76
СЕТИ
РОССИИ
Р
екордным
достижением
в
области
электросетево
-
го
строительства
в
СССР
было
включение
под
на
-
пряжение
первой
в
мире
ВЛ
пере
-
менного
тока
напряжением
1150
кВ
и
завершение
строительством
(
без
включения
под
напряжение
)
ВЛ
постоянного
тока
напряжением
±750
кВ
.
Проекты
этих
электроуста
-
новок
выполнялись
на
основе
об
-
ширной
программы
экспериментов
и
расчетов
.
Выполненные
более
30
лет
назад
эти
разработки
пока
-
зали
принципиальную
возможность
создания
мощных
сверхдальних
линий
электропередачи
ультравы
-
сокого
напряжения
(
УВН
)
с
целью
передачи
большого
объема
элек
-
троэнергии
,
повышения
манев
-
ренности
и
надежности
крупных
государственных
энергетических
систем
.
Более
широкое
практическое
во
-
площение
в
жизнь
технология
пере
-
дачи
электроэнергии
с
использова
-
нием
ВЛ
УВН
получила
в
XXI
веке
в
Китае
.
Так
,
начиная
с
2009
года
в
Китае
введены
в
эксплуатацию
не
-
сколько
ВЛ
переменного
тока
напря
-
жением
1000
кВ
и
постоянного
тока
напряжением
±800
кВ
.
Исследования
в
области
ВЛ
УВН
в
настоящее
время
ведутся
во
всех
странах
БРИКС
(
Бра
-
зилия
,
Индия
,
Китай
,
ЮАР
),
кроме
России
.
Усилия
этих
стран
направ
-
лены
на
создание
разветвленных
электрических
сетей
,
где
основное
Лабораторный
комплекс опытных
линий ультравысокого
напряжения
Федерального
испытательного центра
Мощные электрические сети в совокупности с такими линей-
ными объектами, как железные дороги, автомобильные трас-
сы, магистральные нефте- и газопроводы оказывают большое
влияние на геополитическую стратегию страны.
Андрей МАМОНТОВ, директор по технической политике
и инжинирингу ПАО «ФИЦ»,
Лев ВЛАДИМИРСКИЙ, заведующий отделом ТВН ОАО «НИИПТ»,
Юрий ГЕРАСИМОВ, ведущий инженер НПО «Стример»,
Александр СИВАЕВ, технический директор НПО «Стример»,
Наталия КУТУЗОВА, научный сотрудник ОАО «НТЦ ЕЭС»,
Михаил ЯРМАРКИН, заведующий кафедрой
ФГАОУ ДПО ПЭИПК
в
о
з
д
у
ш
н
ы
е
л
и
н
и
и
воздушные линии
77
значение
уделяется
сетям
ультравысокого
напряже
-
ния
,
которые
позволяют
найти
компромисс
между
центрами
генерации
электроэнергии
и
районами
ее
максимального
потребления
.
На
рассматриваемую
перспективу
наиболее
высоким
классом
напряжения
в
ЕЭС
России
оста
-
ется
1000
кВ
для
сетей
переменного
тока
,
а
также
освоенные
и
сооружаемые
в
настоящее
время
за
рубежом
ВЛ
постоянного
тока
классов
напряжения
±500, ±600
и
±800
и
±1000
кВ
.
Основная
роль
этих
электропередач
будет
заключаться
в
создании
электрических
мостов
по
нескольким
направлени
-
ям
(
северное
,
центральное
,
южное
).
Первым
ша
-
гом
в
реализации
этих
направлений
предусматри
-
вается
создание
Федерального
испытательного
центра
,
в
состав
которого
входит
линейный
поли
-
гон
УВН
,
включающий
опытные
ВЛ
напряжением
до
1200
кВ
переменного
тока
и
до
±1000
кВ
посто
-
янного
тока
.
ФЕДЕРАЛЬНЫЙ
ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ
ЦЕНТР
Федеральный
испытательный
центр
проек
-
тируется
на
площади
72,4
га
в
промышленной
зоне
«
Белоостров
»
в
Курортном
районе
Санкт
-
Петербурга
.
Официальный
старт
проекту
дан
на
Петербургском
международном
экономическом
форуме
-2015.
В
сентябре
2015
года
Правитель
-
ство
Санкт
-
Петербурга
присвоило
проекту
ФИЦ
статус
стратегического
.
Федеральный
испытательный
центр
—
между
-
народный
научно
-
производственный
комплекс
,
который
будет
оснащен
современной
испытатель
-
ной
и
метрологической
базой
,
обеспечит
полный
комплекс
испытаний
на
соответствие
российским
и
международным
стандартам
в
части
электро
-
технического
оборудования
в
классах
напряжений
0,4–1150
кВ
.
В
состав
ФИЦ
войдут
9
лабораторных
комплек
-
сов
(
ЛК
),
разработанных
с
учетом
перспективного
развития
отечественной
и
зарубежной
электро
-
энергетики
.
Среди
них
—
лабораторный
комплекс
линий
ультравысокого
напряжения
(
ЛК
линий
УВН
).
Это
уникальный
для
России
открытый
по
-
лигон
для
высоковольтных
испытаний
и
исследо
-
ваний
разнообразных
конструкций
и
элементов
воздушных
линий
переменного
и
постоянного
тока
.
НАЗНАЧЕНИЕ
И
ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЛК
ЛИНИЙ
УВН
Лабораторный
комплекс
линий
УВН
создает
-
ся
для
проведения
полномасштабных
испытаний
и
исследований
при
решении
вопросов
,
связан
-
ных
с
проектированием
и
эксплуатацией
ВЛ
на
-
пряжением
до
1200
кВ
переменного
и
±1000
кВ
постоянного
тока
.
