линию индуктированных перенапряжений, обусловленных грозовыми разрядами в экранирующие ВЛЗ близко стоящие деревья в условиях леса и сооружения в городе – это событие как раз высоковероятное, от последствий, которых и требуется защита с использованием УЗПН.

В «чистом поле» строительство ВЛЗ 6-10 кВ с проводами СИП – это решение, лишённое какой – либо технической и экономической целесообразности.

Устройства, подобные УЗПН, уже долгое время успешно применяются во многих странах мира. Однако ранее финансовые возможности отечественных энергосистем не позволяли массово применять такие устройства импортного производства из-за их высокой стоимости – около 9 тыс. рублей за комплект защиты одной фазы на опоре. Сегодня ряд отечественных предприятий, например, ЗАО «МЗВА», НПО «Полимер- Аппарат» уже освоили в производстве отечественные аналоги лучших зарубежных устройств линейной грозозащиты на базе ОПН, обеспечив значительное снижение их стоимости.

С 2006 года предприятиям изготовлено и передано в эксплуатацию уже более 80 000 комплектов УЗПН на классы напряжений ВЛ 6-35 кВ.

До 2006 года из-за высокой стоимости импортных аналогов УЗПН основным средством грозозащиты ВЛЗ 6-10 кВ являлись дугозащитные рога (устройства типа «УЗД»).

Сравнение УЗПН с другими средствами защиты ВЛЗ 6 –10 кВ от грозовых перенапряжений

Дугозащитные рога (устройства защиты от дуги (УЗД).

Проще говоря, устанавливаемые на все три провода вблизи изоляторов дугозащитные рога вместе со спиральными шунтами, обвивающими провод, имитируют в районе опоры участок с «голыми» проводами (примерно 1,5 метра на каждой фазе). Поскольку на линии с неизолированными проводами дуга под воздействием электро-динамических сил способна перемещаться одним из своих концов вдоль провода, возможность повреждения последнего вследствие теплового воздействия дуги мало вероятна, что также подтверждает опыт эксплуатации обычных ВЛ 6–35 кВ с голыми проводами.

При перекрытии изоляторов вследствие индуктированных перенапряжений токи дуговых замыканий, практически, всегда будут ограничиваться сопротивлениями заземления опор и не будут превышать 500А, что будет представлять из себя кратковременное однофазное замыкание на землю. В этом случае дуга под воздействием электродинамических сил, также как и в случае с голыми проводами, будет иметь возможность свободного перемещения по защитному шунту УЗД, что исключит возможность длительного теплового воздействия на изолированный провод, находящийся под защитным шунтом.

В случае длительного однофазного замыкания на землю, обусловленного прямыми ударами молнии и токами замыкания более 500 А, однофазное замыкание переходит в межфазное, так как расстояние между проводами соседних фаз на линиях с изолированными проводами значительно меньше (на 200 мм), чем на линиях с неизолированными проводами. Сокращенное межфазное расстояние создает предпосылки к переходу однофазного замыкания в межфазное, способствующим фактором, которого является активная ионизация воздуха в районе горения дуги.

Таким образом, дугозащитные рога (УЗД) являются надёжным и наиболее дешевым средством грозозащиты. Однако при питании некоторых ответственных потребителей недопустимо полное прерывание питания даже на паузу АПВ. Тем более, что количество отключений ВЛ сильно увеличивается, т. к. многие из первоначально однофазных замыканий будут переходить в межфазные и, соответственно, приводить к отключению ВЛ.

Еще одним недостатком данной системы является возможность короткого межфазного замыкания при попадании на дугозащитные рога и шунты УЗД посторонних предметов (например, в лесистой местности), что может привести к выходу линии из строя уже на продолжительное время.

Именно поэтому главным достоинством устройств УЗПН является способность защиты проводов от пережога без отключения ВЛЗ.

