30
Март
–
апрель
2017
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
УСИЛЕНИЕ
системы
В
2011
году
через
западный
Массачусетс
прошла
серия
из
трех
штормов
и
повлекла
за
собой
про
-
должительные
отключения
линии
электропере
-
дачи
напряжением
69
кВ
в
Ист
-
Лонгмидоу
(
штат
Массачусетс
,
США
).
В
июне
2011
года
этому
району
на
-
нес
значительный
ущерб
рекордно
сильный
торнадо
.
Он
был
отнесен
к
категории
EF3
и
стал
одним
из
са
-
мых
мощных
когда
-
либо
имевших
место
в
регионе
.
При
пересечении
трассы
линии
электропередачи
торнадо
изменил
курс
и
начал
двигаться
вдоль
нее
,
оставляя
за
собой
выкорчеванные
деревья
и
разрушенные
опоры
.
В
августе
2011
года
ураган
«
Айрен
»
обрушился
на
Нью
-
Йорк
и
понесся
на
север
к
Новой
Англии
.
От
сильного
Укрепление проводов
линий электропередачи
69 кВ несущими тросами
с изолирующими
распорками
National Grid модернизирует линии электропередачи,
подвергающиеся частым повреждениям из)за
штормового ветра.
Дэниэл Уайт (Daniel White)
,
National Grid
ветра
вновь
пострадала
все
та
же
трасса
линии
элек
-
тропередачи
:
было
вырвано
много
деревьев
и
снесены
опоры
.
Наконец
,
в
конце
октября
2011
года
в
Новой
Ан
-
глии
случилась
необычайно
ранняя
снежная
буря
.
Она
возникла
в
то
самое
время
,
когда
большая
часть
листьев
еще
оставалась
на
деревьях
и
добавляла
огромный
вес
ветвям
.
В
итоге
,
множество
деревьев
не
смогли
справиться
с
дополнительной
нагрузкой
от
снега
и
обрушились
под
ее
воздействием
.
Такая
участь
постигла
и
деревья
,
расположенные
вблизи
злополучной
трассы
линии
электропередачи
в
Ист
-
Лонгмидоу
.
Под
их
тяжестью
были
разрушены
опоры
и
вырваны
прово
-
да
,
в
результате
чего
случилось
третье
продол
-
жительное
нару
-
шение
электро
-
снабжения
за
пять
меся
цев
.
Помимо
штор
-
мов
и
ураганных
ветров
были
за
-
фиксированы
не
-
сколько
случаев
падений
ветвей
деревьев
на
про
-
вода
,
что
привело
к
дополнительным
кратковременным
перебоям
в
пере
-
даче
электро
-
энергии
.
С
учетом
всех
этих
обстоя
-
тельств
компания
National Grid
ре
-
шила
найти
спо
-
Торнадо
категории
EF3
привел
к
значительным
повреждениям
линии
электропередачи
на
территории
западного
Массачусетса
.
31
Март
–
апрель
2017
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
УСИЛЕНИЕ
системы
Такой
высоты
достигают
деревья
,
находящиеся
вблизи
ли
-
нии
электропередачи
,
которая
в
2011
году
была
подвержена
нескольким
отключениям
.
соб
укрепить
линию
электропередачи
и
защитить
ее
от
воздействия
погодных
стихий
.
Высокие
сосны
создают
проблемы
Линия
электропередачи
в
Ист
-
Лонгмидоу
имеет
протя
-
женность
12
миль
(19,3
км
).
Она
выполнена
на
одиноч
-
ных
деревянных
опорах
и
имеет
треугольную
конфигу
-
рацию
фазных
проводов
.
Примерно
4
мили
(6,4
км
)
две
цепи
линии
идут
параллельно
друг
с
другом
в
рамках
общего
коридора
шириной
100
футов
(30,5
м
).
Далее
на
протяжении
примерно
8
миль
(12,9
км
)
одна
из
цепей
проходит
в
своем
собственном
гораздо
более
узком
ко
-
ридоре
шириной
60
футов
(18,3
м
).
Большая
часть
коридора
линии
сопровождается
стоящими
рядом
высокими
соснами
,
среди
которых
есть
и
те
,
что
по
высоте
превышают
100
футов
(30,5
м
).
Такие
высокие
деревья
могут
быть
легко
сломаны
при
воздействии
сильного
ветра
и
снега
.
Опоры
линии
электропередачи
достигают
в
высоту
от
40
до
55
фу
-
тов
(
от
12,2
до
16,7
м
).
В
местах
,
где
две
цепи
линии
проходят
в
рамках
одного
коридора
,
они
обе
могут
быть
повреждены
всего
лишь
одним
упавшим
дере
-
вом
,
что
приведет
к
потере
электроснабжения
целой
подстанции
.
