Выбор сечения экранов однофазных силовых кабелей

Page 1
background image

68

СЕТИ

РОССИИ

В

 

 

предыдущем

 

номере

 

жур

-

нала

 

была

 

опубликована

 

статья

 [1], 

авторы

 

которой

 

справедливо

 

обращают

 

вни

-

мание

 

на

 

необходимость

 

разработки

 

алгоритмов

 

работы

 

автоматического

 

повторного

 

включения

 (

АПВ

воздуш

-

ных

 

линий

 110 

кВ

 

и

 

выше

имеющих

 

кабельные

 

участки

Так

при

 

повреж

-

дении

 

и

 

коротком

 

замыкании

 

на

 

воз

-

душном

 

участке

 

воздушно

-

кабельной

 

линии

 

цикл

 

АПВ

 

является

 

эффек

-

тивным

 

способом

 

восстановления

 

электроснабжения

 

потребителей

а

 

вот

 

при

 

повреждении

 

на

 

кабельном

 

участке

 

АПВ

 

линии

 

не

 

только

 

беспо

-

лезно

но

 

даже

 

вредно

ведь

 

оно

 

мо

-

жет

 

привести

 

к

 

ещё

 

большим

 

повреж

-

дениям

 

изоляции

 

кабеля

.

Для

 

изучения

 

вопросов

 

организа

-

ции

 

алгоритмов

 

АПВ

 

на

 

воздушно

-

кабельных

 

линиях

как

 

следует

 

из

 [1], 

электросетевые

 

компании

 

даже

 

вы

-

ступили

 

за

 

проведение

 

научно

-

ис

-

следовательской

 

работы

 

на

 

соответ

-

ствующую

 

тему

Идеология

 

АПВ

 

на

 

воздушно

-

ка

-

бельных

 

линиях

 

проста

если

 

по

-

вреждение

 

обнаружено

 

на

 

кабель

-

ном

 

участке

то

 

необходимо

 

выдать

 

команду

 

на

 

запрет

 

АПВ

 

такой

 

линии

Однако

как

 

может

 

показаться

 

из

 [1], 

в

 

рамках

 

внедрения

 

АПВ

 

авторы

 

собираются

 

решать

 

гораздо

 

более

 

серьёзную

 

задачу

 — 

отыскание

 

конкретного

 

места

 

повреждения

 

ка

-

бельной

 

линии

  (

ОМП

), 

т

.

е

вычисле

-

ние

 

точного

 

расстояния

 

от

 

конца

 

ка

-

бельной

 

линии

 

до

 

её

 

повреждённого

 

участка

Вообще

 

термин

 

ОМП

 

имеет

 

отно

-

шение

 

прежде

 

всего

 

к

 

выведенным

 

в

 

ремонт

 

кабельным

 

линиям

ОМП

 

на

 

отключённой

 

кабельной

 

линии

 

за

-

нимает

 

до

 

нескольких

 

часов

даже

 

если

 

работы

 

ведут

 

профессионалы

 

высокого

 

класса

 

с

 

большим

 

опытом

 

работы

При

 

этом

 

нужны

 

соответ

-

ствующая

 

подготовка

 

схемы

 

зазем

-

ления

 

экранов

 

кабеля

передвижная

 

лаборатория

оснащённая

 

целым

 

комплексом

 

приборов

 

и

 

установок

в

 

которых

 

реализованы

 

различные

 

методы

 

ОМП

ведь

 

повреждения

 

бы

-

вают

 

сложные

и

 

не

 

всегда

 

их

 

просто

 

найти

применяя

 

какой

-

то

 

один

 

ме

-

тод

Учитывая

 

изложенное

есть

 

ос

-

нования

 

считать

 

труднореализуемой

 

идею

 

авторов

 

статьи

 [1] 

производить

 

ОМП

 

воздушно

-

кабельной

 

линии

 

ав

-

томатически

причём

 

с

 

высокой

 

точ

-

ностью

да

 

ещё

 

и

 

за

 

доли

 

секунды

к

а

б

е

л

ь

н

ы

е

 л

и

н

и

и

кабельные линии

Автоматическое 

повторное включение 

на воздушно-

кабельных линиях 

электропередачи

 110–500 кВ

Михаил ДМИТРИЕВ,

 заместитель директора по научной работе

 ПКБ «РосЭнергоМонтаж», доцент, к.т.н.,

 Санкт-Петербург


Page 2
background image

69

 1 (28), 

январь

февраль

, 2015

которые

 

имеются

 

для

 

принятия

 

решения

 

по

 

запуску

 

или

 

отказу

 

от

 

АПВ

.

