Кто правит бал в мире кабелей большой мощности?

Page 1

Page 2

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2012, www.kabel-news.ru

Тема номера

ÑÏÎÑÎÁÛ ÝËÅÊÒÐÎÏÅÐÅÄÀ×È

— Эдуард Николаевич! Спасибо, что согласи-

лись встретиться и обсудить вопросы, ставшие
особенно актуальными в последнее время. К ним
относятся прежде всего перспективные направ-
ления развития силовой кабельной техники, а
также целесообразность замены воздушных ли-
ний электропередачи на кабельные в системах
электроснабжения крупных городов.

— Екатерина Николаевна! Являясь постоянным

читателем журнала «КАБЕЛЬ-news» в течение по
меньшей мере последних 6 лет, считаю для себя
честью возможность побеседовать с его очарова-
тельным главным редактором и ответить на инте-
ресующие читателей вопросы. Имея представление
о тематике нашего разговора, я подготовил некото-
рые иллюстрации, чтобы читатели получили более
ясное представление о затрагиваемых в нашей бе-
седе вопросах.

Кто правит бал в мире
кабелей большой мощности?

Интервью главного редактора журнала «КАБЕЛЬ-news» с профес-

сором кафедры «Электроэнергетические системы» НИУ МЭИ Эдуардом
ЗУЕВЫМ.

— В своей книге

Вы говорите

о том, что практически одновре-
менно в конце XIX века возникли и
затем продолжали развиваться в
течение вот уже более 120 лет два
направления в технике передачи
больших количеств электроэнер-
гии на расстояние, а именно: ли-
нии открытого типа — воздушные
и линии закрытого типа — кабель-
ные. Так кто же они — соперники,
конкуренты или равноправные
партнёры в системах электро-
снабжения?

— Да, действительно, началом

эры передачи электроэнергии на
дальние расстояния считается пуск
в эксплуатацию в 1891 году воздуш-
ной линии трёхфазного перемен-
ного тока напряжением 28,3 кВ от
ГЭС Лауфен в Германии до города

Франкфурт-на-Майне протяжённостью 170 км, что
по тем временам было действительно выдающим-
ся достижением. Примечательно, что в том же году
в Лондоне была сооружена однофазная кабельная
линия 10 кВ длиной 12 км, рассчитанная на переда-
чу 3,2 МВт, с понижающей подстанцией 10/2,4 кВ на
приёмном конце, от которой питалась распредели-
тельная сеть. Эту линию можно рассматривать как
прообраз современных глубоких вводов электро-
энергии на территории городов и промышленных зон.

С этого момента и вплоть до сегодняшнего дня

эти два направления развивались по пути создания
линий электропередачи всё более высокой пропуск-
ной способности, достигаемой за счёт увеличения

Э.Н. Зуев. Основы техники подземной передачи элек-

троэнергии. – М.: Энергоатомиздат, 1999, 256 с.

На выставке Cabex-2012

Page 3

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2012, www.kabel-news.ru

Тема номера

ÑÏÎÑÎÁÛ ÝËÅÊÒÐÎÏÅÐÅÄÀ×È

номинального напряжения. Это общая тенденция
для обоих технических средств передачи электро-
энергии, и в этом смысле они партнёры. Однако су-
ществует ряд специфических причин, обусловивших
как возникновение, так и прогрессирующее разви-
тие техники подземной передачи электроэнергии. Их
совокупность можно разделить на три категории в
соответствии с положенными в их основу соображе-
ниями. Это прежде всего причины экономического и
технического плана, а также экологические, эстети-
ческие и архитектурно-планировочные аспекты.

— Вероятнее всего, основной из этих причин

является экономическая?

— Вы правы. Причины экономического характера

связаны с необходимостью сокращения размеров
территории, отчуждаемой под трассу линий элек-
тропередачи, в связи с высокой стоимостью земли
в некоторых, как правило, густонаселённых районах
или в районах с высокопродуктивными сельскохо-
зяйственными угодьями.

