88
ВОЗДУШНЫЕ
ЛИНИИ
Полимерные изоляционные
конструкции для ВЛ.
Развенчивание мифов
Ассоциация
«
Электросетьизоляция
»
с
2014
года
объединяет
российских
разработчи
–
ков
,
производителей
и
поставщиков
изоляционных
устройств
и
материалов
,
арматуры
и
защитных
устройств
для
электрических
сетей
.
В
Экспертный
совет
Ассоциации
при
–
влечены
ведущие
специалисты
отрасли
,
обладающие
значительным
опытом
разработ
–
ки
и
производства
изоляторов
,
арматуры
и
защитных
устройств
,
а
также
практики
их
применения
в
отечественных
и
зарубежных
электросетевых
предприятиях
.
Ассоциация
«
Электросетьизоляция
»
является
действительным
членом
ТК
-016 (
ПК
-02)
и
разработчи
–
ком
нескольких
ГОСТ
,
ГОСТ
Р
,
СТО
ПАО
«
Россети
»
по
изоляторам
и
арматуре
для
ВЛ
.
Для
нас
очевидно
,
что
без
инновационных
решений
,
современных
технологий
,
новых
материалов
и
оборудования
задачу
по
эффективному
развитию
отечественной
электро
–
энергетики
решить
будет
невозможно
.
В
данном
материале
мы
изложили
взгляд
веду
–
щих
производителей
и
экспертов
,
входящих
в
Ассоциацию
,
на
развитие
современного
рынка
полимерных
изоляционных
конструкций
для
ВЛ
,
а
также
основные
проблемы
,
препятствующие
массовому
внедрению
полимерных
изоляторов
на
ВЛ
высоких
классов
напряжения
.
ИСТОРИЯ
Энергетикам известна непростая
история применения и эксплуа-
тации полимерных изоляторов
в нашей стране. Кратко отметим
ключевые моменты: разработка
полимерных изоляторов с крем-
нийорганической оболочкой в кон-
це 70-х годов прошлого столетия;
начало применения полимерных
изоляторов первого поколения
(пореберная сборка защитной
оболочки изолятора) на высоко-
вольтных линиях после положи-
тельного опыта эксплуатации на
небольших участках ВЛ в конце
80-х годов; запрет с 2006 года
на применение таких изолято-
ров в энергосистемах на линиях
сверхвысокого напряжения из-
за большого количества отказов,
связанного с использованием ма-
териалов из полиолефиновой (се-
виленовой) композиции, которые
вообще не могут конкурировать
с кремнийорганическими резина-
ми, и «шашлычной» технологией
сборки; создание в начале 2000-х
современных цельнолитых по-
лимерных изоляторов; решение
применять полимерные изолято-
ры цельнолитые с кремнийорга-
нической оболочкой и наличием
индикатора пробоя; в 2014 году
был утвержден стандарт органи-
зации ФСК ЕЭС (СТО 56947007-
29.240.55.192), который разрешил
применение полимерной изоля-
ции на линиях сверхвысокого на-
пряжения без индикатора пробоя
(если ВЛ оснащена высокоточ-
ными техническими средствами
определения места повреждения).
Можно со всей ответственностью
утверждать, что в результате по
отношению к полимерным изоля-
торам отечественные энергетики
разделились на два противопо-
ложных лагеря. У некоторых отно-
шение — сложное, и если не резко
отрицательное, то весьма насто-
роженное. Те же специалисты,
которые хорошо знакомы с кон-
структивными и технологическими
особенностями современных по-
лимерных изолирующих конструк-
ций и международным опытом их
применения, активно поддержива-
ют расширение их использования.
Постараемся разобраться в дан-
ном вопросе, используя макси-
мально объективную техническую
и коммерческую информацию
о применяемых сегодня линейных
полимерных изоляторах и изоля-
ционных конструкциях.
