70
Повышение надежности
грозозащиты линий
электропередачи
ВОЗДУШНЫЕ
ЛИНИИ
Н
а
сегодняшний
день
около
95 %
ЛЭП
110
кВ
и
выше
защищены
от
атмосферных
перена
-
пряжений
канатами
типа
ТК
и
С
в
качестве
грозозащиты
.
Согласно
выводам
,
сделанным
на
основе
сбора
статистических
данных
,
про
-
веденных
ПАО
«
Россети
»,
видно
,
что
основной
причиной
поврежде
-
ний
грозозащитных
тросов
являют
-
ся
износ
и
старение
, —
около
40 %.
Повреждения
,
связанные
с
атмос
-
ферными
перенапряжениями
,
со
-
ставляют
21 %,
с
посторонними
вмешательствами
— 10,6 %.
Та
-
ким
образом
,
мы
можем
говорить
о
практической
непригодности
гру
-
зовых
канатов
марок
ТК
и
С
к
при
-
менению
в
качестве
грозозащит
-
ных
тросов
.
Для
решения
данной
проблемы
предприятие
ООО
«
ЭМ
-
КАБЕЛЬ
»,
входящее
в
ГК
«
ОПТИК
-
ЭНЕРГО
»,
разработало
коррози
-
онностойкий
грозозащитный
трос
марки
ГТК
.
Конструктивно
он
ана
-
логичен
канатам
ТК
—
также
име
-
ет
несколько
разнонаправленных
повивов
из
стальных
проволок
.
Главным
отличием
ГТК
является
алюминиевое
антикоррозионное
покрытие
,
наложенное
на
сталь
методом
плакирования
.
Плакирование
—
метод
на
-
несения
тонкого
защитного
слоя
металла
на
поверхность
другого
металла
,
в
данном
случае
алю
-
миния
на
стальную
проволоку
,
при
котором
происходит
холодная
сварка
металлов
за
счет
большой
сдавливающей
силы
.
Главной
особенностью
этого
метода
явля
-
ется
взаимная
диффузия
молекул
металлов
без
нагрева
на
глубину
до
5
мкм
.
Диффузия
происходит
под
высоким
давлением
внутри
камеры
,
в
которую
экструдирова
-
нием
подается
пластичный
алю
-
миний
,
нагретый
до
температуры
400 °
С
.
В
дальнейшем
получен
-
ный
продукт
может
быть
подвер
-
гнут
калибровке
или
волочению
с
суммарным
обжатием
до
95 %,
при
этом
хорошая
адгезия
за
счет
диффузии
гарантирует
пропорци
-
ональное
уменьшение
диаметра
стальной
проволоки
и
алюмини
-
евого
покрытия
без
отслоений
и
сдиров
.
Сравним
коррозионную
стой
-
кость
оцинкованной
и
плакиро
-
ванной
алюминием
проволок
.
При
погружении
стальной
про
-
волоки
в
раствор
электролита
происходит
образование
ионов
на
поверхности
проволоки
и
,
как
следствие
,
ее
коррозия
.
Алюми
-
ний
аналогично
подвергается
кор
-
розии
в
электролите
.
Снижение
массы
стали
,
погруженной
в
рас
-
твор
независимо
от
алюминия
,
составляет
0,2
мг
/
день
,
что
при
-
мерно
в
20
раз
выше
скорости
коррозии
алюминия
.
Однако
при
погружении
соединенных
вме
-
сте
стали
и
алюминия
в
раствор
электролита
,
скорость
коррозии
резко
изменяется
.
В
этом
слу
-
чае
алюминий
выступает
в
роли
катода
,
а
сталь
—
в
роли
анода
,
в
соответствии
с
их
потенциа
-
лами
ионизации
.
Как
следствие
,
алюминий
расходуется
намного
быстрее
,
а
сталь
не
коррозирует
и
ее
масса
не
изменяется
даже
в
коррозионно
-
активной
среде
(3 %
хлорида
натрия
).
Что
каса
-
ется
оцинкованной
проволоки
,
то
защитное
действие
цинкового
слоя
в
той
же
среде
продлилось
недолго
и
в
течение
пятилетнего
периода
началось
разрушение
.
Проволока
стальная
,
плакиро
-
ванная
алюминием
,
напротив
,
не
потеряла
своей
первоначальной
прочности
в
течение
5
лет
,
и
будет
еще
служить
в
течение
длитель
-
ного
времени
.