Конечной
целью
этих
работ
яв
-
ляется
повышение
надежности
,
улучшение
тех
-
нико
-
экономических
показателей
(
в
т
.
ч
.
уменьше
-
ние
потерь
,
увеличение
пропускной
способности
)
и
снижение
влияния
на
окружающую
среду
проек
-
тируемых
или
модернизируемых
ВЛ
за
счет
выбо
-
ра
оптимальных
решений
по
воздушной
и
линей
-
ной
изоляции
,
молниезащите
,
конструкции
опор
и
расщепленных
фаз
(
полюсов
),
заземляющих
устройств
,
системам
мониторинга
состояния
ВЛ
,
методам
выполнения
ремонтных
работ
под
напря
-
жением
и
др
.
Результаты
исследований
и
испытаний
на
ЛК
ли
-
ний
УВН
будут
использованы
для
следующих
целей
:
•
Разработка
основных
технических
решений
по
традиционным
,
компактным
и
гибридным
(
с
подвеской
на
одной
опоре
двух
цепей
раз
-
ного
класса
напряжения
или
разного
рода
тока
)
ВЛ
напряжением
до
1200
кВ
переменного
и
±1000
кВ
постоянного
тока
,
включая
:
–
выбор
проводов
,
грозозащитных
тросов
и
линейной
арматуры
;
–
выбор
изоляции
и
габаритов
линии
;
–
выбор
основных
размеров
и
конструкции
опор
;
–
разработку
систем
грозозащиты
ВЛ
и
мол
-
ниезащиты
оборудования
;
–
определение
потерь
на
корону
;
–
определение
влияния
ВЛ
на
окружающую
среду
;
–
разработку
безопасных
методов
работы
под
напряжением
;
–
оснащение
ВЛ
датчиками
контроля
состоя
-
ния
.
•
Разработка
нормативно
-
технических
докумен
-
тов
по
профильным
направлениям
.
•
Оказание
инжиниринговых
и
консалтинговых
услуг
,
включая
:
–
проверку
принятых
технических
решений
по
ВЛ
различных
классов
напряжения
;
–
испытания
образцов
оборудования
и
эле
-
ментов
ВЛ
на
стадии
разработки
и
перед
за
-
пуском
в
серийное
производство
;
–
исследования
физических
моделей
и
макет
-
ных
образцов
;
–
разработку
средств
измерений
,
диагностики
и
контроля
;
–
сертификацию
электротехнического
обору
-
дования
и
новых
конструктивных
решений
по
ВЛ
;
–
оказание
методологической
помощи
по
во
-
просам
испытания
оборудования
.
Среди
других
лабораторных
комплексов
ФИЦ
комплекс
ВЛ
УВН
выделяется
большой
террито
-
рией
(~18
га
)
и
открытым
размещением
основных
испытательных
площадок
и
оборудования
.
Ком
-
плекс
состоит
из
десяти
площадок
:
двух
опытных
участков
ВЛ
высокого
и
ультравысокого
напряже
-
ний
,
двух
стендов
длительных
испытаний
изо
-
ляторов
(
СДИ
)
ВН
и
УВН
,
многофункциональной
открытой
испытательной
площадки
(
ОИП
),
пло
-
щадок
для
исследования
характеристик
систем
заземления
и
молниезащиты
,
лаборатории
ис
-
пытаний
линейных
разрядников
(
ЛабОПН
),
круп
-
ногабаритной
многофункциональной
камеры
для
электрических
,
термомеханических
и
климатиче
-
ских
испытаний
(
БКИ
)
и
стенда
моделирования
короны
(
СМК
).
№
2 (35) 2016
78
СЕТИ РОССИИ
Рис
. 1.
План
размещения
площадок
и
оборудования
ЛК
ВЛ
УВН
79
Уникальность
комплекса
заключается
в
его
универсальности
по
диапазону
испытательных
напряжений
,
сочетанию
переменного
и
постоян
-
ного
тока
,
наличию
двух
опытных
линий
ВН
и
УВН
.
Так
,
будут
проводиться
испытания
изоляторов
в
диапазоне
напряжений
от
3
кВ
(
применительно
к
изоляторам
железнодорожной
контактной
сети
)
до
1200
кВ
(
применительно
к
полномасштабным
изолирующим
подвескам
длиной
более
10
м
для
линий
УВН
).
Опытная
ВЛ
УВН
будет
также
исполь
-
зоваться
как
для
прикладных
целей
обучения
ра
-
ботам
под
напряжением
или
испытания
датчиков
контроля
состояния
,
так
и
для
всевозможных
но
-
ваторских
исследований
.
В
Российской
Федерации
испытательный
центр
международного
уровня
строится
впервые
,
поэто
-
му
его
многофункциональность
и
комплексность
–
как
преимущество
,
так
и
сложность
.
Помимо
со
-
временных
стандартов
необходимо
уже
сегодня
учесть
требования
будущего
,
предусмотреть
раз
-
витие
общемировых
тенденций
,
таких
технологий
,
как
интеллектуальные
сети
,
возобновляемые
ис
-
точники
энергии
,
продумать
их
включение
в
сете
-
вую
инфраструктуру
.
Это
в
полной
мере
относится
к
оснащению
ЛК
установками
постоянного
тока
(
УПТ
).
За
рубежом
,
особенно
в
странах
с
большой
территорией
,
как
Китай
,
Бразилия
,
Индия
,
США
,
техника
передачи
электроэнергии
постоянным
током
интенсивно
развивается
.
Основные
преимущества
этой
тех
-
нологии
—
высокая
пропускная
способность
при
существенно
меньшей
полосе
отчуждения
земли
под
ВЛ
,
экономичность
,
повышение
управляемо
-
сти
и
живучести
энергосистемы
.