Действительно, достаточно открыть «Справочник

по проектированию электрических сетей»

, чтобы

убедиться в том, что современная стоимость со-
оружения одного километра кабельной линии (K

0КЛ

тыс. руб./км), то есть стоимость её оборудования и
строительно-монтажных работ, значительно больше
стоимости сооружения 1 км воздушной линии (K

0ВЛ

Однако ширина полосы отчуждения под трассу
(B

тр

) в первом случае примерно на порядок меньше

трКЛ

<<B

трВЛ

). При учёте стоимости отчуждаемой под

трассу территории (K

0тр

, тыс. руб./км

) суммарная

стоимость КЛ на 1 км K

0КЛ



= K

0КЛ

+ K

0тр

трКЛ

. Анало-

гично для ВЛ K

0ВЛ



= K

0ВЛ

+ K

0тр

трВЛ

Теперь посмотрите, пожалуйста, на рис. 1, где

показан характер зависимостей этих показателей
от K

0тр

. Эти две прямые линии, имеющие различные

углы наклона по отношению к горизонтальной оси,
обязательно будут иметь точку пересечения при не-
котором значении K

0тр

, которое назовем граничным

0тр.гр

). При небольшой стоимости земли, то есть при

0тр

< K

0тр.гр

, суммарные капиталовложения в соору-

жение ВЛ меньше, то есть сооружение воздушной
линии при прочих равных условиях выгоднее. На-
против, при дорогой земле (K

0тр

> K

0тр.гр

) целесо-

образным оказывается сооружение кабельных линий.

Проблемы с возможностью отчуждения террито-

рии под трассы линий электропередачи в густона-
селённых районах с каждым годом становятся всё
более острыми. Примером может служить высказан-
ное ещё 25 лет назад мнение специалистов о том,
что

«...в европейских странах транспорт электро-

энергии к центрам нагрузки всё более затрудняет-

ся из-за отсутствия площадей для сооружения воз-
душных линий, в связи с чем ведутся интенсивные
конструкторские и исследовательские работы в об-
ласти подземных ЛЭП с газовой или твёрдой элек-
трической изоляцией»

— Не являются ли эти соображения основой

для создания программы замены существующих
на территориях городов воздушных линий на ка-
бельные?

— Несомненно, в условиях дефицита площадей

для нового строительства жилья и других инфра-
структурных объектов высвобождение коридоров
воздушных линий с последующим сооружением в них
этих объектов представляется весьма перспектив-
ным. И именно по этой причине ещё в 1978 году было
принято Постановление Совета Министров СССР

«О мерах по замене в г. Москве воздушных линий
электропередачи напряжением 110—220 кВ на под-
земные кабельные линии в целях высвобождения
земельных участков под жилищное строительство»

Обратите внимание на то, что речь не идёт о лини-
ях среднего напряжения 6—20 кВ, а имеются в виду
именно линии, выполняющие функции глубоких вво-
дов электроэнергии, трассы которых в тот период за-
нимали примерно 3% территории Москвы в границах
МКАД, то есть около 30 км

. В европейских странах

аналогичные задачи стали решаться примерно в то
же время. Приведу информацию из голландского жур-
нала «Инженер», где ещё в 1975 г. отмечалось, что

«...в связи с высокой стоимостью отчуждаемой для
ЛЭП земли в Нидерландах всё более заметно прояв-
ляется тенденция перевода существующей воздуш-

Справочник по проектированию электрических сетей.

Под ред. Д.Л. Файбисовича, 4-е изд. – М.: Изд-во НЦ

ЭНАС, 2012, 320 с.