Комбинация
подходящих
решений
К
счастью
,
уже
запущен
проект
по
модернизации
участ
-
ка
линии
электропередачи
и
повышения
ее
класса
на
-
пряжения
до
115
кВ
.
Модернизация
предполагает
уве
-
личение
высоты
опор
и
расстояния
между
фазами
,
а
также
добавление
грозозащитного
троса
для
обеспе
-
чения
дополнительной
защиты
.
Однако
,
главной
целью
проекта
является
подведение
электроэнергии
к
новой
подстанции
.
Это
означает
,
что
только
10
из
12
миль
(16
из
19,1
км
)
линии
подлежат
реконструкции
,
при
этом
участок
протяженностью
в
2
мили
(3,2
км
)
остается
под
-
верженным
потенциальным
повреждениям
,
обуслов
-
ленным
падениями
деревьев
(
одна
миля
в
коридоре
с
одной
цепью
линии
,
а
вторая
в
общем
коридоре
).
При
-
нимая
во
внимание
данный
факт
,
было
рассмотрено
несколько
вариантов
снижения
потенциального
воздей
-
ствия
природных
катаклизмов
на
оставшийся
участок
линии
электропередачи
:
•
Вариант
1.
Ничего
не
делать
.
Этот
вариант
сразу
был
отнесен
к
нереальным
.
Штормы
негативно
воз
-
действовали
на
энергетическую
систему
.
Необходи
-
мо
было
принять
меры
по
повышению
надежности
линий
электропередачи
.
•
Вариант
2.
Восстановить
линию
после
повреждений
.
Провести
ее
модернизацию
в
соответствии
с
действу
-
ющими
стандартами
и
заменить
изношенные
элемен
-
ты
.
Было
решено
,
что
данный
подход
не
позволит
ре
-
шить
существующие
проблемы
с
надежностью
.
•
Вариант
3.
Перестроить
линию
,
используя
более
высокие
опоры
.
Подобная
альтернатива
позволила
бы
решить
проблемы
,
возникающие
вследствие
па
-
дений
деревьев
.
Однако
учитывая
высоту
послед
-
них
,
необходимо
было
бы
значительно
увеличивать
высоту
опор
.
Если
фазные
провода
на
них
при
этом
останутся
в
треугольной
конфигурации
,
то
линия
потеряет
защиту
от
ударов
молнии
,
которая
ранее
обеспечивалась
соседними
деревьями
.
В
таких
об
-
стоятельствах
появится
потребность
использова
-
ния
грозозащитного
троса
.
Для
этого
придется
еще
больше
увеличивать
высоту
опор
и
горизонтальное
расстояние
между
фазными
проводами
.
В
подобных
условиях
не
будет
никакой
возможности
разместить
новые
опоры
в
пределах
существующего
коридора
линии
.
•
Вариант
4.
Расширить
коридор
линии
и
вырубить
деревья
,
представляющие
опасность
.
Получение
права
на
отчуждение
дополнительных
земельных
участков
для
этого
варианта
было
бы
крайне
затруд
-
нительным
.
Кроме
того
,
площадь
территории
вы
-
рубки
леса
вероятно
вызвала
бы
обеспокоенность
у
располагающихся
неподалеку
местных
жителей
и
городских
чиновников
.
•
Вариант
5.
Установить
на
линии
69
кВ
несущий
трос
с
изолирующими
распорками
.
Такие
конструк
-
ции
являются
относительно
новыми
и
нашли
свое
применения
только
в
нескольких
местах
.
Впервые
они
были
установлены
на
северо
-
востоке
США
.
Несущий
трос
обеспечивает
большую
прочность
системе
проводов
чем
та
,
что
она
имеет
в
своем
обычном
исполнении
.
Эта
дополнительная
проч
-
ность
позволяет
уменьшить
количество
поврежде
-
ний
,
обусловленных
падением
на
линию
больших
ветвей
и
небольших
деревьев
.
Фиксация
проводов
изолирующими
распорками
снижает
количество
отключений
линии
,
вызванных
кратковременным
соприкосновением
разных
фаз
.
Несущий
трос
и
распорки
занимают
совсем
небольшую
площадь
,
что
позволяет
увеличить
расстояние
между
прово
-
дами
и
деревьями
.
Проблема
этой
конструкции
за
-
ключается
только
в
том
,
что
она
будет
перегружать
существующие
опоры
.