При
этом
в
Рос
-
сии
,
где
есть
все
предпосылки
для
сооружения
линий
электропередачи
постоянного
тока
,
пока
недостаточно
компетенции
.
Сегодня
в
стране
отсутствует
испытательный
комплекс
,
хоть
сколько
-
нибудь
близкий
к
проек
-
тируемому
ЛК
ВЛ
УВН
ФИЦ
по
функциональному
и
техническому
наполнению
.
Испытательные
цен
-
тры
,
созданные
в
СССР
в
период
освоения
выс
-
ших
классов
напряжения
,
внедрения
в
энергетику
линий
электропередачи
постоянного
тока
и
созда
-
ния
Единой
энергосистемы
страны
,
уже
не
функ
-
ционируют
либо
используются
ограниченно
.
Компоновка
комплекса
(
рисунок
1)
выполнена
с
максимально
эффективным
использованием
выделенной
территории
с
учетом
обеспечения
следующих
условий
:
•
рациональная
подача
испытательных
воздей
-
ствий
к
объектам
испытаний
(
минимальная
длина
подводящей
ошиновки
,
минимум
скре
-
щиваний
проводов
и
пересечений
с
другими
объектами
ЛК
);
•
возможность
одновременной
работы
оборудо
-
вания
для
проведения
испытаний
на
различ
-
ных
площадках
;
•
возможность
включения
в
работу
нескольких
площадок
для
проведения
одного
эксперимен
-
та
(
совместная
работа
);
•
безопасность
населения
и
персонала
.
На
рисунке
1
указаны
следующие
основные
функциональные
элементы
ЛК
:
1 —
опытная
воздушная
линия
УВН
;
2 —
опытная
воздушная
линия
ВН
;
3 —
открытая
испытательная
площадка
(
ОИП
);
4 —
СДИ
УВН
постоянного
напряжения
;
5 —
СДИ
СВН
;
6 —
СДИ
УВН
переменного
напряжения
;
7 —
СДИ
ВН
;
8 —
трехфазный
силовой
трансформатор
10/10/35/110 10
МВА
;
9
−
трехфазный
управляемый
шунтирующий
реактор
;
10 —
группа
трансформаторов
1200
кВ
;
11 —
группа
трансформаторов
600
кВ
;
12 —
трансформатор
600
кВ
;
13 —
установки
постоянного
тока
±1200
кВ
, 0,5
А
;
14 —
установка
постоянного
тока
±1600
кВ
, 1
А
;
15 —
ГИН
10
МВ
;
16 —
башня
климатических
испытаний
(
БКИ
);
17 —
ввод
от
ударного
генератора
лаборатории
большой
мощности
к
зданию
«
ГИТ
и
КК
,
ОПН
»;
18 —
стенд
моделирования
короны
(
СМК
);
19 —
каскад
трансформаторов
3,0
МВ
;
20 —
площадка
исследований
систем
молние
-
защиты
объектов
(
МЗ
);
21 —
площадка
испытаний
систем
заземления
(
СЗ
);
22 —
складское
помещение
;
23 —
зона
измерений
;
24 —
стеклопластиковые
опоры
;
25 —
портальные
опоры
ВЛ
УВН
;
26 —
анкерные
опоры
ВЛ
УВН
;
27 —
квадратная
распределительная
конструкция
;
28 —
пульт
управления
;
29 —
здание
«
ГИТ
и
КК
,
ОПН
» —
лаборатория
испытаний
систем
грозозащиты
и
ОПН
.
ПАРАМЕТРЫ
ОСНОВНОГО
ИСПЫТАТЕЛЬНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
В
составе
ЛК
линий
УВН
предполагается
ис
-
пользование
следующих
испытательных
транс
-
форматоров
промышленной
частоты
:
•
группа
однофазных
транс форматоров
1200
кВ
/5
МВА
для
работы
на
опытную
воздуш
-
ную
линию
УВН
и
стенд
длительных
испытаний
изолирующих
конструкций
УВН
;
•
группа
однофазных
транс форматоров
600
кВ
/2
МВА
для
работы
на
опытную
ВЛ
УВН
,
опытную
ВЛ
ВН
для
класса
220
кВ
,
стенды
длительных
испытаний
изоляторов
ВН
и
СВН
;
отдельные
трансформаторы
будут
исполь
-
зоваться
для
исследований
междуфазной
изоляции
ВЛ
классов
напряжения
до
1200
кВ
импульсами
коммутационных
перенапряжений
(
совместно
с
ГИН
);
•
каскад
испытательных
трансформаторов
3,0
МВ
/6
МВА
для
работы
на
открытую
площад
-
ку
и
климатическую
камеру
при
исследованиях
изолирующих
подвесок
,
молниезащиты
ВЛ
и
других
объектов
;
•
трансформатор
600
кВ
/2
МВА
(
Т
600),
пред
-
назначенный
для
тех
же
целей
,
что
и
каскад
№
2 (35) 2016
80
СЕТИ РОССИИ
трансформаторов
при
исследованиях
при
-
менительно
к
классам
напряжения
до
500
кВ
на
ОИП
(
позволит
сберечь
ресурс
каскада
),
а
также
для
подачи
переменного
напряжения
на
коронную
клетку
(
СМК
);
•
трансформатор
10/10
кВ
, 500
кВА
для
про
-
ведения
испытаний
изоляторов
напряжением
промышленной
частоты
на
СДИ
ВН
;
•
трансформаторы
0,4/100
кВ
, 500
кВА
и
0,4/10
кВ
,
100
кВА
для
проведения
испытаний
линейных
разрядников
в
ЛабОПН
.