КЛАССИФИКАЦИЯ
К привычной классификации ли-
нейных полимерных изолирую-
щих конструкций — штыревые
изоляторы (рисунок 1), опорные
изоляторы (рисунок 2), подвес-
ные изоляторы (рисунок 3), изо-
Рис
. 1.
Изоляторы
штыревые
6–35
кВ
Рис
. 2.
Изоляторы
опорные
линей
–
ные
6–35
кВ
Рис
. 3.
Изоляторы
подвесные
:
а
) 6–35
кВ
;
б
) 110
кВ
и
выше
а)
б)
)
89
лирующие траверсы (рисунок 4),
изолирующие межфазные рас-
порки (рисунок 5), изолирующие
подвески (рисунок 6) — в по-
следнее время добавились пти-
цезащищенные изоляторы (ри-
сунок 7), предназначенные для
защиты птиц от поражения элек-
трическим током при контакте
с элементами воздушных линий
электропередачи (ВЛ), а также
для снижения случаев отключе-
ния ВЛ из-за перекрытий изоля-
торов по вине птиц.
НОРМАТИВНАЯ
БАЗА
Сегодня действующими норма-
тивно-техническими документа-
ми определяются высокие тех-
нические характеристики, ка-
чество и надежность большин-
ства выпускаемых полимер-
ных конструкций. Действуют
три стандарта: ГОСТ 28856-90
«Изоляторы линейные подвес-
ные стержневые полимерные.
Общие технические условия»,
ГОСТ Р 55189 «Изоляторы ли-
нейные подвесные стержневые
полимерные. Общие техниче-
ские условия» и ГОСТ Р 52082
«Изоляторы полимерные опор-
ные наружной установки на на-
пряжение 3–750 кВ. Общие тех-
нические условия».
Ассоциацией «Электросеть-
изоляция» с участием ведущих
специалистов отрасли разра-
батываются еще три нацио-
нальных стандарта: «Траверсы
изолирующие полимерные на
напряжение 6–220 кВ. Общие
технические условия», «Изо-
ляторы линейные полимерные
опорные и штыревые на напря-
жение от 1 до 35 кВ. Общие тех-
нические условия», «Изоляторы
проходные полимерные на на-
пряжение свыше 1000 В. Общие
технические условия». Кроме
этого, действуют девять СТО
ПАО «Россети», на соответствие
техническим требованиям кото-
рых производители проводят ат-
тестацию соответствующей про-
дукции. Следует отметить, что
национальные нормативно-тех-
нические документы максималь-
но гармонизированы с междуна-
родными стандартами.
ОБЛАСТЬ
ПРИМЕНЕНИЯ
В настоящее время область при-
менения линейных полимерных
изоляторов
регламентирует-
ся следующими документами:
ГОСТ Р 55189-2012: «…Изоля-
торы предназначены для изо-
ляции и крепления проводов
и грозозащитных тросов воз-
душных линий электропередачи
и ошиновки распределитель-
ных устройств электростанций
и подстанций переменного тока
напряжением 6–500 кВ частотой
до 100 Гц при температуре окру-
жающей среды от минус 60°С до
плюс 50°С, расположенных на
высоте до 1000 м над уровнем
моря в районах с I–IV степенью
загрязнения по ГОСТ 9920».
СТО ПАО «Россети» 34.01-1.3-
016-2020 «Изоляторы линейные
подвесные полимерные для ВЛ
10–750 кВ. Общие технические
требования» расширяет номи-
нальное напряжение ВЛ.
Накопленный опыт эксплу-
атации линейных полимерных
изоляторов подтверждает целе-
сообразность их более широкого
применения, в том числе:
– на ВЛ 6–35 кВ использование
полимерной изоляции — без
каких-либо ограни чений;
– на ВЛ 110–220 кВ использо-
вание полимерной изоляции
целесообразно при любых
видах загрязнения, в том числе
в районах с труднодоступными
трассами ВЛ;
– на ВЛ 330 кВ и выше примене-
ние полимерных изоляторов
в двухцепных подвесках с обя-
зательным использованием
индикаторов состояния изоля-
ции целесообразно при любых
видах загрязнения.
