74
Обзор мирового
опыта строительства
переходных пунктов
кабельно-воздушных
линий высокого
напряжения
Традиционно
линии
электропередачи
(
ЛЭП
)
разделяют
на
воздушные
линии
(
ВЛ
)
и
кабельные
линии
(
КЛ
).
Однако
за
последние
десятилетия
появилось
большое
число
линий
,
кото
-
рые
нельзя
однозначно
отнести
ни
к
ВЛ
,
ни
к
КЛ
—
это
так
называемые
кабельно
-
воздушные
линии
(
КВЛ
),
име
-
ющие
в
своем
составе
одновременно
и
воздушные
,
и
кабель
-
ные
участки
.
Строительство
и
эксплуатация
КВЛ
требуют
от
энергетиков
решения
целого
комплекса
специфических
за
-
дач
,
и
одна
из
них
заключается
в
выборе
оптимальной
кон
-
струкции
переходных
пунктов
,
которые
приходится
создавать
в
мес
тах
сопряжения
друг
с
другом
кабельных
и
воздушных
участков
трассы
КВЛ
.
к
а
б
е
л
ь
н
ы
е
л
и
н
и
и
кабельные линии
Вычегжанин
В
.
В
.,
директор
Департамента
эксплуатации
сетей
35–500
кВ
ПАО
«
МОЭСК
»
Ткачук
Я
.
В
.,
начальник
управления
эксплуатации
высоко
-
вольтных
линий
электро
-
передачи
ПАО
«
МОЭСК
»
Дмитриев
М
.
В
.,
к
.
т
.
н
.,
доцент
Санкт
-
Петербургского
политехнического
университета
Ермошина
М
.
С
.,
к
.
ф
.-
м
.
н
.,
руководитель
направления
альтернативного
проектирования
АО
«
НПО
«
Стример
»
ВВЕДЕНИЕ
Образование
КВЛ
часто
происходит
вследствие
необходимости
обустройства
кабельного
участ
-
ка
на
ВЛ
,
например
,
в
местах
:
–
прохождения
линии
в
условиях
плотной
город
-
ской
застройки
;
–
прохождения
линии
через
территории
про
-
мышленных
и
других
производств
,
а
также
частных
собственников
с
запретом
землевла
-
дельцев
на
прохождение
ВЛ
по
своим
терри
-
ториям
;
–
захода
линии
в
закрытое
распределительное
устройство
(
ЗРУ
,
КРУЭ
);
–
перехода
линии
через
водную
преграду
.
Наибольшее
число
КВЛ
можно
встретить
,
пре
-
жде
всего
,
в
крупных
динамично
развивающихся
городах
,
где
по
мере
освоения
новых
территорий
существующие
ВЛ
частями
поэтапно
переводят
-
ся
в
КЛ
,
а
открытые
распределительные
устрой
-
ства
заменяются
современными
КРУЭ
.
Энергосистема
московского
региона
—
ли
-
дер
по
числу
КВЛ
в
России
,
поэтому
именно
ПАО
«
МОЭСК
»
первым
в
стране
инициировало
прове
-
дение
анализа
мирового
опыта
проектирования
,
строительства
и
эксплуатации
КВЛ
.
Поскольку
для
Москвы
и
других
крупных
российских
горо
-
дов
назрела
необходимость
разработки
унифи
-
75
цированного
переходного
пункта
(
ПП
)
в
местах
соединения
друг
с
другом
кабельных
и
воздушных
участков
КВЛ
,
особый
интерес
для
МОЭСК
пред
-
ставляли
применяемые
в
разных
странах
кон
-
струкции
ПП
.
Анализ
большого
числа
международных
публи
-
каций
и
документов
показал
,
что
,
к
сожалению
,
ни
один
из
источников
не
содержит
исчерпывающей
информации
по
проблемам
ПП
.
Однако
было
бы
несправедливо
не
отметить
стандарты
[1]
и
[2],
где
предприняты
достаточно
удачные
попытки
систематизировать
вопросы
создания
и
обслу
-
живания
ПП
на
линиях
высокого
и
сверхвысокого
напряжения
.
Опираясь
на
[1, 2],
а
также
на
другие
материалы
,
ниже
в
статье
представлены
основ
-
ные
сведения
о
применяемых
в
мире
переходных
пунктах
,
которые
будут
учтены
в
дальнейшем
при
разработке
для
ПАО
«
МОЭСК
»
унифицированного
переходного
пункта
на
класс
110
кВ
,
а
затем
—
и
на
другие
классы
номинального
напряжения
,
в
част
-
ности
,
на
220
кВ
.
За
пределами
бывшего
СССР
практически
не
встречается
класс
напряжения
110
кВ
,
а
распро
-
странены
такие
напряжения
как
115, 132, 138
кВ
и
др
.
Наивысшим
напряжением
для
кабельных
сетей
считается
550
кВ
(
тогда
как
в
России
это
500
кВ
).
Наиболее
близкой
классу
110
кВ
является
проблематика
имеющихся
в
мире
объектов
напряжением
110–170
кВ
.
ВИДЫ
ПЕРЕХОДНЫХ
ПУНКТОВ
В
общем
случае
в
состав
ПП
может
вхо
-
дить
следующее
оборудование
:
–
кабель
и
концевые
кабельные
муфты
;
–
ограничители
перенапряжений
(
ОПН
);
–
трансформаторы
тока
(
ТТ
)
и
напряжения
(
ТН
);
–
коммутационные
аппараты
(
разъедините
-
ли
и
/
или
выключатели
);
–
шунтирующие
реакторы
для
компенсации
зарядной
мощности
КЛ
;
–
шкафы
(
терминалы
)
релейной
защиты
и
автоматики
;
–
элементы
питания
собственных
нужд
(
батареи
и
их
зарядные
устройства
);
–
прочее
оборудование
.
Для
сооружения
ПП
также
потребуются
:
–
фундаменты
;
–
заземляющее
устройство
с
малым
сопротивлени
-
ем
и
молниезащита
;
–
подъездные
пути
и
разворотные
площадки
;
–
ограждение
,
озеленение
терри
тории
.
