16
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
2(37),
июнь
2025
Влияние
особенностей
изменения
климата
Республики
Саха
(
Якутия
)
на
эксплуатацию
магистральных
энергообъектов
Природно
-
климатические
условия
Республики
Саха
(
Яку
-
тия
)
характеризуются
как
экстремальные
.
Здесь
накоплен
уникальный
опыт
эксплуатации
энергообъектов
в
услови
-
ях
Крайнего
Севера
,
применены
первые
технологии
строи
-
тельства
на
вечной
мерзлоте
.
Эксплуатация
воздушных
линий
электропередачи
в
условиях
вечной
мерзлоты
пред
-
ставляет
собой
особую
сложность
,
так
как
требует
учета
ряда
специфических
погодных
факторов
.
Поэтому
необхо
-
димо
применять
специальные
методы
,
позволяющие
обес
-
печить
надежную
и
эффективную
работу
магистральных
энергообъектов
в
этих
условиях
.
Р
еспублика
Саха
(
Якутия
) —
самая
большая
республика
в
России
по
территории
,
занимает
площадь
3,1
миллиона
км
².
На
территории
Якутии
климат
резко
кон
-
тинентальный
,
проявляющийся
очень
низкими
зимними
(
до
–65°
С
)
и
высокими
летними
температурами
(
до
+35°
С
).
Регион
расположен
в
зоне
вечной
мерзлоты
,
и
около
90%
территории
(2,8
миллиона
км
²)
находится
в
зоне
сплошной
вечной
мерзлоты
.
Мощность
многолетнемерзлых
пород
может
колебаться
от
15
м
до
60
м
(
рисунок
1).
Ха
-
рактерной
особенностью
также
является
различие
мерзлотных
условий
в
зависимости
от
высоты
местности
и
положения
в
рельефе
[1].
Филиал
ПАО
«
Россети
» —
МЭС
Востока
осуществляет
эксплуатацию
4953
км
линий
электропередачи
220
кВ
и
17
подстанций
220
кВ
,
расположенных
на
территории
респу
-
блики
Саха
(
Якутия
),
в
районах
вечной
мерзлоты
.
Вечная
мерзлота
—
это
слой
почвы
или
породы
,
находящейся
на
некоторой
глубине
от
поверхности
и
имеющей
отрицательную
или
нулевую
температуру
,
длящуюся
непрерывно
не
определенно
долгое
время
—
до
де
-
сятков
тысячелетий
.
Слой
почвы
,
лежащий
над
вечной
мерзлотой
и
ежегодно
летом
отта
-
ивающий
,
а
зимой
замерзающий
,
называется
слоем
летнего
оттаивания
,
или
деятельным
слоем
.
Проблемы
эксплуатации
магистральных
объектов
в
данных
условиях
—
просадка
при
оттаивании
мерзлых
,
насыщенных
льдом
оснований
под
фундаментами
опор
линий
Артем
КИСЕЛЕВ
,
заместитель
дирек
-
тора
—
главный
инженер
филиала
ПАО
«
Россети
» —
Якутское
ПМЭС
Александр
ЛЬВОВ
,
заместитель
главного
инженера
по
эксплуа
-
тации
основного
обо
-
рудования
филиала
ПАО
«
Россети
» —
МЭС
Востока
Энергоснабжение
17
Рис
. 1.
Распространение
многолетних
мерзлых
пород
на
территории
республики
Саха
(
Якутия
)
СПЛОШНОЕ
РАСПРОСТРАНЕНИЕ
МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ
ПОРОД
менее
менее
0,5
0,5
0,5
1,0
1,5
1,5
1,5
2,0
3,0
более
Равнины
Горы
Речные
долины
Граница
вечной
мерзлоты
Вечная
мерзлота
отсутствует
более
электропередачи
,
зданий
и
сооружений
,
а
также
—
выпучи
-
вание
свай
и
фундаментов
линий
электропередачи
.
