Эффективность применения отечественных инновационных высокопрочных и высокотемпературных проводов АСВТ

Page 1

Page 2

ВОЗДУШНЫЕ

ЛИНИИ

Эффективность
применения отечественных
инновационных высокопрочных
и высокотемпературных проводов АСВТ

ПАО

Россети

эксплуатируется

тыс

км

провода

новых

типов

или

от

общей

про

тяженности

провода

(4,5

млн

км

из

них

более

тыс

км

—

СИП

различных

модифи

каций

что

составляет

0,9%

от

общей

протяженности

проводов

менее

тыс

км

—

неизолированный

провод

что

составляет

менее

0,1%

от

общей

протяженности

прово

дов

(

ТС

ПАО

Россети

»).

Кроме

того

современном

электросетевом

комплексе

России

существует

проблема

физического

морального

износа

оборудования

как

следствие

низкой

энергоэффективности

энергообъектов

Важнейшим

показателем

энергетиче

ской

эффективности

электроэнергетической

системы

является

уровень

потерь

энергии

условиях

роста

потерь

электроэнергии

электрических

сетях

увеличивается

коли

чество

вопросов

требующих

безотлагательного

решения

Среди

них

реконструкция

техническое

перевооружение

электрических

сетей

использование

прогрессивных

технических

разработок

проектных

решениях

современных

технологий

материалов

повышающих

надежность

долговечность

ремонтопригодность

линий

электропередачи

Фокин

генеральный директор

ООО «Энергосервис»

Тимашова

к.т.н., главный научный

сотрудник отдела

обеспечения НТС и НТИ

АО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Мерзляков

начальник Центра

композитных материалов

и сверх проводимости

АО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Гуревич

д.т.н., заведующий

кафедрой Материало-

ведения и композиционных

материалов ВолгГТУ

Курьянов

к.т.н., заведующий

кафедрой «Электро-

энергетика и электро-

техника» «НИУ «МЭИ»

Назаров

начальник отдела ПС

Центра управления

надежностью и активами

АО «НТЦ ФСК ЕЭС»

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время актуален вопрос

поиска путей повышения энергоэф-

фективности электросетевого ком-

плекса, одним из которых является

использование инновационных про-

водов, имеющих лучшие характери-

стики, чем провода АС: обеспечение

большей пропускной способности,

механической прочности, устойчи-

вость к высоким температурам, ста-

рению и агрессивным воздействиям

со стороны окружающей среды.

Оптимизация потерь электроэнер-

гии в электрических сетях требует

ускорения внедрения следующих ме-

роприятий:

– модернизация электросетевого обо-

рудования и внедрение новых тех-

нологий энергосбережения;

– проведение научно-исследователь -

ских, проектных и опытно-конструк -

тор ских работ, связанных с расче-

тами, анализом, нормированием

и снижением потерь электроэнер-

гии в электрических сетях.

В настоящей статье системати-

зированы некоторые исследова-

ния, проведенные в рамках проекта

разработки высокотемпературных

и высокопрочных проводов при ре-

ализации соответствующего Согла-

шения с ПАО «Россети». Задачей

серии исследований было подтверж-

дение возможности решения основ-

ных проблем строительства и экс-

плуатации ВЛ за счет совместного

применения проводов АСВТ/АСВТ

совместно с грозотросом МЗ, без

удорожания относительно провода

АС. Результаты приведены в таб-

лице 1 и описаны в настоящей

статье.

ИССЛЕДОВАНИЕ

ВОЗНИКНОВЕНИЯ

КОРОННОГО

РАЗРЯДА

ЗАВИСИМОСТИ

ОТ

НАПРЯЖЕНИЯ

Важным моментом при использовании

проводов меньшего диаметра являет-

ся риск роста потерь на корону и уров-

ня шума. С целью проверки этой про-

блемы Научно-техническим центром

ФСК ЕЭС, а затем и VDE (Verband

der Elektrotechnik, Elektronik und

Informationstechnik) были проведены

4 исследования. На первом этапе для

исследования коронообразования (ри-

сунок 1) в качестве основы для сравне-

ния взяты два провода одного диаме-

тра — 18,8 мм. Всего в эксперименте

участвовали 4 провода, приведенные

в таблице 2. Испытания проводились

в соответствии с рекомендациями

МЭК 61284.

