Проектирование и монтаж узлов транспозиции экранов

Page 1
background image

Page 2
background image

68

АНАЛИТИКА

СЕТИ  РОССИИ

68

КОРОБКА

 

ТРАНСПОЗИЦИИ

В

 

настоящее

 

время

 

в

 

сетях

 110—

500 

кВ

 

прокладываются

 

однофазные

 

кабели

 

с

 

изоляцией

 

из

 

сшитого

 

поли

-

этилена

Согласно

 

Стандарту

 

ОАО

 

«

ФСК

 

ЕЭС

» [1] 

практически

 

каждая

 

из

 

линий

 

с

 

такими

 

кабелями

 

требует

 

внедрения

 

мер

 

борьбы

 

с

 

паразитны

-

ми

 

потерями

 

в

 

экранах

среди

 

кото

-

рых

 

известны

:

• 

одностороннее

 

заземление

 

экра

-

нов

;

• 

транспозиция

 

экранов

.

Оба

 

мероприятия

 

дают

 

одинако

-

вый

 

результат

  (

уход

 

от

 

потерь

), 

но

 

имеют

 

раз

-

личную

 

область

 

применения

одностороннее

 

заземление

 

экранов

 

используется

 

для

 

линий

 

длиной

 

до

 500—1000 

м

а

 

в

 

остальных

 

случаях

 

нужна

 

транспозиция

 

экранов

.

Для

 

организации

 

транспозиции

  (

рис

. 1) 

ка

-

бельная

 

линия

 

делится

 

на

 

кратное

 

трём

 

число

 

участков

 

примерно

 

равной

 

длины

В

 

местах

 

со

-

пряжения

 

участков

 

устанавливаются

 

специаль

-

ные

 

соединительные

 

муфты

 

с

 

выводами

 

экра

-

нов

 

наружу

называемые

 

транспозиционными

 

муфтами

 (

МТ

). 

Экраны

 

кабеля

 

выводятся

 

из

 

МТ

 

при

 

помощи

 

соединительного

 

провода

 

с

 

поли

-

этиленовой

 

изоляцией

 (

ППС

и

 

заходят

 

в

 

короб

-

ки

 

транспозиции

  (

КТ

-

ОПН

), 

в

 

которых

 

установ

-

лены

 

ограничители

 

перенапряжений

 (

ОПН

для

 

защиты

 

оболочки

 

кабеля

 

от

 

импульсных

 

пере

-

к

а

б

е

л

ь

н

ы

е

 л

и

н

и

и

кабельные линии

Проектирование 

и монтаж узлов 

транспозиции экранов

Понятие «транспозиция экранов» хорошо известно тем энергетикам, которые 
применяют в своих сетях однофазные кабели с изоляцией из сшитого полиэти-
лена. Это техническое решение позволяет минимизировать наведённые в экра-
нах кабелей токи промышленной частоты и вызванные ими потери активной 
мощности, а значит — повысить эффективность кабельных линий. К сожале-
нию, пока ещё встречается неудачная компоновка узлов транспозиции, затруд-
няющая монтаж и эксплуатацию.

Михаил ДМИТРИЕВ,

 доцент Санкт-Петербургского государственного

 политехнического университета, к.т.н.

Рис

. 1. 

Транспозиция

 

экранов

 

кабельной

 

линии

 

с

 

однофазными

 

кабелями

напряжений

По

 

концам

 

кабельной

 

линии

 

экра

-

ны

 

выводятся

 

из

 

концевых

 

муфт

 (

МК

и

 

просто

 

заземляются

.

Внешний

 

вид

 

распространённой

 

в

 

России

 

ко

-

робки

 

транспозиции

 

типа

 

КТ

-

ОПН

 

приведён

 

на

 

рис

. 2, 

а

 

этапы

 

её

 

монтажа

 

подробно

 

описаны

 

в

 

статье

 [2]. 