Приведённый

 

ниже

 

материал

 

показывает

как

 

можно

 

было

 

бы

 

сравнительно

 

просто

 

и

 

надёжно

 

орга

-

низовать

 

АПВ

 

воздушно

-

кабельной

 

линии

обойдясь

 

без

 

приобретения

 

дорогих

 

и

 

капризных

 

установок

 

ОМП

а

 

также

 

сведя

 

к

 

минимуму

 

научно

-

исследова

-

тельские

 

работы

.

ВОЗДУШНО

-

КАБЕЛЬНЫЕ

 

ЛИНИИ

 

И

 

АПВ

Понятие

  «

автоматическое

 

повторное

 

включение

 

(

АПВ

)» — 

одно

 

из

 

базовых

 

в

 

электроэнергетике

На

-

пример

АПВ

 

на

 

линии

 

электропередачи

 

предпола

-

гает

 

такую

 

последовательность

 

событий

 

и

 

действий

:

• 

на

 

линии

 

возникает

 

повреждение

 (

короткое

 

замы

-

кание

);

• 

релейная

 

защита

 

фиксирует

 

снижение

 

напряже

-

ния

 

и

 

рост

 

тока

 

на

 

линии

;

• 

защита

 

даёт

 

команду

 

на

 

отключение

 

выключате

-

лей

 

линии

 

в

 

обоих

 

её

 

концах

;

• 

выдерживается

 

некоторое

 

время

которое

 

может

 

достигать

 

нескольких

 

секунд

 

и

 

называется

 «

бес

-

токовой

 

паузой

 

АПВ

» 

и

 

требуется

 

для

 

того

чтобы

 

повреждение

если

 

оно

 

проходящее

имело

 

воз

-

можность

 

самоустраниться

;

• 

выполняется

 

попытка

 

подачи

 

напряжения

 

от

 

сети

 

на

 

линию

 

с

 

целью

 

выяснения

устранилось

 

ли

 

повреждение

 

или

 

нет

для

 

чего

 

на

 

одном

 

из

 

кон

-

цов

 

линии

 

даётся

 

команда

 

на

 

замыкание

 

выклю

-

чателей

 («

опробование

 

линии

 

напряжением

»);

• 

в

 

случае

 

отсутствия

 

повреждения

 

даётся

 

команда

 

на

 

замыкание

 

выключателей

 

и

 

на

 

другом

 

конце

 

линии

 («

замыкание

 

линии

 

в

 

транзит

»), 

т

.

е

линия

 

возвращается

 

к

 

исходному

 

нормальному

 

режиму

 

работы

• 

в

 

случае

если

 

опробование

 

линии

 

напряжением

 

было

 

неуспешно

 

и

 

повреждение

 

на

 

линии

 

не

 

устра

-

нилось

линия

 

вновь

 

полностью

 

отключается

 

от

 

сети

 

и

 

требует

 

осмотра

  (

также

 

возможна

 

повтор

-

ная

 

попытка

 

опробования

 

напряжением

 

через

 

какое

-

то

 

время

называемая

 «

повторное

 

АПВ

»).

Понятие

  «

воздушно

-

кабельная

 

линия

» (

или

  «

ка

-

бельно

-

воздушная

 

линия

») 

стало

 

ши

-

роко

 

использоваться

 

не

 

так

 

давно

Как

 

правило

под

 

ним

 

понимают

:

• 

воздушную

 

линию

имеющую

 

кабельные

 

заходы

 

в

 

концевые

 

рас

-

пределительные

 

устройства

  (

РУ

), 

или

 

же

 

имеющую

 

кабельные

 

вставки

 

по

 

трассе

;

• 

кабельную

 

линию

размещённую

 

на

 

опорах

 

воздушной

 

линии

 (

например

такая

 

линия

 

может

 

быть

 

выполнена

 

универсальным

 

самонесущим

 

кабе

-

лем

 6—35 

кВ

 

типа

 MultiWiski).