По результатам проведенных

сравнительных испытаний в Научно-

техническом центре Федеральной

Page 3

сетевой компании России установлено, что для

проводов одинакового диаметра (Ø18,8 мм) напря-

жение возникновения коронного разряда на прово-

де АСВП 197/55 производства

ООО «Энерго сервис» (142,2 кВ)

на 5,7% выше напряжения воз-

никновения коронного разряда

на проводе марки АС 185/29

(134,5 кВ).

Аналогичные

испытания

были проведены для прово-

дов разных диаметров марок

АСВП 216/33 и АС 240/32. По

результатам

сравнительных

испытаний проводов разного

диаметра АС 240/32 (Ø21,6 мм)

и АСВП 216/33 (Ø18,5 мм) на-

пряжение возникновения ко-

ронного разряда одинаково.

При этом длительно допусти-

мый ток сравниваемых про-

водов отличается значитель-

но: АС 240/32 — 510 А, АСВП/

АСВТ 216/33 — 689 А (

= 70°C,

высокопрочное исполнение),

и 1040 А (

= 150°C, высокотем-

пературное исполнение).

Испытательное напряжение

для проверки провода на воз-

никновение видимой короны

для ВЛ 220 кВ определены ла-

АС150/19

АС185/29

АСВП197/55

АС240/32

бораторией FGH Engineering & Test GmbH как значе-

ние 167,7 кВ (фазное), лабораторией АО «НТЦ ФСК

ЕЭС» — 160,0 кВ (фазное).

Табл. 1. Возможности решения основных проблем строительства

и эксплуатации ВЛ за счет совместного применения проводов АСВТ/АСВТ

Проблема

Решение

с приме-

нением АС

Решение

с применением

АСВТ/АСВТ

Подтверждение

Снижение потерь на корону и уровня шума, без увеличения

диаметра провода

–

Экспериментально

АО «НТЦ ФСК ЕЭС»

VDE (Германия)

Увеличение молниестойкости и стойкости к токам КЗ

–

Экспериментально

АО «НТЦ ФСК ЕЭС»,

VDE (Германия)

Значительное снижение эксплуатационной вытяжки

(удлинения)

–

Экспериментально

АО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Снижение вибрации и «пляски» и самопогашение колеба-

ний, при сохранении диаметра провода

–

Экспериментально и рас-

четно ВолгТУ ВНИИЖТ

и НИУ «МЭИ»

Увеличение пролетов и(или) стрел провеса, без увеличения

диаметра провода

–

Проектными

решениями

Замена провода на старых опорах, со снижением нагрузки

на все элементы ВЛ и(или) увеличение пропускной способ-

ности

–

Проектными

решениями

Снижение ветрового давления, при сохранении диаметра

провода

–

Расчетно ВолгТУ

и НИУ «МЭИ»

Замена провода на кольцевых схемах сетей, со снижением

диаметра провода

–

Проектными решениями

Снижение гололедообразования, при сохранении диаметра

провода

–

Расчетно ВолгТУ

и НИУ МЭИ

Сохранение заданной пропускной способности в районах

с высокими температурами воздуха и солнечной активно-

стью, без увеличения диаметра провода

–

Расчетно ВолгТУ,

НИУ «МЭИ»

и проектными решениями

Табл. 2. Технические данные исследуемых проводов

Марка провода

Диаметр

провода

(внешний),

мм

Количество

алюминиевых

проволок

в проводе, шт

Диаметр

проволоки

внешнего

повива, мм

Длительно

допусти-

мый ток

АС 150/19

16,8

2,8

450

АС 185/29

18,8

2,98

510

АСВП/АСВТ 197/55

18,8

3,45

561/943*

АС 240/32

21,6

3,6

605

макс

= 70°C — высокопрочное исполнение;

макс

= 150°C — высокотемпературное исполнение.