Дополнительными достоинствами устройств типа УЗПН являются:
– работоспособность устройства, не зависящая от степени его загрязнения;
– работоспособность при полном замыкании искрового промежутка под воздействием внешних факторов (например, упавшее на линию дерево, гололед и др.);
– устройство специально адаптировано для подключения переносных штанг заземления для обеспечения выполнения требований техники безопасности при работах на ВЛ, что до сих пор представляло значительные технические трудности на линиях с изолированными проводами в классе напряжений 6-35 кВ.

В процессе эксплуатации повреждение ограничителя перенапряжений, входящего в состав УЗПН, например от ПУМ с большой амплитудой токов маловероятно (как мы уже рассмотрели на примере), но если такое произойдет – наличие внешнего искрового промежутка в конструкции УЗПН не допускает устойчивого короткого замыкания при повреждении ОПН. Повреждённый аппарат легко обнаруживается визуально и в плановом порядке может заменяться новым.

В Сибирском научно-исследовательском институте энергетики (ОАО «СибНИИЭ») была проведена работа по теоретическому выбору параметров ограничителей перенапряжений, используемых для комплектации УЗПН. И в последствии на экспериментальной модели были проведены испытания УЗПН с такими ограничителями перенапряжений.

В 2006 году в ОАО «НИИПТ» были проведены следующие испытания:

1. проверка пропускной способности при воздействии:
– прямоугольных импульсов тока длительностью 2000 мкс с максимальным значением 300 А;
– грозовых импульсов тока 8/20 мкс с максимальным значением 5000 А;
– импульсах большого тока 4/10 мкс с максимальным значением 65 кА.
2. определение остающихся напряжений при воздействии:
– грозовых импульсов тока 8/20 мкс;
– быстронарастающих импульсов тока 1/10 мкс с максимальным значением 5000 А.
3. испытания по определению вольт-секундной характеристики и 50-процентного разрядного напряжения искрового промежутка УЗПН. Испытания изоляции, механической прочности, испытания на взрыво-безопасность и др. были проведены ранее для соответствующих ограничителей перенапряжений.

В испытательном центре высоковольтной аппаратуры ОАО «НИИВА» были успешно проведены уникальные испытания УЗПН на отключающую способность. Устройства взрывобезопасны. Срок службы устройств – не менее 30 лет.

Схема монтажа УЗПН-6-Ш, УЗПН-10-Ш, УЗПН-20-Ш, УЗПН-35-Ш на промежуточных опорах ВЛЗ (ВЛ) 6, 10, 20,35 кВ со штыревыми изоляторами типа ШФ, Шс, ШПф, Шпс всех модификаций.

В комплект поставки УЗПН входят только элементы № 2,3,4,5,6,8. Фото 1.

Схема монтажа УЗПН-10-ОЛ, УЗПН-20-ОЛ, УЗПН-35-ОЛ на промежуточных опорах ВЛЗ (ВЛ) 10, 20,35 кВ с опорными линейными изоляторами типа: ОЛФ и ОЛСК всех модификаций.

В комплект поставки УЗПН входят только элементы № 2,3,4,5,6. Фото 2.

Схема монтажа УЗПН-6-ПС, УЗПН-10-ПС, УЗПН-20-ПС, УЗПН-35-ПС на промежуточных или анкерных опорах ВЛЗ (ВЛ) 6,10, 20, 35 кВ на гирляндах стеклянных изоляторов типа: ПС-70Е, ПСД-70Е, ПС-120Б, ПСВ- 120Б.

В комплект поставки УЗПН входят только элементы № 2,3,4,5,6.

Схема монтажа УЗПН-6-ЛК, УЗПН-10-ЛК на промежуточных или анкерных опорах ВЛЗ (ВЛ) 6, 10 кВ с полимерными подвесными изоляторами типа: ЛК 70/10-И-3ПС, ЛК 70/10-И-4ПС.