Далее

 

в

 

статье

 

будем

 

рассматривать

 

только

 

первый

 

из

 

двух

 

перечисленных

 

вариантов

 

воздушно

-

кабельной

 

линии

поскольку

 

только

 

для

 

него

 

можно

 

гово

-

рить

 

об

 

АПВ

.

На

 

рис

.1 

показаны

 

различные

 

варианты

 

воздушно

-

кабельной

 

ли

-

нии

которые

 

отличаются

 

числом

 

и

 

расположе

-

нием

 

кабельных

 

участков

Организация

 

кабель

-

ных

 

участков

 

стала

 

возможна

 

после

 

того

как

 

в

 

сетях

 

номинальным

 

напряжением

 

вплоть

 

до

 500 

кВ

 

получили

 

широкое

 

распространение

 

однофазные

 

кабели

 

с

 

изоляцией

 

из

 

сшитого

 

полиэтилена

Дело

 

в

 

том

что

 

такие

 

кабели

 

имеют

 

твёрдую

 

изоляцию

т

.

е

для

 

них

 

сняты

 

ограничения

 

на

 

перепад

 

высот

 

по

 

трассе

Следовательно

без

 

особых

 

проблем

 

муфты

 

таких

 

кабелей

 

можно

 

монтировать

 

даже

 

на

 

значи

-

тельной

 

высоте

 

над

 

землей

 — 

например

на

 

опорах

 

воздушных

 

линий

превращая

 

их

 

в

 

так

 

называемые

 

переходные

 

опоры

 

в

 

местах

 

сопряжения

 

воздушного

 

и

 

кабельного

 

участков

Также

 

удобство

 

монтажа

 

свя

-

зано

 

и

 

с

 

однофазной

 

конструкцией

 

кабелей

.

Техническая

 

возможность

 

создавать

 

воздушно

-

кабельные

 

линии

 

неразрывно

 

связана

 

с

 

появлением

 

нового

 

поколения

 

кабелей

а

 

вот

 

необходимость

 

в

 

подобных

 

смешанных

 

линиях

 

возникает

 

по

 

следую

-

щим

 

причинам

.

1. 

РУ

 

выполнено

 

с

 

элегазовой

 

изоляцией

  (

КРУЭ

), 

и

 

для

 

завода

 

воздушных

 

линий

 

в

 

здание

 

с

 

КРУЭ

 

приходится

 

использовать

 

кабели

.

2. 

К

 

РУ

 

подходит

 

большое

 

число

 

воздушных

 

линий

и

 

для

 

экономии

 

места

 

заходы

 

этих

 

линий

 

выпол

-

няются

 

кабелями

.

3. 

Воздушная

 

линия

 

подходит

 

к

 

РУ

которое

 

распо

-

ложено

 

в

 

населённом

 

пункте

где

 

её

 

переводят

 

в

 

кабель

 

по

 

эстетическим

 

соображениям

 

и

 

из

-

за

 

высокой

 

стоимости

 

земли

.

4.  

Переход

 

воздушной

 

линии

 

через

 

водные

 

препят

-

ствия

 

иногда

 

требует

 

организации

 

в

 

таких

 

местах

 

кабельной

 

вставки

.

Подавляющее

 

число

 

случаев

 

организации

 

на

 

воздушных

 

линиях

 

кабельных

 

участков

 

происходит

 

из

-

за

 

причин

описанных

 

в

 

п

.1—2, 

т

.

е

речь

 

идёт

 

об

 

организации

 

кабельных

 

заходов

 

воздушных

 

линий

 

в

 

РУ

 (

схемы

 

рис

.1

а

б

). 

Чаще

 

всего

 

эти

 

заходы

 

имеют

 

длину

 

не

 

более

 500 

м

т

.

е

выполняются

 

относитель

-

но

 

короткими

 

кабелями

Иными

 

словами

кабельный

 

участок

 

составляет

 

лишь

 

малую

 

часть

 

протяжённо

-

сти

 

всей

 

воздушно

-

кабельной

 

линии

.

Рис

. 1. 