Рис. 1. Соотношение стоимостей сооружения

1 км кабельных и воздушных линий в

зависимости от удельной стоимости

отчуждаемой под трассу территории

0ВЛ

0КЛ



0ВЛ



0тр.гр

0тр

зона KЛ

зона ВЛ

Page 4

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2012, www.kabel-news.ru

ной сети высокого напряжения на кабели. Высокие
затраты на переоборудование сети окупаются не
только за счёт сокращения полосы отчуждения под
трассу ЛЭП, но и благодаря снижению повреждае-
мости»

— Похоже, что в конце этой цитаты мы стал-

киваемся с констатацией более высокого уров-
ня надёжности кабельной линии по сравнению с
воздушной. Действительно ли это так?

— Этот аспект, т.е. аспект аварийности, услов-

но выделен в отдельную категорию причин техниче-
ского характера. Опять же в качестве конкретного
примера укажем на принятое ещё в 1991 г. вла-
стями штата Вашингтон, США, решение о том, что

«...все внутригородские и пригородные электрические
сети штата должны выполняться подземными кабеля-
ми, так как воздушные линии имеют очень высокую
аварийность»

. Эти общие слова подтверждаются ста-

тистическими данными, согласно которым параметры
потока отказов, т.е. число повреждений в год, напри-
мер, для ВЛ и КЛ 110 кВ соотносятся как 10:1, хотя
время восстановления или аварийного ремонта такой
КЛ примерно в 20 раз больше, чем у воздушной. Бо-
лее высокая надёжность подземных кабельных линий
объясняется их независимостью от влияния атмос-
ферных условий, которому подвержены воздушные
линии, — ветер, гололёдообразование, загрязнение
изоляции и т.д.

— Осталось поговорить о неформализуемых

показателях привлекательности кабельных ли-
ний, связанных с экологическими, эстетически-
ми и архитектурно-планировочными моментами.
Каковы здесь их преимущества?

— Конечно, последняя из перечисленных выше

причин развития техники подземной передачи элек-
троэнергии связана прежде всего с отрицательным
влиянием воздушных линий высокого и особенно
сверхвысокого напряжения на окружающую среду.
Дело здесь не только в изъятии из землепользо-
вания значительных сельскохозяйственных угодий
и уничтожении части лесов, но и в отрицательном
влиянии электромагнитного поля линии на расти-
тельность, среду обитания животного мира, на на-
ходящихся в зоне его действия людей. Нельзя не
считаться также с акустическим шумом и помехами
радио- и телевизионному приёму, связанными с яв-
лением коронирования проводов.

Кроме того, при оценке целесообразности со-

оружения ВЛ всё чаще в расчёт принимаются и
эстетические критерии, особенно когда речь идёт
о прохождении трассы по территориям, имеющим
культурно-историческую ценность и природную уни-
кальность. Так, например, ещё в начале 70-х годов
прошлого века в штате Нью-Йорк прошло широкое
общественное обсуждение проблем прокладки ка-
бельных линий вместо воздушных в перспективе,

включая замену последних, уже сооружённых ранее
на территории штата. В результате были утвержде-
ны основные принципы, по которым предпочтение
должно отдаваться подземным линиям.

В частности, была разработана иерархия приори-

тетов районов, в которых запрещается сооружение
воздушных линий. К таким территориям относятся на-
циональные парки, заповедники, местности с уникаль-
ным пейзажем, исторические места, деловые и торго-
вые центры, автотрассы с движением более 3 тысяч
автомобилей в день и т.д. При составлении проектов
сооружения ЛЭП предписано руководствоваться стан-
дартизованным алгоритмом оценки, включающим
учёт таких факторов, как приоритет района прокладки
трассы, наличие уже существующих коридоров и воз-
можность их использования, стоимость сооружения
собственно линии и отчуждаемых земель, технологи-
ческие особенности строительства, воздействие на
ландшафт, животный и растительный мир и т.д.