В комплект поставки УЗПН входят:
А) для натяжной подвески только элементы № 3,8,9,10.
Б) для поддерживающей подвески только элементы № 3,6,7,8.

Схема монтажа УЗПН-20-ЛК, УЗПН-35-ЛК на промежуточных или анкерных опорах ВЛЗ (ВЛ) 20, 35 кВ С полимерными изоляторами типа: ЛК 70/20 –И-2 ПС, ЛК 70/20 –И-3 ПС, ЛК 70/20 –И-4 ПС, ЛК 70/35 –И-2 ПС, ЛК 70/35 –И-3 ПС, ЛК 70/35 –И-4 ПС, ЛК 120/35 –И-2 ПС, ЛК 120/35 –И-3 ПС, ЛК 120/35 –И-4 ПС.

В комплект поставки УЗПН входят только элементы № 2,3,4,5,6.

Высоковольтный СИП-3 35кв — сравнение ВЛ и ВЛЗ. Опоры, траверсы, изоляторы, анкерные и прокалывающие зажимы. ОПН-35кв

ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
НАПРЯЖЕНИЕМ 6-20 кВ С ЗАЩИЩЕННЫМИ ПРОВОДАМИ (ПУ ВЛЗ 6-20 кВ)

Срок действия с 01.01.99
по 01.01.2004

В настоящих Правилах изложены требования, предъявляемые к устройству воздушных линий электропередачи напряжением 6-20 кВ с защищенными проводами (ВЛЗ 6-20 кВ).

Основополагающим нормативным документом при разработке настоящих Правил принята глава 2.5 “Воздушные линии электропередачи напряжением выше 1 кВ” Правил устройства электроустановок (ПУЭ-98) [1].

При подготовке настоящих Правил учтены требования действующих ГОСТ, СНиП, Правил устройства опытно-промышленных воздушных линий электропередачи напряжением 6-20 кВ с проводами SAX, нормативных документов по проектированию и эксплуатации ВЛ 6-20 кВ с проводами SAX, действующих в России и за рубежом, а также замечания, предложения эксплуатационных, проектных и монтажных организаций.

Воздушные линии электропередачи напряжением 6-20 кВ с защищенными проводами имеют ряд преимуществ по сравнению с ВЛ 6-20 кВ, в том числе:

– сокращение ширины просеки;

– уменьшение расстояний между проводами на опорах и в пролете, в том числе в местах пересечений и сближений с другими ВЛ, а также при их совместной подвеске на общих опорах;

– исключение коротких замыканий между проводами фаз при их схлестывании, падении деревьев на провода, существенное снижение вероятности замыканий проводов на землю;

– повышение надежности линии в зонах интенсивного гололедообразования.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1.1. Настоящие Правила распространяются на вновь сооружаемые и реконструируемые воздушные линии электропередачи напряжением 6-20 кВ, выполняемые защищенными проводами, – далее ВЛЗ.

Правила не распространяются на воздушные линии электропередачи, сооружение которых определяется специальными правилами и нормами (сигнальные линии автоблокировки и т.д.).

1.2. Защищенный провод ВЛЗ – провод, токопроводящая жила которого покрыта изолирующей полимерной оболочкой, обеспечивающей работу воздушной линии при уменьшенных по сравнению с ВЛ 6-20 кВ расстояниях между проводами на опорах и в пролетах, исключающей замыкание между проводами при схлестывании и снижающей вероятность замыкания на землю.

1.3. Магистраль ВЛЗ – участок линии с неизменным по всей длине сечением фазных проводов, к которому могут быть присоединены ответвления.

За начало и конец магистрали принимаются линейные порталы или линейные вводы распределительных устройств.

За начало и конец ответвления принимаются ответвительная опора и линейный портал или линейный ввод распределительного устройства.

1.4. Усиленное крепление провода – крепление провода на штыревом, опорно-стержневом изоляторе или в изолирующих подвесках, которое не допускает проскальзывание провода при возникновении разности тяжений в смежных пролетах в нормальном и аварийном режиме ВЛЗ.