ПРЕИМУЩЕСТВА
СОВРЕМЕННЫХ
ИЗОЛЯТОРОВ
Нам кажется важным еще раз
сформулировать преимущества
полимерных изоляторов по срав-
нению с фарфоровой и стеклян-
ной изоляцией.
1. Улучшенные влагоразрядные
характеристики в условиях за-
грязнения за счет гидрофобно-
сти оболочки.
2. Конкурентноспособная цена.
Например, уже на ВЛ 110 кВ
разница в цене достигает 200%.
3. Масса в 7–10 раз меньше,
а трудоемкость монтажа на
линиях электропередачи в три
раза ниже (отсутствует необхо-
димость сборки тяжелых гир-
лянд).
4. Транспортные расходы умень-
шаются в семь раз из-за сни-
Рис
. 4.
Изолирующие
траверсы
:
а
) 6–35
кВ
;
б
) 110
кВ
и
выше
Рис
. 5.
Изолирующие
межфазные
распорки
:
а
) 6–35
кВ
;
б
) 110
кВ
и
выше
Рис
. 6.
Изолирующая
подвеска
6–35
кВ
Рис
. 7.
Птицезащищенные
изоля
–
торы
а)
а)
б)
б)
тра
ис
б)
№
6 (69) 2021
90
жения массы при доставке на
любые расстояния.
5. Живучесть при механических
(вандальных) воздействиях су-
щественно выше.
6. Отсутствует бой при транспор-
тировке.
7. Низкий уровень радиопомех.
8. Самая высокая дугостойкость.
9. Только инновационные поли-
мерные изоляционные кон-
струкции (изолирующие тра –
версы, междуфазные изоли-
ру ющие распорки) на без-
альтернативной основе поз-
воляют проектировать и стро-
ить современные компакт-
ные ВЛ.
НЕДОСТАТКИ
СОВРЕМЕННЫХ
ИЗОЛЯТОРОВ
Объективно оценив существую-
щие преимущества, необходимо
так же объективно сказать об
имеющихся недостатках поли-
мерных изоляторов и направле-
ниях решения этих проблем, пре-
пятствующих массовому внед –
рению полимерных изоляторов
на ВЛ высоких классов напря-
жения.
1.
Проблема
обнаружения
пе
–
рекрытого
или
пробитого
полимерного
изолятора
на
ВЛ
.
В действующей редакции
Положения ПАО «Россети»
«О единой технической по-
литике в электросетевом ком-
плексе» записано: «2.5.5.9.
В районах с повышенной по-
вреждаемостью изоляторов
от вандализма рекоменду-
ется применять полимерные
длинностержневые изолято-
ры совместно с индикатором
перекрытия.
Допускается
применение полимерной изо-
ляции без индикаторов пере-
крытия, если ВЛ оснащена
техническими
средствами,
обеспечивающими определе-
ние места повреждения на ВЛ
с точностью до пролета».
Варианты решения проблемы:
– предусматривать при проек-
тировании ВЛ 110 кВ и выше
с полимерной изоляцией ис-
пользование индикаторов пе-
рекрытия (сегодня уже имеет-
ся широкий опыт применения
таких изделий на действую-
щих ВЛ);
– осуществлять поставку поли-
мерных изоляторов в ком-
плекте с приборами ОМП;
– применять последовательно
присоединяемые к полимер-
ным изоляторам тарельчатые
изоляторы из закаленного
стекла для упрощения инди-
кации полимерных изолято-
ров с пониженной внутренней
электрической прочностью;
– применять специальные ин-
дикаторы электрического со-
стояния изоляции для обна-
ружения полимерных изоля –
торов с пониженной внутрен-
ней электри ческой прочно-
стью (такие работы сейчас
ведутся российскими и зару-
бежными
производителями;
достигнуты
положительные
результаты в опытной эксплу-
атации, что говорит о скором
широком внедрении таких
индикаторов).