В
геологическом
строении
территории
республики
Саха
(
Якутия
),
на
которой
расположены
магистральные
энер
-
гетические
объекты
220
кВ
,
до
исследуемой
глубины
20
м
принимают
участие
четвертичные
отложения
,
преимуще
-
ственно
аллювиального
и
озерно
-
аллювиального
генезиса
,
ими
сложены
средние
и
низкие
надпойменные
террасы
рек
(
озерно
-
аллювиальные
отложения
—
пестрые
и
невы
-
держанные
—
состоят
из
песков
либо
супесей
и
суглинков
с
линзами
торфа
,
либо
галечников
или
валунников
),
а
также
делювиального
и
пролювиального
генезиса
—
склоновые
образования
в
виде
супесчано
-
суглинистых
грунтов
с
раз
-
личным
содержанием
включений
.
Коренные
породы
пале
-
озойского
структурного
этажа
представлены
отложениями
кембрийского
возраста
.
Литологический
состав
верхнего
,
среднего
и
нижнего
отделов
схожи
:
мергели
,
доломиты
,
известняки
,
песчаники
,
прослои
алевролитов
,
аргиллитов
.
18
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
2(37),
июнь
2025
При
замерзании
подобный
грунт
цементируется
льдом
и
становится
крепким
,
как
скала
.
Он
выдерживает
большие
нагрузки
и
служит
надежным
основанием
для
различных
фундаментов
,
но
при
условии
,
что
температура
мерзлого
песка
не
выше
минус
5°
С
,
а
мерзлой
глины
—
минус
7–8°
С
.
При
температурах
более
высоких
,
близких
к
0°,
мерзлые
грунты
становятся
пластичными
и
не
выдерживают
тяжести
сооружений
.
Это
объясняется
тем
,
что
в
мерзлых
глинах
,
суглинках
и
песках
в
небольшом
количестве
присутствует
незамерзшая
вода
.
С
понижением
температуры
содержание
незамерзшей
воды
быстро
уменьшается
—
это
явление
по
-
лучило
наименование
деградации
вечной
мерзлоты
.
При
этом
климат
Якутии
претерпевает
значительные
изменения
.
Анализ
данных
с
97
метеостанций
республики
,
собранных
с
1966
по
2024
год
,
показывает
повышение
сред
-
негодовой
температуры
воздуха
на
три
градуса
.
Глобальное
потепление
последних
десятилетий
привело
к
учащению
климатических
аномалий
,
что
в
Якутии
проявляется
в
изме
-
нении
температуры
воздуха
,
количества
осадков
и
снежного
покрова
.
Также
значительно
возросли
среднесуточные
ам
-
плитуды
температур
.
В
период
2021–2023
годов
на
территории
Респуб
-
лики
Саха
(
Якутия
)
произошло
19
повреждений
концевых
кабельных
муфт
110/220
кВ
кабельных
линий
с
изоляцией
из
сшитого
полиэтилена
(
ПС
220
кВ
«
Томмот
»,
ПС
220
кВ
«
Майя
»).
Изначально
делались
предположения
,
что
кон
-
цевые
муфты
повреждались
по
причинам
дефектов
,
допу
-
щенных
в
ходе
монтажа
или
изготовления
.
Но
так
как
по
-
вреждались
концевые
муфты
разных
классов
напряжения
,
различных
марок
и
производителей
,
а
монтаж
осуществлял
-
ся
разными
специализированными
монтажными
организа
-
циями
,
от
данной
версии
причин
повреждений
муфт
отка
-
зались
.
Природу
и
механизм
пробоя
концевых
кабельных
муфт
установить
не
удалось
.
Тем
не
менее
при
всех
техно
-
логических
нарушениях
в
период
с
2021
по
2023
год
была
от
-
мечена
одна
закономерность
—
все
повреждения
концевых
муфт
происходили
в
условиях
быстрого
(
в
течение
3–4
ча
-
сов
)
подъема
температуры
окружающего
воздуха
от
–61°
С
до
–30°
С
(
возникновение
температурного
градиента
).
Для
выявления
дефектов
кабельных
систем
проводилась
диагностика
в
части
измерения
уровня
частичных
разрядов
,
два
раза
в
год
выполнялся
тепловизионный
контроль
.