С
точки
зрения
размещения
высоковольтного
оборудования
принципиально
различают
четыре
ва
-
рианта
исполнения
ПП
:
–
наземный
ПП
на
открытой
площадке
(
рисунок
1,
применимо
на
любые
классы
напряжения
вплоть
до
550
кВ
);
–
наземный
ПП
в
здании
(
рисунок
2,
применимо
на
классы
до
245
кВ
);
–
наземный
компактный
ПП
с
элегазовым
оборудо
-
ванием
контейнерного
исполнения
;
–
ПП
на
опоре
ВЛ
(
рисунки
3–4,
применимо
на
клас
-
сы
до
170
кВ
).
Выбор
конкретного
варианта
исполнения
ПП
(
на
земле
,
в
здании
,
на
опоре
)
зависит
,
прежде
всего
,
от
следующих
факторов
:
–
класс
номинального
напряжения
;
Рис
. 1.
ПП
наземного
исполнения
на
открытой
площадке
Рис
. 3.
Двухцепный
ПП
на
опоре
ВЛ
Рис
. 2.
ПП
наземного
исполнения
в
здании
№
5 (50) 2018
76
–
климатические
условия
(
низкие
температуры
,
налипание
снега
и
льда
);
–
предполагаемый
состав
высоковольтного
обо
-
рудования
(
в
том
числе
необходимость
фикса
-
ции
мест
повреждений
и
сохранения
АПВ
);
–
наличие
свободной
площадки
,
стоимость
зем
-
ли
,
соответствие
требованиям
городской
архи
-
тектуры
;
–
удобство
монтажа
оборудования
и
его
обслу
-
живания
;
–
защита
людей
при
взрывном
разрушении
обо
-
рудования
;
–
защита
оборудования
от
действий
третьих
лиц
(
вандалов
).
Преимущества
ПП
на
опоре
ВЛ
Мировая
практика
такова
,
что
более
90%
всех
ПП
на
классы
напряжения
110–170
кВ
выполня
-
ются
на
опорах
ВЛ
,
и
этому
есть
две
основные
причины
:
1.
В
подавляющем
числе
случаев
состав
оборудо
-
вания
ПП
минимален
и
включает
в
себя
только
концевые
муфты
и
ОПН
—
все
они
могут
быть
компактно
размещены
на
опоре
ВЛ
.
Также
на
опоре
найдется
место
и
для
измерительных
ТТ
,
необходимых
для
организации
релейной
защи
-
ты
КВЛ
(
удобно
применять
ТТ
разъемного
типа
,
которые
надеваются
на
кабель
под
муфту
,
или
же
применять
оптические
ТТ
).
2.
Установка
оборудования
ПП
на
опоре
ВЛ
,
в
осо
-
бенности
многогранной
,
позволяет
отводить
под
ПП
небольшую
площадку
,
что
весьма
вы
-
годно
,
если
принять
во
внимание
высокую
сто
-
имость
земли
в
современных
крупных
городах
.
Недостатки
ПП
на
опоре
ВЛ
Помимо
преимуществ
,
ПП
на
опоре
ВЛ
облада
-
ют
и
недостатками
.
1.
Процесс
непосредственного
монтажа
кабеля
и
концевых
муфт
представляет
собой
комплекс
работ
на
высоте
и
сопряжен
с
некоторыми
труд
-
ностями
,
требует
организации
специальных
строительных
лесов
с
кабельными
палатками
(
рисунок
5),
а
также
использования
подъемни
-
ков
.
Отчасти
поэтому
в
мировой
практике
ПП
выполняются
на
опоре
ВЛ
,
в
основном
,
для
классов
напряжения
менее
170
кВ
.
2.
Эксплуатация
ПП
,
техническое
обслуживание
оборудования
,
его
испытания
и
ремонт
сопря
-
жены
с
необходимостью
работы
на
высоте
,
тре
-
буют
использования
различных
специальных
приспособлений
,
инвентаря
,
материалов
.
На
ПП
аварийно
-
восстановительные
работы
могут
дополнительно
осложняться
,
если
их
приходит
-
ся
выполнять
в
период
образования
гололеда
и
снеговой
нагрузки
,
наличия
ураганных
ветров
и
грозовой
активности
.
3.
Оборудование
ПП
,
размещенное
на
опоре
ВЛ
,
в
случае
своего
взрывного
разрушения
пред
-
ставляет
опасность
для
находящихся
побли
-
зости
людей
.
При
этом
,
чем
больше
высота
установки
муфт
и
ОПН
,
тем
больше
радиус
разлета
элементов
.
Анализ
мирового
опыта
неожиданно
показал
,
что
на
большинстве
ПП
,
даже
когда
они
размещены
в
населенных
рай
-
онах
,
мероприятия
по
защите
людей
отсут
-
ствуют
.
Исключение
составили
типовые
опоры
Англии
и
Венгрии
(
рисунок
6
а
),
а
также
одна
из
опор
в
Корее
(
рисунок
6
б
),
где
оборудование
снизу
и
с
боков
закрыто
специальными
сетча
-
тыми
ограждениями
.
Рис
. 4.
Одноцепный
ПП
на
опоре
ВЛ
Рис
. 5.
Сооружение
лесов
вокруг
ПП
,
выполненного
на
опоре
ВЛ
,
для
последующего
монтажа
муфт
КАБЕЛЬНЫЕ
ЛИНИИ
77
4.
Оборудование
ПП
,
имею
-
щееся
на
опоре
ВЛ
,
хуже
защищено
от
действий
тре
-
тьих
лиц
в
сравнении
,
на
-
пример
,
с
ПП
в
здании
.
Ван
-
далы
могут
забрасывать
оборудование
различными
предметами
,
расстреливать
из
оружия
,
подниматься
на
площадки
и
траверсы
.
При
анализе
мирового
опыта
оказалось
,
что
на
большин
-
стве
опор
ВЛ
с
ПП
нет
мер
защиты
оборудования
,
сре
-
ди
которых
могли
бы
быть
:
–
боковые
щиты
,
располо
-
женные
вокруг
оборудо
-
вания
на
высоте
и
позво
-
ляющие
защитить
от
за
-
брасывания
посторонни
-
ми
предметами
;
–
забор
,
расположенный
во
-
круг
опоры
;
–
сетка
из
колючей
проволоки
,
натянутая
на
ниж
-
них
ярусах
решетчатой
опоры
;
–
временный
демонтаж
стэп
-
болтов
на
нижних
элементах
конструкции
опоры
;
–
сигнализация
,
видеонаблюдение
и
другие
меры
.