Конструкции применяемых ин-
дикаторов перекрытия изолято-
ров представлены на рисунке 8.
2.
Недостаточная
стойкость
и з о л я т о р о в
п р и
в о з д е й
–
ствии
вибрации
и
пляски
на
проводах
ВЛ
.
На сегодня не
существует
универсальной
методики защиты от вибра-
ции проводов и тросов на ВЛ
(есть отдельные методики от-
дельных производителей га-
сителей вибрации, а также РД
34.20.182-90 «Методические
указания по типовой защи-
те от вибрации и субколеба-
ний…»), учитывающей особен-
ности подвесной полимерной
изоляции.
Решение проблемы:
– для снижения нагрузок на изо-
ляцию рекомендуется приме-
нение модульных изоляторов
и изолирующих конструкций,
особенно в районах, подвер-
женных частой и интенсивной
вибрации;
– применение современных кон-
струкций гасителей вибрации
с высокой эффективностью.
Необходимо отметить, что
указанные проблемы линей-
ной полимерной изоляции от-
носятся к применению на ВЛ
только сверхвысокого и час-
тично высокого напряжения.
Производители объективно
оценивают ситуацию и предла-
гают необходимые технические
решения. На линиях среднего
напряжения количество при-
меняемых полимерных изо-
ляционных конструкций посто-
янно растет, как в России так
и за рубежом.
Рис
. 8.
Индикаторы
перекрытия
изоляторов
:
а
)
ООО
«
ЭНЕРГИЯ
+21»;
б
)
ПО
«
ФОРЭНЕРГО
»;
в
)
НПО
«
ИЗОЛЯТОР
»
2
1
1 — рабочее положение
2 — положение после
перекрытия и сраба-
тывания индикатора
а)
б)
в)
ВОЗДУШНЫЕ
ЛИНИИ
91
www.np-esi.ru
АНАЛИЗ
РЫНКА
Сначала несколько фактов. Доля
применения полимерной изо-
ляции в мире по данным СИГРЭ
постоянно увеличивается, до-
стигнув по некоторым оценкам
40% (с учетом стеклянных и фар-
форовых изоляторов). В Китае
сегодня практически все линии
220 кВ и выше строятся на поли-
мерной изоляции. В контактных
сетях РЖД практически на без-
альтернативной основе исполь-
зуется полимерная изоляция.
В России, по данным Ассоциа-
ции «Электросетьизоляция», об-
щий объем производства поли-
мерных изоляторов в 2020 году,
по сравнению с 2017 годом, вырос
(в руб.) на 53,4%. Даже с учетом
инфляции и соответствующего
роста цен это серьезный пока-
затель. Считаем необходимым
отметить, что доля фарфоровых
изоляторов в общем объеме оте-
чественного рынка изоляторов
для ВЛ постоянно снижается,
и это, по нашему мнению, явля-
ется мировой тенденцией для
электроэнергетики, которая под-
тверждает изложенные выше
преимущества полимерных изо-
ляционных конструкций.
Доля полимерной изоляции
в общем годовом объеме постав-
ляемых на рынок изоляторов
(с учетом стеклянных и фарфо-
ровых изоляторов) постоянно
растет и достигла за последние
два года практически 40%, что
полностью соответствует миро-
вому тренду. Мы считаем, что
есть очевидные перспективы для
ее увеличения, обусловленные
огромным мировым и российским
положительным опытом эксплуа-
тации полимерных изоляторов
на сетевых объектах и, в частно-
сти, на воздушных линиях элек-
тропередачи всех классов напря-
жения.
Анализ российского рынка
полимерных изоляторов за 2019
и 2020 годы представлен на диа-
граммах рисунков 9 и 10.
ВЫВОДЫ
Мы постарались не давать ника-
ких предвзятых оценок, предста-
вив только факты и объективное
мнение независимых экспертов.