Хотя приведённый пример и является частным,

однако он демонстрирует, какое значение придаёт-
ся на современном этапе экологическим, эстетиче-
ским и архитектурно-планировочным соображениям
при выборе типа электропередачи. Вместе с тем на
сегодня общая протяжённость кабельных сетей в
мире ещё остаётся значительно меньшей по срав-
нению с воздушными, что объясняется прежде всего
более высокой стоимостью сооружения собственно
кабельной линии без учёта стоимости отчуждаемой
территории. Однако число случаев, когда в силу рас-
смотренных выше причин принимаются решения о
строительстве кабельной линии вместо воздушной
или о замене последней на кабельную, постоянно
растёт. Это, в свою очередь, является достаточно
мощным стимулом для сохранения тенденций раз-
вития техники подземной передачи электро-энергии.

— И каковы же эти тенденции?

— Целью, на достижение которой направлены

усилия исследователей в данной области во всех
странах с высокоразвитой электроэнергетикой и
электротехнической промышленностью, являет-
ся увеличение пропускной способности кабельной
линии. Как я уже говорил, эта тенденция является
общей для кабельных и воздушных линий, однако в
отличие от протяжённых воздушных линий, особен-
но сверхвысоких напряжений, где на первый план
выступает ограничение передаваемой мощности
условиями статической устойчивости параллельной
работы генераторов электростанций или энергоси-
стем, связываемых этой линией, пропускная способ-
ность кабельной линии всегда ограничена условия-
ми допустимого нагрева её элементов.

Для трёхфазной кабельной линии, состоящей из

нескольких параллельных цепей, суммарная про-
пускная способность зависит от произведения таких
параметров, как число цепей, номинальное напря-

Тема номера

ÑÏÎÑÎÁÛ ÝËÅÊÒÐÎÏÅÐÅÄÀ×È

Page 5

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2012, www.kabel-news.ru

жение, допустимый по условиям нагрева ток в фазе
одной цепи для одноцепной линии и коэффициента,
учитывающего степень взаимного теплового влия-
ния цепей. Для повышения пропускной способности
необходимо увеличивать первые три параметра и
обеспечить тепловую независимость цепей.

Очевидно, что простое наращивание числа це-

пей сверх минимально необходимого по условиям
надёжности электроснабжения потребителей не
сопровождается ощутимым экономическим эффек-
том, т.е. снижением удельных — на единицу переда-
ваемой мощности и единицу длины линии — затрат.
Этот способ представляет экстенсивный путь раз-
вития, который никогда не отличался экономической
целесообразностью.

Затраты на принудительное изменение условий

теплоотвода от взаимно влияющих цепей, напри-
мер, посредством искусственного охлаждения могут
быть оправданы лишь в том случае, когда соответ-
ствующие меры одновременно приводят к суще-
ственному повышению пропускной способности
одной цепи. Она же, в свою очередь, определяется
произведением номинального напряжения и тока

доп

, который у специалистов по кабельной технике

принято именовать «нагрузочной способностью КЛ».
В связи с этим вполне естественно, что стремление
к увеличению пропускной способности единичной
кабельной линии вылилось в разработку способов,
использующих оба возможных направления: повы-
шение номинального напряжения и увеличение на-
грузочной способности.

Первое направление, о котором я уже упоминал,

упирается в необходимость разработки не только

конструкции собственно линии, но и коммутаци-
онной аппаратуры, трансформаторного оборудо-
вания и т.п. Как ВЛ, так и КЛ в процессе развития
в первом направлении вышли на уровень свыше
1000 кВ практически одновременно — в середи-
не 70-х годов прошлого века. Ещё в 1977 г. на вы-
ставке «Электро-77» в Москве итальянская фирма
«Пирелли» демонстрировала образец маслонапол-
ненного кабеля с центральным маслопроводящим
каналом на напряжение 1100 кВ с расчётной про-
пускной способностью 3 ГВ·А, который вместе с ар-
матурой и системой водяного охлаждения успешно
прошёл полномасштабные испытания в начале 80-х
годов. Не обсуждая сейчас вопрос о целесообраз-
ности применения столь высоких номинальных на-
пряжений в системах электроснабжения, требующих
именно подземной передачи электроэнергии, можно
рассматривать этот пример как демонстрацию высо-
кого технического потенциала фирмы и способности
выполнить заказы энергосистем при возникновении
потребностей в сооружении КЛ с такими номиналь-
ными параметрами.