Нельзя
не
отметить
еще
один
существенный
недостаток
оцин
-
Зотов
Д
.
Р
.,
руководитель
службы
по
продажам
грозотросов
и
термостойких
проводов
ООО
«
ЭМ
-
КАБЕЛЬ
»
в
о
з
д
у
ш
н
ы
е
л
и
н
и
и
воздушные линии
71
Рис
. 1.
Участки
троса
после
воздействия
молнии
с
переносимым
разрядом
40
Кл
и
100
Кл
кованной
стали
,
а
именно
низкую
стойкость
к
высоким
темпера
-
турам
.
Перегрев
оцинкованного
каната
свыше
100 °
С
неизбежно
приводит
к
отслоению
цинка
.
Пе
-
регрев
может
произойти
как
при
разрядах
молний
,
так
и
при
проте
-
кании
токов
короткого
замыкания
или
плавке
гололеда
.
В
результа
-
те
трос
остается
без
антикорро
-
зионного
покрытия
,
что
приводит
к
его
обрыву
и
возникновению
аварийной
ситуации
.
Посмотрим
,
как
ведет
себя
трос
ГТК
после
воздействия
тока
молнии
.
На
фотографиях
рисунка
1
мы
видим
участки
троса
после
воз
-
действия
молнии
с
переносимым
разрядом
40
Кл
и
100
Кл
,
подвер
-
женные
воздействию
коррозион
-
но
-
активной
среды
(3 %
хлорида
натрия
).
Здесь
отчетливо
видно
отсут
-
ствие
коррозии
как
на
соседних
с
поврежденными
проволоках
,
так
и
на
внутреннем
повиве
.
До
-
полнительно
отметим
,
что
по
-
врежденные
проволоки
не
рас
-
плетаются
,
а
благодаря
особой
преформации
остаются
в
повиве
,
что
является
еще
одним
преиму
-
ществом
.
Молниестойкость
троса
ГТК
исследовалась
в
московском
энергетическом
институте
.
Обра
-
зец
растягивался
на
специальном
натяжном
устройстве
с
помощью
натяжных
зажимов
НКК
-2-1
с
уси
-
лием
,
равным
среднеэксплуа
-
тационной
нагрузке
4380
кг
.
На
расстоянии
10
мм
от
троса
рас
-
полагался
высоковольтный
элек
-
трод
.
Обратные
токопроводы
крепились
симметрично
на
рас
-
стоянии
0,5–0,75
м
от
электро
-
да
.
На
высоковольтный
электрод
с
помощью
генератора
тока
фор
-
мировался
импульс
тока
молнии
:
–
составляющая
А
(
импульс
тока
первого
обратного
разряда
)
ам
-
плитудой
35±10 %
кА
и
вре
-
менем
воздействия
не
более
500
мкс
;
–
составляющая
В
(
промежу
-
точ
ный
ток
)
со
средней
ам
-
плитудой
2±10 %
кА
,
длитель
-
ностью
до
5
мкс
и
с
переноси
-
мым
зарядом
до
200±10 %
Кл
;
–
составляющая
С
(
постоянный
ток
)
амплитудой
200
А
,
дли
-
тельностью
до
1
с
и
с
переноси
-
мым
зарядом
до
200±10 %
Кл
.
По
результатам
исследований
было
сделано
заключение
:
грозо
-
защитный
трос
ГТК
является
стой
-
ким
к
воздействию
тока
молнии
с
переносимым
зарядом
100
Кл
,
суммарная
вероятность
появле
-
ния
которого
в
отрицательной
и
положительной
молнии
состав
-
ляет
4,45 %.
Потеря
прочности
образца
грозозащитного
троса
после
воздействия
тока
молнии
с
переносимым
зарядом
100
Кл
составляет
10,5 %
при
допусти
-
мой
потере
25 %.
Согласно
положения
о
Еди
-
ной
технической
политике
ПАО
«
Россети
»
минимальные
требо
-
вания
к
стойкости
к
грозовому
разряду
составляют
не
менее
100
Кл
,
при
этом
не
должно
про
-
исходить
снижения
механиче
-
ской
прочности
.