Возможно, специалистам какая-
то информация, представленная
в данном материале, хорошо из-
вестна, но, изложенная систем-
но, она безусловно приводит нас
к определенным выводам:
1. Сегодня в мире и в России уве-
личивается доля полимерной
изоляции на рынке изоляци-
онных конструкций для ВЛ.
Конечно, есть неравномерный
рост по классам напряжения,
но это логично, учитывая от-
меченные особенности поли-
мерных изоляторов.
2. Ведущие отечественные про-
изводители полимерной изо-
ляции постоянно работают
над совершенствованием кон-
струкции. Идет поиск техни-
ческих решений, обеспечива-
ющих соответствие новых из-
делий растущим требованиям
энергетиков к изолирующим
полимерным конструкциям.
3. В жестких условиях эксплуата-
ции (загрязнения, динамичес-
кие нагрузки, сейсмическая
активность) полимерные изо-
ляторы являются более пред-
почтительными по сравне-
нию с изоляторами из стекла
и фарфора.
4. Часто используемый в дискус-
сиях о целесообразности при-
менения на ВЛ полимерных
изоляторов тезис, что они явля-
ются «проблемными» и поэто-
му мало применяются, сегодня
не актуален и является неким
отраслевым мифом. Эксперты
Ассоциации «Электросетьизо-
ляция» считают полимерные
изоляционные конструкции
для воздушных линий элек-
тропередачи перспективным
решением для строительства
экономичных современных ВЛ
повышенной надежности.
Р
Рис
. 9.
Анализ
российского
рынка
полимерных
изоляторов
за
2019
и
2020
годы
(
объем
продаж
указан
без
НДС
)
ПО «ФОРЭНЕРГО»
(в том числе «ИНСТА»,
«ЭНЕРГОТРАНСИЗОЛЯТОР»)
НПО «ИЗОЛЯТОР»
АО «ЭНЕРГИЯ+21»
Прочие («АИЗ»,
«РС-ИЗОЛ», «ЮАИЗ»,
«ТЭМЗ» и др.)
2020
2019
17,3%
451 млн руб.
15,8%
388 млн руб.
5,2%
6,4%
39,3%
1026 млн руб.
36,5%
895 млн руб.
38,2%
999 млн руб.
41,3%
1012 млн руб.
Рис
. 10.
Анализ
российского
рынка
изоляторов
Полимерные
изоляторы
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
2450
2616
1250
2942
1300
Про
дажи, млн р
уб. б
ез НДС
Стеклянные
изоляторы
Фарфоровые
изоляторы
2611
2019 год
2020 год
135
млн
руб.
155
млн руб.
№
6 (69) 2021
Оригинал статьи: Полимерные изоляционные конструкции для ВЛ. Развенчивание мифов
Ассоциация «Электросетьизоляция» с 2014 года объединяет российских разработчиков, производителей и поставщиков изоляционных устройств и материалов, арматуры и защитных устройств для электрических сетей. В Экспертный совет Ассоциации привлечены ведущие специалисты отрасли, обладающие значительным опытом разработки и производства изоляторов, арматуры и защитных устройств, а также практики их применения в отечественных и зарубежных электросетевых предприятиях. Ассоциация «Электросетьизоляция» является действительным членом ТК-016 (ПК-02) и разработчиком нескольких ГОСТ, ГОСТ Р, СТО ПАО «Россети» по изоляторам и арматуре для ВЛ. Для нас очевидно, что без инновационных решений, современных технологий, новых материалов и оборудования задачу по эффективному развитию отечественной электроэнергетики решить будет невозможно. В данном материале мы изложили взгляд ведущих производителей и экспертов, входящих в Ассоциацию, на развитие современного рынка полимерных изоляционных конструкций для ВЛ, а также основные проблемы, препятствующие массовому внедрению полимерных изоляторов на ВЛ высоких классов напряжения.