Что же касается второго направления увеличения

нагрузочной способности (тока

доп

), то в отличие от

ВЛ состав и количество факторов, влияющих на его
значение, для кабельной линии существенно выше,
что объясняется значительной разницей в условиях
теплоотвода от токоведущих элементов.

— Насколько велики потребности в увеличе-

нии пропускной способности кабельных линий?

— Перспективный уровень потребностей в соз-

дании кабельных линий повышенной пропускной
способности, естественно, определяется ожидаемы-

Тема номера

ÑÏÎÑÎÁÛ ÝËÅÊÒÐÎÏÅÐÅÄÀ×È

Москва-Сити — зона с максимальной плотностью электрической нагрузки

Page 6

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2012, www.kabel-news.ru

ми масштабами развития соответствующих систем
электроснабжения. На первое место здесь вышли
системы электроснабжения крупных городов. При-
чиной этого является интенсивность процессов ур-
банизации, наблюдаемых на современном этапе и
прогнозируемых на будущее.

Так, например, всё северо-восточное побережье

США от Вашингтона до Бостона постепенно ста-
новится сплошным протяжённым супергородом, в
котором сосредоточена примерно четверть насе-
ления страны — около 80 млн человек. На севере
США формируется ещё одна крупная городская
агломерация протяжённостью от Бостона до Пит-
сбурга с численностью более 40 млн жителей, а
на западном побережье США город Лос-Анджелес
становится центром мегаполиса с населением
20 млн человек.

Предполагалось, что уже в начале нынешнего

века примерно 75% жителей Японии будет сконцен-
трировано в районе промышленного пояса Токай-
до, т.е. в прибрежных префектурах, расположенных
между городами Токио и Осака. Центром этого ме-
гаполиса является Токио, где уже в 1980 г. числен-
ность населения достигала 25 млн человек. Анало-
гичные процессы развиваются и в Западной Европе,
где крупные городские агломерации формируются в
районах Ливерпуля — Бирмингема и Лондона — Са-
утгемптона в Великобритании, Брюсселя — Антвер-
пена — Остенде в Бельгии, Роттердама — Амстер-
дама — Алкмара в Нидерландах, Милана — Турина в
северной части Италии, Дортмунда — Дюссельдор-
фа — Кёльна в Рурской области и Франкфурта —
Мангейма — Штутгарта на юго-западе Германии, во-
круг Парижа во Франции и т.д. В Германии насчи-
тывается 24 густонаселённых района, занимающих
всего 7,3% территории, на которой проживает 45,5%
населения страны.

Не секрет, что рост плотности населения повсе-

местно сопровождается опережающей его по тем-
пам концентрацией электрической нагрузки. Об-
щим показателем этой концентрации служит так
называемая поверхностная плотность нагрузки,
представляющая собой отношение максимальной
потребляемой активной мощности к площади соот-
ветствующей территории.

В 1990 г. средняя плотность нагрузки на терри-

тории Москвы составляла примерно 7 МВт/км

, что

тогда соответствовало уровню крупных европей-
ских городов, хотя в Нью-Йорке ещё в 1975 г. этот
показатель составлял 11 МВт/км

. В настоящее вре-

мя в связи с бурным жилищным строительством и
развитием коммунальной инфраструктуры средняя
плотность нагрузки в Москве уже опережает анало-
гичный показатель таких крупнейших городов, как
Лондон, Сингапур, Гонконг. Так, в 2009 г. она состав-
ляла 13,3 МВт/км

, а на 2020 г. прогнозируется её

увеличение до 23 МВт/ км

— Не является ли такой показатель, как

«средняя плотность нагрузки», аналогом небез-
ызвестной «средней температуры пациентов по
больнице»?

