Эффективность применения отечественных инновационных высокопрочных и высокотемпературных проводов АСВТ

Page 1
background image

Page 2
background image

48

ВОЗДУШНЫЕ 

ЛИНИИ

Эффективность
применения отечественных 
инновационных высокопрочных 
и высокотемпературных проводов АСВТ

В

 

ПАО

 «

Россети

» 

эксплуатируется

 44 

тыс

км

 

провода

 

новых

 

типов

 

или

 1% 

от

 

общей

 

про

-

тяженности

 

провода

 (4,5 

млн

 

км

), 

из

 

них

 

более

 41 

тыс

км

 — 

СИП

 

различных

 

модифи

-

каций

что

 

составляет

 0,9% 

от

 

общей

 

протяженности

 

проводов

 

и

 

менее

 3 

тыс

км

 —

неизолированный

 

провод

что

 

составляет

 

менее

 0,1% 

от

 

общей

 

протяженности

 

прово

-

дов

 (

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

 

энергетиче

-

ской

 

эффективности

 

электроэнергетической

 

системы

 

является

 

уровень

 

потерь

 

энергии

В

 

условиях

 

роста

 

потерь

 

электроэнергии

 

в

 

электрических

 

сетях

 

увеличивается

 

коли

-

чество

 

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

.

Фокин

 

В

.

А

.,

генеральный директор 

ООО «Энергосервис» 

Тимашова

 

Л

.

В

.,

 к.т.н., главный научный 

сотрудник отдела 

обеспечения НТС и НТИ

АО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Мерзляков

 

А

.

С

.,

начальник Центра 

композитных материалов 

и сверх проводимости

АО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Гуревич

 

Л

.

М

.,

 д.т.н., заведующий 

кафедрой Материало-

ведения и композиционных 

материалов ВолгГТУ

Курьянов

 

В

.

Н

.,

 к.т.н., заведующий 

кафедрой «Электро-

энергетика и электро-

техника» «НИУ «МЭИ»

Назаров

 

И

.

А

.,

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

 

В

 

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
background image

49

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 (

t

 = 70°C, 

высокопрочное  исполнение), 

и 1040 А (

t

 = 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

24

2,8

450

АС 185/29

18,8

26

2,98

510

АСВП/АСВТ 197/55

18,8

28

3,45

561/943*

АС 240/32

21,6

24

3,6

605

t

макс

= 70°C — высокопрочное исполнение; 

t

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

30

25

20

15

10

5

0

 2 (53) 2019


Page 4
background image

50

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 

r

0

)

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 

r

0

)

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

59

88

187

250

Средний диаметр

провода АС, мм

25,6

25,6

27,4

26,1

Возможный, с точки 

зрения короны, диаметр 

провода АСВТ/АСВП

22,4

22,4

24,5

24

ВОЗДУШНЫЕ 

ЛИНИИ


Page 5
background image

51

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:

(

·

 

)

 u 

=

   

·

   

Pl

 + (

 + 

T

)(

u

 + (

u

)

T

) –

 

2

 

– — (

 + 

T

) (

·  ) 

l

 – — 

kl 

 + 

F

 

3

 

·

 

(



u

)

 

= 0,

(

·

 

)

 k 

=

   

·

   

(

 + 

k

*

) (

k

)

 

 + 

P

– 

0

k

 

,  (1)

(

·

 

)

 

 

=

   

·

   

(

 + 

*



) (

k

)

 

 + 

(

/

k

)

P

– 

0

2

,

 k

 

/

,

 

2

P

k

 

=

 

·

    u

: (

u

 + (

u

)

T

) –

 

 

(

·

 u

)

2

 

 

– —

 

k

 

·

 

u

,

 

3

где 

u

  —  скорость  воздуха;    —  оператор  Набла; 



— плотность воздуха; 

 — динамическая вязкость; 

— кинетическая энергия турбулентного потока; 

 — 

удельная скорость рассеивания; 

a

*

k

*

0

0

 — ко-

эффициенты для турбулентного потока, 

l

 — 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:

 

AB

 = 

0

 ; 

(2)

 

– на гранях BC, CD и AD дав-

ление равно нулю:

 

p

 = 0 ; 

(3)

 

– границы  сечения  провода 

являются  недеформируе-

мыми стенками.

Моделирование  проводи-

лось  при  различных  значени-

ях  скорости 

AB

,  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 

x

:

 

F

 = 

n

 · 

P dl

(4)

где 

P

 — давление, 

n

 — единич-

ный вектор вдоль оси 

x

.

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

2

). Рассчитанная ветровая на-

грузка отличается от нормативной ветровой нагрузки 

на провода и тросы 

P

H

W

, 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

2

  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

 

в

 

воздушном

 

потоке

 

при

 

скорости

 

ветра

 

25 

м

/

с

 (

район

 

по

 

ветру

 I): 

а

АС

 120/19; 

б

АСВП

 128/37

а)

а)

б)

б)

Рис

. 3. 

Ветровое

 

давление

действующее

 

на

 

провода

 

при

 

скорости

 

ветра

 60 

м

/

с

 

(

район

 

по

 

ветру

 I): 

а

АС

 400/64; 

б

АСВП

 477/66

 2 (53) 2019


Page 6
background image

52

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

 

И

 

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

v

AB

 , 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

25

3,6

4,8

4,9

6,9

5,2

7,0

32

5,9

7,9

7,8

11,4

8,4

11,5

60

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
background image

53

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

 

В

 

РАЙОНАХ

 

С

 

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 

t

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

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0

50

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

 

и

 

АСВТ

 

одинакового

 

диаметра

 

при

 

скорости

 

ветра

 1,2 

м

/

с

Температура воздуха, °C

I

доп

, А

T

пр 

= 150 °С

АСВТ 258/73
АС 240/39

T

пр 

= 80 °С

 2 (53) 2019


Page 8
background image

54

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.  

Р

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

 

и

 

распределение

»

 

стал

 

единственным

российским

 

изданием

получившим

 

статус

 

официального

 

информационного

 

партнера

25-

й

 

Международной

 

конференции

 

и

 

выставки

,

посвященной

 

распределению

 

электроэнергии

 CIRED-2019

Материалы

 

для

 

публикации

 

принимаются

:

• 

на

 

английском

 

языке

 —

 

до

 30 

апреля

 2019 

года

• 

на

 

русском

 

языке

 (

для

 

перевода

 

на

 

английский

) —

  

 

 

     

до

 15 

апреля

 2019 

года

Журнал

 «

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Передача

 

и

 

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

 

о

 

своих

 

разработках

 

и

 

выпускаемой

 

продукции

связанных

 

с

 

распределением

 

электроэнергии

.

Условия

 

публикации

 

уточняйте

в

 

редакции

 

журнала

Тел

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

info@eepir.ru     www.eepir.ru

3 - 6   è þ í ÿ   2 0 1 9

МАДРИД 

ИСПАНИЯ


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.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»