Хотя
данные
требования
можно
считать
завы
-
шенными
(
средний
разряд
мол
-
нии
составляет
лишь
20
Кл
),
все
-
таки
они
существуют
.
Известно
,
что
данным
требованиям
удов
-
летворяет
канат
марки
МЗ
произ
-
водства
Волгоградского
завода
«
Северсталь
».
Сравнительные
испытания
показали
,
что
дей
-
ствительно
МЗ
с
более
тонкими
проволоками
в
наружном
повиве
выдерживает
разряд
100–130
Кл
,
тогда
как
на
ГТК
,
обладающем
лучшей
рассеивающей
способ
-
ностью
за
счет
выигрыша
в
элек
-
трическом
сопротивлении
,
на
-
блюдается
пережог
проволок
.
На
первый
взгляд
это
противоречит
всем
законам
физики
,
но
все
же
у
этого
явления
есть
объясне
-
ние
.
Дело
в
том
,
что
установки
,
на
которых
производились
ис
-
пытания
,
имеют
ограничения
по
мощности
,
из
-
за
чего
приходится
располагать
разрядник
макси
-
мально
близко
к
тросу
(
не
более
10
мм
),
иначе
образовавшая
-
ся
за
счет
плавкой
проволочки
дуга
попросту
погаснет
,
не
успев
передать
нужное
количество
ку
-
лонов
.
Маленький
диаметр
про
-
волок
наружного
повива
каната
МЗ
позволяет
перепрыгивать
ка
-
налу
молнии
с
одной
проволоки
на
другую
даже
при
близком
рас
-
№
3 (42) 2017
72
положении
электрода
.
В
резуль
-
тате
мы
отчетливо
наблюдаем
более
пяти
оплавленных
рако
-
вин
на
поверхности
каната
.
При
воздействии
на
ГТК
с
большим
диаметром
проволок
разряд
на
-
ходит
кратчайшее
расстояние
до
ближайшей
проволоки
и
плавит
трос
в
одной
точке
.
После
испы
-
тания
это
также
отчетливо
на
-
блюдается
в
виде
одной
оплав
-
ленной
раковины
.
К
сожалению
,
постройка
более
мощной
уста
-
новки
требует
огромных
средств
,
которых
аккредитованные
в
ПАО
«
Россети
»
лаборатории
не
име
-
ют
.
Единственная
установка
,
мощности
которой
достаточно
для
передачи
кулонов
при
воз
-
душном
зазоре
60
и
более
мил
-
лиметров
имеется
у
Министер
-
ства
обороны
РФ
в
лаборатории
по
изучению
воздействия
мол
-
нии
на
самолеты
.
Проведенные
на
данной
установке
исследо
-
вания
полностью
подтвержда
-
ют
наше
предположение
.
На
ка
-
драх
,
снятых
высокоскоростной
камерой
(
рисунок
2),
отчетливо
видно
смещение
канала
разряда
под
действием
электромагнит
-
ных
сил
.
В
результате
стойкость
троса
ГТК
к
грозовому
разряду
возросла
до
250
Кл
,
при
этом
аналогично
с
МЗ
наблюдалось
образование
5-
ти
и
более
очагов
оплавления
.
Данные
исследова
-
ния
абсолютно
не
противоречат
природе
молнии
,
так
как
соглас
-
Табл
. 1.
Сравнительные
характеристики
применяющихся
на
сегодняшний
день
тросов
ТК
-11
мар
-
кировочная
группа
1370
Н
/
мм
ТК
-11
мар
-
кировочная
группа
1470
Н
/
мм
ТК
-11
мар
-
кировочная
группа
1570
Н
/
мм
ГТК
20
0/70-
11,1/87
ГТК
30
0/70-
11,1/57
ГТК
40
0/70-
11,1/44
ГТК
14
0/70-
11,1/87
11,0
МЗ
СТО
71915393-
ТУ
062-2008
(1770)
Производитель
ГОСТ
3063-80
ГОСТ
3063-80
ГОСТ
3063-80
ЭМ
-
КАБЕЛЬ
ЭМ
-
КАБЕЛЬ
ЭМ
-
КАБЕЛЬ
ЭМ
-
КАБЕЛЬ
Северсталь
-
метиз
Сечение
провода
общее
,
м
2
72,95
72,95
72,95
72,58
72,58
72,58
72,58
83,59
Внешний
диаметр
,
м
11
11
11
11,1
11,1
11,1
11,1
11
Масса
провода
,
г
/
м
0,627
0,627
0,627
0,493
0,420
0,347
0,526
0,695
Суммарное
расчетное
разрывное
усилие
всех
проволок
,
не
менее
89 950
96 100
102 000
87 593
57 418
44 537
103 790
147 000
Электрическое
сопро
-
тивление
постоянному
току
при
20 °
С
2,056
2,056
2,056
1,2038
0,8158
0,6118
1,721
1,7945
Термическое
воздей
-
ствие
тока
короткого
замыкания
24
24
24
48,0
66,6
80,3
28,6
31,0
но
опубликованным
наблюдени
-
ям
молния
никогда
не
стоит
на
одном
месте
,
а
всегда
движется
под
действием
электродинамики
по
поверхности
объ
екта
.