1.5. Промежуточное крепление провода – крепление провода на штыревом, опорно-стержневом изоляторе или в изолирующих подвесках, которое допускает проскальзывание провода при разности тяжений в нем, превышающей нормативное значение в нормальном и аварийном режимах ВЛЗ.

1.6. По отношению к ВЛЗ в настоящих Правилах применены также термины, определения которых даны в 2.5.2-2.5.5 ПУЭ-98.

2. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Механический расчет проводов, изоляторов, арматуры, опор и фундаментов ВЛЗ производится в соответствии с требованиями 2.5.6 ПУЭ-98.

2.2. В настоящих Правилах приведены условия для определения нормальных нагрузок. Указания по определению расчетных нагрузок, используемых в расчетах опор и фундаментов ВЛЗ, приводятся в приложении к главе ПУЭ-98.

Коэффициенты перегрузки и расчетные положения, касающиеся специфических условий расчета конструкций ВЛЗ, приводятся в приложении к главе 2.5 ПУЭ-98 и настоящих Правилах.

2.3. Все элементы ВЛЗ (опоры и их детали, провода, линейная и сцепная арматура, изоляторы, узлы крепления всех видов и назначений) по климатическому исполнению должны быть 1 категории размещения и отвечать требованиям ГОСТ 15150-69, обеспечивая возможность их применения в районах с умеренным (У) или умеренным и холодным (УХЛ) климатом.

2.4. Транспозицию фаз ВЛЗ рекомендуется производить в соответствии с 2.5.7 ПУЭ-98.

2.5. Места установки опор ВЛЗ должны выбираться с соблюдением требований 2.5.13 ПУЭ-98.

2.6. При прохождении ВЛЗ с деревянными опорами по лесам, сухим болотам и другим местам, где возможны низовые пожары, должны быть соблюдены требования 2.5.14 ПУЭ-98.

2.7. На опорах ВЛЗ должны быть нанесены постоянные знаки в соответствии с требованиями 2.5.15 ПУЭ-98.

2.8. Защита опор ВЛЗ от коррозии должна соответствовать требованиям 2.5.16 ПУЭ-98.

2.9. На приаэродромных территориях и воздушных трассах в целях обеспечения безопасности полетов самолетов опоры ВЛЗ, которые по своему расположению или высоте представляют аэродромные или линейные препятствия для полетов самолетов, должны иметь сигнальное освещение (светоограждение) и дневную маркировку (окраску), выполненные в соответствии с 2.5.17 ПУЭ-98.

2.10. Кабельные вставки в ВЛЗ должны выполняться в соответствии с требованиями главы 2.3 ПУЭ-98 и 7.8 настоящих Правил.

З. КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

3.1. Климатические условия для расчета ВЛЗ должны приниматься в соответствии с 2.5.22-2.5.37 ПУЭ-98.

3.2. Определение климатических условий для выбора конструкций ВЛЗ должно производиться по региональным картам и материалам многолетних наблюдений гидрометеорологических станций и метеопостов управлений гидрометеослужбы и энергосистем.

При обработке данных наблюдений должно быть учтено влияние микроклиматических особенностей на интенсивность гололедообразования и на скорость ветра в результате как природных условий (пересеченный рельеф местности, высота над уровнем моря, наличие больших озер и водохранилищ, степень залесенности и т.д.), так и существующих или проектируемых инженерных сооружений (плотины и водосбросы, пруды-охладители, полосы сплошной застройки и т.п.).

4. ПРОВОДА

4.1. На ВЛЗ должны применяться защищенные провода:

– с уплотненной жилой, скрученной из проволок из термоупрочненного алюминиевого сплава типа ABE, алдрей, альмелек;

– с уплотненной жилой, скрученной из алюминиевых проволок и стального одно- или многопроволочного сердечника.