Различные

 

варианты

 

воздушно

-

кабельных

 

линий

а

) — 

с

 

кабельным

 

заходом

 

в

 

одно

 

из

 

концевых

 

РУ

;

б

) — 

с

 

кабельным

 

заходом

 

в

 

оба

 

концевых

 

РУ

;

в

) — 

с

 

кабельной

 

вставкой

.


Page 3
background image

70

СЕТИ РОССИИ

В

 

расчёте

 

на

 

единицу

 

длины

 

удельная

 

поврежда

-

емость

 

воздушного

 

участка

 

заметно

 

выше

чем

 

ка

-

бельного

Это

 

происходит

 

потому

что

 

на

 

воздушном

 

участке

 

на

 

работу

 

линии

 

оказывают

 

влияние

 

клима

-

тические

 

факторы

  (

нагрузки

 

при

 

ветре

 

и

 

гололёде

перекрытия

 

увлажнённой

 

изоляции

 

и

 

перекрытия

 

при

 

разрядах

 

молнии

), 

действия

 

сторонних

 

лиц

 (

на

-

езды

вандализм

), 

птицы

 

и

 

другие

 

причины

Итак

для

 

большинства

 

воздушно

-

кабельных

 

ли

-

ний

 

короткие

 

замыкания

 

будут

 

приходиться

 

на

 

воз

-

душный

 

участок

поскольку

:

• 

повреждаемость

 

единицы

 

длины

 

воздушного

 

участка

 

существенно

 

выше

чем

 

единицы

 

длины

 

кабельного

 

участка

;

• 

длина

 

воздушного

 

участка

как

 

правило

суще

-

ственно

 

больше

чем

 

кабельного

.

Учитывая

 

изложенное

вводить

 

запрет

 

на

 

АПВ

 

воздушно

-

кабельной

 

линии

 

из

-

за

 

наличия

 

на

 

ней

 

кабельного

 

участка

 

было

 

бы

 

неоправданным

 

рас

-

точительством

ведь

 

АПВ

 

для

 

воздушного

 

участка

 

является

 

очень

 

хорошим

 

способом

 

повышения

 

на

-

дёжности

 

электроснабжения

 

потребителей

посколь

-

ку

 

повреждения

 

приходятся

 

на

 

воздушный

 

участок

 

и

 

значительная

 

часть

 

из

 

них

 — 

проходящие

Поэтому

 

вместо

 

полного

 

отказа

 

от

 

АПВ

 

на

 

воздуш

-

но

-

кабельных

 

линиях

 

надо

 

научиться

 

раз

-

личать

где

 

именно

 

произошло

 

поврежде

-

ние

и

 

если

 

оно

 

на

 

кабельном

 

участке

 — 

то

 

только

 

тогда

 

давать

 

команду

 

на

 

запрет

 

АПВ

.

Ещё

 

один

 

вопрос

который

 

может

 

воз

-

никнуть

, — 

а

 

стоит

 

ли

 

вообще

 

вводить

 

какие

-

то

 

запреты

 

на

 

АПВ

 

в

 

случае

 

по

-

вреждения

 

на

 

кабельном

 

участке

Ведь

 

если

 

перечитать

 

вышеизложенное

то

 

повреждение

 

на

 

кабельном

 

участке

 

пред

-

ставляется

 

настолько

 

исключительным

 

событием

что

 

не

 

стоит

 

и

 

говорить

 

о

 

нём

 

за

 

весь

 

срок

 

службы

 

кабеля

Иными

 

сло

-

вами

почему

 

бы

 

не

 

сделать

 

АПВ

 

безус

-

ловным

т

.

е

проводить

 

АПВ

 

каждый

 

раз

не

 

разбираясь

а

 

где

 

именно

 

произошло

 

повреждение

?