Названные
недостатки
ПП
на
опорах
(
особенно
в
части
защиты
оборудования
и
людей
)
всегда
вос
-
принимались
в
ПАО
«
МОЭСК
»
достаточно
серьез
-
но
,
и
поэтому
в
Москве
большинство
переходных
пунктов
класса
напряжения
110
кВ
выполнены
не
на
опорах
ВЛ
,
а
в
закрытых
сооружениях
.
Высокая
стоимость
земли
в
Москве
и
опреде
-
ленные
трудности
с
возведением
закрытых
ПП
вы
-
нудили
искать
разумную
альтернативу
сложившейся
технической
политике
,
для
чего
и
была
организована
масштабная
работа
по
анализу
мирового
опыта
.
Ана
-
лиз
показал
,
что
в
мире
не
существует
такого
ПП
на
опоре
ВЛ
,
который
бы
удовлетворил
современным
высоким
требованиям
в
части
надежности
электро
-
снабжения
потребителей
,
удобства
монтажа
,
эксплу
-
атации
и
ремонта
ПП
,
безопасности
жителей
города
и
оборудования
ПП
,
а
также
в
части
эстетичности
внешнего
вида
конструкций
ПП
.
Однако
исследова
-
ния
все
же
показали
,
что
разработка
ПП
на
опоре
ВЛ
,
удовлетворяющего
современным
требованиям
безопасности
и
надежности
электроснабжения
по
-
требителей
мегаполиса
,
возможна
.
При
создании
любого
ПП
специалистам
,
прежде
всего
,
следует
определиться
с
такими
базовыми
во
-
просами
как
:
–
материал
и
конструкция
опоры
;
–
число
цепей
ВЛ
на
опоре
ПП
;
–
число
кабелей
на
фазу
ВЛ
;
–
варианты
прокладки
кабеля
по
опоре
,
его
крепле
-
ние
и
защита
;
–
тип
концевых
муфт
;
–
необходимость
в
ОПН
,
ТТ
,
ТН
;
–
необходимость
в
коммутационных
аппаратах
.
В
техническом
задании
на
разработку
унифици
-
рованного
переходного
пункта
ПАО
«
МОЭСК
»
указа
-
ло
свои
требования
по
каждому
из
перечисленных
вопросов
.
В
целом
,
как
будет
показано
далее
,
эти
требования
не
противоречат
накопленному
мирово
-
му
опыту
,
а
скорее
дополняют
и
развивают
его
.
МАТЕРИАЛ
И
КОНСТРУКЦИЯ
ОПОРЫ
В
мире
при
сооружении
ПП
классов
110–170
кВ
ис
-
пользуют
металлические
(
решетчатые
или
много
-
гранные
)
опоры
,
а
бетонные
,
деревянные
,
ком
-
позитные
—
не
применяются
.
Решетчатые
чаще
можно
встретить
в
Европе
,
России
,
странах
бывше
-
го
СССР
,
тогда
как
многогранные
—
в
странах
Аме
-
рики
и
Азии
.
Обычно
ПП
до
170
кВ
являются
двухцепными
(
рисунки
3, 6, 7),
то
есть
представляют
собой
двух
-
цепную
опору
ВЛ
,
на
которую
заведена
двухцеп
-
ная
КЛ
.
Варианты
одноцепных
ПП
(
рисунок
4)
до
-
статочно
редки
.
Также
редки
и
случаи
,
когда
число
Рис
. 7.
ПП
на
многогранной
двухцепной
опоре
ВЛ
.
Использованы
сухие
гибкие
муфты
Рис
. 6.
ПП
на
опоре
ВЛ
,
имеющей
площадку
для
оборудования
,
закрытую
сеткой
:
а
)
решетчатая
опора
;
б
)
многогранная
опора
а
)
б
)
№
5 (50) 2018
78
фаз
ВЛ
и
число
однофаз
-
ных
кабелей
не
совпадают
друг
с
другом
—
например
,
на
рисунке
8,
где
на
каждую
фазу
одноцепной
ВЛ
при
-
ходится
сразу
два
кабеля
,
включенных
параллельно
друг
другу
и
тем
самым
по
-
вышающих
допустимый
ток
КЛ
до
значений
,
которыми
обладает
воздушный
учас
-
ток
КВЛ
.
В
документах
[1, 2]
для
увеличения
на деж нос ти
электроснабжения
и
сниже
-
ния
сроков
ремонтных
работ
предлагается
вариант
,
когда
на
опоре
ПП
кроме
основно
-
го
комплекта
из
трех
муфт
и
кабелей
размещена
ре
-
зервная
муфта
с
присоеди
-
ненным
к
ней
спускающимся
к
земле
резервным
кабелем
(
так
называемая
4-
я
фаза
).
Однако
встретить
по
-
добное
решение
на
практике
не
удалось
.
Анализ
мирового
опыта
подтвердил
,
что
опти
-
мальной
конструкцией
для
Москвы
будет
ПП
на
мно
-
гогранной
опоре
по
причине
ее
компактности
и
высо
-
кой
степени
заводской
готовности
.
ПРОКЛАДКА
КАБЕЛЯ
ПО
ТЕЛУ
ОПОРЫ
,
ЕГО
КРЕПЛЕНИЕ
И
ЗАЩИТА
Прокладку
кабеля
по
телу
опоры
от
уровня
земли
к
установленным
на
высоте
концевым
муфтам
мож
-
но
выполнять
как
снаружи
тела
опоры
,
так
и
внутри
.
В
мире
удалось
найти
лишь
несколько
случаев
,
ког
-
да
подъем
кабеля
осуществлялся
внутри
тела
опо
-
ры
—
все
они
относятся
к
многогранным
опорам
ВЛ
класса
не
более
60–70
кВ
(
рисунок
9).
На
осталь
-
ных
объектах
,
особенно
напряжением
110–550
кВ
,
кабель
всегда
проходит
снаружи
тела
опоры
,
по
-
скольку
имеет
большой
диаметр
и
допустимые
ра
-
диусы
изгиба
,
имеет
значительный
вес
.