Рис

. 1.

Зависимость

количества

очагов

коронного

разряда

от

приложенного

напряжения

Ко

личеств

о о

чаг

ов к

оронног

о ра

зр

яда, шт

Напряжение возникновения короны, кВ

100

160

180

120

140

№

2 (53) 2019

Page 4

Процедура испытаний в обе-

их лабораториях была идентична.

Ступени испытательных напряже-

ний при проведении испытаний на

видимую корону и результаты реги-

страции видимой короны приведены

в таблице 3.

Испытания нового высокотемпе-

ратурного провода ACВТ-216/33-1

на возникновение видимой короны,

проведенные в отечественной ис-

пытательной лаборатории АО «НТЦ

ФСК ЕЭС» и немецкой испытатель-

ной лаборатории FGH Engineering

& Test GmbH, выполненные по ме-

тодике стандарта IEC 61284:1998,

дали схожие результаты по напря-

жению зажигания видимой короны

и возникновению стримерной фор-

мы коронного разряда.

Различия в полученных резуль-

татах обусловлены степенью под-

готовленности образцов провода

к испытаниям. При испытании в ла-

боратории FGH Engineering & Test

GmbH образцы провода были взя-

ты напрямую с барабана, в то вре-

мя как перед испытаниями, про-

водимыми в АО «НТЦ ФСК ЕЭС»,

поверхность образцов провода была дополнитель-

но очищена от загрязнений и небольших заводских

дефектов, способных вызвать локальные очаги ко-

ронного разряда. Это было проделано с целью ис-

следования новой конструкции провода ACВТ 19.6-

216/33-1 к возникновению коронного разряда.

По результатам испытаний, проведенных в обеих

лабораториях, установлено, что начало возникнове-

ния стримерной формы коронного разряда прово-

да марки ACВТ 19.6-216/33-1 находится на уровне

139,7–150 кВ (фазных). Данный провод по уровню

коронного разряда рекомендуется для применения

в отечественных и зарубежных электрических сетях

классов напряжения 110, 115, 138 и 150 кВ, а в не-

которых случаях и до 220 кВ.

Расчетные удельные потери на корону в хоро-

шую погоду представлены в таблицах 4, 5. В табли-

це 6 даны средние характеристики ВЛ по России.

Провода АСВП имеют преимущества с точки

зрения меньших потерь, возникающих при корони-

ровании, на проводниках при одинаковом диаметре

по сравнению с проводом АС и имеют сопостави-

мые результаты при сравнении проводников АСВП

меньшего диаметра по сравнению с АС большего

диаметра при сопоставимых электрических и меха-

нических характеристиках.

ИССЛЕДОВАНИЕ

ВЕТРОВОГО

ДАВЛЕНИЯ

Непосредственным влиянием ветра на работу воз-

душной линии является его давление на провода,

тросы и опоры. Кроме того, создавая поперечную

нагрузку на провода и тросы, ветер увеличивает их

натяжение. Появляются также дополнительные изги-

Табл. 3. Результаты регистрации видимой короны у провода ACВТ-216/33-1

FGH Engineering

& Test GmbH

АО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Испытательное

напряжение, кВ

Наличие

видимой

короны

Испытательное

напряжение, кВ

Наличие

видимой

короны

41,9

Отсутствие ви-

димого корон-

ного разряда

100,0

Отсутствие види-

мого коронного

разряда

55,9

105,0

70,0

110,0

83,8

115,0

97,8

Зажигание

очага видимой

короны

120,0

111,8

125,0

125,7

130,0

Слабое свечение

единичных очагов

короны

139,7

Возникновение

стримерной

формы корон-

ного разряда

135,0

153,7

140,0

Стабильное за-

жигание очага

видимой короны

167,7

145,0

Шаг — 10% от расчетного

фазного испытательного напряже-

ния 167,7 кВ

150,0

Возникновение

стримерной

формы коронного

разряда

155,0
160,0
165,0

Шаг — 5 кВ от расчетного фазного

испытательного напряжения 160,0 кВ

Табл. 4. Расчетные удельные потери на корону

в хорошую погоду ВЛ 220 кВ

Конструкция фазы (число и мар-

ка провода, радиус провода

)