Да

действительно

 

короткое

 

замыкание

 

главной

 

изоляции

 

кабеля

 

является

 

редким

 

событием

но

 

и

 

последствия

 

от

 

повторной

 

подачи

 

напряжения

 

на

 

аварийный

 

кабель

 

могут

 

быть

 

крайне

 

неприятными

:

• 

повторное

 

протекание

 

тока

 

короткого

 

замыкания

 

по

 

жиле

 

и

 

экрану

 

повреж

-

дённой

 

фазы

 

способно

 

вызвать

 

пере

-

грев

 

изоляции

 

кабеля

 

сверх

 

допусти

-

мой

 

температуры

 

и

 

её

 

оплавление

 

не

 

только

 

в

 

месте

 

первоначального

 

повреждения

но

 

и

 

вдоль

 

всей

 

трассы

 

кабеля

это

 

может

 

потребовать

 

полной

 

замены

 

аварийной

 

фазы

 

по

 

всей

 

её

 

длине

что

 

крайне

 

дорого

;

• 

продукты

 

горения

 

дуги

 

в

 

месте

 

повреж

-

дения

 

одной

 

фазы

 

кабеля

 

могут

 

затронуть

 

и

 

повредить

 

соседние

 

фазы

 

(

такая

 

фотография

 

дана

 

в

 

статье

 [1]);

Ясно

что

 

нельзя

 

признать

 

верным

 

безусловное

 

АПВ

 

на

 

воздушно

-

кабельных

 

линиях

  (

оно

 

чрева

-

то

 

опасными

 

последствиями

 

для

 

кабеля

и

 

нельзя

 

считать

 

верным

 

отказ

 

от

 

АПВ

 (

это

 

чревато

 

частыми

 

отключениями

 

потребителей

). 

Именно

 

запрет

 

АПВ

 

при

 

повреждениях

 

на

 

кабельном

 

участке

 

и

 

разре

-

шение

 

АПВ

 

при

 

повреждениях

 

на

 

воздушном

 

участ

-

ке

 — 

единственный

 

разумный

 

вариант

 

организации

 

эксплуатации

 

воздушно

-

кабельных

 

линий

 

электро

-

передачи

.

В

 

сетях

 

переменного

 

тока

 

напряжением

 110—

500 

кВ

 

на

 

линиях

 

применяется

 

два

 

вида

 

АПВ

 — 

трёх

-

фазное

 (

ТАПВ

и

 

однофазное

 (

ОАПВ

). 

Если

 

ТАПВ

 

ис

-

пользуют

 

в

 

сетях

 

всех

 

классов

 

напряжения

то

 

ОАПВ

 

нашло

 

применение

 

прежде

 

всего

 

для

 

линий

 330 

кВ

 

и

 

выше

поскольку

 

для

 

них

 

до

 95% 

повреждений

 

носят

 

однофазный

 

характер

Из

-

за

 

этого

 

применение

 

одно

-

фазного

 

АПВ

 

позволяет

 

экономить

 

коммутационный

 

ресурс

 

выключателей

 

неповреждённых

 

фаз

 

линии

 

и

 

одновременно

 

с

 

этим

 

сохранить

 

на

 

время

 

отклю

-

чения

 

аварийной

 

фазы

 

передачу

 

мощности

 

по

 

двум

 

другим

 

фазам

И

 

только

 

если

 

ОАПВ

 

было

 

неуспешно

 

или

 

на

 

линии

 

повреждено

 

сразу

 

несколько

 

фаз

то

 

делается

 

попытка

 

ТАПВ

.

а

) — 

одностороннее

 

заземление

 

экранов

;

б

) — 

двустороннее

 

заземление

 

экранов

;

в

) — 

двустороннее

 

заземление

 

экранов

 

с

 

их

 

транспозицией

.

Рис

. 2. 

Схемы

 

соединения

 

и

 

заземления

 

экранов

 

кабельных

 

линий

 

с

 

однофазными

 

кабелями


Page 4
background image

71

 1 (28), 

январь

февраль

, 2015

Разумеется

что

 

при

 

появлении

 

на

 

воздушной

 

ли

-

нии

 

кабельного

 

участка

 

было

 

бы

 

желательно

чтобы

 

алгоритмы

 

работы

 

АПВ

 

не

 

поменялись

т

.