Крепление
кабеля
к
телу
опоры
выполняется
при
помощи
хомутов
,
требования
к
которым
из
-
ложены
в
стандарте
[1].
Крепления
должны
быть
достаточно
прочными
для
того
,
чтобы
они
выдер
-
живали
вес
кабеля
и
динамические
воздействия
от
токов
КЗ
.
Особое
внимание
к
отсутствию
каких
-
ли
-
бо
перемещений
кабеля
должно
быть
в
тех
местах
,
где
он
заходит
в
муфты
(
во
избежание
деформации
герметизирующих
элементов
муфты
и
ее
пробоя
).
Так
,
на
рисунках
3
и
4
видно
,
что
вблизи
концевых
муфт
кабели
закреплены
хомутами
на
специаль
-
ных
плавно
изгибающихся
направляющих
,
обе
-
спечивающих
их
подвод
от
вертикальной
стойки
опоры
к
муфтам
.
Кабельные
крепления
могут
изготавливаться
:
–
из
немагнитных
металлов
(
рисунки
3, 4);
–
из
различных
пластиков
черного
,
красного
(
рису
-
нок
7)
или
других
цветов
.
Если
крепления
металлические
,
то
они
,
как
правило
,
должны
быть
сделаны
или
из
алюминия
,
или
из
немагнитной
стали
[1].
При
этом
желатель
-
но
предусматривать
между
креплением
и
кабелем
резиновые
или
иные
мягкие
подкладки
,
которые
будут
снижать
риск
повреждения
кабеля
в
месте
крепления
,
а
также
допускать
некоторое
тепловое
движение
кабеля
.
Обычно
крепления
кабеля
разме
-
щаются
с
интервалом
каждые
1–2
м
,
а
конкретное
расстояние
между
ними
зависит
от
диаметра
кабе
-
ля
,
его
гибкости
и
веса
,
конструкции
металлическо
-
го
экрана
и
брони
.
Важно
также
,
что
конструкция
опоры
должна
предполагать
возможность
установ
-
ки
креплений
КЛ
,
для
чего
она
должна
быть
осна
-
щена
крепежными
площадками
или
отверстиями
,
следующими
с
необходимым
интервалом
.
В
мире
на
многогранных
опорах
(
их
используют
,
в
основном
,
в
Америке
и
Азии
)
чаще
всего
применя
-
ют
металлические
хомуты
,
а
пластиковые
—
редко
.
Что
же
касается
решетчатых
опор
,
то
там
доли
ме
-
талла
и
пластика
примерно
равны
.
В
местах
выхода
кабеля
из
земли
и
его
подъема
на
опору
повсеместно
в
мире
используются
раз
-
личные
способы
его
механической
защиты
.
Один
из
вариантов
представлен
на
рисунке
4
и
заключает
-
ся
в
том
,
что
три
фазы
кабеля
закрыты
специаль
-
ным
коробом
из
стали
,
поднимающимся
на
высо
-
ту
2–3
мет
ра
от
земли
.
Возможны
и
любые
другие
варианты
,
но
общее
правило
следующее
—
вокруг
отдельных
фаз
кабеля
не
должно
образовывать
-
ся
замкнутых
контуров
из
магнитных
материалов
,
и
поэтому
,
если
защищать
кабель
стальными
кон
-
струкциями
,
то
они
обязательно
должны
охватить
сразу
три
фазы
одновременно
.
Интересно
,
что
по
-
скольку
допустимый
ток
кабеля
в
закрытом
коробе
или
трубе
несколько
снижен
,
то
желательно
обе
-
спечить
движение
воздуха
в
конструкции
,
для
чего
в
ее
нижней
части
можно
предусмотреть
серию
от
-
Рис
. 8.
ПП
на
многогранной
опоре
ВЛ
,
имеющей
два
кабеля
на
одну
фазу
ВЛ
Рис
. 9.
ПП
на
многогранной
опоре
ВЛ
.
Кабель
проходит
внутри
стойки
опоры
КАБЕЛЬНЫЕ
ЛИНИИ
79
верстий
,
достаточных
для
воздуха
,
но
исключаю
-
щих
проникновение
животных
.
Вариант
крепления
кабеля
к
опоре
,
показанный
на
рисунке
10,
был
применен
на
одной
из
линий
154
кВ
в
Турции
и
является
уникальным
,
поскольку
запас
кабеля
,
необходимый
на
случай
замены
по
-
врежденной
концевой
муфты
,
уложен
не
в
грунте
рядом
с
опорой
,
а
организован
непосредственно
на
ней
.
Такое
решение
потребовало
обустройства
на
опоре
специальных
металлических
направляю
-
щих
,
оно
достаточно
интересно
,
но
не
может
быть
реализовано
на
многогранной
опоре
.
Поэтому
,
если
в
ТЗ
за
базовый
для
ПАО
«
МОЭСК
»
был
при
-
нят
вариант
ПП
на
многогранной
опоре
,
то
запас
кабеля
придется
организовывать
в
земле
.
Что
же
касается
хомутов
для
крепления
кабеля
,
то
дан
-
ный
вопрос
не
является
принципиальным
,
и
его
решение
разумно
оставить
за
поставщиками
муфт
и
кабеля
.
КОНЦЕВЫЕ
МУФТЫ
В
мировой
практике
концевые
высоковольтные
муфты
классифицируются
:
1)
по
типу
исполнения
(
наружного
,
внутреннего
);
2)
по
типу
наружной
изоляции
(
полимерная
,
фарфо
-
ровая
);
3)
по
типу
внутренней
изоляции
(
масляная
,
газовая
,
сухая
).
Ввиду
значительной
стоимости
высоковольтных
муфт
изменение
конструкции
основного
изолятора
с
наружного
на
внутреннее
исполнение
,
как
пра
-
вило
,
не
приводит
к
существенной
экономии
,
а
вот
универсальность
изолятора
при
его
разделении
на
разные
типы
исполнения
снижается
.
Именно
поэто
-
му
многие
заводы
-
изготовители
делают
основной
упор
на
создание
единой
конструкции
,
пригодной
для
установки
как
в
открытых
,
так
и
закрытых
элек
-
троустановках
.