Важнейшим

 

требованием

которое

 

предъ

-

является

 

к

 

коробке

 

транспозиции

является

 

её

 

максимальная

 

герметичность

предполагающая

 

в

 

худшем

 

случае

 

даже

 

эксплуатацию

 

под

 

водой

Разумеется

что

 100% 

герметичность

 

коробки

 

мо

-

жет

 

быть

 

гарантирована

 

лишь

 

тогда

когда

 

све

-

дено

 

к

 

минимуму

 

число

 

открытий

 

и

 

закрытий

 

её

 

крышки

Именно

 

поэтому

 

в

 

конструкции

 

КТ

-

ОПН

 

реализованы

 

два

 

важнейших

 

запатентованных

 

решения

:


Page 3
background image

69

 2 (29), 

март

апрель

, 2015

69

• 

присоединение

 

проводов

 

ППС

 

к

 

коробке

 

осущест

-

вляется

 

только

 

снаружи

через

 

шесть

 

проходных

 

изоляторов

т

.

е

при

 

монтаже

 

коробки

 

её

 

не

 

надо

 

открывать

;

• 

внутри

 

коробки

 

размещены

 

специальные

 

ОПН

 

с

 

малым

 

током

 

проводимости

т

.

е

в

 

процессе

 

эксплуатации

 

линии

 

при

 

периодических

 

испыта

-

ниях

 

оболочки

 

кабеля

 

постоянным

 

напряжением

 

10 

кВ

 

не

 

надо

 

открывать

 

коробку

 

и

 

отсоединять

 

от

 

экранов

 

размещённые

 

в

 

ней

 

ОПН

.

Отмеченный

 

комплекс

 

мероприятий

 

позволяет

 

максимально

 

долго

 

сохранить

 

герметичность

 

короб

-

ки

проверенную

 

в

 

заводской

 

лаборатории

 (

рис

. 3). 

Рис

. 3. 

Заводские

 

испытания

 

коробки

 

на

 

герметичность

внутри

 

коробки

 

повышенного

 

давления

  (

например

с

 

привлечением

 

автомобильного

 

компрессора

и

 

да

-

лее

 

измерения

 

этого

 

давления

 

спустя

 5 

минут

.

КОЛОДЕЦ

 

ТРАНСПОЗИЦИИ

Коробки

 

транспозиции

 

КТ

-

ОПН

 

располагаются

 

по

 

трассе

 

кабельной

 

линии

 

в

 

специальных

 

местах

защищённых

 

от

 

проникновения

 

случайных

 

лиц

 

и

 

на

-

зываемых

 

колодцами

 

транспозиции

Как

 

оказалось

конструкция

 

колодца

 

транспозиции

 

очень

 

сильно

 

влияет

 

на

 

качество

 

монтажа

 

размещаемых

 

в

 

нём

 

ко

-

робок

 

транспозиции

а

 

также

 

на

 

удобство

 

последую

-

щей

 

эксплуатации

 

всей

 

кабельной

 

линии

Для

 

того

 

чтобы

 

монтаж

 

и

 

эксплуатация

 

транспо

-

зиции

 

экранов

 

были

 

наиболее

 

удачны

рекомендует

-

ся

 

придерживаться

 

нескольких

 

простых

но

 

важных

 

правил

.

1.  

Колодец

 

транспозиции

 

должен

 

быть

 

такого

 

разме

-

ра

чтобы

 

был

 

обеспечен

 

удобный

 

подход

 

к

 

короб

-

ке

Колодец

 

не

 

должен

 

быть

 

маленьким

 

и

 

мелким

так

 

как

 

в

 

нём

 

нельзя

 

будет

 

развернуться

он

 

будет

 

легко

 

затопляться

 

водой

а

 

зимой

 

насквозь

 

про

-

мерзать

Лучше

 

всего

 

использовать

 

железобетон

-

ные

 

колодцы

 

типа

 

ККС

-5, 

так

 

как

 

они

 

просторны

 

и

 

позволяют

 

разместить

 

сразу

 

две

 

коробки

 (

в

 

случае

 

двухцепной

 

кабельной

 

линии

), 

достаточно

 

прочны

массивны

 (

не

 

будут

 

выдавлены

 

грунтом

). 