32
Март
–
апрель
2017
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
В
итоге
компания
National Grid
приняла
решение
,
что
комбинация
варианта
с
несущим
тросом
и
вари
-
анта
восстановления
линии
обеспечит
наилучшие
условия
для
сокращения
количества
отключений
и
повышения
надежности
.
Были
исследованы
мно
-
гочисленные
случаи
протяжки
несущего
троса
при
различных
длинах
проводов
.
В
конце
концов
,
было
решено
,
что
наиболее
целесообразным
вариантом
будет
установка
нового
несущего
троса
с
изолиру
-
ющими
распорками
на
протяжении
участка
линии
длиной
1,5
мили
(2,4
км
),
где
высокие
деревья
пред
-
ставляют
наибольшую
опасность
.
Оставшиеся
пол
-
мили
(0,8
км
)
линии
,
располагающиеся
вблизи
жилых
районов
,
будут
восстановлены
от
разрушений
с
ис
-
пользованием
существующего
провода
.
Конструктивные
особенности
Конструкция
с
несущим
тросом
предполагает
нали
-
чие
непосредственно
самого
троса
и
трех
кабелей
,
соединенных
распоркой
.
Несущий
трос
испытывает
всю
механическую
нагрузку
и
поддерживает
провода
.
Также
он
играет
роль
нейтрального
проводника
и
вы
-
полняет
грозозащитную
функцию
.
Система
проводов
натянута
через
распорки
на
подвесных
конструкци
-
ях
высотой
4,7
фута
(1,4
м
).
Все
кабели
(
каждый
по
отдельности
)
прикреплены
к
анкерным
опорам
по
-
средством
горизонтальных
опорных
изоляторов
.
По
обеим
сторонам
опор
для
поддержания
кабелей
на
расстоянии
друг
от
друга
использованы
дополни
-
тельные
распорки
.
В
общем
случае
рекомендуется
использовать
двойные
распорки
,
но
для
обеспечения
дополнительной
надежности
линии
в
Ист
-
Лонгмидоу
вместо
этого
были
использованы
тройные
.
Производитель
оборудования
Hendrix Wire and Cable
консультировался
с
National Grid
на
каждом
этапе
про
-
ектирования
и
играл
ключевую
роль
в
решении
многих
вопросов
,
возникавших
в
ходе
работы
над
проектом
.
Первоначальная
концепция
заключалась
в
установ
-
ке
новых
деревянных
опор
,
однако
почти
сразу
стало
понятно
,
что
это
невоз
-
можно
без
значительного
увеличения
их
количества
в
пределах
линии
.
Как
правило
,
системы
элек
-
тропередачи
с
несущим
тросом
и
изолирующими
распорками
,
рассчитан
-
ные
на
напряжение
69
кВ
,
предполагают
установку
одиночных
опор
с
един
-
ственной
траверсой
,
под
-
держивающей
трос
и
про
-
вода
.
Провода
являются
изолированными
и
по
-
этому
имеют
значитель
-
ную
массу
.
Это
приводит
к
возникновению
больших
механических
нагрузок
.
С
учетом
данного
факта
в
итоге
были
установле
-
ны
стальные
опоры
с
ма
-
лой
длиной
пролета
.
Для
анкерных
опор
потребо
-
валось
применение
бе
-
тонных
кессонных
фунда
-
ментов
.
Анкерная
опора
наклонена
и
нуждается
в
реконструкции
.
УСИЛЕНИЕ
системы
На
диаграммах
показана
изолирующая
распорка
и
расположение
проводов
(
слева
),
а
также
стандартная
опора
с
изолирующей
распоркой
(
справа
).
4-дюймовая
изогнутая
квадратная
шайба
Изолирующая
распорка 69 кВ
компании
Hendrix
12 дюймов
49
дюймов
14 дюймов
4-дю
изог
квад
ша
Позиция
несущего
троса
Нейлоновые
болты
Элементы
конструкции из
высокоплотного
полиэтилена
Позиция
фазного
провода
Распорка
MC-4
33
Март
–
апрель
2017
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
Система
проводов
с
несущим
тросом
и
распорками
установ
-
лена
на
анкерные
опоры
.
Для
каждой
фазы
вблизи
опор
пред
-
усмотрены
соединительные
перемычки
.
На
рисунке
изображена
деталь
разрядника
для
защиты
от
грозовых
перенапряжений
.
Деталь
расположена
на
опоре
,
где
с
одной
стороны
находится
обычная
система
проводов
,
а
с
другой
—
система
с
несущим
тросом
.
УСИЛЕНИЕ
системы
Из
-
за
узкого
коридора
линии
электропередачи
центральный
фазный
провод
должен
был
остать
-
ся
на
своем
месте
.