С
появлением
концевых
муфт
с
полимерными
(
композитными
)
изоляторами
,
популярность
фар
-
форовых
концевых
муфт
стала
снижаться
,
и
на
се
-
годняшний
день
данные
типы
муфт
применяются
в
основном
на
объектах
нефтепереработки
и
в
боль
-
шинстве
своем
поставляются
в
страны
Ближнего
Востока
,
Южной
Америки
,
Китая
.
Главные
недостат
-
ки
муфт
с
фарфоровыми
изоляторами
:
–
большой
вес
;
–
склонность
к
хрупкому
растрескиванию
;
–
относительно
низкие
допускаемые
механические
напряжения
;
–
неопределенность
прочностных
свойств
в
состоя
-
нии
«
изгиб
плюс
кручение
»;
–
недопустимость
наклона
муфт
;
–
взрывоопасность
(
выход
муфты
из
строя
,
как
правило
,
сопровождается
взрывом
изолятора
с
разносом
осколков
на
десятки
метров
;
взрыв
одной
из
муфт
может
привести
к
выходу
из
строя
расположенного
поблизости
оборудования
).
Для
России
и
,
в
частности
,
для
Москвы
оптималь
-
ным
будет
применение
муфт
с
полимерными
изоля
-
торами
.
Муфты
,
заполненные
изоляционной
жидкостью
В
мире
муфты
,
заполненные
изоляционной
жид
-
костью
,
являются
наиболее
распространенными
и
часто
применяемыми
видами
концевых
муфт
,
из
-
готавливаются
на
напряжение
до
550
кВ
,
представ
-
ляют
собой
традиционную
конструкцию
(
в
виде
на
-
ружного
фарфорового
или
композитного
изолятора
,
заполненного
изоляционным
маслом
),
имеют
широ
-
кую
область
применения
(
начиная
с
закрытых
элек
-
троустановок
и
заканчивая
промышленными
зонами
с
высокой
степенью
загрязненности
).
Преимуществами
концевых
муфт
,
заполненных
изоляционной
жидкостью
,
являются
:
–
низкая
стоимость
;
–
хорошие
эксплуатационные
характеристики
(
высокая
длина
пути
тока
утечки
,
широкий
диапа
-
зон
температур
эксплуатации
от
–60°
С
до
+50°
С
,
отсутствие
ограничения
по
сечению
применяемо
-
го
кабеля
вплоть
до
2500
мм
2
);
–
высокая
надежность
при
условии
должного
мон
-
тажа
.
Монтаж
концевых
муфт
,
заполненных
изоляци
-
онной
жидкостью
,
не
представляет
собой
сложную
процедуру
,
однако
требует
ответственного
и
внима
-
тельного
подхода
.
Качество
разделки
кабеля
,
соблю
-
дение
размеров
,
сборка
узла
герметизации
,
заливка
компаунда
и
другие
операции
во
многом
определяют
надежность
и
срок
эксплуатации
концевой
муфты
.
Как
правило
,
данные
муфты
не
требуют
обслуживания
,
однако
в
зависимости
от
места
применения
,
а
также
потребностей
эксплуатирующей
организации
,
допу
-
скаются
процедуры
по
чистке
наружного
изолятора
,
тепловизионному
контролю
,
отбору
проб
масла
для
анализа
его
диэлектрических
характеристик
.
Муфты
,
заполненные
изоляционной
жидкостью
,
имеют
ограничение
по
углу
наклона
от
0°
до
30°
в
за
-
висимости
от
класса
напряжения
и
производителя
.
В
качестве
внутренней
изоляции
маслонаполненных
муфт
используют
изоляционные
компаунды
,
основ
-
ными
видами
которых
являются
:
–
минеральные
масла
;
–
силиконовые
масла
;
–
полиэфирные
жидкости
.
Рис
. 10.
ПП
на
решетчатой
опоре
.
Запас
кабеля
обустроен
на
теле
опоры
№
5 (50) 2018
80
Газонаполненные
муфты
Газонаполненные
муфты
,
в
отличие
от
маслона
-
полненных
,
требуют
технического
обслуживания
,
и
помимо
привычного
периодического
осмотра
не
-
обходимо
проведение
постоянного
контроля
дав
-
ления
газа
.
Также
существенным
ограничением
для
данного
типа
муфт
является
низкая
температура
эксплуатации
(
до
–30°
С
),
из
-
за
чего
их
применение
в
зонах
с
холодным
климатом
требует
установки
дополнительного
обогрева
.
В
настоящее
время
та
-
кие
муфты
делаются
,
в
основном
,
на
300–550
кВ
.
Сухие
муфты
Сухие
муфты
не
содержат
жидкого
или
газо
-
образного
наполнителя
(
это
снижает
риск
загряз
-
нения
окружающей
среды
,
обеспечивает
их
взры
-
вобезопасность
и
пожаробезопасность
),
не
имеют
ограничений
по
углу
установки
,
не
требуют
тех
-
нического
обслуживания
(
не
течет
масло
,
нет
не
-
обходимости
в
контроле
давления
газа
,
проверке
диэлектрических
и
эксплуатационных
характери
-
стик
изоляционного
носителя
),
проще
монтируют
-
ся
.
В
частности
,
конструкция
сухих
муфт
позво
-
ляет
проводить
их
монтаж
на
земле
,
не
прибегая
к
сборке
кабельных
палаток
на
опорах
ВЛ
и
других
несущих
конструкциях
,
и
только
затем
выполнять
подъем
муфты
на
опору
уже
совместно
с
присоеди
-
ненным
к
ней
кабелем
.
Также
интересно
,
что
сухие
концевые
муфты
могут
быть
гибкими
,
как
это
пока
-
зано
,
например
,
на
рисунке
7.
Сухие
муфты
отличает
сложная
и
материалоза
-
тратная
технология
изготовления
,
поэтому
у
многих
производителей
данный
тип
оборудования
не
пред
-
ставлен
на
классы
напряжения
выше
170
кВ
.
Если
говорить
о
стоимости
,
то
они
дороже
традиционных
маслонаполненных
муфт
.
