Опыт применения комплектных переходных пунктов при переустройстве ВЛ 110 кВ в населенной местности

Page 1

Page 2

ВОЗДУШНЫЕ

ЛИНИИ

Опыт применения комплектных
переходных пунктов при
переустройстве ВЛ 110 кВ
в населенной местности

АО

НПО

Стример

предлагает

на

российском

рынке

комплектные

переходные

пункты

на

многогранных

опорах

ПКПО

КВ

уже

более

трех

лет

За

это

время

накоплен

значитель

ный

опыт

решения

задач

части

разработки

технических

решений

поставки

оборудова

ния

для

переходных

пунктов

на

многогранных

опорах

классов

напряжения

110

кВ

Ермошина

к.ф.-м.н., руководитель

направления альтер-

нативного проектирования

АО «НПО «Стример»

Глинский

главный инженер

направления альтер-

нативного проектирования

АО «НПО «Стример»

Александрова

ведущий специалист

направления альтер-

нативного проектирования

АО «НПО «Стример»

а первый взгляд, все пере-

ходные пункты для соеди-

нения воздушных и кабель-

ных частей ЛЭП должны

иметь общую конструкцию в схожих

обстоятельствах. Эти обстоятельства

определяются назначением самих

переходных пунктов и предпосылками

к организации перехода из ВЛ в КЛ:

– ограниченное пространство для

размещения;

– расположение в зонах интенсивной

жизнедеятельности человека;

– необходимость организации стро-

ительства и эксплуатации согласо-

ванно с другими технологическими,

инфраструктурными и граждански-

ми объектами;

– жесткие требования к безопасности

людей и окружающей среды;

– высокая эксплуатационная надеж-

ность переходных пунктов как

элементов электросетевого хозяй-

ства.

На практике для каждого отдельно-

го случая требуется индивидуальное

техническое решение. Индивидуаль-

ность определяется не только различи-

ями в базовых параметрах ЛЭП, таких

как класс напряжения и количество це-

пей, но и множеством сопутствующих

нюансов:

– задачи, решаемые за счет организа-

ции кабельной линии;

– электрические режимы ЛЭП;

– накопленный опыт и сложившиеся

традиции эксплуатации в электро-

сетевой организации;

– климатические и геологические осо-

бенности местности;

– наличие в составе ЛЭП дополни-

тельного оборудования, например,

систем связи или мониторинга, ком-

мутационного оборудования [1];

– близость к другим технологическим

и инфраструктурным сооружениям

и характеристики этих сооружений;

– близость к жилым и общественным

зданиям;

– отводимые на строительство сроки,

допустимая

продолжительность

отключения ЛЭП.

В зависимости от сочетания этих

и других факторов конструкции пере-

ходных пунктов могут варьироваться

от самых простых решений — откры-

тых, расположенных на земле, до вы-

сокотехнологичных, предполагающих

защищенное размещение большого

количества первичного и вторичного

оборудования на опоре ВЛ.

Весной 2020 года перед АО «НПО

«Стример» была поставлена задача

в кратчайшие сроки разработать и из-

готовить два переходных пункта для

переустраиваемой КВЛ 110 кВ Уча —

Долгопрудная / Уча — Жостово в го-

родском округе Мытищи Московской

области. В двухцепной ВЛ 110 кВ нужно

было организовать кабельную вставку

длиной 450 м, по концам которой пред-

лагалось установить отрытые переход-

ные пункты на опорах.

Специфика расположения пере-

устраиваемого участка ВЛ заключа-

лась в его нахождении в населенной

местности и одновременно в зоне по-

летов малой авиации. При этом один

из переходных пунктов предполага-

лось установить в непосредственной

близости от многоквартирных жилых

домов. Исходя из этих обстоятельств

требовалось предложить конструкцию

переходного пункта, которая, с одной

стороны, была бы максимально ком-

пактной и требовала бы минималь-

ных отклонений от существующей

охранной зоны сохраняемой части

Page 3

Рис

. 1.

Переходной

пункт

ПКПО

КВ

-110.1-2.1

расположен

непо

средственной

близости

от

жилой

застройки

Рис

. 2.

Сухая

муфта

заход

силового

кабеля

кабельной

лестницы

на

траверсу

площадка

для

обслужива

ния

ВЛ, а с другой стороны, была бы

максимально безопасна для жи-

телей микрорайона. Кроме того,

переустраиваемая часть ВЛ была

оборудована ВОЛС, выполненной

на основе ОКГТ, смонтированного

на штатных тросостойках опор,

что требовало предусмотреть на

переходных пунктах комплекс ре-

шений для перевода воздушной

ВОЛС в подземное исполнение.

Другим фактором, накладыва-

ющим определенные требования

к конструкции, стали сжатые сроки,

отводимые на поставку и монтаж

переходных пунктов, обусловлен-

ные продолжительностью согласо-

ванного окна отключения ВЛ.