В
зависимости
от
толщины
алюминия
трос
ГТК
может
иметь
несколько
модификаций
:
–
ГТК
14
с
толщиной
алюминия
не
менее
5 %
от
диаметра
;
–
ГТК
20
с
толщиной
алюминия
не
менее
10 %
от
диаметра
;
–
ГТК
30
с
толщиной
алюминия
не
менее
15 %
от
диаметра
;
–
ГТК
40
с
толщиной
алюминия
не
менее
25 %
от
диаметра
.
Сравнительные
характеристи
-
ки
применяющихся
на
сегодняш
-
ний
день
тросов
приведены
в
таб
-
ли
це
1.
ВОЗДУШНЫЕ
ЛИНИИ
Рис
. 2.
Смещение
канала
разряда
под
действием
электромагнитных
сил
73
Табл
. 2.
Сравнительные
характеристики
стрел
провеса
и
тяжений
грозозащитных
тросов
марки
ГТК
и
ТК
.
Расчетный
режим
:
Т
= 0°,
С
Н
= 0
мм
, Q
Н
= 0,00
кгс
/
м
2
Длина
пролетов
в
метрах
троса
ТК
-70
Длина
пролетов
в
метрах
троса
ГТК
-20-0/70-11.1/87
100,0 150,0 200,0 250,0 300,0 350,0 400,0 100,0
150,0
200,0
250,0
300,0
350,0
400,0
Район
по
ветру
— 3.
Район
по
гололеду
— 2
Напряжение
,
кгс
/
мм
2
29,13 29,53 30,03 28,65 25,57 23,11 21,31 29,13
29,53
30,03
28,65
25,57
23,11
21,31
Стрела
провеса
,
м
0,37
0,82
1,43
2,35
3,78
5,70
8,07
0,29
0,65
1,13
1,85
2,98
4,50
6,38
Район
по
ветру
— 3.
Район
по
гололеду
— 3
Напряжение
,
кгс
/
мм
2
26,72 26,06 20,02 15,95 13,83 12,71 12,06 26,72
26,06
20,02
15,95
13,83
12,71
12,06
Стрела
провеса
,
м
0,40
0,93
2,15
4,21
7,00 10,36 14,26
0,32
0,73
1,70
3,33
5,54
8,19
11,26
Район
по
ветру
— 4.
Район
по
гололеду
— 3
Напряжение
,
кгс
/
мм
2
26,67 24,66 18,33 4,55 12,73 11,78 11,22 26,67
24,66
18,33
14,55
12,73
12,73
11,22
Стрела
провеса
,
м
0,40
0,98
2,35
4,62
7,60
11,18 15,33
0,32
0,78
1,86
3,65
6,01
8,85
12,12
Район
по
ветру
— 4.
Район
по
гололеду
— 4
Напряжение
,
кгс
/
мм
2
26,33 17,01 11,58
9,70
8,90
8,48
8,23
26,33
17,01
11,58
9,70
8,90
8,48
8,23
Стрела
провеса
,
м
0,41
1,42
3,71
6,93 10,87 15,53 20,90
0,32
1,12
2,94
5,45
8,58
12,25
16,53
Район
по
ветру
— 5.
Район
по
гололеду
— 5
Напряжение
,
кгс
/
мм
2
26,00 15,98 10,91 9,23
8,52
8,14
7,92
26,00
15,98
10,9
9 23
8,52
8,14
7,92
Стрела
провеса
,
м
0,41
1,51
3,94
7,28
11,36 16,18 21,72
0,33
1,20
3,11
5,77
8,94
12,76
7,11
430006,
Республика
Мордовия
,
г
.