— Согласен, что он может служить лишь для ори-

ентировочной оценки общей потребности города в ак-
тивной мощности в момент прохождения абсолютно-
го годового максимума нагрузки. В действительности
распределение плотности нагрузки по территории го-
рода крайне неравномерно. Для городов с концентри-
ческой структурой, т.е. развивавшихся в радиальном
направлении от центра, плотность нагрузки уменьша-
ется с удалением от центра достаточно резко, то есть
плотность нагрузки в центральной части значительно
превышает среднюю. Так, например, для Дортмунда,
Германия, в 2000 г. средняя плотность нагрузки оце-
нивалась в 15 МВт/км

, а максимальная в централь-

ной части — 400 МВт/км

. Аналогичная ситуация на-

блюдается и в других крупных городах.

Именно такое распределение плотности нагрузки

диктует построение схем электроснабжения городов
с использованием так называемых глубоких вво-
дов электроэнергии в направлении от окраин к цен-
тральной части города, о которых я уже упоминал.
Радиальный глубокий ввод обычно представляет со-
бой двухцепную кабельную линию, берущую начало
от одной из узловых подстанций опорного кольца
более высокого напряжения, охватывающего город
вблизи его границы. Эта КЛ питает понижающую
подстанцию глубокого ввода (ПГВ), от которой отхо-
дят кабельные линии распределительной сети сред-
него напряжения. Для большинства крупных городов
бывшего СССР используется система напряжений
220/110/10(20) кВ. Применительно к линиям глубо-
ких вводов должна оцениваться требуемая пропуск-
ная способность подземных электропередач.

Тема номера

ÑÏÎÑÎÁÛ ÝËÅÊÒÐÎÏÅÐÅÄÀ×È

Двухцепная газоизолированная линия 500 кВ

Page 7

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2012, www.kabel-news.ru

Так, например, для условий Германии прогнозиро-

валось, что требуемая пропускная способность тако-
го рода кабельных линий достигнет уровня 5000 МВ·А
к 2020 году. В США аналогичное значение, возмож-
но, достигнет отметки 5 ГВ·А ещё раньше. Сегодня
эти цифры кажутся фантастическими. Но обеспечить
такие высокие пропускные способности КЛ традици-
онными средствами можно лишь за счёт увеличения
числа параллельных цепей, что, как я уже говорил,
не является эффективным путём решения проблемы.
В связи с этим последние пять десятилетий во всём
мире велись интенсивные исследования, имеющие
целью разработку подземных электропередач повы-
шенной пропускной способности.

— Каковы же основные направления этих ис-

следований?

— Тщательный анализ потребностей в развитии

техники подземной передачи электрической энер-
гии и возможных путей увеличения пропускной спо-
собности кабельных линий позволил исследовате-
лям различных стран мира сконцентрировать свои
усилия на разработке трёх основных направлений.
Как вы помните, я уже касался этого вопроса в ста-
тье, опубликованной в журнале «КАБЕЛЬ-news» в
2010 году

. Сегодня я попытался схематически ото-

бразить их на рис. 2.

Первое направление касается традиционных вы-

соковольтных кабельных линий, работающих в усло-
виях естественного охлаждения (ЕО), и заключается

в усовершенствовании существующих конструкций
кабелей за счёт повышения их номинального напря-
жения, увеличения поперечного сечения жил, при-
менения более совершенных твёрдых электроизо-
ляционных материалов, прежде всего «сшитого»
полиэтилена, а также использования искусствен-
ного форсированного охлаждения (ФО) элементов
кабеля водой или маслом, включая испарительное
охлаждение.