2.  

Коробка

 

должна

 

размещаться

 

в

 

верхней

 

части

 

ко

-

лодца

чтобы

 

попадающие

 

в

 

колодец

 

грунтовые

 

и

 

дождевые

 

воды

 

редко

 

достигали

 

коробки

и

 

чтобы

 

зимой

 

она

 

не

 

вмерзала

 

в

 

лёд

.

3.  

Коробка

 

должна

 

размещаться

 

так

чтобы

 

про

-

ходные

 

изоляторы

 

смотрели

 

вниз

в

 

пол

 

колодца

ведь

 

именно

 

в

 

нижней

 

части

 

колодца

 

в

 

него

 

при

 

помощи

 

ППС

 

заводятся

 

шесть

 

экранов

 

кабельной

 

линии

отходящих

 

от

 

транспозиционных

 

муфт

.

4.  

Сечение

 

жилы

 

провода

 

ППС

 

должно

 

быть

 

равно

 

сечению

 

экрана

 

силового

 

кабеля

 (

как

 

правило

до

 

240 

мм

2

). 

Не

 

рекомендуется

 

применять

  «

универ

-

сальные

» 

провода

 

сечением

 400 

мм

2

поскольку

 

они

 

настолько

 

жёсткие

что

 

при

 

монтаже

 

их

 

невоз

-

можно

 

изогнуть

 

и

 

ввести

 

в

 

проходной

 

изолятор

 

ко

-

робки

 

транспозиции

5.  

Монтаж

 

и

 

испытания

 

кабельной

 

линии

 

не

 

требуют

 

вскрытия

 

коробок

 

КТ

-

ОПН

Открывать

/

закрывать

 

крышку

 

коробки

 

может

 

потребоваться

 

лишь

 

в

 

слу

-

чае

 

поиска

 

повреждений

 

изоляции

 

кабеля

 

или

 

его

 

оболочки

На

 

рис

. 4 

схематично

 

отражены

 

первые

 

три

 

из

 

пяти

 

названных

 

выше

 

простых

 

правил

 

обустройства

 

колодца

 

транспозиции

НЕУДАЧНЫЕ

 

РЕШЕНИЯ

 

И

 

ИХ

 

ПОСЛЕДСТВИЯ

К

 

сожалению

в

 

последнее

 

время

 

появился

 

ряд

 

силовых

 

кабельных

 

линий

где

 

при

 

обустройстве

 

уз

-

лов

 

транспозиции

 

сделаны

 

серьёзные

 

отступления

 

от

 

названных

 

выше

 

правил

Разберём

 

один

 

из

 

таких

 

случаев

выявленный

 

в

 

Санкт

-

Петербурге

.

Фотографии

 

колодца

 

транспозиции

 

с

 

установлен

-

ной

 

коробкой

сделанные

 

на

 

этой

 

линии

 

весной

 2015 

го

-

да

представлены

 

на

 

рис

. 5 

и

 6. 

В

 

чём

 

были

 

ошибки

?

Во

-

первых

применён

 

маленький

 

колодец

 

транспо

-

зиции

 (

узкий

 

и

 

неглубокий

), 

который

 

легко

 

затаплива

-

Рис

. 2. 