е

если

 

ли

-

ния

 

была

 

заведена

 

под

 

ОАПВ

то

 

его

 

удалось

 

бы

 

со

-

хранить

Поскольку

 

кабельные

 

участки

 

выполняются

 

однофазными

 

кабелями

а

 

не

 

трёхфазными

то

 

для

 

сохранения

 

ОАПВ

 

на

 

воздушно

-

кабельной

 

линии

 

есть

 

все

 

необходимые

 

предпосылки

ведь

 

имеется

 

техническая

 

возможность

 

для

 

пофазного

 

контроля

 

за

 

состоянием

 

кабеля

 

и

 

выдачи

 

запрета

 

на

 

АПВ

 

не

 

для

 

всей

 

воздушно

-

кабельной

 

линии

а

 

только

 

для

 

повреждённой

 

фазы

.

Всё

 

перечисленное

 

относится

 

к

 

линиям

 

перемен

-

ного

 

тока

Однако

 

на

 

линиях

 

постоянного

 

тока

 

име

-

ется

 

своя

 

специфика

и

 

АПВ

 

можно

 

делать

 

безус

-

ловным

т

.

е

использовать

 

АПВ

 

всегда

не

 

выясняя

было

 

ли

 

повреждение

 

на

 

воздушном

 

участке

 

или

 

же

 

на

 

кабельном

Дело

 

в

 

том

что

 

линии

 

электро

-

передачи

 

постоянного

 

тока

 

имеют

 

в

 

своём

 

составе

 

так

 

называемый

 

регулятор

 

тока

действие

 

которо

-

го

 

серьёзно

 

ограничивает

 

ток

 

короткого

 

замыкания

 

практически

 

на

 

уровне

 

номинального

 

тока

Иными

 

словами

на

 

любых

 

воздушно

-

кабельных

 

линиях

 

по

-

стоянного

 

тока

 

короткие

 

замыкания

 

на

 

кабельном

 

участке

 

даже

 

при

 

использовании

 

АПВ

 

не

 

вызовут

 

развитие

 

аварии

 

в

 

тех

 

масштабах

в

 

которых

 

это

 

могло

 

быть

 

на

 

линиях

 

переменного

 

тока

где

 

ток

 

ко

-

роткого

 

замыкания

 

в

 

разы

 

или

 

в

 

десятки

 

раз

 

больше

 

номинального

 

тока

В

 

частности

на

 

воздушно

-

кабельной

 

линии

 

посто

-

янного

 

тока

 

напряжением

 ±300 

кВ

которую

 

планиру

-

ется

 

построить

 

в

 

России

 

в

 

Ленинградской

 

области

 

между

 

Северо

-

Западной

 

ТЭЦ

 

и

 

Выборгской

 

преоб

-

разовательной

 

подстанцией

 (

кабельный

 

участок

 

ли

-

нии

 

будет

 

проложен

 

по

 

дну

 

Финского

 

залива

никаких

 

запретов

 

на

 

АПВ

 

вводить

 

не

 

следует

Для

 

этой

 

линии

 

АПВ

 

можно

 

делать

 

всегда

 

вне

 

зависимости

 

от

 

места

 

повреждения

просто

 

если

 

повреждение

 

было

 

на

 

ка

-

бельном

 

участке

то

 

такое

 

АПВ

 

с

 

вероятностью

 100% 

будет

 

неуспешно

но

 

не

 

вызовет

 

при

 

этом

 

развития

 

числа

 

дефектов

 

уже

 

повреждённого

 

кабеля

.

АПВ

 

И

 

ЗАЗЕМЛЕНИЕ

 

ЭКРАНОВ

 

КАБЕЛЕЙ

Силовые

 

однофазные

 

кабели

 

с

 

изоляцией

 

из

 

сшитого

 

полиэтилена

которые

 

используются

 

в

 

сетях

 

110—500 

кВ

и

 

в

 

частности

 

на

 

воздушно

-

кабельных

 

линиях

 

электропередачи

име

-

ют

 

в

 

своей

 

конструкции

 

медные

 

экраны

требующие

 

особого

 

вни

-

мания

 

к

 

выбору

 

схемы

 

соедине

-

ния

 

и

 

заземления

 [2]. 