Два других направления в развитии техники под-

земной передачи электроэнергии являются отно-
сительно новыми — их рождение относится к 60-м
годам прошлого столетия. Первое из этих направле-
ний связано с использованием в качестве основной
электрической изоляции закрытой электропередачи
электроотрицательного газа под давлением. Такие
линии передачи получили название «газоизолиро-
ванные» (ГИЛ).

Наконец, основой последнего направления яв-

ляется охлаждение токоведущих элементов кабеля
до криогенных температур, т.е. до температур ме-
нее 120 К. Криогенные кабельные линии имеют две
разновидности, одна из которых базируется на ис-
пользовании в кабеле обычных проводниковых ма-
териалов высокой чистоты (медь, алюминий). При
охлаждении до криогенных температур их удельное
электрическое сопротивление существенно умень-
шается. Такие кабельные линии получили у нас на-
звание криопроводящих (КПКЛ) в отличие от сверх-
проводящих (СПКЛ), представляющих собой вторую
разновидность криогенных ЛЭП. В последних ис-
пользуются материалы, обладающие свойством
сверхпроводимости при низких температурах.

Э.Н. Зуев. Техника передачи электроэнергии: про-

блемы развития (аналитический обзор). Кабель-news,

2010, № 4, с. 40–51.

Рис. 2. Пути увеличения пропускной способности и направления развития

техники подземной передачи электроэнергии

УВЕЛИЧЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ

Уменьшение

тепловых

сопротивлений

КЛ

с ФО

КПКЛ

КЛ

с ЕО

ГИЛ

СПКЛ

Компенсация

тепловыделений

в кабеле

Повышение

нагревостойкости

изоляции

Увеличение

поперечного

сечения жилы

Уменьшение

электрического

сопротивления

Улучшение

электрических

свойств

изоляции

Использование

явления сверх-

проводимости



Тема номера

ÑÏÎÑÎÁÛ ÝËÅÊÒÐÎÏÅÐÅÄÀ×È

Page 8

«КАБЕЛЬ-news», № 4, 2012, www.kabel-news.ru

Было выявлено, что КПКЛ не обладают эконо-

мическими преимуществами по сравнению с СПКЛ,
хотя первоначально исследовалась возможность
применения для передачи электроэнергии лишь так
называемых низкотемпературных сверхпроводников
(НТСП), требующих для поддержания своего сверх-
проводящего состояния охлаждения жидким гели-
ем (около 4,2 К). В конце 70-х годов прошлого века
во всём мире эти исследования были прекращены,
поскольку выяснилось, что такие электропередачи
смогут конкурировать с другими решениями лишь
при очень больших передаваемых мощностях —
3 ГВт и более, то есть в весьма отдалённой перспек-
тиве.

— Однако в настоящее время разрабатывают-

ся кабели с использованием так называемых вы-
сокотемпературных сверхпроводящих материа-
лов. Насколько перспективно это направление?

— Действительно, надежда на возрождение

сверхпроводящих кабелей (СПК) и на улучшение их
технико-экономических показателей появилась по-
сле открытия в 1986 году ВТСП-материалов, крити-
ческие температуры которых значительно превыша-
ют аналогичный показатель для металлов, сплавов
и соединений, относящихся к категории низкотемпе-
ратурных сверхпроводников. С точки зрения созда-
ния СПК это означает потенциальную возможность
отказа от гелиевого контура в системе охлаждения
и перехода на уровень температур жидкого азота
(77 К), что, в свою очередь, приводит к существенно-
му удешевлению этой системы.

Однако использование ВТСП-материалов пер-

вого поколения на основе висмута для создания
СПК ограничивается их относительно небольшой
токонесущей способностью при 77 К. Вторым от-
рицательным моментом является относительно вы-
сокая стоимость этих материалов. Открытие ВТСП-
материалов второго поколения на основе иттрия с
более высокой токонесущей способностью и сравни-
мых по стоимости с медью вызвало новый всплеск
работ по применению сверхпроводников для пере-
дачи электроэнергии. Сегодня можно говорить по
крайней мере о двух десятках проектных разрабо-
ток, часть из которых уже реализована в течение по-
следнего десятилетия. Их анализ свидетельствует
о том, что пока речь идёт о передаче электроэнер-
гии на относительно небольшие расстояния — до
600 м, при номинальных напряжениях не выше
225 кВ и мощности не более 1000 МВА.