Основ
-
ная
причина
повреждений
(
рисунок
2) —
возникновение
воз
-
душного
промежутка
между
изоляцией
кабеля
и
стресс
-
кону
-
сом
с
последующем
образованием
частичных
разрядов
и
их
дальнейшим
развитием
в
пробой
изоляции
в
период
воздей
-
ствия
экстремально
низких
температур
окружающего
возду
-
ха
(
до
минус
50–60°
С
)
с
последующим
резким
повышением
температуры
до
минус
25–30°
С
в
течение
нескольких
часов
.
Потепление
климата
влечет
за
собой
необычные
по
-
годные
явления
.
В
2023
году
жители
г
.
Олекминска
стали
свидетелями
зимней
грозы
.
В
конце
марта
2023
года
грозы
наблюдались
на
большей
части
южных
районов
Якутии
.
Опыт
строительства
МЭС
Востока
в
районах
вечной
мерзлоты
показывает
,
что
геологическая
среда
участка
работ
очень
чувствительна
к
прямым
техногенным
воздей
-
ствиям
(
рытье
котлованов
под
фундаменты
и
дренажных
канав
для
перехвата
временных
поверхностных
вод
,
под
-
резки
склонов
,
рубка
просек
,
устройство
временных
до
-
рог
и
т
.
д
.),
которые
изменяют
состав
,
состояние
,
свойства
и
формы
геологической
среды
,
нарушая
естественный
тепло
-
и
влагообмен
,
приводящий
к
необратимым
процес
-
сам
ее
изменения
.
При
монтаже
фундаментов
в
данных
регионах
между
стенкой
коренного
слоя
и
поверхностью
фундамента
возникает
зона
не
уплотненного
грунта
.
Под
воздействием
смерзания
-
оттаивания
грунт
на
глубину
его
Рис
. 2.
Последствия
повреждения
концевых
кабельных
муфт
наружной
установки
Энергоснабжение
19
промерзания
уплотняется
в
зоне
от
границы
сезонного
про
-
мерзания
и
выше
.
Фундамент
со
временем
теряет
несущую
способность
,
что
может
привести
к
падению
опор
под
воз
-
действием
ветровых
нагрузок
.
Поэтому
при
обратной
засыпке
котлована
предусмат
-
ривается
замена
грунта
привозным
непучинистым
грунтом
.
В
связи
с
большой
глубиной
сезонного
промерзания
для
снижения
касательных
сил
морозного
пучения
применяется
противопучинистая
обмазка
фундаментов
кремнийоргани
-
ческой
эмалью
.
После
установки
фундаментов
производит
-
ся
планировка
площадки
вокруг
опоры
с
уклоном
i
= 0,01
для
отвода
поверхностных
вод
.
Для
предотвращения
влияния
деградации
вечной
мерзлоты
при
строительстве
магистральных
воздушных
линий
220
кВ
на
территории
Саха
(
Якутия
)
в
2023–2024
го
-
дах
реализован
мониторинг
температуры
грунта
и
уровня
подземных
вод
в
период
строительства
и
эксплуатации
.
Для
этого
применяются
контрольные
термометрические
и
гидро
-
геологические
скважины
(
рисунок
3).
Места
установки
термо
-
метрических
и
гидрогеологических
скважин
,
в
соответствии
с
этим
, —
у
наружных
фундаментов
с
расстановкой
по
всей
длине
трасс
ВЛ
.
Глубина
заложения
—
не
менее
глубины
за
-
ложения
фундаментов
(
свай
).
В
период
эксплуатации
сооружений
мониторинг
осу
-
ществляется
в
целях
обеспечения
проектного
режима
грун
-
тов
основания
и
состояния
фундаментов
сооружений
.
Мониторинг
температуры
выполняется
термометрической
косой
,
при
каждом
визуальном
осмотре
опор
во
время
эксплу
-
атации
.
При
повышении
температуры
до
значений
,
превыша
-
ющих
температуру
начала
замерзания
грунта
,
обязательно
проводятся
мероприятия
по
термостабилизации
грунта
.
Рис
. 3.
Чертеж
термометрической
скважины
Защитная
крышка
термокосы
(
входит
в
конструк
-
цию
термокосы
)
Отметка
планировки
Рис
. 4.