Среднегодовые

потери, изменение

АС 240/32, Ø 21,6 мм

+ 26,67%

АС 300/39, Ø 24,0 мм

0,00%

АС 330/43, Ø 25,2 мм

–13,33%

АСВП 317/47,

Ø 22,3 мм

–13,33%

АСВП 295/44,

Ø 21,5 мм

–6,67%

Табл. 5. Расчетные удельные потери на корону

в хорошую погоду ВЛ 330 кВ

(расщепленная фаза — 2 провода с шагом 40 см)

Конструкция фазы (число и мар-

ка провода, радиус провода

)

Среднегодовые

потери, изменение

2 × АС 300/39, Ø 24,0 мм

+ 18,52%

2 × АС 400/51, Ø 27,5 мм

0,00%

2 × АСВП 317/47,

Ø 22,3 мм

–7,41%

2 × АСВП 295/44,

Ø 21,5 мм

+ 3,70%

Табл. 6. Средние характеристики ВЛ России

Напряжение ВЛ, кВ

220

330

500

750

Средняя длина ВЛ, км

187

250

Средний диаметр

провода АС, мм

25,6

27,4

26,1

Возможный, с точки

зрения короны, диаметр

провода АСВТ/АСВП

22,4

24,5

ВОЗДУШНЫЕ

ЛИНИИ

Page 5

бающие усилия на опоры. Давление ветра может вы-

звать поломку и падение опор с вырыванием недо-

статочно прочно укрепленных в грунте фундаментов.

Приведенные ниже результаты безусловно говорят

в пользу замены АС на АСВП/АСВТ на старых ВЛ.

Для моделирования поведения потока воздуха

вблизи провода был использован пакет программ

COMSOL Multiphysics, позволяющий решать диффе-

ренциальные уравнения в частных производных. Ос-

нову модели представляло уравнение Навье-Стокса:



(

)

–

+ (



)(

+ (

)

) –

– — (



) (

· )

– —



(



)

= 0,





(

)

(







) (

)

–













, (1)



(

)



(







) (

)

(



)



–



















: (

+ (

)

) –

—

(



)

– —





где

— скорость воздуха; — оператор Набла;



— плотность воздуха;



— динамическая вязкость;

— кинетическая энергия турбулентного потока;



—

удельная скорость рассеивания;











— ко-

эффициенты для турбулентного потока,

— интен-

сивность турбулентного потока.

Для осуществления оценки влияния ветра на про-

вода с различной формой поперечных сечений ис-

пользовалась двумерная модель, ее геометрия изо-

бражена на рисунке 2.

Были выбраны следующие граничные условия:

– на грани AB значение скорости ветра, направлен-

ного на провод перпендикулярно AB:



;

(2)

– на гранях BC, CD и AD дав-

ление равно нулю:

= 0 ;

(3)

– границы сечения провода

являются недеформируе-

мыми стенками.

Моделирование проводи-

лось при различных значени-

ях скорости



, характерных

для I, III и особой ветровых

зон по ПУЭ-7 [1].

Ветровая нагрузка, дей-

ствующая на провод перпен-

дикулярно его оси, рассчиты-

валась как сумма проекций

давления на провод на ось

∫

P dl

(4)

где

— давление,

— единич-

ный вектор вдоль оси

Проводилось сравнение

взаимодействия ветра раз-

личной скорости с проводами

с различным контуром попе-

речного сечения, но близкого

диаметра: АСВП 128/37 и АС 120/19; АСВП 230/32

и АС 240/34; АСВП 277/79 и АС 240/56 (в числителе

и знаменателе — соответственно площади сечения

алюминия и стали в мм

). Рассчитанная ветровая на-

грузка отличается от нормативной ветровой нагрузки

на провода и тросы

, определяемой по ПУЭ-7, так

как не учитываются изменение ветрового давления

по высоте в зависимости от типа местности, влияние

длины пролета на ветровую нагрузку, неравномер-

ность ветрового давления по пролету ВЛ. Использо-

вание такого, «очищенного» от влияния различных,

не зависящих от конструкции провода факторов, по-

зволяет более четко определить вклад контура про-

вода в изменение ветровой нагрузки.