Трансформаторы
снабжены
коммутационными
приставками
для
генерации
импульсов
комму
-
тационных
перенапряжений
с
длиной
фронта
от
1000
до
5000
мкс
.
Для
испытаний
коммутацион
-
ными
импульсами
с
меньшими
длинами
фронтов
(
сотни
микросекунд
)
используется
ГИН
10
МВ
.
В
составе
ЛК
ВЛ
УВН
планируется
использование
следующих
установок
постоянного
тока
(
УПТ
)
:
•
две
независимые
униполярные
УПТ
+1200
кВ
и
–1200
кВ
(0,5
А
)
для
подачи
постоянного
напряжения
на
опытную
ВЛ
УВН
в
биполярном
или
квадруполярном
режиме
;
эти
же
установки
работают
на
СДИ
постоянного
ультравысокого
напряжения
(
СДИ
УВН
)
и
коронную
клетку
(
СМК
)
при
исследованиях
характеристик
короны
рас
-
щепленных
проводов
в
биполярном
режиме
;
•
униполярная
УПТ
±1600
кВ
, 1
А
с
реверсом
полярности
для
испытаний
повышенным
постоянным
напряжением
воздушных
проме
-
жутков
и
элементов
ВЛ
до
±(800–1100)
кВ
на
ОИП
,
испытаний
изолирующих
подвесок
в
БКИ
,
для
работы
на
СМК
при
исследованиях
харак
-
теристик
короны
в
униполярном
режиме
.
Подача
импульсного
напряжения
,
имитирующе
-
го
грозовые
воздействия
,
осуществляется
от
ГИН
с
номинальным
напряжением
10
МВ
(1300
кДж
)
на
опытный
пролет
ВЛ
УВН
,
открытую
площадку
,
БКИ
и
площадку
для
испытаний
систем
молниезащиты
.
Генератор
импульсного
тока
(
ГИТ
)
100
кА
,
50
мкс
/300
кВ
и
колебательный
контур
(
КК
)
60
кВ
,
10
кА
/0,02
с
используются
для
подачи
напряжения
и
тока
на
опытную
ВЛ
ВН
при
моделировании
ре
-
жима
короткого
замыкания
на
ВЛ
до
110
кВ
,
вы
-
званного
разрядом
молнии
.
Для
обеспечения
исследований
на
ВЛ
ВН
воз
-
действиями
рабочих
токов
и
токов
короткого
замыкания
при
минимальной
потребляемой
из
сети
мощности
предусматривается
силовой
трех
-
фазный
трансформатор
10/10/35/110
кВ
, 10
МВА
и
управляемый
шунтирующий
реактор
(
УШР
)
110
кВ
, 10
МВА
.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ
ПЛОЩАДОК
1.
Опытная
воздушная
линия
УВН
Опытная
ВЛ
УВН
предназначена
для
иссле
-
дований
электромагнитных
полей
,
всепогодных
характеристик
потерь
на
корону
,
электрической
прочности
междуфазной
изоляции
ВЛ
,
испыта
-
ний
методов
работы
под
напряжением
,
измерений
наведенных
напряжений
на
соседние
ВЛ
,
линии
связи
и
др
.
в
условиях
,
максимально
приближен
-
ных
к
реальным
ВЛ
разнообразных
конфигураций
напряжением
110–1200
кВ
переменного
тока
и
до
±1000
кВ
постоянного
тока
.
По
результатам
экс
-
периментов
на
опытной
ВЛ
УВН
будут
разрабаты
-
ваться
нормы
по
выбору
оптимальных
конструк
-
ций
фаз
(
полюсов
),
мероприятия
по
минимизации
коронного
разряда
на
проводах
и
арматуре
,
сни
-
жению
электрических
потерь
,
уменьшению
напря
-
женности
электрического
поля
,
радиопомех
и
дру
-
гих
факторов
экологического
влияния
ВЛ
.
Длина
опытной
ВЛ
УВН
составляет
430
м
,
опыт
-
ного
пролета
— 300
м
.
Пролет
ограничен
портальны
-
ми
опорами
высотой
в
свету
85
м
,
шириной
— 70
м
,
снабженными
двумя
дополнительными
подвижными
траверсами
для
формирования
пространственного
расположения
проводов
ВЛ
с
вертикальным
рас
-
положением
фаз
.
На
каждой
из
трех
траверс
уста
-
новлены
три
тельферные
тележки
(
кран
-
балки
)
для
крепления
изолирующих
подвесок
.
Их
наличие
по
-
зволит
оперативно
изменять
положение
проводов
и
моделировать
разнообразные
конфигурации
ВЛ
сверхвысокого
и
ультравысокого
переменного
на
-
пряжения
в
одноцепном
и
двухцепном
исполнении
,
ВЛ
постоянного
напряжения
в
биполярном
и
квадру
-
полярном
исполнении
,
а
также
гибридных
ВЛ
,
соче
-
тающих
цепи
разных
классов
напряжения
или
родов
тока
.
На
рисунке
2
показан
общий
вид
портальной
опоры
с
примерами
размещения
одной
и
двух
цепей
ВЛ
переменного
тока
.
Механическое
тяжение
проводов
опытного
пролета
обеспечивается
анкерными
опорами
.
Участки
провода
между
анкерными
и
портальны
-
ми
опорами
длиной
по
65
м
позволяют
сгладить
вызванные
повышенной
напряженностью
элек
-
трического
поля
концевые
эффекты
и
без
помех
воспроизвести
электромагнитное
поле
реальной
линии
.