Защитная оболочка должна быть устойчивой к атмосферным воздействиям, ультрафиолетовому излучению и воздействию озона в течение всего срока службы ВЛЗ.

4.2. Расчетные параметры и технические характеристики защищенных проводов ВЛЗ (электрические сопротивления, допустимые длительные токи, допустимые токи короткого замыкания и др.) следует принимать по нормативно-технической документации на провода.

4.3. На магистралях ВЛЗ независимо от нормативной толщины стенки гололеда, как правило, должны применяться провода номинальным сечением не менее 70 мм .

4.4. На ответвлениях от магистрали ВЛЗ, как правило, должны применяться провода сечением не менее 35 мм .

4.5. Механический расчет должен производиться при исходных условиях, соответствующих указанным в 2.5.43 и 2.5.44 ПУЭ-98.

Допустимые механические напряжения в проводах при этих условиях приведены в табл.4.1.

Механические напряжения, возникающие в высших точках подвески провода на всех участках ВЛЗ, должны составлять не более 110% значений, указанных в табл.4.1.

Допустимые механические напряжения в защищенных проводах ВЛЗ

Номинальное сечение токопроводящей жилы, мм

Допустимое напряжение, % предела прочности при растяжении

при наибольшей внешней нагрузке и низшей температуре

Воздушные линии электропередачи с самонесущими изолированными проводами СИП

Первые воздушные линии c изолированными проводами (ВЛИ) появились во Франции в 1955 году. Из-за ограниченности выбора материалов в то время жилы были медными, а изоляция – из искусственной резины с неопреновой оболочкой для защиты от атмосферных воздействий.

Новая технология оказалась привлекательной и энергосистема Франции совместно с производителями кабеля и арматуры продолжила её развитие и улучшение.

На сегодняшний день проектируются и строятся линии электропередачи напряжением 0,38 – 35 кВ. Применение самонесущих изолированных и защищённых проводов является наиболее прогрессивным и перспективным путём развития электрических распределительных сетей.

Основными конструктивными особенностями воздушных линий c изолированными проводами ВЛИ по сравнению с традиционными ВЛ с применением неизолированных проводов являются:

– наличие изоляции на токоведущих жилах;

– отсутствие траверс и изоляторов;

– минимальное расстояние между токоведущими жилами, которое ограничивается только толщиной изоляции и обуславливает малое реактивное сопротивление ВЛИ.

Основными преимуществами воздушных линий c изолированными проводами ВЛИ являются значительное повышение надёжности распределительных электрических сетей и, как следствие этого, снижение эксплуатационных затрат. Все преимущества воздушных линий c изолированными проводами ВЛИ можно объединить в три группы.

Первая группа – преимущества, которые сказываются при проектировании и монтаже воздушных линий c изолированными проводами ВЛИ:

– простота конструктивного исполнения опор (отсутствие траверс и изоляторов);

– простота исполнения нескольких ответвлений от одной опоры;

– простота исполнения многоцепных линий электропередачи, возможность исполнения черырёх- и более цепных линий;

– возможность совместной подвески нескольких цепей ВЛИ с ВЛ 6-10 кВ и линиями связи;

– уменьшение безопасных расстояний от зданий и инженерных сооружений;

– возможность применения для опор ВЛИ стоек меньшей длины;

– увеличение длины пролётов (это преимущество не распространяется на систему СИП с изолированным нулевым несущим проводом);

– возможность прокладки СИП по стенам зданий и сооружений;

– эстетичность конструктивного исполнения воздушных линий c изолированными проводами ВЛИ в условиях жилой застройки при отказе от опор на тротуарах и монтаже линии по фасадам зданий;

– эстетичность исполнения воздушных линий уличного освещения;

– отсутствие необходимости в вырубке просеки перед монтажом;

– простота монтажных работ и, соответственно, уменьшение сроков строительства.