Обзор
мирового
опыта
При
строительстве
ПП
для
КВЛ
классов
до
170
кВ
используются
следующие
типы
концевых
муфт
:
–
муфта
,
заполненная
изоляционной
жидкостью
,
с
полимерным
(
композитным
)
изолятором
(
около
65%
объ
ектов
);
–
муфта
,
заполненная
изоляционной
жидкостью
,
с
фарфоровым
изолятором
(
около
20%);
–
сухая
муфта
(
около
15%);
–
газонаполненная
муфта
(
менее
1%).
Муфты
с
сухой
изоляцией
появились
сравнитель
-
но
недавно
,
обладают
рядом
существенных
преиму
-
ществ
,
и
число
случаев
их
использования
в
мире
бу
-
дет
только
возрастать
.
НЕОБХОДИМОСТЬ
В
ОПН
И
ТРЕБОВАНИЯ
К
ЗАЗЕМЛЕНИЮ
Согласно
[1]
защитные
силовые
ОПН
следует
уста
-
навливать
на
каждом
конце
кабельной
линии
,
а
ха
-
рактеристики
ОПН
должны
быть
выбраны
с
учетом
условий
их
эксплуатации
.
В
рамках
обзора
миро
-
вого
опыта
строительства
ПП
не
удалось
обнару
-
жить
ни
одного
ПП
,
где
не
было
бы
установленных
ОПН
.
Это
подтверждает
уже
упоминавшийся
в
оте
-
чественных
публикациях
факт
,
что
положения
2-
й
главы
ПУЭ
,
разрешающие
не
устанавливать
ОПН
по
концам
кабельных
вставок
длиной
более
1,5
км
,
ошибочны
.
Выводы
,
которые
можно
сделать
из
обзора
,
таковы
:
–
ОПН
требуются
на
всех
переходных
пунктах
вне
зависимости
от
длины
КЛ
;
–
почти
всегда
ОПН
установлены
вертикально
и
жестко
связаны
с
опорой
;
–
от
вертикальной
установки
ОПН
отказываются
,
в
основном
,
только
в
США
;
–
случаи
отказа
от
жесткого
крепления
ОПН
(
напри
-
мер
,
подвеска
ОПН
за
верхние
фланцы
на
фаз
-
ные
провода
)
достаточно
редки
;
–
заземление
ОПН
выполняется
прямо
на
метал
-
локонструкции
(
исключение
было
обнаружено
в
Великобритании
,
где
цепь
заземления
ОПН
выполнена
отдельно
);
–
оборудование
для
диагностики
ОПН
(
счетчики
и
др
.)
не
используется
.
ОПН
могут
иметь
как
полимерную
внешнюю
изо
-
ляцию
,
так
и
фарфоровую
.
При
повреждении
ОПН
с
фарфоровым
корпусом
его
куски
представляют
реальную
опасность
для
оборудования
ПП
и
для
людей
,
оказавшихся
рядом
с
ПП
на
момент
аварии
.
Негативную
роль
здесь
играет
не
только
большая
ки
-
нетическая
энергия
осколков
фарфора
,
но
их
острая
кромка
.
Если
ОПН
сделан
с
полимерной
изоляцией
,
то
последствия
повреждения
значительно
менее
опасны
—
поэтому
для
ПП
,
особенно
при
их
разме
-
щении
в
населенной
местности
,
предпочтительна
именно
эта
изоляция
.
Важным
является
вопрос
о
достаточной
величи
-
не
сопротивления
заземления
опоры
ПП
и
обеспе
-
чение
электромагнитной
совместимости
для
того
низковольтного
оборудования
,
которое
может
быть
установлено
на
опоре
.
В
статье
[3]
показано
,
что
для
опоры
ВЛ
,
на
которой
выполнен
ПП
,
сопротивление
заземления
должно
быть
малым
,
близким
к
0,5
Ом
.
Анализ
требований
,
имеющихся
в
разных
странах
мира
,
неожиданно
показал
менее
жесткие
требова
-
ния
к
этому
сопротивлению
:
–
в
Великобритании
—
до
10
Ом
;
–
в
странах
Восточной
Европы
—
до
10
Ом
(
Вен
-
грия
,
Литва
,
Россия
,
Украина
и
др
.);
–
в
Германии
,
Австрии
—
в
диапазоне
от
2
до
4
Ом
.
–
по
Америке
—
то
,
при
котором
обеспечивается
безопасность
при
КЗ
на
опоре
.
Иногда
,
когда
ВЛ
имеет
короткие
кабельные
за
-
ходы
в
распределительное
устройство
(
РУ
),
опору
ПП
соединяют
с
контуром
РУ
при
помощи
метал
-
лической
шины
[1] (
например
,
медного
проводника
в
полимерной
изоляции
),
что
позволяет
несколько
снизить
требования
к
величине
сопротивления
за
-
земления
непосредственно
опоры
ПП
.
КОММУТАЦИОННЫЕ
АППАРАТЫ
При
проектировании
перехода
из
ВЛ
в
КЛ
может
встать
вопрос
о
специальных
легко
демонтируемых
перемычках
между
ними
,
которые
позволят
рас
-
цепить
ВЛ
и
КЛ
,
например
с
целью
испытаний
или
ремонта
КЛ
.
Конструкция
ПП
может
заметно
услож
-
ниться
,
если
для
отделения
кабельного
и
воздушно
-
го
участков
друг
от
друга
планируется
использовать
не
перемычки
,
а
коммутационные
аппараты
.
КАБЕЛЬНЫЕ
ЛИНИИ
81
Перемычки
или
коммутационные
аппараты
могут
быть
полезны
не
только
для
расцепления
ВЛ
и
КЛ
,
но
также
и
для
случаев
,
когда
КЛ
имеет
два
кабеля
на
фазу
—
для
отключения
кабелей
друг
от
друга
,
чтобы
испытания
и
ремонт
одного
из
двух
кабелей
проводить
без
полного
отключения
КЛ
[1].
Следует
отметить
,
что
,
в
отличие
от
перемычек
,
коммутационные
аппараты
обеспечивают
высокий
уровень
безопасности
персонала
,
принимающего
участие
в
испытаниях
оборудования
,
его
техниче
-
ском
обслуживании
,
поиске
повреждений
,
ремонте
.