Установка
одиночных
траверс
для
поддержки
несущего
троса
означала
,
что
но
-
вые
опоры
нужно
будет
сместить
относительно
по
-
ложения
уже
существующих
.
В
итоге
новые
опоры
были
спроектированы
достаточно
высокими
для
того
,
чтобы
обеспечить
возможность
их
установки
перед
демонтажом
существующих
,
гарантировав
при
этом
,
что
новые
провода
не
будут
провисать
до
уровня
находящейся
в
эксплуатации
линии
.
Кроме
того
,
новые
опоры
были
разработаны
таким
образом
,
чтобы
в
случае
необходимости
их
можно
было
ис
-
пользовать
для
поддержки
проводов
существующей
линии
.
На
новых
опорах
были
установлены
специальные
оттяжки
.
Они
были
нужны
для
того
,
чтобы
при
жела
-
нии
можно
было
поднять
и
установить
на
новые
опоры
существующие
провода
и
сохранить
линию
в
эксплуа
-
тации
.
Однако
эта
конструктивная
особенность
так
ни
-
когда
и
не
была
использована
,
потому
что
ограничения
на
отключения
линии
во
время
строительных
работ
не
были
настолько
жесткими
,
как
это
предполагалось
пер
-
воначально
.
Текущие
вызовы
На
этапе
проектирования
появилось
несколько
про
-
блем
.
На
линии
имелся
такой
узел
,
где
пересекались
две
существующие
цепи
и
располагались
два
выклю
-
чателя
.
Установка
несущего
троса
и
распорок
на
этом
участке
означала
,
что
выключатели
нужно
было
бы
заменить
.
В
итоге
было
принято
решение
продолжить
использовать
ранее
установленные
выключатели
и
оставить
между
ними
стандартный
сталеалюмине
-
вый
провод
ACSR.
Это
позволило
значительно
упро
-
стить
работы
на
этом
участке
линии
и
обеспечить
на
-
дежность
.
Территория
непосредственно
возле
местной
под
-
станции
также
была
достаточно
проблемной
.
Под
-
станция
располагалась
рядом
со
складской
площа
-
дью
Министерства
транспорта
штата
Массачусетс
(Massachusetts Department of Transportation — DOT)
прямо
перед
местом
,
где
линия
пересекала
водо
-
хранилище
.
Вблизи
складов
необходимо
было
мак
-
симально
уменьшить
высоту
опор
.
В
итоге
в
этом
месте
был
выполнен
поворот
линии
на
угол
более
90
градусов
.
Обычно
при
подобных
поворотах
требуется
устанавливать
опоры
с
кессонным
фундаментом
.
Но
,
поскольку
DOT
не
разрешало
размещение
данного
типа
фундамента
на
своей
территории
,
решено
было
установить
стальные
опоры
путем
их
непосредствен
-
ного
закапывания
в
грунт
.
Для
всех
опор
такого
типа
компания
National Grid
использовала
при
установке
гофрированные
металлические
трубы
,
заполняемые
бетоном
.
В
целях
уменьшения
высоты
опор
на
по
-
следних
двух
пролетах
линии
на
территории
DOT
был
оставлен
сталеалюминевый
провод
ACSR.
Вблизи
водохранилища
пролеты
были
слишком
длинными
для
установки
на
опорах
подвесных
тра
-
верс
.
В
связи
с
этим
появилась
необходимость
выпол
-
нения
всех
пяти
опор
этого
участка
анкерными
.
На
каждой
опоре
,
где
осуществлялся
переход
с
обычной
системы
проводов
к
системе
с
несущим
тросом
,
были
установлены
разрядники
для
защиты
от
грозовых
перенапряжений
.
Без
их
установки
на
грани
-
це
соединения
двух
систем
проводов
могли
возникнуть
серьезные
проблемы
.
Стандартная
практика
компании
National Grid
предполагает
монтаж
на
линиях
электропереда
-
34
Март
–
апрель
2017
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
Барабаны
с
кабелями
69
кВ
готовы
для
начала
работ
по
его
протяжке
.
Больше
информации
на
:
Hendrix Wire and Cable | hendrix-wc.com
National Grid | www.nationalgridus.com
чи
фарфоровых
изоляторов
вместо
полимерных
.
Однако
,
для
системы
с
несущим
тро
-
сом
при
установке
горизон
-
тальных
опорных
изоляторов
рекомендуется
выполнять
их
именно
полимерными
.
Чтобы
следовать
принципам
компа
-
нии
и
избежать
проблем
с
ди
-
электрическими
свойствами
конструкции
,
был
разработан
специальный
зажим
,
позво
-
ляющий
использовать
фар
-
форовые
изоляторы
.