Вторая группа – преимущества эксплуатации и безопасность :

– высокая надёжность в обеспечении электрической энергией в связи с низкой удельной повреждаемостью;

– отсутствие многочисленных замен повреждённых изоляторов, дефектного провода, выправки или замены дефектных траверс;

– сокращение объёмов и времени аварийно-восстановительных работ;

– резкое снижение (более 80 %) эксплуатационных затрат по сравнению с традиционными воздушными линиями электропередачи. Это обуславливается высокой надёжностью и бесперебойностью электроснабжения потребителей, а также отсутствием необходимости в расчистке просек в процессе эксплуатации линии;

– практическое исключение коротких междуфазных замыканий и замыканий на землю;

– практическое отсутствие гололёда и налипание мокрого снега. Полиэтилен изоляционной оболочки проводников является неполярным диэлектриком и не образует ни электрических, ни химических связей с контактирующим с ним веществом;

– высокая механическая прочность проводов и, соответственно, меньшая вероятность их обрыва;

– пожаробезопасность, обусловленная исключением коротких замыканий при схлёстывании проводов или перекрытии их посторонними предметами;

– адаптация к изменению режима и развитию сети;

– уменьшение безопасных расстояний до зданий и инженерных сооружений;

– возможность выполнения работ на воздушных линиях c изолированными проводами ВЛИ под напряжением без отключения потребителей (подключение абонентов, присоединение новых ответвлений);

– значительное уменьшение случаев электротравматизма при эксплуатации линии;

– обеспечение безопасности работ вблизи воздушных линий c изолированными проводами ВЛИ.

Третья группа – преимущества, влияющие на качество электрической энергии, снижение технических и коммерческих потерь в воздушных распределительных сетях напряжением до 1 кВ:

– снижение потерь напряжения как основного показателя качества электрической энергии вследствие малого реактивного сопротивления СИП по сравнению с традиционными воздушными линиями;

– снижение технических потерь электрической энергии вследствие малого реактивного сопротивления СИП;

– снижение коммерческих потерь электрической энергии. Существенно ограничен несанкционированный отбор электроэнергии, так как изолированные, скрученные между собой жилы исключают самовольное подключение к воздушным линиям c изолированными проводами ВЛИ путём набросов на провода;

– значительное снижение случаев вандализма и воровства. Температура плавления изоляции жил близка к температуре плавления алюминия. СИП не пригодны для вторичной переработки с целью получения цветного металла.

За рубежом линии с применением СИП называют необслуживаемыми.

Самонесущие изолированные провода представляют собой провод с алюминиевыми токопроводящими жилами, с изоляцией из светостабилизированного сшитого или термопластичного полиэтилена , скрученными с нулевым несущим проводом из алюминиевого сплава, причём несущий провод может быть изолирован или не изолирован.

Новый европейский стандарт НD626 описывает все типы самонесущих изолированных проводов (СИП).

В мире распространены три основные системы СИП, рис.1.

Рис. 1. Основные типы СИП до 1 кВ в соответствии с Европейским стандартом HD 626 :

а) – самонесущая система проводов СИП;

б) – СИП с изолированной несущей нейтралью;

в) – СИП с голой несущей нейтралью

Самонесущая система СИП представляет собой 4 изолированные алюминиевые жилы. Механическая прочность и сечение всех жил одинаковы. При натяжении линии все жилы несут одинаковую нагрузку (рис. 1а). Система СИП с изолированной несущей нейтралью, называемая также «Французской системой», состоит из 3-х изолированных алюминиевых жил и одной изолированной несущей нейтрали из алюминиевого сплава «Альмелек». Механическая прочность и сечение трёх фаз одинаковы. Проводник нейтрали предназначен для подвешивания СИП и имеет высокую механическую прочность. При натяжении линии только нейтраль несёт всю растягивающую нагрузку (рис. 1б).