В
качестве
коммутационного
аппарата
может
высту
-
пать
или
выключатель
нагрузки
(
если
необходимо
коммутировать
зарядные
токи
КЛ
),
или
«
полноцен
-
ный
»
силовой
выключатель
(
если
требуется
комму
-
тация
токов
КЗ
).
Обзор
мирового
опыта
показал
,
что
на
обычных
воздушных
линиях
класса
до
170
кВ
можно
встретить
коммутационные
аппараты
двух
типов
:
–
разъединитель
(
рисунок
11);
–
элегазовый
выключатель
нагрузки
,
имеющий
последовательно
установленный
разъединитель
,
обеспечивающий
создание
видимого
разрыва
(
рисунок
12).
Случаи
использования
указанных
аппаратов
на
ПП
КВЛ
класса
до
170
кВ
,
выполненных
на
опорах
ВЛ
,
являются
:
–
редкими
для
разъединителей
;
–
очень
редкими
для
выключателей
.
Подавляющее
большинство
переходных
пунктов
(
более
99%)
во
всем
мире
обустраивается
без
каких
-
либо
коммутационных
аппаратов
.
Случаи
установки
коммутационных
аппаратов
относятся
,
в
основном
,
к
США
,
где
(
что
весьма
важно
)
значительная
часть
территории
страны
не
имеет
холодного
климата
.
Москва
и
регион
чрезмерно
перегружены
транс
-
портом
,
и
обслуживающему
персоналу
порой
слож
-
но
оперативно
добраться
до
ПП
и
выполнить
расце
-
пление
воздушного
и
кабельного
участков
КВЛ
друг
от
друга
с
целью
ремонта
и
испытаний
КЛ
.
Потому
,
несмотря
на
холодный
климат
,
оснащение
опоры
ПП
разъединителями
,
управляемыми
дистанционно
,
является
необходимым
условием
для
сокращения
перерывов
в
электроснабжении
потребителей
.
РЕЛЕЙНАЯ
ЗАЩИТА
И
АПВ
.
НЕОБХОДИМОСТЬ
В
ТТ
Появление
на
ВЛ
кабельного
участка
усложняет
ре
-
лейную
защиту
линии
.
Обустройство
защиты
зави
-
сит
также
и
от
того
,
будет
ли
организован
простой
ПП
на
опоре
ВЛ
или
же
сложный
ПП
наземного
ис
-
полнения
с
силовыми
выключателями
,
разъедините
-
лями
и
другим
оборудованием
.
В
любом
случае
,
при
построении
защит
КВЛ
важно
принять
во
внимание
следующие
моменты
[1]:
–
различие
продольных
сопротивлений
воздушного
и
кабельного
участков
КВЛ
;
–
изменение
продольного
индуктивного
сопротив
-
ления
КВЛ
,
если
КЛ
имеет
сразу
несколько
кабе
-
лей
на
фазу
,
и
один
из
них
выведен
из
работы
;
–
наличие
шунтирующих
реакторов
,
если
они
раз
-
мещены
на
ПП
;
–
необходимость
определять
,
где
именно
на
трас
-
се
КВЛ
случилось
повреждение
(
на
воздушном
участке
или
на
кабельном
),
чтобы
верно
принять
решение
о
разрешении
или
запрете
автоматиче
-
ского
повторного
включения
(
АПВ
).
Также
согласно
[1]
необходимо
учитывать
,
что
в
случае
применения
АПВ
могут
потребоваться
специальные
мероприятия
по
разряду
КЛ
перед
по
-
вторным
включением
КВЛ
под
напряжение
сети
.
При
этом
,
если
для
нужд
разряда
КЛ
будут
использовать
-
ся
подключенные
к
линии
электромагнитные
ТН
,
то
следует
проверить
на
предмет
перегрева
обмоток
ТН
и
их
повреждения
.
Из
всех
перечисленных
вопросов
наиболее
ак
-
туальным
,
имеющим
отношение
практически
ко
всем
КВЛ
,
является
АПВ
.
Многие
повреждения
на
ВЛ
проходящие
,
и
поэтому
на
ВЛ
широко
исполь
-
зуется
АПВ
.
На
кабельных
же
линиях
,
напротив
,
повреждения
не
проходящие
,
и
повторное
включе
-
ние
может
вызвать
существенное
развитие
послед
-
ствий
аварии
.
Поэтому
для
КВЛ
целесообразно
организовывать
селективное
АПВ
,
заключающееся
в
том
,
что
при
аварии
на
воздушном
участке
АПВ
разрешается
,
а
при
аварии
на
кабельном
участке
—
запрещается
.
Обзор
мирового
опыта
по
организации
АПВ
на
КВЛ
,
описанный
,
в
частности
,
в
[4],
говорит
о
том
,
что
Рис
. 11.
ПП
класса
115
кВ
,
оснащенный
V-
образным
разъединителем
Рис
. 12.
Опора
ВЛ
115
кВ
,
оснащенная
выключателем
нагрузки
с
функцией
видимого
разрыва
№
5 (50) 2018
82
ЛИТЕРАТУРА
1. Guide for Planning and Designing
Transition Facilities between Over-
head and Underground Transmission
Lines // IEEE 1793-2012. New York,
USA, 2012, 40 p.
2. Short Circuit Protection of Circuits
with Mixed Conductor Technologies
in Transmission Networks // CIGRE
Working Group B5.23. 2014, 241p.
3.
Дмитриев
М
.
В
.
Заземление
пере
-
ходных
опор
КВЛ
35-500
кВ
//
Ново
-
сти
Электротехники
,
№
1(103), 2017.
С
. 48–51.
4.
Дмитриев
М
.
В
.
Кабельно
-
воздушные
линии
.
Цикл
АПВ
и
коммутационные
перенапряжения
//
Новости
Электро
-
техники
,
№
5–6, 2017.
С
. 80–84.
в
большинстве
стран
АПВ
разрешено
(
в
той
или
иной
форме
)
и
лишь
в
некоторых
странах
АПВ
полностью
запрещено
.
Варианты
АПВ
,
которые
применяются
в
мире
,
та
-
ковы
:
–
безусловное
(
включение
КВЛ
происходит
вне
зависимости
от
места
КЗ
);
–
селективное
(
включение
КВЛ
возможно
,
если
КЗ
не
на
КЛ
).