За основу была взята конструк-

ция унифицированного комплект-

ного переходного пункта на сталь-

ной многогранной опоре ПКПО-КВ

класса напряжения 110 кВ в двух-

цепном

исполнении

высотой

30 м — ПКПО-КВ-110.1-2.1 (ри-

сунок 1). Высота и размах тра-

верс были приняты по аналогии

со схемой основной анкерной

опоры переустраиваемой ВЛ —

У110-2+5. Это позволило одновре-

менно сохранить существующие

габариты от проводов ВЛ до земли

и пересекаемых объектов, не ме-

няя принципиально конструкцию

ВЛ, и предложить компактное ре-

шение, требующее существенно

меньшего землеотвода в срав-

нении с традиционными типами

переходных пунктов портального

или наземного исполнения и пере-

ходными пунктами на решетчатых

опорах. В качестве фундаментов

были применены многогранные

сваи-оболочки, изготавливаемые

по той же технологии, что и тело

опоры. Опоры были поставлены

на стройплощадку в виде раз-

дельных секций, готовых траверс

и комплекта крепежа. Благодаря

телескопическому

соединению

секций опор и применению метода

вибропогружения для установки

фундаментов установка конструк-

ций обоих переходных пунктов

была выполнена за 3 дня.

Поскольку АО «НПО «Стри-

мер» осуществляет разработку

и поставку комплектных переход-

ных пунктов, необходимо было

уделить внимание не только кон-

структивным особенностям, но

и вопросам безопасности, особен-

но при выборе оборудования.

Ключевым элементом пер-

вичного оборудования кабельно-

воздушного переходного пункта,

обеспечивающим его основной

функционал, являются концевые

кабельные муфты, предназна-

ченные для соединения фазного

провода ВЛ и подземного кабеля

КЛ. Традиционно для переходных

пунктов 110 кВ применялись мас-

лонаполненные муфты. Несмотря

на простоту и широкое распро-

странение за годы эксплуатации

масляных муфт был накоплен

негативный опыт (такие муфты

требовательны в обслуживании,

сложны в установке и монтаже,

возможны утечки изолирующе-

го масла, зафиксированы слу-

чаи взрывов маслонаполненных

муфт, сопровождавшихся разле-

том относительно крупных фраг-

ментов корпусов, в результате

которых наносились повреждения

другому оборудованию переход-

ных пунктов и причинялся ущерб

здоровью и имуществу третьих

лиц, находившихся за пределами

объектов электросетевого хозяй-

ства). Поскольку переходные пун-

кты предполагалось установить

в непосредственной близости от

жилых домов, по требованию экс-

плуатирующей организации были

применены концевые кабельные

муфты 110 кВ сухого исполнения,

поставляемые компанией Тайко

Электроникс (рисунок 2). Такая

муфта обладает теми же массога-

баритными и эксплуатационными

характеристиками, что и масло-

наполненная, но при этом не со-

держит жидкого изолирующего

наполнителя и полностью взры-

вобезопасна. Все изоляционные

свойства полностью обеспечива-

ются за счет композитного корпу-

са. Это решение, с одной стороны,

повышает надежность переходно-

го пункта ПКПО-КВ, а с другой, га-

рантирует сохранность здоровья

и имущества жителей района.

Безопасность и удобство пер-

сонала, обслуживающего пере-

ходной пункт, также ценны, как

и безопасность жителей. По-

этому для облегчения доступа

к электрооборудованию и вы-

полнения регламентных работ по

обслуживанию муфт в конструк-

ции переходных пунктов были

предусмотрены и реализованы

специальные площадки возле

оснований траверс и в непосред-

ственной близости от концевых

муфт, на которых сотрудник экс-

плуатирующей организации мо-

жет находиться во время подъема

на опору и работы с муфтами (ри-

сунок 2). Также для обеспечения

безопасности персонала каждый

ПКПО-КВ оборудован страховоч-

ным профилем и анкерной систе-

мой безопасности.

№

6 (63) 2020

Page 4

Еще одним обязательным эле-

ментом оборудования переход-

ных пунктов являются ограничи-

тели перенапряжения [2]. Выбор

характеристик ОПН для переход-

ного пункта должен был быть под-

твержден расчетом. Требования,

предъявляемые к выбору ОПН,

были соблюдены, а сами ОПН

удалось разместить на опоре,

жестко закрепив с нижней сторо-

ны траверс.

Не менее важной задачей, чем

выбор и размещение оборудо-

вания, поставляемого в составе

ПКПО, является обеспечение раз-

мещения оборудования, относя-

щегося к устройству ВЛ, КЛ, и их

системам.

В первую очередь должно быть

обеспечено корректное размеще-

ние силового кабеля на опоре пе-

реходного пункта. Силовой кабель

должен быть надежно закреплен

на протяжении всей трассы про-

кладки по конструкциям переход-

ного пункта, выход кабеля из-под

земли на опору должен быть обе-

спечен под прямым углом, а на за-

ходе в концевые муфты наличие

угла, наоборот, не допускается.

