Нанесение изоляционного покрытия на провода действующей ВЛ 10 кВ роботизированным способом

В декабре 2025 года в филиале АО «Сетевая компания» Приволжские электрические сети после завершения опытноконструкторской работы принят в эксплуатацию роботизированный комплекс для нанесения изоляционного покрытия на провода.

Хамитов И.Г., заместитель главного инженера по распределительным сетям филиала АО «Сетевая компания» — Приволжские сети
Шаповалов Д.Г., заместитель технического директора по распределительным сетям АО «Сетевая компания»
Хабибуллин М.Н., начальник отдела новой техники и технологий Управления АО «Сетевая компания»

Преимущества провода с изолирующим покрытием, который нашел широкое применение в распределительных сетях 0,4–10 кВ, очевидны:

• повышается надежность ВЛ из-заснижения количества межфазных коротких замыканий и однофазных замыканий на землю, а также благодаря снижению гололедообразования на проводах;
• необходимы меньшие изоляционные расстояния, требуется меньшая ширина просек, появляется возможность применения провода в стесненных условиях;
• компактность — возможен монтаж нескольких цепей на одной опоре;
• безопасность — снижается риск поражения электрическим током людей и домашнего скота, снижается риск возникновения пожаров;
• требуется меньшая ширина охранных зон, ограничивающих деятельность землепользователей;
• более низкие эксплуатационные затраты на содержание ВЛ.

Реконструкция ВЛ с целью замены голого провода на СИП в сетях 0,4– 10 кВ сопровождается значительными финансовыми затратами, необходимостью получения требуемых согласований, а также, как правило, прерыванием электроснабжения потребителей на период проведения работ. Кроме этого, требуется подготовка трассы ВЛ для проезда привлекаемой спецтехники, что в условиях населенных пунктов с плотной застройкой часто становится серьезной проблемой.

Однако, согласно ПУЭ для ВЛЗ, ширина охранных зон — 5 м. Ширина просек в насаждениях должна приниматься не менее расстояния между крайними проводами плюс 1,25 м в каждую сторону независимо от высоты насаждений. При прохождении ВЛЗ по территории фруктовых садов с деревьями высотой более 4 м расстояние от крайних проводов до деревьев должно быть не менее 2 м. Таким образом, перевод участков ВЛ в категорию ВЛЗ поможет сократить охранную зону.

ПОИСК ИННОВАЦИЙ

В АО «Сетевая компания» внимательно следят за развитием современных технологий в энергетике и изучают новые продукты высокотехнологичных компаний в сфере автоматизации, применения новых материалов и методов работ. Не остались без внимания и решения по нанесению изоляции на токоведущие части действующих электроустановок.

На рынке уже имеются предложения по нанесению изолирующих составов на токоведущие части электроустановок с целью повышения их надежности и безопасности для эксплуатирующего персонала, а также есть решения по намотке изоляционных лент на провода ВЛ роботизированными комплексами, управляемыми дистанционно. Данная технология уже опробована в разных странах с учетом адаптационных особенностей по принципу перемещения и порядку нанесения изоляции. У каждого изделия есть свои заявленные преимущества и определенные недостатки.

В рамках реализации программы инновационного развития АО «Сетевая компания» было принято решение о проведении в 2025 году опытно-конструкторской работы по разработке автоматизированного роботизированного комплекса для нанесения изоляционного покрытия на провода ВЛ 6–10 кВ под напряжением.

Предстояло разработать опытный образец роботизированного комплекса, способного в климатических условиях средней полосы России надежно и безопасно наносить изоляционное покрытие на неизолированный провод ВЛ 6–10 кВ, находящийся под напряжением.

ПРИОРИТЕТЫ ОПРЕДЕЛЕНЫ

В ходе работы были изучены различные технические и технологические решения существующих систем, отличающихся по способу нанесения изоляции, по способу подвески и перемещения вдоль провода, по степени автоматизации и автономности, а также по изоляционному составу.

В результате исследования аналогов были выработаны основные требования к комплексу.

1. Метод изоляции провода — нанесение жидкого диэлектрика на провод методом экструзии, образующего сплошной равномерный слой. Метод механической намотки изоляционной ленты на провод технически более сложный в реализации и, как следствие, менее надежный.

2. Выбор изоляционного материала был сделан с учетом метода нанесения изоляции и условий эксплуатации. Наиболее подходящими для нанесения методом экструзии являются составы на основе каучука, застывающие на открытом воздухе, устойчивые к воздействию экстремальных погодных условий без потери эксплуатационных свойств и при этом абсолютно безвредные для человека.

3. Способ подвески робота на провод, учитывая возможность безопасной работы под напряжением, должен быть дистанционным: с земли с помощью изолирующей штанги; с применением подъемника с изолированным звеном; с использованием БПЛА в труднодоступных местах.

4. Движение по проводу должно производиться с использованием собственного привода (самоходный робот). На участках провода от опоры до опоры наиболее простой и надежный способ перемещения реализуется в виде подвесной тележки с прижимным приводным колесом. Технические решения, позволяющие преодолевать препятствия в виде штыревых изоляторов на опоре либо гирлянды подвесных изоляторов, приводят к усложнению конструкции, увеличению ее веса и, как следствие, снижению автономности и надежности изделия в целом. С учетом перечисленных факторов вопрос возможности обхода препятствий был снят и в разрабатываемом образце не реализован.