Контур проводов после обжатия получали моде-

лированием процесса пластического деформирова-

ния сталеалюминиевых проводов в модуле Abaqus/

Explicit программного комплекса SIMULIA/Abaqus

компании Abaqus, Inc. (USA). У всех проводов АСВП

алюминиевые проволочки внешнего повива плотно

без зазоров прилегают друг к другу, что позволяет

моделировать в COMSOL Multiphysics воздействие

ветра на единую систему с одним внешним контуром.

Ветровое давление, действующее на провода,

и распределение

скорости в воздуш-

ном потоке после

обтекания сталеа-

люминиевых про-

водов типов АС по

ГОСТ 839 и АСВП

(СТО 71915393–ТУ

120–2012) с сече-

нием

алюминия

около 230 мм

по-

казано на рисун-

ках 3 и 4. Более

Рис

. 2.

Геометрия

использован

ной

модели

: 1 —

сечение

прово

да

, 2 —

воздушный

поток

Рис

. 4.

Распределение

скоростей

воздушном

потоке

при

скорости

ветра

(

район

по

ветру

I):

)

АС

120/19;

)

АСВП

128/37

а)

б)

Рис

. 3.

Ветровое

давление

действующее

на

провода

при

скорости

ветра

(

район

по

ветру

I):

)

АС

400/64;

)

АСВП

477/66

№

2 (53) 2019

Page 6

гладкий контур и меньший диаметр проводов типа

АСВП позволяет уменьшить зону повышенного дав-

ления перед проводом (рисунок 3б) и застойную зону

за проводом (рисунок 4б). Максимальное давление

на провод типа АСВП меньше на 3,5%, при этом зона

с повышенным давлением имеет меньшую площадь

по сравнению с аналогичными характеристиками

для проводов типа АС. На выступающих витках алю-

миниевой проволоки провода АС поверхности, об-

ращенной к фронту воздушного потока, значительно

более выражено формирование нескольких локаль-

ных участков торможения воздуха с пониженным

давлением.

Как видно из приведенных данных, ветровая на-

грузка на провода типа АСВП с более обтекаемой

геометрией в среднем ниже на 33%. Снижение ве-

тровой нагрузки позволяет уменьшить нагрузки на

опоры линий электропередачи и монтировать при

капитальных ремонтах провода с большей пропуск-

ной способностью на существующие опоры или

снизить нагрузку на все элементы ВЛ при прежней

пропускной способности.

СНИЖЕНИЕ

ВИБРАЦИОННЫХ

НАГРУЗОК

ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ

ВЫТЯЖКИ

Пластически обжатые провода обладает еще ря-

дом достоинств, которые обычно свойственны бо-

лее дорогим проводам из профилированных прово-

лок, в том числе снижение вибрационных нагрузок

и самопогашение колебаний.

Интенсивная гололедно-ветровая нагрузка

проводов воздушных линий электропередачи

6–750 кВ — одна из актуальных проблем электро-

энергетики в странах с гололедно-ветровыми ус-

ловиями работы. Близкая к гладкой наружная по-

верхность у пластически деформированных

проводов типа АСВП, близкая к гладкости

профиля наружного слоя проводов из сег-

ментных,



- и Z-образных алюминиевых

проволок позволяет уменьшить вибрацию

и пляску проводов, налипание снега и льда.

В то же время, даже по сравнению с прово-

дами из сегментных,



- и Z-образных алю-

миниевых проволок, провода АСВП должны

обладать большей торсионной жесткостью,

уменьшенной вероятностью пляски и повы-

шенной стойкостью к вибрации, лучшим са-

модемпфированием, так как, в отличие от

них, имеют развитую поверхность контакта сосед-

них проволок не только внутри одного повива, но

и между повивами [2].