При этом серьезным препятстви-

ем, ограничивающим действия

инженеров и строителей, являет-

ся требование, устанавливаемое

производителем силового кабеля

в части соблюдения минималь-

ного радиуса изгиба кабеля. Для

одиночного силового кабеля в изо-

ляции из сшитого полиэтилена ра-

диус изгиба должен быть не менее

15 внешних диаметров самого ка-

беля. Таким образом минималь-

ный радиус изгиба для кабеля

диаметром 9 см составляет 1,35 м,

а эта величина сопоставима с рас-

стояниями от вертикальной оси

опоры до монтажных площадок

муфт. При этом сам кабель обла-

дает высокими жесткостью и со-

противлением изгибу. Поскольку

переходной пункт представляет из

себя объемную конструкцию, про-

кладка шести силовых кабелей от

уровня земли до ввода в концевую

муфту превращается в сложную

пространственную задачу. Вер-

тикальная прокладка кабелей от

уровня земли до уровня траверс

осуществляется вдоль тела опо-

ры по кабельной лестнице, входя-

щей в состав переходного пункта

ПКПО-КВ, посредством размеща-

емых на ней специализированных

кабельных креплений. Соосность

кабелей и кабельных муфт в ме-

стах соединения обеспечивается

специальными рамами, жестко

установленными на траверсах под

монтажными площадками муфт

(рисунок 3).

В таких условиях корректный

изгиб кабеля сразу в нескольких

плоскостях и его закрепление при

переходе с кабельной лестницы

на траверсу становятся отдель-

ной задачей повышенной слож-

ности. Чтобы ситуация в процессе

монтажа не стала неразрешимой,

специальное 3D-крепление было

разработано и реализовано в со-

ставе ПКПО-КВ. Последнее перед

заходом на раму кабельной муфты

крепление каждого кабеля выпол-

нено не жестко закрепленным на

кабельной лестнице или специ-

альном кронштейне, как это дела-

ется обычно, а на регулируемой

в трех плоскостях шарнирной кон-

соли (рисунок 2). Таким образом,

больше не требуется подгонять

кабель к существующей жесткой

конструкции переходного пункта,

рискуя нарушить требования к ра-

диусу изгиба, а можно поступить

наоборот — придать кабелю на

переходе с кабельной лестницы на

траверсу любую форму, обеспечи-

вающую соблюдение допустимых

изгибов и требуемых углов захо-

да, а кабельное крепление опоры

зафиксировать болтами по месту

фактического положения кабеля.

То есть не кабель следует за опо-

рой, а опора за кабелем, что дела-

ет процесс монтажа более гибким,

быстрым и безопасным для сило-

вого кабеля.

В связи с тем, что обе опоры пе-

реходных пунктов ПКПО-КВ уста-

навливались в зоне полетов малой

авиации, в соответствии с требо-

ваниями действующей норматив-

ной документации в части обе-

спечения безопасности полетов

на опоры была нанесена дневная

маркировка в виде чередующихся

горизонтальных полос красного

и белого цветов, а в верхней части

опор были размещены системы ог-

ней светоограждения с питанием

от солнечных батарей.

Возможность быстрой и гибкой

адаптации базовой конструкции

ПКПО-КВ к специфическим тре-

бованиям заказчика и условиям

строительства позволила создать

и применить индивидуальное ком-

плексное техническое решение,

соответствующее действующим

нормативам и обеспечивающее

не только надежность и безопас-

ность в процессе эксплуатации,

но и сочетание удобства с высо-

кой скоростью выполнения строи-

тельно-монтажных работ.

Рис

. 3.

Переход

силового

кабеля

кабельной

лестницы

на

траверсы

ввод

муфты

ЛИТЕРАТУРА

1. Ермошина М.С., Александрова М.В.,

Глинский С.А. Кабельно-воздушные ли-

нии 35–110 кВ. Обеспечение коммутаций

на переходных пунктах // Новости Элек-

тротехники, 2019, № 2(116). С. 54–56.

2. Ермошина М.С., Александрова М.В. За-

щита от перенапряжений и заземление

переходных пунктов для соединения

высоковольтных воздушных и кабель-

ных ЛЭП // ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Пере-

дача и распределение, 2019, № 2(53).

С. 64–66.

ВОЗДУШНЫЕ

ЛИНИИ

Оригинал статьи: Опыт применения комплектных переходных пунктов при переустройстве ВЛ 110 кВ в населенной местности

Читать онлайн

АО «НПО «Стример» предлагает на российском рынке комплектные переходные пункты на многогранных опорах ПКПО-КВ уже более трех лет. За это время накоплен значительный опыт решения задач в части разработки технических решений и поставки оборудования для переходных пунктов на многогранных опорах классов напряжения 35 и 110 кВ.