На

 

рис

. 2 

представлены

 

три

 

основные

 

схемы

 

соединения

 

и

 

заземления

 

экранов

 

однофаз

-

ных

 

кабелей

 6—500 

кВ

отлича

-

ющиеся

 

величинами

 

наведённых

 

в

 

экранах

 

напряжений

 

и

 

токов

 

промышленной

 

частоты

 50 

Гц

а

 

также

 

вызванных

 

ими

 

потерь

 

ак

-

тивной

 

мощности

Для

 

некоторых

 

из

 

схем

 

требуется

 

применение

 

специальных

 

нелинейных

 

ограни

-

чителей

 

перенапряжений

 

ОПН

размещаемых

 

или

 

в

 

концевых

 

коробках

 (

КК

-

ОПН

), 

или

 

в

 

коробках

 

транс

-

позиции

 (

КТ

-

ОПН

).

На

 

воздушно

-

кабельной

 

линии

 

запрет

 

АПВ

 

дол

-

жен

 

быть

 

сформирован

 

при

 

повреждении

 

на

 

кабель

-

ном

 

участке

В

 

свою

 

очередь

 

наличие

 

повреждения

 

на

 

кабеле

 

или

 

за

 

его

 

пределами

 

легко

 

выявить

из

-

меряя

 

токи

 

в

 

экранах

 

в

 

местах

 

их

 

заземления

По

-

скольку

 

три

 

основные

 

схемы

 

заземления

 

экранов

 

кабелей

показанные

 

на

 

рис

. 2, 

отличаются

 

числом

 

мест

 

заземления

 

экранов

то

 

для

 

них

 

потребуется

 

разный

 

объём

 

измерений

 — 

различное

 

число

 

конце

-

вых

 

измерительных

 

коробок

  (

КК

-

И

), 

внутри

 

которых

 

установлены

 

трансформаторы

 

тока

 (

ТТ

).

Проще

 

всего

 

организовать

 

АПВ

 

на

 

воздушно

-

ка

-

бельных

 

линиях

 

с

 

кабельными

 

участками

имеющи

-

ми

 

одностороннее

 

заземление

 

экранов

т

.

е

всего

 

одно

 

место

где

 

заземлены

 

экраны

  (

схема

 

рис

. 2

а

). 

В

 

случае

 

заземления

 

экранов

 

сразу

 

в

 

нескольких

 

точках

 (

схемы

 

рис

. 2

б

 

и

 

рис

. 2

в

выявление

 

повреж

-

дённого

 

участка

 

воздушно

-

кабельной

 

линии

 

и

 

орга

-

низация

 

АПВ

 

будут

 

уже

 

несколько

 

сложнее

Рассмо

-

трим

 

эти

 

вопросы

 

подробнее

.

АПВ

 

ПРИ

 

ОДНОСТОРОННЕМ

 

ЗАЗЕМЛЕНИИ

 

ЭКРАНОВ

 

КАБЕЛЕЙ

Ранее

 

отмечалось

что

 

подавляющее

 

большин

-

ство

 

воздушно

-

кабельных

 

линий

 

имеют

 

лишь

 

корот

-

кие

 

кабельные

 

участки

причём

 

преимущественно

 

в

 

местах

 

захода

 

линий

 

в

 

распределительные

 

устрой

-

ства

 

станций

 

и

 

подстанций

.

В

 

статье

 [2] 

и

 

другой

 

литературе

 

показано

что

 

для

 

коротких

 

кабельных

 

линий

 

лучше

 

всего

 

при

-

менять

 

одностороннее

 

заземление

 

экранов

  (

схема

 

рис

. 2

а

). 

Поэтому

 

для

 

кабельных

 

заходов

 

воздушных

 

линий

 

именно

 

эта

 

схема

 

заземления

 

используется

 

чаще

 

всего

ведь

 

заходы

 

как

 

раз

 

небольшой

 

длины

до

 

нескольких

 

сотен

 

метров

Экраны

 

кабельных

 

заходов

выполненных

 

одно

-

фазными

 

кабелями

со

 

стороны

 

РУ

 

глухо

 

заземляют

-

ся

 

с

 

помощью

 

специальной

 

измерительной

 

концевой

 

коробки

 

КК

-

И

имеющей

 

три

 

однофазных

 

трансфор

-

матора

 

тока

а

 

со

 

стороны

 

воздушной

 

линии

 

соеди

-

няются

 

с

 

переходной

 

опорой

 

через

 

ограничители

 

пе

-

ренапряжений

 

ОПН

размещаемые

 

в

 

специальной

 

кабельной

 

концевой

 

коробке

 

типа

 

КК

-

ОПН

  (

рис

. 3). 