Это, в свою очередь, означает, что говорить о

«революции» в этой сфере пока не приходится и
следует рассматривать такие сверхпроводящие ка-
бельные линии лишь в качестве конкурентов тра-
диционным КЛ, оснащённым системами форсиро-
ванного водяного охлаждения, и ГИЛ. В настоящее
время в мире успешно функционирует по несколько

Cable technology (special issue) // IEEE Power Engineering

Review. Vol. 20, № 9, September 2000.

десятков КЛ этих двух видов при напряжениях до
500 кВ включительно. Однако задача определения
областей экономически целесообразного примене-
ния этих конкурентоспособных вариантов в зависи-
мости от требуемой передаваемой мощности и про-
тяжённости передачи ещё до сих пор не решена.

Каждое из упомянутых направлений развития

техники подземной передачи электроэнергии харак-
теризуется многообразием технических решений,
рождавшихся в процессе творческого поиска учёных
разных стран, и заслуживает отдельного, более де-
тального рассмотрения. К сожалению, рамки интер-
вью не позволяют сделать этого сегодня. Тем, кто
желает более подробно ознакомиться с затронуты-
ми выше проблемами, можно порекомендовать об-
ратиться к соответствующим главам отечественных
книг, где они рассмотрены подробно.

В XXI веке интерес к проблемам и перспективам

развития техники подземной передачи электроэнер-
гии не уменьшается, о чём свидетельствуют продол-
жающиеся во всем мире научно-исследовательские,
проектно-конструкторские разработки и эксперимен-
тальные исследования на опытно-промышленных
участках кабельных линий новых типов. И не слу-
чайно перспективам развития кабельной техники
на рубеже веков Институт инженеров электриков и
электронщиков в США посвятил специальный вы-
пуск своего журнала

, в котором ведущие мировые

специалисты в этой области дают свои оценки и про-
гнозы на будущее. Сбудутся ли они, как всегда, по-
кажет время.

— И последний вопрос: как Вы относитесь к

использованию термина «каблирование» для ха-
рактеристики процесса замены воздушных ли-
ний кабельными?

— Не знаю, кто предложил и настойчиво продви-

гает этот с Вашего позволения «новодел». Хотя я и
не являюсь филологом, но всё же позволю себе за-
метить, что суффикс «ирован», по моему мнению,
означает процесс создания, разработки какого-либо
предмета. Например, «планирование» — разработ-
ка плана, «копирование» — создание копии, «уни-
фицирование» — разработка унификации и т.п.
А «каблирование» — это создание чего? Выходит,
что кабеля? А как на этот термин реагируют сами
специалисты-кабельщики, то есть те, кто создаёт,
производит кабели? Не думаю, что они станут апло-
дировать! Считаю, что нужно использовать те слова,
которые фигурируют в заголовке упомянутого мной
Постановления СМ СССР. А именно — «замена воз-
душных линий на кабельные». Хотя и длинновато,
зато точно отражается смысл мероприятия.

Беседовала Екатерина ГУСЕВА

Тема номера

ÑÏÎÑÎÁÛ ÝËÅÊÒÐÎÏÅÐÅÄÀ×È

Оригинал статьи: Кто правит бал в мире кабелей большой мощности?

Читать онлайн

Интервью с профессором кафедры «Электроэнергетические системы» НИУ МЭИ Эдуардом Зуевым о перспективных направлениях развития силовой кабельной техники, а также o целесообразности замены воздушных линий электропередачи на кабельные в системах электроснабжения крупных городов.