Коробка

 

транспозиции

 

экранов

 

однофазных

 

кабелей

К

 

сожалению

порой

 

возникают

 

обстоятельства

требующие

 

вскрытия

 

коробки

 

транспозиции

 — 

это

 

поиск

 

повреждений

 

главной

 

изоляции

 

или

 

оболочки

 

кабельной

 

линии

когда

 

в

 

коробках

 

желательно

 

заме

-

нить

 

перекрёстное

 

соединение

 

экранов

 

на

 

прямое

Разумеется

после

 

этого

 

нет

 

полной

 

уверенности

 

в

 

том

так

 

ли

 

внимательно

 

монтажники

 

закрыли

 

крыш

-

ку

 

коробки

не

 

утеряно

 

ли

 

уплотнение

равномерно

 

ли

 

и

 

с

 

верным

 

ли

 

усилием

 

затянуты

 

более

 

десятка

 

болтов

 

крышки

В

 

подобных

 

случаях

 

после

 

открытия

/

закрытия

 

крышки

 

коробки

 

транспозиции

 

рекомендуется

 

вы

-

полнить

 

проверку

 

герметичности

 

с

 

помощью

 

по

-

левой

 

установки

аналогичной

 

представленной

 

на

 

рис

. 3. 

Процедура

 

простая

 

и

 

основана

 

на

 

создании

 


Page 4
background image

70

СЕТИ РОССИИ

3. 

В

 

случае

 

если

 

вскрытие

 

коробки

 

КТ

-

ОПН

 

всё

 

же

 

потребовалось

то

 

полезной

 

будет

 

проверка

 

гер

-

метичности

 

коробки

которую

 

легко

 

выполнить

 

при

 

помощи

 

компактной

 

переносной

 

установки

 

(

автомобильный

 

компрессор

 

и

 

манометр

).

4. 

Целесообразно

 

шире

 

привлекать

 

производителей

 

коробок

 

транспозиции

 

для

 

экспертизы

 

принимае

-

мых

 

проектных

 

решений

для

 

контроля

 

за

 

соблю

-

дением

 

правил

 

монтажа

 

и

 

эксплуатации

 

узлов

 

транспозиции

а

 

также

 

для

 

проверки

 

герметично

-

сти

 

коробок

 

в

 

полевых

 

условиях

.   

ЛИТЕРАТУРА

1.  

СТО

 56947007-29.060.20.103-2011. 

Силовые

 

ка

-

бели

Методика

 

расчёта

 

устройств

 

заземления

 

экранов

защиты

 

от

 

перенапряжений

 

изоляции

 

силовых

 

кабелей

 

на

 

напряжение

 110—500 

кВ

 

с

 

изоляцией

 

из

 

сшитого

 

полиэтилена

.

Дмитриев

 

М

.

В

Выбор

 

и

 

реализация

 

схем

 

зазем

-

ления

 

экранов

 

однофазных

 

кабелей

 6—500 

кВ

 // 

Журнал

  «

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Передача

 

и

 

рас

-

пределение

», 

 6(21), 2013, 

с

. 90—97. 

ется

 

водой

а

 

зимой

 

насквозь

 

промерзает

 (

ни

 

одна

 

из

 

известных

 

в

 

мире

 

фирм

 

не

 

делает

 

коробки

 

транспози

-

ции

 

для

 

эксплуатации

 

во

 

льду

). 

Неудачно

 

выполнена

 

крышка

 

колодца

из

-

за

 

чего

 

зимой

 

она

 

так

 

сильно

 

при

-

мерзала

 

к

 

его

 

стенкам

что

 

её

 

было

 

не

 

открыть

Также

 

существует

 

риск

 

выдавливания

 

колодца

.