Пластическая деформация не только значи-

тельно повышает механическую прочность но

и в несколько раз снижает вытяжку (удлинение)

в процессе эксплуатации, вне зависимости от ме-

талла. Соответствующие испытания проводились

в АО «ВНИИЖТ» и АО «НТЦ ФСК ЕЭС» с изделиями

из разных металлов — от стали до меди. Подробно

это исследование представлено в [3].

УВЕЛИЧЕНИЕ

ГАБАРИТНОГО

ПРОЛЕТА

ПРИ

НОВОМ

СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Пластически обжатые неизолированные стале-

алюминевые провода АСВП и АСВТ, при отсутствии

ограничений по условиям трассы, позволяют уве-

личить расстояние между опорами ВЛ на длину до

40% от стандартного пролета, что является акту-

альной задачей при строительстве новых ВЛ.

Так например, для ВЛ 110 кВ расчет габаритного

пролета провода АСВП 128/37 в сравнении с прово-

дами приблизительно одинаковых сечений и диа-

метров (АС 120/27; TACSR 120; AC 120/19) показал,

что применение провода АСВП 128/37 позволяет

увеличить габаритный пролет по сравнению с про-

водом АС 120/27 с 212 до 294 м. При большем со-

держании стали (отношение площадей алюминий/

сталь у АСВП 128/37 равно 3,45 по сравнению с 4,3

у АС 120/27) провод имеет равный диаметр 15,2 мм,

а его пропускная способность на 8% выше.

Примером эффективности использования АСВП/

АСВТ может являться изначальный проект ВЛ 150 кВ

Мурманская, приведенный в таблице 8 и на рисунке

5: при новом строительстве АСВП 258/73; при за-

Табл. 7. Значения ветровой нагрузки на провода

с различным контуром поперечного сечения

в зависимости от скорости воздушного потока

Скорость

, м/с

Ветровая нагрузка, действующая на провода

следующих марок, Н/м

АСВП

128/37

АС

120/19

АСВП

216/32

АС

240/34

АСВП

277/79

АС

240/56

3,6

4,8

4,9

6,9

5,2

7,0

5,9

7,9

7,8

11,4

8,4

11,5

20,8

28,5

28,4

41,5

29,8

41,6

Табл. 8. Показатели использования АСВП/АСВТ на ВЛ 150 кВ Мурманская

Наименование

провода

Разрывная

нагрузка, кН

Максимальное

тяжение, даН

Диаметр

провода, мм

Вес 1-го км, кг

Длина габаритного

пролета, м

АС 240/32

75,05

3377,33

21,6

921

330

АСВП 258/73

151,533

6819,13

21,6

1296,5

443

АСВП 295/44

109

4905,05

21,5

1183

382

АСВП 218/63

130,096

5854,44

19,82

1106,7

424

АСВП 216/33

81,5

3667,51

18,5

855

352

АСВП 214/61

126,672

5700,33

19,6

1080,9

421

ВОЗДУШНЫЕ

ЛИНИИ

Page 7

мене на старых опорах

(реконструкция) опти-

мален АСВП 216/33.

Также показателен из-

начальный проект ВЛ

220 кВ, разработанный

НТЦ ФСК ЕЭС.

Грамотное исполь-

зование разработан-

ных конструкций в со-

четании с грозотроса-

ми (ТУ 062-2008) или

ОКГТ (ТУ 113-2013)

при новом строитель-

стве и реконструкции

ВЛ электропередачи

35–750 кВ может суще-

ственно повысить их

надежность при воз-

действии всего спектра климатических нагрузок,

увеличить пропускную способность, снизить капи-

тальные и эксплуатационные затраты.

СОХРАНЕНИЕ

ЗАДАННОЙ

ПРОПУСКНОЙ

СПОСОБНОСТИ

РАЙОНАХ

ВЫСОКИМИ

ТЕМПЕРАТУРАМИ

ОКРУЖАЮЩЕЙ

СРЕДЫ

БЕЗ

УДОРОЖАНИЯ

Высокотемпературный провод АСВТ благодаря сво-

им конструктивным особенностям позволяет кратно

снизить стоимость провода с длительно допусти-

мой температурой 150°С, относительно импортных

аналогов. Характеристики и особенности АСВТ под-

тверждены в ходе российско-германских испытаний.