Безусловное
АПВ
чаще
всего
применяется
:
–
если
КЛ
примыкает
к
одному
из
концов
КВЛ
и
име
-
ет
длину
до
300
м
;
–
если
длина
всех
участков
КЛ
менее
10%
от
длины
трассы
всей
КВЛ
.
Селективное
АПВ
чаще
всего
применяется
:
–
если
КЛ
расположена
в
средней
части
КВЛ
;
–
если
КЛ
имеет
большую
длину
на
фоне
длины
всей
КВЛ
.
Селективное
АПВ
может
быть
организовано
сле
-
дующим
образом
:
–
дистанционная
защита
(
эффективна
,
если
КЛ
примыкает
к
концу
КВЛ
);
–
дифференциальная
защита
(
возможна
при
любом
положении
КЛ
на
КВЛ
).
Для
создания
дифференциальной
защиты
КЛ
чаще
применяются
на
выбор
:
–
ТТ
,
которые
надеваются
на
сам
кабель
у
муфты
(
очень
распространено
);
–
ТТ
,
которые
надеваются
на
экран
кабеля
у
муфты
(
только
Франция
);
–
оптические
ТТ
,
которые
крепятся
на
кабель
у
муф
-
ты
(
Дания
,
Испания
—
рисунок
13).
Установка
ТТ
непосредственно
под
кабельной
муфтой
позволяет
включить
в
зону
дифференциаль
-
ной
защиты
только
сам
кабель
.
Если
же
установить
ТТ
вблизи
фазного
вывода
муфты
(
на
высоком
потен
-
циале
),
то
только
тогда
в
зону
защиты
окажется
включена
и
концевая
муфта
.
Из
высоковольт
-
ных
ТТ
наиболее
ком
-
пактным
будет
оптиче
-
ский
ТТ
,
измерительная
петля
которого
разме
-
щена
на
верхнем
флан
-
це
муфты
.
Итак
,
при
построе
-
нии
защит
КВЛ
и
орга
-
низации
селективного
АПВ
целесообразно
использовать
оптиче
-
ские
ТТ
,
смонтирован
-
ные
вблизи
от
верхне
-
го
фланца
концевых
муфт
.
Передача
инфор
-
Рис
. 13.
Измерительная
петля
оптического
ТТ
,
установленная
на
кабель
под
муфтой
мации
будет
осуществляется
по
оптическому
волокну
,
встроенному
в
грозотрос
ВЛ
и
в
медный
экран
КЛ
.
ПИТАНИЕ
СОБСТВЕННЫХ
НУЖД
Согласно
[2]
оборудование
,
отвечающее
за
АПВ
,
должно
быть
установлено
на
ПП
в
специальном
кон
-
тейнере
таким
образом
,
чтобы
он
хорошо
вентилиро
-
вался
и
имел
поддержку
климата
(
охлаждение
и
на
-
грев
).
Это
нужно
,
поскольку
:
–
необходимо
исключить
риск
образования
конден
-
сата
,
опасного
для
электроники
;
–
защиты
работают
только
в
диапазоне
от
–10°
С
до
+55°
С
;
–
время
работы
батарей
зависит
от
температуры
.
Для
организации
работы
дифференциальной
за
-
щиты
кабельного
участка
КВЛ
и
передачи
сигнала
между
соседними
ТТ
,
а
также
для
обогрева
терми
-
налов
в
зимнее
время
,
необходимо
обеспечение
пи
-
тания
собственных
нужд
.
Кроме
того
,
питание
может
потребоваться
для
работы
приводов
коммутацион
-
ных
аппаратов
ПП
,
систем
мониторинга
и
диагностики
оборудования
,
видеонаблюдения
и
контроля
доступа
.
В
общем
случае
существуют
следующие
вариан
-
ты
питания
нужд
ПП
:
–
от
высоковольтных
ТН
,
которые
через
выпрями
-
тель
заряжают
батарею
;
–
от
возобновляемых
источников
энергии
,
разме
-
щенных
на
ПП
;
–
от
местных
низковольтных
сетей
.
Москва
является
густонаселенным
мегаполисом
с
хорошо
развитыми
сетями
различных
классов
на
-
пряжения
,
поэтому
наиболее
выгодным
вариантом
питания
собственных
нужд
ПП
будет
подключение
к
ближайшей
сети
0,4
кВ
,
желательно
через
раздели
-
тельный
трансформатор
,
который
позволит
исклю
-
чить
занос
высокого
потенциала
в
низковольтную
сеть
при
КЗ
на
опоре
ПП
.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Появление
большого
числа
кабельно
-
воздушных
линий
ставит
инженерам
целый
комплекс
актуальных
технических
задач
,
одной
из
которых
является
созда
-
ние
конструкции
переходного
пункта
,
удовлетворяю
-
щей
ряду
требований
,
таких
как
:
–
компактность
;
–
безопасность
;
–
эстетичный
внешний
вид
;
–
удобство
монтажа
и
обслуживания
.
Изучение
мирового
опыта
не
позволило
найти
пе
-
реходных
пунктов
,
в
полной
мере
обладающих
пере
-
численными
качествами
.
Поэтому
ПАО
«
МОЭСК
»
приняло
решение
разработать
собственный
переход
-
ной
пункт
на
класс
напряжения
110
кВ
с
возможностью
распространения
идей
на
другие
классы
.
Новому
ПП
будет
посвящена
отдельная
статья
.
КАБЕЛЬНЫЕ
ЛИНИИ
Оригинал статьи: Обзор мирового опыта строительства переходных пунктов кабельно-воздушных линий высокого напряжения
Традиционно линии электропередачи (ЛЭП) разделяют на воздушные линии (ВЛ) и кабельные линии (КЛ). Однако за последние десятилетия появилось большое число линий, которые нельзя однозначно отнести ни к ВЛ, ни к КЛ — это так называемые кабельно-воздушные линии (КВЛ), имеющие в своем составе одновременно и воздушные, и кабельные участки. Строительство и эксплуатация КВЛ требуют от энергетиков решения целого комплекса специфических задач, и одна из них заключается в выборе оптимальной конструкции переходных пунктов, которые приходится создавать в мес тах сопряжения друг с другом кабельных и воздушных участков трассы КВЛ.