Во

-

вторых

для

 

соединения

 

экранов

 

кабеля

 

с

 

ко

-

робкой

 

транспозиции

 

были

 

взяты

 

провода

 

огромного

 

сечения

 400 

мм

2

что

учитывая

 

их

 

жёсткость

 

и

 

малый

 

габарит

 

колодца

не

 

позволило

 

нормально

 

присоеди

-

ниться

 

к

 

проходным

 

изоляторам

Чтобы

 

выйти

 

из

 

по

-

ложения

монтажникам

 

пришлось

 

вскрыть

 

коробку

убрать

 

из

 

неё

 

проходные

 

изоляторы

присоединить

 

к

 

изъятым

 

изоляторам

 

провода

 

и

 

только

 

после

 

этого

 

с

 

большими

 

усилиями

 

устанавливать

 

изоляторы

 

обрат

-

но

 

в

 

корпус

 

коробки

но

 

порой

 

уже

 

без

 

штатных

 

уплот

-

няющих

 

колец

Иными

 

словами

при

 

монтаже

 

были

 

нарушены

 

инструкции

 

завода

-

изготовителя

 

КТ

-

ОПН

.

В

-

третьих

из

-

за

 

малого

 

размера

 

колодца

 

при

 

монтаже

 

коробки

 

транспозиции

 

её

 

не

 

удалось

 

разме

-

стить

 

проходными

 

изоляторами

 

вниз

ведь

 

тогда

 

до

 

них

 

было

 

бы

 

не

 

добраться

 — 

поэтому

 

коробку

 

разме

-

стили

 

на

 

боку

 

так

что

 

крышка

 

оказалась

 

сверху

Рас

-

положенная

 

подобным

 

образом

 

коробка

с

 

учётом

 

утери

 

уплотняющих

 

колец

вела

 

себя

 

как

 

своеобраз

-

ная

 

накопительная

 

ёмкость

 

для

 

воды

 

и

 

не

 

способна

 

была

 

самостоятельно

 

её

 

стравливать

 (

даже

 

в

 

те

 

вре

-

мена

 

года

когда

 

уровень

 

воды

 

в

 

колодце

 

транспози

-

ции

 

опускался

).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. 

Рекомендуется

 

придерживаться

 

отмеченных

 

в

 

статье

 

правил

 

обустройства

 

узлов

 

транспозиции

 

(

в

 

части

 

выбора

 

размеров

 

колодца

 

транспозиции

 

и

 

расположения

 

в

 

нём

 

коробки

 

транспозиции

 

КТ

-

ОПН

).

2. 

Следует

 

минимизировать

 

число

 

манипуляций

 

с

 

крышкой

 

коробки

 

транспозиции

так

 

как

 

при

 

не

-

брежном

 

обращении

 

они

 

чреваты

 

потерей

 

герме

-

тичности

На

 

время

 

монтажа

 

коробки

 

транспози

-

ции

 

КТ

-

ОПН

 

или

 

на

 

время

 

испытаний

 

оболочки

 

кабельной

 

линии

 

постоянным

 

напряжением

 10 

кВ

 

открывать

 

коробку

 

не

 

надо

.

Рис

. 5. 

Коробка

 

транспозиции

установленная

 

в

 «

компактном

» 

колодце

 

транспозиции

Рис

. 6. 

Вскрытие

 

коробки

 

транспозиции

 

в

 «

компактном

» 

колодце

 

транспозиции

Рис

. 4. 

Монтаж

 

коробки

 

в

 

колодце

 

транспозиции

 

двухцепной

 

кабельной

 

линии


Читать онлайн

Понятие «транспозиция экранов» хорошо известно тем энергетикам, которые применяют в своих сетях однофазные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена. Это техническое решение позволяет минимизировать наведённые в экранах кабелей токи промышленной частоты и вызванные ими потери активной мощности, а значит — повысить эффективность кабельных линий. К сожалению, пока ещё встречается неудачная компоновка узлов транспозиции, затрудняющая монтаж и эксплуатацию.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 4(79), июль-август 2023

Длительно допустимая токовая нагрузка силовых кабельных линий высокого напряжения в условиях трубно-блочной канализации

Кабельные линии
Волошин К.В. Грешняков Г.В. Кизеветтер Д.В. Титков В.В. Тукеев П.Д. Чесноков Е.А. Бушанова В.В. Херсонцева И.О.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»