5. Способ управления — дистанционный, оператором с земли по беспроводному каналу связи с возможностью контроля и корректировки параметров работы комплекса с земли. В случае возникновения нештатной ситуации — автоматическая остановка.

ОТ ТЕСТИРОВАНИЯ К ПРАКТИКЕ

В июле 2025 года проведено тестирование комплекса в условиях учебного полигона. На участок провода сечением 50 мм² был нанесен слой изоляции толщиной 2,5 мм и 3 мм. Полученные образцы были подвергнуты электрическим высоковольтным испытаниям. Пробой изоляции провода толщиной 2,5 мм произошел при напряжении 26 кВ, пробой изоляции толщиной в 3 мм — при напряжении 29 кВ.

С сентября по ноябрь 2025 года была проведена опытная эксплуатация роботизированного комплекса на участках действующих ВЛ 10 кВ с проводом, имеющим сечение 35 мм², 50 мм^{2 и} 70 мм². При этом погодные условия были разные — от летней с температурой +25°С до холодной ноябрьской с температурой до минус 15°С. В ходе опытной эксплуатации комплекс подтвердил свою работоспособность. Изоляция наносится равномерно с установленной толщиной от 1 до 3 мм со средней скоростью до 5 метров в минуту. По прохождению 1 пролета на ВЛ 10 кВ длиной около 60 метров с толщиной изоляции 2,5 мм требуется дозаправка комплекса изоляционным материалом. Это делается обученным персоналом с опусканием робота на землю. Далее новый подъем уже на провод другой фазы и продолжение работы. Оператор с земли контролирует параметры работы комплекса при помощи пульта дистанционного управления и может задавать дистанционно толщину наносимой изоляции и скорость движения робота. Кроме этого, имеется возможность выводить на панель оператора изображение с камер видеонаблюдения, которые установлены в передней и задней части робота.

В декабре 2025 года роботизированный комплекс как результат ОКР передан в эксплуатацию в филиал АО «Сетевая компания» — Приволжские электрические сети. Персонал прошел обучение по практическому применению комплекса по назначению и уже самостоятельно провел пробные работы по нанесению изоляции на участках действующих ВЛ 10 кВ без снятия напряжения в местах пересечения с лесополосой. Работу проводила бригада в составе 2 электромонтеров и мастера с использованием спецтехники (АГПИ) для подвески робота. Кроме этого, подвеску комплекса на провод под напряжением возможно выполнить с применением изолирующей штанги. В этом случае с помощью штанги на провод крепятся концы троса механизма подъема робота, а к проводу комплекс поднимается самостоятельно.

…НО ЕСТЬ НЮАНСЫ

В ходе эксплуатации персоналом компании были выявлены некоторые особенности в работе комплекса:

1) сокращение продолжительности автономной работы комплекса в условиях отрицательных температур;
2) сложность содержания в сухом и чистом состоянии стропы механизма подъема для работы под напряжением;
3) необходимость соблюдения минимального расстояния (1 метр) от робота на проводе до линейной арматуры при работе под напряжением из условий безопасной работы, с последующей установкой птицезащитных устройств на оставшийся оголенный участок провода возле изоляторов;
4) достаточно длительный период застывания изолирующего состава на проводе (от 3 до 24 часов);
5) значительный расход изолирующего состава при проведении работ (зависит от толщины изоляции);
6) изоляция добавляет веса к проводу (до 6 кг на 1 пролет длиной 60 м).

ВДОХНОВЛЯЮЩИЕ ВЫВОДЫ

При этом очевиден положительный эффект от применения данной технологии. Она позволяет оперативно наложить изоляцию, в том числе без снятия напряжения:

• на сложных (труднодоступных) участках ВЛ, имеющих длинные пролеты, для исключения межфазных перекрытий;
• в местах пересечения ВЛ с лесополосой для исключения перекрытий на ДКР;
• повысить безопасность ВЛ в границах населенных пунктов (в стесненных условиях) без проведения дорогостоящей реконструкции;
• на участках ВЛ, страдающих от орнитологического воздействия (пересечения с путями миграции птиц, близость к зернохранилищам).

При решении вопроса на законодательном уровне сокращения охранных зон ВЛ (10 м) до размера охранных зон ВЛЗ (5 м) могут быть решены земельные споры в части нахождения объектов в охранных зонах, и можно избежать переноса опор ВЛ с участков потребителей.

Для решения вопроса долгосрочного обеспечения материалом в целях дальнейшего более широкого применения разработанного роботизированного комплекса уже сегодня прорабатывается вопрос поставки изоляционного состава, произведенного в Республике Татарстан, не уступающего по характеристикам зарубежным аналогам.

Таким образом, с учетом вышеперечисленных преимуществ роботизированного нанесения изоляционного покрытия на провода можно спрогнозировать, что данная технология получит широкое распространение уже в ближайшее время не только в Республике Татарстан, но и в других регионах страны для повышения надежности электроснабжения потребителей.