Система СИП с голой несущей нейтралью, называемая также «Финской системой», состоит из 3-х изолированных алюминиевых жил и одной несущей нейтрали из алюминиевого сплава без изоляции. Механическая прочность и сечение трёх фаз одинаковы. Проводник нейтрали предназначен для подвешивания СИП и имеет высокую механическую прочность. При натяжении линии только нейтраль несёт всю растягивающую нагрузку (рис. 1в).

В каждую из трёх систем могут быть включены 1 или 2 добавочных изолированных алюминиевых проводника сечением 16 или 25 мм 2 в качестве дополнительных жил или жил для уличного освещения.

Провода марок СИП-1, СИП-1А, СИП-2, СИП-2А предназначены для сетей напряжением до 1 кВ частотой 50 Гц. Сечение проводов от 16 до 120 мм 2 . Районы по гололёду и ветровым нагрузкам c I по YII и особый.

ВЛИ напряжением до 1 кВ представляют собой воздушные линии электропередачи, выполненные на опорах с применением железобетонных, деревянных или металлических стоек. К опорам посредством специальной арматуры подвешены самонесущие изолированные провода. Крепление СИП к опорам осуществляется в основном с помощью металлоконструкций (крюков, бандажных лент и др.), поддерживающих и натяжных зажимов. Соединения и ответвления проводов осуществляются с помощью соединительных и ответвительных зажимов. Помимо линейной арматуры на ВЛИ могут устанавливаться сопутствующие элементы: устройства для подключения переносных заземлений, мачтовые рубильники с предохранителями, ограничители перенапряжения, патроны для плавких предохранителей и др.

Разработаны и испытаны для применения на СИП системы соединителей с прокалыванием изоляции . Технология прокола повысила безопасность работы под напряжением, исключив снятие изоляции с провода, при этом упростив и ускорив монтаж соединителя. Одним из главных преимуществ технологии прокола является то, что алюминий не подвергается окислению перед монтажом контакта. Соприкасающаяся с соединителем поверхность не нуждается в предварительной зачистке. Благодаря большому контактному давлению и отличному внедрению в контактной точке технология прокола оказалась инновационным решением.

Герметичные соединители проходят испытания для проверки надёжной работоспособности в самых тяжёлых условиях окружающей среды:

– монтаж и эксплуатация при низких температурах;

– гарантированная герметичность при испытании напряжением 6 кВ при погружении в воду на глубину 30 см в течение 30 мин.;

– коррозионная стойкость металлических деталей;

– неизменная температура и сопротивление контакта при циклических нагрузках и перегрузках.

Воздушные линии с СИП получают всё большее распространение на территории России. Их использование такими предприятиями, как ОАО «Мосгорсвет», ОАО «Ленэнерго», ОАО «Новгородэнерго», даёт возможность для сравнения некоторых технико-экономических показателей использования изолированного и голого провода, табл. 1.

Провода марки СИП-3 – высоковольтные самонесущие изолированные провода, рассчитанные на рабочее напряжение до 20 кВ частотой 50 Гц, и предназначены для воздушных линий электропередачи.

Поводом для разработки этих проводов послужила возможность уменьшить ширину просеки при прохождении лесных массивов. Конструкция само-несущих изолированных проводов позволяет обеспечить бесперебойную работу линии даже в случае падения деревьев на провода или их схлёстывания, что совершенно невозможно для аналогичных линий с голыми проводами марок А и АС,

Это одножильный провод, в котором уплотнённая сталеалюминиевая жила имеет изоляционный покров из сшитого светостабилизированного полиэтилена (XLPE), рис. 2. Сечение проводов от 50 до 120 мм 2 . Районы по гололёду и ветровым нагрузкам с I по IY.

Таблица 1 – Технико-экономическое сравнение показателей использования ВЛ и ВЛЗ

Читайте также:  Фотообои в интерьере: секреты создания живого дизайна
Ссылка на основную публикацию