Питание
опытной
ВЛ
УВН
переменным
на
-
пряжением
осуществляется
либо
от
группы
ис
-
пытательных
трансформаторов
1200
кВ
,
либо
от
группы
трансформаторов
600
кВ
в
зависимости
от
класса
моделируемой
линии
.
Наличие
двух
групп
трансформаторов
позволяет
моделировать
двух
-
Рис
. 2.
Пример
расположения
фаз
ВЛ
в
двухцепном
(
а
)
и
одноцепном
(
б
)
исполнении
на
опытной
ВЛ
УВН
а
)
б
)
81
Рис
. 3.
Квадратная
распределительная
конструкция
Рис
. 4.
Схема
исследований
системы
молниезащиты
ВЛ
СН
цепные
гибридные
ВЛ
,
например
1200
кВ
и
500
кВ
на
одной
опоре
.
Для
распределения
переменного
напряжения
используется
квадратная
распреде
-
лительная
конструкция
(
рисунке
3).
Питание
опытной
ВЛ
постоянным
напряжением
осуществляется
с
противоположной
стороны
проле
-
та
от
двух
УПТ
±1200
кВ
.
Размещение
источников
питания
переменным
и
постоянным
напряжением
с
противоположных
сто
-
рон
опытной
ВЛ
позволяет
моделировать
гибридные
ВЛ
с
подачей
переменного
либо
постоянного
напря
-
жения
на
верхний
или
на
нижний
ярус
,
а
также
гиб
-
ридные
ВЛ
с
вертикальным
расположением
фаз
.
2.
Опытная
воздушная
линия
ВН
Опытная
линия
среднего
и
высокого
напря
-
жения
длиной
200
м
предназначена
для
испыта
-
ний
новых
систем
молниезащиты
,
исследо
вания
наведенных
напряжений
и
смещения
нейтрали
под
действием
расположенной
рядом
ВЛ
УВН
и
др
.
Для
выполнения
исследований
на
опытной
ВЛ
ВН
используются
5
изоляционных
опор
,
на
которых
предусматривается
возможность
варьирования
мест
крепления
траверс
в
зависимости
от
моделирования
подвесок
проводов
ВЛ
от
10
до
220
кВ
и
возможность
изменения
величины
сопротивления
заземления
опор
путем
включения
резисторов
между
заземляю
-
щими
спусками
и
заземляющими
проводниками
кон
-
тура
заземления
ЛК
ВЛ
УВН
.
Для
испытаний
систем
молниезащиты
импульс
-
ное
высокое
напряжение
и
большой
ток
на
ВЛ
ВН
по
-
даются
от
ГИТ
и
КК
,
расположенных
в
здании
рядом
с
ВЛ
.
Подача
напряжения
осуществляется
в
соот
-
ветствии
со
схемой
на
рисунке
4,
которая
позволяет
моделировать
прямой
удар
молнии
в
провод
,
воз
-
никновение
обратного
перекрытия
с
последующим
двухфазным
коротким
замыканием
.
Объекты
испы
-
таний
(
разрядники
)
устанавливаются
параллельно
изоляторам
.
Применение
изоляционных
опор
позво
-
ляет
моделировать
величину
сопротивления
зазем
-
ления
,
соответствующую
различным
грунтам
,
что
оказывает
значительное
влияние
на
условия
работы
разрядников
.
При
исследовании
наведенных
напряжений
ис
-
точником
внешнего
электрического
поля
является
ВЛ
УВН
.
Для
работы
ВЛ
ВН
класса
220
кВ
регулируемое
напряжение
подается
от
группы
Т
600
кВ
через
ка
-
бельную
вставку
.
Для
измерений
наведенных
на
-
пряжений
,
особенно
в
режиме
коротких
замыканий
,
могут
использоваться
источники
токов
:
колебатель
-
ный
контур
или
ударный
генератор
.
В
последнем
случае
импульсы
тока
передаются
из
лаборатории
большой
мощности
по
специальному
токопроводу
.
Предусмотрена
возможность
питания
ВЛ
ВН
от
силового
трансформатора
10
МВА
;
в
этом
случае
напряжение
классов
6
−
110
кВ
сочетается
с
рабочим
током
(
до
500
А
),
что
позволяет
в
полной
мере
вос
-
произвести
реальные
условия
работы
разрядников
при
наличии
сопровождающего
тока
промышленной
частоты
.
Для
уменьшения
потребляемой
активной
мощности
в
качестве
нагрузки
использован
УШР
.
3.
Стенды
длительных
испытаний
изоляторов
Стенды
длительных
испытаний
(
СДИ
)
предна
-
значены
для
исследования
свойств
твердой
высо
-
ковольтной
изоляции
ВЛ
и
подстанций
в
усло
виях
длительного
приложения
всех
видов
нагрузки
,
возникающих
во
время
эксплуатации
,
в
том
числе
высокого
напряжения
,
механической
нагрузки
,
за
-
грязнений
,
увлажнений
,
воздействия
солнечной
ра
-
диации
и
т
.
д
.
Объектами
испытаний
являются
все
виды
линейной
изоляции
:
гирлянды
тарельчатых
изоляторов
,
длинностержневые
фарфоровые
изо
-
ляторы
(
лангштабы
),
полимерные
длинностержне
-
вые
и
опорные
изоляторы
.
№
2 (35) 2016
82
СЕТИ РОССИИ
Проблемы
создания
изоли
-
рующей
подвески
,
связанные
с
необходимостью
ограничения
токов
утечки
и
воздействующей
на
изоляцию
напряженности
электрического
поля
,
возраста
-
ют
при
переходе
к
высшим
клас
-
сам
напряжения
и
при
перехо
-
де
от
систем
переменного
тока
к
системам
постоянного
тока
.