Саранск
,
ул
. 2-
я
Про
мышленная
,
д
. 10
А
Тел
.: +7 (8342) 33-31-36, 33-30-61
Факс
: +7 (8342) 38-02-07
www.emcable.ru
Из
сравнения
видно
,
что
трос
ГТК
14
оптимально
подходит
для
замены
канатов
ТК
1470, 1570
маркировочных
групп
по
проч
-
ностным
характеристикам
.
При
этом
мы
получаем
преимущество
в
долговечности
и
надежности
.
Улучшения
таких
характеристик
как
термическая
стойкость
к
то
-
кам
к
.
з
.
и
максимально
допусти
-
мого
тока
мы
при
этом
не
полу
-
чим
,
но
,
учитывая
,
что
стоимость
троса
ГТК
14
не
превышает
стои
-
мости
ТК
,
можно
говорить
о
ши
-
роком
применении
этого
изделия
на
ВЛ
не
имеющих
более
высо
-
ких
требований
относительно
ка
-
натов
ТК
.
В
тех
случаях
,
когда
по
тросам
протекают
достаточно
большие
токи
,
рекомендуется
применять
ГТК
20.
Это
изделие
обладает
зна
-
чительно
лучшими
характеристи
-
ками
по
термической
стойкости
к
токам
к
.
з
.
и
максимально
допу
-
стимому
току
.
Отдельно
отметим
,
что
за
счет
меньшего
веса
,
ГТК
20
может
подвешиваться
с
теми
же
тяжениями
,
что
и
канат
ТК
и
иметь
более
высокую
стрелу
провеса
или
подвешиваться
с
меньшим
тяжением
и
иметь
ту
же
стрелу
провеса
.
В
приближении
к
подстанциям
или
на
линиях
с
очень
большими
токами
на
тросах
применяются
ГТК
30
и
ГТК
40.
При
необходи
-
мости
завод
производитель
мо
-
жет
изготовить
любой
другой
по
конструкции
и
сечению
трос
по
механическим
и
электрическим
параметрам
,
запрошенным
за
-
казчиком
.
Таким
образом
мы
готовы
произвести
трос
под
лю
-
бые
требования
.
Так
,
например
,
в
2016
году
,
по
проекту
ВЛ
110
кВ
«
Магистральный
нефтепровод
Куюмба
–
Тайшет
.
Внешнее
элек
-
троснабжение
ГНПС
№
1,
НПС
№
2,
НПС
№
3.
Спецпереход
че
-
рез
реку
Ангару
»,
был
произведен
трос
сечение
521
мм
2
,
использу
-
емый
в
качестве
и
грозотроса
,
и
фазного
провода
.
Особенно
-
стью
перехода
стало
большое
(
более
2
км
)
расстояние
между
опорами
,
требовавшее
большой
механической
прочности
троса
и
необходимости
передачи
в
ава
-
рийном
режиме
мощности
с
двух
ВЛ
110
кВ
по
одной
цепи
пере
-
хода
.
Оптимальным
решением
стало
применение
троса
из
стали
плакированной
алюминием
мар
-
ки
20 SA,
позволившей
обеспе
-
чить
и
механическую
прочность
,
и
передачу
мощ
ности
.
Р
№
3 (42) 2017
Оригинал статьи: Повышение надежности грозозащиты линий электропередачи
На сегодняшний день около 95 % ЛЭП 110 кВ и выше защищены от атмосферных перенапряжений канатами типа ТК и С в качестве грозозащиты. Согласно выводам, сделанным на основе сбора статистических данных, проведенных ПАО «Россети», видно, что основной причиной повреждений грозозащитных тросов являются износ и старение, — около 40 %. Повреждения, связанные с атмосферными перенапряжениями, составляют 21 %, с посторонними вмешательствами — 10,6 %. Таким образом, мы можем говорить о практической непригодности грузовых канатов марок ТК и С к применению в качестве грозозащитных тросов. Для решения данной проблемы предприятие ООО «ЭМ-КАБЕЛЬ», входящее в ГК «ОПТИКЭНЕРГО», разработало коррозионностойкий грозозащитный трос марки ГТК.