Действующими Правилами устройства электро-

установок (ПУЭ) допустимая токовая нагрузка по

нагреву проводов определяется с учетом наиболее

высокой температуры провода 70°С.

Расчет предельных токовых нагрузок в районах

с максимальной температурой воздуха ниже 45°С

допускается производить без учета влияния солнеч-

ной радиации. Поглощенная проводом энергия солн-

ца в умеренных широтах может повысить темпера-

туру провода, работающего в диапазоне температур

60–70°С и более всего на 2–3°С.

Провод марки АСВТ в сравнении с проводом АС

способен выдержать большую нагрузку при равных

условиях окружающей среды. Разница допустимой

нагрузки для сравниваемых проводов составляет

5%. При увеличении тока в проводе, температура

провода АСВТ ниже, чем у провода АС. Разница

значений особенно заметна при больших нагрузках

и достигает 5−7%.

Следует отметить, что согласно нормативной до-

кументации, провода марки АС разрешено эксплу-

атировать при температуре провода до 90°С, в то

время как провода марки АСВТ имеют эксперимен-

тально подтвержденную допустимую рабочую тем-

пературу

max.

раб

— 150°С.

На рисунке 6 представлена зависимость до-

пустимой токовой нагрузки от температуры воз-

духа при скорости ветра 1,2 м/с для проводов АС

и АСВТ в условиях максимальной для них темпе-

ратуры эксплуатации 80°С и 150°С соответственно.

При одинаковом диаметре длительно допустимый

ток для высокотемпературного провода на 30–35%

превышает значение для стандартного провода.

Данная характеристика позволяет использовать

инновационный провод в случаях, когда необхо-

димо существенно повысить токовые нагрузки на

линии электропередачи, не увеличивая сечения,

а также в районах с высокими температурами окру-

жающей среды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведенные исследования показали:

– эффективность применения современных высо-

котемпературных проводов марки АСВТ в элек-

тросетевом комплексе (получены данные по пре-

дельным нагрузкам, сокращении тепловыделения

и намагниченности в процессе эксплуатации);

– для проводов одинакового диаметра напряжение

возникновения коронного разряда на проводе

АСВП выше напряжения возникновения коронно-

го разряда на проводе марки АС;

– относительное снижение намагниченности высо-

котемпературного провода АСВТ в сравнении

с проводом АС составляет 3–10%.

Рис

. 5.

Расчетные

габаритные

пролеты

для

ВЛ

150

кВ

Мурманская

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Высота подвеса провода, м

Длина габаритного пролета, м

АС 240/32

АСВП 258/73

АСВП 295/44

АСВП 218/63

АСВП 216/33

АСВП 214/61

Рис

. 6.

График

зависимости

токовой

нагрузки

от

тем

пературы

воздуха

для

проводов

АС

АСВТ

одинакового

диаметра

при

скорости

ветра

1,2

Температура воздуха, °C

доп

, А

пр

= 150 °С

АСВТ 258/73
АС 240/39

пр

= 80 °С

№

2 (53) 2019

Page 8

2. Полученные результаты позволяют сделать вы-

вод о целесообразности применения инновационных

высокотемпературных проводов (АСВТ) в случаях,

когда необходимо существенно повысить токовые

нагрузки, не увеличивая сечения, а также в районах

с высокими значениями температуры окружающей

среды.

3. В свою очередь, сопоставимая стоимость АС

и АСВТ/АСВП при многофакторном сравнительном

анализе при выборе проводника не приводит к росту

затрат при реконструкции и строительстве ВЛ.

4. Экономический эффект от применения проводов

АСВТ при реконструкции электрических сетей дости-

гается за счет снижения потерь на корону, увеличе-

ние пролетов, что снижает общую стоимость ВЛ.