Существующие
методики
уско
-
ренных
испытаний
изоляторов
в
лабораторных
условиях
не
по
-
зволяют
в
полной
мере
воспро
-
изводить
длительные
эксплуата
-
ционные
воздействия
(
например
,
развитие
внутренних
дефектов
в
полимерных
изоляторах
).
Это
становится
возможным
только
по
результатам
длительных
ис
-
пытаний
натурных
образцов
изо
-
ляторов
,
либо
макетов
изоляции
уменьшенных
геометрических
размеров
.
СДИ
ВН
предназначен
для
длительных
испытаний
полномас
-
штабных
изоляторов
переменного
тока
классов
10, 35, 110
и
220
кВ
,
изоляторов
постоянного
тока
клас
-
са
3, 20
и
100
кВ
,
а
также
макетов
изоляторов
более
высоких
клас
-
сов
напряжения
.
Изоляторы
на
СДИ
ВН
рас
-
полагаются
на
портальных
опо
-
рах
в
соответствии
с
рисунками
5
и
6.
Использованы
два
способа
приложения
механической
на
-
грузки
:
путем
вертикальной
под
-
вески
(
опоры
типа
А
на
рисунке
5)
и
путем
формирования
гирлянд
изоляторов
,
подвешенных
гори
-
зонтально
(
опоры
типа
В
на
ри
-
сунках
5, 6).
На
стенде
предпола
-
гается
горизонтальная
подвеска
шести
цепочек
из
последователь
-
но
соединенных
изоляторов
дли
-
ной
50
м
каждая
,
что
позволит
разместить
в
каждой
цепочке
до
50
стержневых
изоляторов
клас
-
са
110
кВ
,
либо
25
изоляторов
класса
220
кВ
и
т
.
д
.
Контролиру
-
емое
механическое
нагружение
гирлянд
осуществляется
грузами
либо
талрепами
.
Предполагаются
одновремен
-
ные
испытания
при
трех
уровнях
переменного
и
трех
уровнях
по
-
стоянного
напряжения
.
Источни
-
ки
переменного
напряжения
—
трансформатор
10/10
кВ
и
один
или
два
трансформатора
из
со
-
става
группы
трансформаторов
Рис
. 5.
План
размещения
оборудования
на
СДИ
ВН
Рис
. 6.
Схема
горизонтальной
подвески
цепочки
изоляторов
на
СДИ
ВН
1
—
УПТ
3
кВ
2
—
УПТ
20
кВ
3
—
УПТ
100
кВ
4
—
Тр
-
р
10/10
кВ
изоляторы
= 3
кВ
изоляторы
= 20
кВ
изоляторы
= 100
кВ
изоляторы
~110
или
~220
кВ
портальная
опора
Тип
А
шинные
опоры
сетчатое
ограждение
портальная
опора
Тип
В
высоковольтная
шина
гибкая
высоковольтная
связь
гирлянда
испытуемых
изоляторов
присоединение
к
контуру
заземления
груз
блок
поддержива
-
ющий
трос
система
страховки
от
падения
на
землю
из
олят
оры
~10
кВ
кабельные
муфты
от
Т
600
портальная
опора
Тип
В
8
7
6
5
4
3
2
1
5
—
ТП
0,4
кВ
6
—
санузел
7
—
лаборатория
8
—
пультовая
F = 100
т
2,5
м
2,5
м
5,0
м
83
600
кВ
.
Напряжение
на
СДИ
от
них
подается
через
кабельные
линии
класса
220
кВ
.
В
составе
СДИ
ВН
имеется
система
автоматиче
-
ского
контроля
токов
утечки
испытуемых
изоляторов
.
Одновременно
регистрируются
метеорологические
условия
.
СДИ
СВН
и
УВН
предназначены
для
испытания
полномасштабных
изоляторов
классов
от
330
кВ
до
1200
кВ
переменного
напряжения
,
а
также
до
±1000
кВ
постоянного
.
Для
испытаний
изоляторы
подвешива
-
ются
на
траверсах
трех
порталов
,
расположенных
вблизи
групп
трансформаторов
600
кВ
, 1200
кВ
и
УПТ
±1200
кВ
в
соответствии
с
планом
на
рисунке
1.
Механическая
нагрузка
на
испытуемый
изолятор
,
имитирующая
тяжение
провода
,
обеспечивается
подвеской
заземленного
груза
через
длинностерж
-
невой
изолятор
.
Величина
суммарной
механической
нагрузки
на
траверсу
портала
составляет
40–60
т
.
Портальная
опора
СДИ
СВН
изготавливается
с
уче
-
том
этого
обстоятельства
.
Для
точного
учета
наработки
изоляторов
под
вы
-
соким
напряжением
СДИ
УВН
должен
быть
оснащен
системой
автоматического
контроля
.
Каждый
изоля
-
тор
,
испытываемый
на
СДИ
УВН
,
должен
быть
снаб
-
жен
датчиком
тока
утечки
и
подключен
к
общей
сис
-
теме
мониторинга
,
регистрирующей
величину
тока
в
зависимости
от
времени
.
Число
одновременно
испытуемых
изоляторов
на
каждой
портальной
опо
-
ре
—
до
60
шт
.
4.