Чертеж
здания
БВС
для
размещения
в
нем
трех
фаз
концевых
муфт
:
1 —
линейный
ввод
конденсаторного
типа
«
воздух
-
воздух
»;
2 —
муфта
концевая
кабельная
;
3 —
таль
электрическая
;
4 —
хомут
для
кабелей
полимерный
;
5 —
кабель
с
медными
жилами
и
экраном
,
изоляцией
из
сшитого
полиэтилена
;
6, 7 —
провод
сталеалюминиевый
и
зажим
аппаратный
прессуемый
20
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
2(37),
июнь
2025
Для
предотвращения
повреждения
кабельных
муфт
из
-
за
воздействия
экстремально
низких
температур
окружаю
-
щего
воздуха
с
последующим
резким
повышением
темпе
-
ратуры
в
течение
нескольких
часов
в
ходе
предпроектного
обследования
определен
путь
решения
—
сооружение
кар
-
касно
-
профильных
обогреваемых
быстровозводимых
строе
-
ний
(
БВС
) (
рисунки
4
и
5).
При
этом
,
учитывая
состав
грунта
,
применяются
свайные
фундаменты
.
Размещение
концевых
кабельных
муфт
в
БВС
полностью
исключает
влияние
резких
температурных
перепадов
,
кроме
того
,
предотвращает
воздействие
на
муфты
атмосферных
осадков
.
После
завершения
монтажа
БВС
в
2023–2025
годах
повреждения
кабельных
муфт
не
зафиксировано
.
Также
в
2024
году
продолжена
реализация
программы
оснащения
высокоточными
устройствами
определения
ме
-
ста
повреждения
в
Якутском
ПМЭС
.
Разработаны
и
запатен
-
тованы
компьютерные
программы
по
выбору
приоритетных
мест
установки
волновых
ОМП
и
автоматической
передаче
информации
об
аварийном
отключении
и
статистике
по
-
вреждаемости
ВЛ
за
последние
годы
персоналу
аварий
-
но
-
восстановительных
бригад
[3].
ВЫВОДЫ
Эксплуатация
линейных
и
подстанционных
объектов
,
рас
-
положенных
на
территории
Республики
Саха
(
Якутия
),
име
-
ет
ряд
особенностей
.
Необходимо
учитывать
изменения
климата
,
которые
выражаются
в
общем
повышении
сред
-
негодовых
температур
и
деградации
вечной
мерзлоты
.
Применение
специальных
методов
строительства
и
мони
-
торинга
за
состоянием
температуры
и
гидрологической
об
-
становки
значительно
повышает
надежность
энергоснаб
-
жения
региона
.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Климат
России
.
Под
ред
.
Н
.
В
.
Кобышевой
.
СПб
.:
Гидрометеоиздат
, 2001. 654
с
.
2.
Куштапин
А
.
В
.,
Львов
А
.
П
.,
Пинчуков
П
.
С
,
Киселев
А
.
Ю
.
Применение
приборов
волнового
определения
мест
повреж
-
дения
на
объектах
энергосистемы
республики
Саха
(
Якутия
) //
Энергия
единой
сети
, 2024,
№
5–6(75).
С
. 12–15.
3.
Свидетельство
№
2025612471
о
регистрации
программы
для
ЭВМ
.
Программа
для
расчета
приоритетности
установ
-
ки
устройств
волнового
определения
места
повреждения
на
линиях
электропередачи
.
Заявка
№
2025610710,
заявл
.
16.01.2025,
опубл
. 30.01.2025,
заявитель
—
Львов
А
.
П
.
Рис
. 5.
Общий
вид
БВС
для
размещения
в
нем
трех
фаз
концевых
муфт
Энергоснабжение
Оригинал статьи: Влияние особенностей изменения климата Республики Саха (Якутия) на эксплуатацию магистральных энергообъектов
Природно-климатические условия Республики Саха (Якутия) характеризуются как экстремальные. Здесь накоплен уникальный опыт эксплуатации энергообъектов в условиях Крайнего Севера, применены первые технологии строительства на вечной мерзлоте. Эксплуатация воздушных линий электропередачи в условиях вечной мерзлоты представляет собой особую сложность, так как требует учета ряда специфических погодных факторов. Поэтому необходимо применять специальные методы, позволяющие обеспечить надежную и эффективную работу магистральных энергообъектов в этих условиях.