5. Особенности конструкции АСВП/АСВТ снижают

нагрузки на все элементы ВЛ при замене провода на

старых опорах, увеличивая ресурс ВЛ. Учитывая тот

факт, что существующие на данный момент ЛЭП на-

ходятся в эксплуатации более 25–40 лет и исчерпали

свой ресурс, замена их на новые крайне необходи-

ма. В расчете на 1 км провода сети 110 кВ для Вол-

гоградской области дисконтированный срок окупае-

мости замены стандартного провода не превышает

5 лет.

6. Применяемая технология пластической дефор-

мации обеспечивает комплекс преимуществ, отме-

ченных Техническим Советом ПАО «Россети»:

– увеличение коэффициента заполнения проводни-

ка до 92–97%, значительное увеличение прочно-

сти площади сечения, без увеличения диаметра;

– снижение аэродинамической нагрузки (20–35%)

и самопогашение колебаний;

– снижение гололедообразования (25–40%) и сни-

жение в несколько раз эксплуатационной вытяжки

проводника.

ЛИТЕРАТУРА
1. Гуревич Л., Даненко В., Прони-

чев Д., Трунов М. Моделирование

электромагнитных потерь в стале-

алюминиевых проводах различной

конструкции // ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ.

Передача и распределение, 2014,

№ 5(26). С. 68–71.

2. Лопарев В.В., Образцов Ю.В. Об

особенностях современных изо-

лированных проводов для воз-

душных линий электропередачи //

Кабели и провода, 2014, № 6 (349).

С. 9–15.

3. Курьянов В.Н., Султанов M.M.,

Фокин В.А., Тимашова Л.В. Инно-

вационные высокоэффективные

провода для линий электропере-

дачи // Энергия единой сети, 2016,

№ 4(27). С. 70–78.

ВОЗДУШНЫЕ

ЛИНИИ

Журнал

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Передача

распределение

стал

единственным

российским

изданием

получившим

статус

официального

информационного

партнера

25-

Международной

конференции

выставки

посвященной

распределению

электроэнергии

CIRED-2019

Материалы

для

публикации

принимаются

•

на

английском

языке

—

до

апреля

2019

года

•

на

русском

языке

(

для

перевода

на

английский

) —

до

апреля

2019

года

Журнал

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Передача

распределение

при

поддержке

компании

Россети

представит

мировым

экспертам

СПЕЦИАЛЬНЫЙ

ВЫПУСК

издания

на

английском

языке

содержащий

аналитические

и технические

статьи

посвященные

актуальным

вопросам

цифровой

трансформации

распределительного

электросетевого

комплекса

России

Спецвыпуск

будет

представлен

гостям

и участникам

CIRED-2019

на

собственном

стенде

издания

Издательство

журнала

предлагает

российским

компаниям

возможность

публикации

в спецвыпуске

информации

своих

разработках

выпускаемой

продукции

связанных

распределением

электроэнергии

Условия

публикации

уточняйте

редакции

журнала

Тел

.: +7 (495) 645-12-41

[email protected] www.eepir.ru

3 - 6 è þ í ÿ 2 0 1 9

МАДРИД

ИСПАНИЯ

Оригинал статьи: Эффективность применения отечественных инновационных высокопрочных и высокотемпературных проводов АСВТ

Читать онлайн

В ПАО «Россети» эксплуатируется 44 тыс. км провода новых типов или 1% от общей протяженности провода (4,5 млн км), из них более 41 тыс. км — СИП различных модификаций, что составляет 0,9% от общей протяженности проводов и менее 3 тыс. км — неизолированный провод, что составляет менее 0,1% от общей протяженности проводов (ТС ПАО «Россети»). Кроме того, в современном электросетевом комплексе России существует проблема физического и морального износа оборудования и, как следствие, низкой энергоэффективности энергообъектов. Важнейшим показателем энергетической эффективности электроэнергетической системы является уровень потерь энергии. В условиях роста потерь электроэнергии в электрических сетях увеличивается количество вопросов, требующих безотлагательного решения. Среди них: реконструкция и техническое перевооружение электрических сетей, использование прогрессивных технических разработок в проектных решениях, современных технологий и материалов, повышающих надежность, долговечность и ремонтопригодность линий электропередачи.