Открытая
испытательная
площадка
ОИП
предназначена
для
решения
следующих
задач
:
•
испытания
воздушных
промежутков
на
опоре
при
различной
конструкции
фазного
(
для
ВЛ
пере
-
менного
тока
)
и
полюсного
(
для
ВЛ
постоянного
тока
)
провода
;
•
испытание
изоляции
ВЛ
и
оборудования
(
в
сухом
состоянии
и
под
дождем
напряжением
грозового
импульса
,
коммутационными
импульсами
,
повы
-
шенным
напряжением
промышленной
частоты
и
постоянным
напряжением
);
•
испытание
систем
молниезащиты
ВЛ
и
других
энергетических
объектов
(
путем
моделирования
разряда
молнии
в
длинных
воздушных
проме
-
жутках
);
•
исследование
неравномерности
распределения
напряженности
электрического
поля
по
длине
полимерных
линейных
изоляторов
и
по
высо
-
те
покрышек
линейных
разрядников
на
основе
ОПН
;
•
исследование
электрических
характеристик
линейных
разрядников
на
основе
ОПН
при
воз
-
действиях
напряжений
различной
формы
.
На
ОИП
устанавливаются
три
однотипных
пор
-
тальных
опоры
с
подвижной
траверсой
.
Средняя
опора
служит
для
организации
полномасштабных
макетов
изолирующих
подвесок
проводов
на
опо
-
рах
разных
конфигураций
,
крайние
опоры
−
для
от
-
тяжки
макетов
проводов
.
Источниками
питания
на
ОИП
служат
ГИН
10
МВ
,
каскад
испытательных
трансформаторов
3,0
МВ
,
испытательный
трансформатор
600
кВ
.
Постоянное
напряжение
подается
от
УПТ
±1600
кВ
.
5.
Площадка
для
исследований
сопротивлений
заземляющих
устройств
Площадка
представляет
собой
участок
терри
-
тории
,
вынесенный
за
пределы
общего
контура
заземления
и
свободный
от
подземных
коммуни
-
каций
,
и
предназначена
для
исследований
сопро
-
тивлений
устройств
заземления
при
различных
материалах
,
конфигурациях
и
конструкциях
зазем
-
лителей
.
На
площадке
моделируются
процессы
растека
-
ния
тока
в
грунте
при
ударе
молнии
,
а
также
при
однофазных
коротких
замыканиях
под
действием
фазного
напряжения
любого
класса
.
Предусмотре
-
на
возможность
подачи
напряжения
от
ГИН
10
МВ
.
6.
Площадка
исследований
систем
молниезащиты
объектов
Для
проведения
исследований
по
защите
объ
-
ектов
от
воздействия
прямыми
ударами
молнии
на
территории
ЛК
ВЛ
УВН
выделена
площадка
диаме
-
тром
60
м
,
свободная
от
оборудования
и
удаленная
от
несущих
конструкций
.
На
площадке
могут
прово
-
диться
исследования
на
макетах
объектов
электро
-
энергетики
:
ВЛ
,
ОРУ
,
ПС
,
ЗРУ
,
а
также
на
макетах
объектов
специального
назначения
.
Развитие
искрового
разряда
в
лидерной
фор
-
ме
,
имитирующего
канал
молнии
,
обеспечивается
в
воздушном
промежутке
стержень
-
плоскость
дли
-
ной
20
−
30
м
.
Стержень
подвешивается
на
провод
-
нике
,
размещенном
между
верхним
экраном
ГИН
и
изоляционной
опорой
.
Импульс
напряжения
по
-
дается
от
ГИН
.
7.
Лаборатория
испытаний
линейных
разрядников
В
ЛК
линий
УВН
ФИЦ
предполагается
организа
-
ция
испытаний
ОПН
и
линейных
разрядников
.
Воз
-
можно
выполнение
полного
комплекса
испытаний
,
предусмотренных
нормативно
-
техническими
до
-
кументами
РФ
и
МЭК
.
В
отличие
от
действующих
испытательных
лабораторий
возможности
ЛК
ФИЦ
позволяют
проводить
испытания
не
на
отдельных
элементах
или
секциях
,
а
в
большинстве
случаев
на
полноразмерных
образцах
.
Это
обстоятельство
будет
безусловным
преимуществом
,
поскольку
ре
-
зультаты
прямых
испытаний
всегда
более
инфор
-
мативны
,
чем
модельные
.
Для
работы
в
составе
ЛабОПН
предназначено
дополнительное
оборудование
—
испытательные
трансформаторы
,
ГИН
,
ГИТ
,
генератор
прямоуголь
-
ного
импульса
,
установки
для
измерения
частичных
разрядов
,
радиопомех
,
термокамера
и
др
.
8.
Башня
климатических
испытаний
БКИ
предназначена
для
организации
исследо
-
ваний
отдельных
линейных
и
опорных
изоляторов
,
изолирующих
конструкций
подвески
проводов
ВЛ
и
аппаратов
ПС
,
покрышек
ОПН
в
условиях
разно
-
образных
температурных
режимов
.
№
2 (35) 2016
84
СЕТИ РОССИИ
БКИ
обеспечивает
следующие
климатические
воздействия
:
1.
Изменение
температуры
внутри
БКИ
от
–20 º
С
до
+30 º
С
при
температуре
атмосферного
воздуха
от
–5 º
С
до
+25 º
С
.
2.
При
охлаждении
всего
объема
БКИ
до
–20 º
С
предусмотрена
возможность
охлаждения
отдель
-
ных
элементов
под
дополнительным
слоем
те
-
плоизоляции
до
–65 º
С
.
3.
Изменение
относительной
влажности
от
50%
до
100%.
4.
Нагрев
изоляторов
до
+60 º
С
.
5.
Моделирование
дождя
с
интенсивностью
до
10
мм
/
мин
,
соляного
тумана
и
городского
смога
.
6.
Моделирование
снегопада
,
снежной
,
пыльной
и
песчаной
бури
с
максимальной
скоростью
ве
-
трового
потока
не
менее
20
м
/
с
.
7.
Ультрафиолетовое
излучение
,
обеспечивающее
поток
излучения
с
длиной
волны
порядка
300
нм
с
интенсивностью
не
менее
1500
Вт
/
м
2
на
рассто
-
янии
не
менее
5
м
от
источника
излучения
.