Этот
же
зажим
использовался
и
для
присо
единения
несущего
тро
-
са
к
изолятору
.
Строительство
и
установка
После
завершения
этапа
проек
-
тирования
в
сентябре
2015
года
началось
строительство
.
При
бурении
фундаментов
для
анкерных
опор
подрядчик
столкнулся
с
заброшенным
карьером
.
Были
исследо
-
ваны
образцы
горной
породы
,
однако
больших
воздуш
-
ных
пустот
в
них
не
было
обнаружено
.
Тем
не
менее
,
при
продолжении
бурения
отверстия
были
подвержены
опасности
разрушения
.
В
итоге
опоры
,
которые
должны
были
быть
установлены
на
территории
заброшенного
карьера
,
решено
было
переместить
.
Также
перед
про
-
тяжкой
проводов
необходимо
было
изменить
местопо
-
ложение
нескольких
других
опор
согласно
требованиям
местных
жителей
,
проживающих
по
соседству
.
Компания
Hendrix
оказывала
проекту
поддержку
на
протяжении
всего
времени
строительства
.
Ею
были
организованы
тренировки
рабочих
бригад
перед
нача
-
лом
установки
системы
проводов
с
несущим
тросом
.
Также
во
время
осуществления
протяжки
проводов
компания
ежедневно
направляла
к
месту
работ
своих
представителей
.
Во
время
установки
кабелей
возникли
небольшие
трудности
.
Кабели
были
большими
и
жесткими
,
что
затрудняло
их
изгиб
.
Протяжка
стала
большой
про
-
блемой
в
тех
местах
,
где
кабель
должен
был
резко
поворачивать
между
близко
расположенными
опо
-
рами
.
Потребовалось
использование
трех
кабель
-
ных
чулок
Kellum,
прикрепленных
к
одному
большо
-
му
болту
.
Рабочий
процесс
занял
несколько
больше
времени
,
чем
ожидалось
,
однако
,
в
итоге
протяжка
проводов
прошла
гладко
.
Строительство
было
завер
-
шено
в
декабре
2015
года
.
Начиная
с
установки
системы
проводов
с
несущим
тросом
и
до
текущего
момента
,
пока
не
было
обнару
-
жено
каких
-
либо
проблем
.
Компания
National Grid
вни
-
мательно
следит
за
работой
линии
и
,
в
зависимости
от
того
,
как
она
будет
функционировать
в
дальнейшем
,
рассмотрит
возможность
использования
несущего
тро
-
са
в
других
местах
,
где
наблюдаются
падения
деревьев
на
линии
электропередачи
.
Благодарность
Автор
хотел
бы
выразить
благодарность
компании
Hendrix
за
ее
вклад
в
написание
этой
статьи
.
Дэниэл
Уайт
работа
-
ет
в
компании
National Grid
с
2009
года
,
в
настоящее
время
занимает
позицию
ведущего
инженера
департа
-
мента
по
передаче
электроэнергии
.
Является
профес
-
сиональным
инженером
в
Массачусетсе
,
имеет
степень
магистра
строительной
техники
.
Уайт
успешно
выпол
-
нил
ряд
проектов
по
передаче
электроэнергии
на
терри
-
тории
Нью
-
Йорка
и
всей
Новой
Англии
.
В
книге
рассматриваются
основные
варианты
конструктивных
исполнений
токопроводя
-
щих
жил
и
кабельных
сердечников
,
которые
применяются
в
производстве
силовых
кабелей
на
напряжение
переменного
тока
до
35
кВ
и
постоянного
тока
до
75
кВ
.
Теоретически
обо
-
сновываются
универсальный
метод
расчета
параметров
ТПЖ
,
технологической
оснастки
и
кабельных
сердечников
,
а
также
современная
технология
изготовления
силовых
кабелей
.
Практическое
применение
универсального
метода
расчета
показано
на
примерах
.
Главная
цель
разработки
теоретических
основ
конструирования
силовых
кабелей
—
обеспечение
качества
,
надежности
,
безопасности
и
заданного
срока
службы
кабельных
линий
.
Книга
предназначена
для
инженерно
-
технических
работников
проектных
,
заводских
и
эксплуатационных
служб
,
а
также
для
студентов
энергетических
вузов
.
Цена
книги
договорная
,
обращаться
по
e-mail: [email protected]
или
по
телефону
+7 916 616 3533.
УСИЛЕНИЕ
системы
Оригинал статьи: Укрепление проводов линий электропередачи 69 кВ несущими тросами с изолирующими распорками
National Grid модернизирует линии электропередачи, подвергающиеся частым повреждениям из-за штормового ветра.