8.
Сочетание
климатических
воздействий
с
механи
-
ческим
нагружением
изоляторов
силой
50–500
кН
и
приложением
высокого
напряжения
;
имитация
сброса
гололеда
.
БКИ
представляет
собой
вертикальную
камеру
из
изоляционного
материала
диаметром
20
м
,
вы
-
сотой
30
м
.
На
БКИ
монтируются
металлические
то
-
роидальные
экраны
с
вводами
напряжения
внутрь
камеры
,
где
находится
испытуемый
объект
.
Внутри
БКИ
оснащена
установками
и
технологи
-
ческими
устройствами
,
обеспечивающими
задан
-
ные
климатические
режимы
.
Территориальное
расположение
БКИ
предпо
-
лагает
возможность
подвода
к
ней
напряжений
от
каскада
испытательных
трансформаторов
3,0
МВ
,
ГИН
10
МВ
,
Т
600
кВ
,
УПТ
±1600
кВ
.
9.
Стенд
моделирования
короны
(
коронная
клетка
)
СМК
предназначен
для
проведения
исследова
-
ний
характеристик
короны
проводов
различной
кон
-
фигурации
в
однофазном
режиме
на
переменном
токе
и
в
униполярном
или
биполярном
режиме
на
постоянном
токе
.
На
стенде
измеряются
потери
на
корону
,
радиопомехи
,
акустический
шум
.
Преимущества
испытаний
с
помощью
СМК
за
-
ключаются
в
достижении
напряженности
нача
-
ла
короны
на
поверхности
провода
при
меньшем
приложенном
напряжении
,
чем
это
требуется
на
реальной
линии
,
а
также
в
применении
хорошо
известных
формул
для
расчета
электрических
характеристик
системы
,
отвечающей
геометрии
«
провод
в
коаксиальном
цилиндре
».
К
другим
преимуществам
измерений
в
коронной
клетке
по
сравнению
с
измерениями
на
опытной
ВЛ
можно
отнести
оперативную
подвеску
разных
проводов
для
испытаний
,
возможность
моделирования
до
-
ждя
,
тумана
,
гололедно
-
изморозевых
и
песчаных
отложений
(
при
наличии
специального
дополни
-
тельного
оборудования
)
и
др
.
Применение
коронной
клетки
целесообразно
для
проведения
научных
исследований
качествен
-
ного
влияния
на
величину
тока
короны
состояния
поверхности
провода
,
его
конфигурации
,
темпера
-
туры
окружающей
среды
,
при
сравнении
потерь
на
корону
в
системах
переменного
и
постоянного
тока
.
СМК
выполнен
в
форме
параллелепипеда
и
имеет
двухслойную
сетчатую
структуру
.
Стенд
оборудован
специальной
дождевальной
установ
-
кой
с
возможностью
регулирования
размеров
ка
-
пель
дождя
(
тумана
)
и
его
интенсивности
.
СМК
располагается
рядом
с
УПТ
и
ОИП
.
При
проведении
исследований
в
биполярном
режиме
постоянное
напряжение
подается
от
УПТ
±1200
кВ
.
При
исследовании
на
СМК
одиночного
провода
возможна
подача
униполярного
напряжения
от
УПТ
±1600
кВ
.
Питание
СМК
переменным
током
осу
-
ществляется
от
трансформатора
Т
600,
располо
-
женного
в
зоне
ОИП
.
ВЫВОДЫ
Лабораторный
комплекс
линий
УВН
в
составе
ФИЦ
обеспечит
возможность
испытания
всех
видов
высоковольтного
электроэнергетического
оборудо
-
вания
для
ВЛ
традиционного
,
компактного
и
гибрид
-
ного
исполнения
классов
напряжения
от
6
до
1200
кВ
переменного
и
до
±1000
кВ
постоянного
тока
.
Реализация
заложенной
функциональности
комплекса
и
технических
параметров
испытатель
-
ного
оборудования
позволит
ему
стать
не
только
коммерчески
выгодным
и
достойным
конкурентом
известным
мировым
испытательным
центрам
,
но
и
фундаментальной
научной
базой
для
создания
новых
и
модернизации
действующих
электриче
-
ских
сетей
.
Эта
книга
,
написанная
настоящими
профессиона
-
лами
в
экономике
,
промышленности
и
психологии
,
поможет
вам
построить
личную
карьеру
и
повысить
эффективность
всей
компании
.
Она
научит
вас
:
►
стратегически
мыслить
;
►
ставить
цели
и
отдавать
распоряжения
со
знани
-
ем
психологии
менеджмента
;
►
мотивировать
своих
сотрудников
(
ведь
,
как
известно
,
главный
ресурс
компании
—
люди
);
►
совершенствовать
производственные
процессы
;
►
анализировать
риски
и
минимизировать
их
;
►
никогда
не
останавливаться
на
достигнутом
,
внедряя
новые
технологии
и
инновации
.
Книга
ориентирована
на
руководителей
структурных
подразделений
промышленных
предприятий
,
а
также
будет
полезна
всем
,
кто
понимает
,
что
сделать
хорошую
карьеру
можно
лишь
одним
способом
—
демонстрируя
наилучшие
результаты
.
Книга
доступна
в
Интернете
по
адресу
:
http://www.pauli-school.com
Оригинал статьи: Лабораторный комплекс опытных линий ультравысокого напряжения Федерального испытательного центра
Мощные электрические сети в совокупности с такими линейными объектами, как железные дороги, автомобильные трассы, магистральные нефте- и газопроводы оказывают большое влияние на геополитическую стратегию страны.