Рис

. 3. 

Кабельный

 

заход

 

воздушной

 

линии

 

в

 

распределительное

 

устройство


Page 5
background image

72

СЕТИ РОССИИ

Также

 

вдоль

 

всей

 

кабельной

 

линии

 

в

 

некоторых

 

случа

-

ях

 

целесообразно

 

проложить

 

металлическую

 

шину

 [3], 

позволяющую

:

• 

снизить

 

напряжение

 

промышленной

 

частоты

наводимое

 

на

 

экраны

 

при

 

внешних

 

по

 

отношению

 

к

 

кабелю

 

коротких

 

замыканиях

  (

на

 

воздушном

 

участке

 

линии

 

или

 

же

 

во

 

внешней

 

сети

);

• 

снизить

 

сопротивление

 

заземления

 

переходной

 

опоры

 

и

 

уровнять

 

её

 

потенциал

 

с

 

потенциалом

 

заземляющего

 

устройства

  (

ЗУ

распределитель

-

ного

 

устройства

 

с

 

целью

 

минимизировать

 

риск

 

повреждения

 

ОПН

 

в

 

коробке

 

КК

-

ОПН

 

при

 

раз

-

рядах

 

молнии

 

в

 

переходную

 

опору

 

ВЛ

 

или

 

при

 

кротких

 

замыканиях

 

на

 

территории

 

РУ

.

На

 

рис

. 4

а

 

изображены

 

направления

 

протекания

 

тока

 

короткого

 

замыкания

 

в

 

зависимости

 

от

 

места

 

короткого

 

замыкания

 

по

 

отношению

 

к

 

кабельному

 

участку

имеющему

 

одностороннее

 

заземление

 

экра

-

нов

Как

 

видно

при

 

внешнем

 

коротком

 

замыкании

 

(

например

при

 

коротком

 

замыкании

 

на

 

воздушном

 

участке

 

линии

тока

 

в

 

экране

 

кабеля

 

нет

тогда

 

как

 

при

 

повреждении

 

кабеля

 

в

 

месте

 

заземления

 

экра

-

на

 

аварийной

 

фазы

 

будет

 

проходить

 

ток

 

короткого

 

замыкания

Поэтому

 

для

 

воздушных

 

линий

имею

-

щих

 

кабельные

 

заходы

выявление

 

повреждённого

 

участка

 

может

 

быть

 

выполнено

 

очень

 

просто

 — 

до

-

статочно

 

со

 

стороны

 

РУ

 

в

 

цепь

 

заземления

 

экранов

 

однофазных

 

кабелей

 

установить

 

измерительные

 

трансформаторы

 

тока

и

 

по

 

факту

 

появления

 

в

 

них

 

тока

 

промышленной

 

частоты

 

давать

 

команду

 

на

 

за

-

прет

 

АПВ

 

линии

.

Если

 

на

 

кабельном

 

участке

 

произошло

 

поврежде

-

ние

 

сразу

 

трёх

 

фаз

 

и

 

возникло

 

трёхфазное

 

короткое

 

замыкание

то

 

ток

 

будет

 

в

 

экране

 

каждого

 

из

 

трёх

 

одно

-

фазных

 

кабелей

 (

токи

 I

ЭА

, I

ЭВ

, I

ЭС

 

на

 

рис

. 5), 

а

 

вот

 

сум

-

марный

 

ток

 I

АВС

 

будет

 

отсутствовать

По

 

этой

 

причине

 

контролировать

 

токи

 

в

 

экранах

 

надо

 

именно

 

отдельно

 

Рис

. 4. 

Прохождение

 

токов

 

в

 

экранах

 

однофазных

 

кабелей

 

в

 

зависимости

 

от

 

места

 

повреждения

а

) — 

при

 

одностороннем

 

заземлении

 

экранов

 (

показана

 

только

 

повреждённая

 

фаза

);

б

) — 

при

 

двустороннем

 

заземлении

 

экранов

 (

показана

 

только

 

повреждённая

 

фаза

);

в

) — 

при

 

транспозиции

 

экранов

 (

показаны

 

все

 

три

 

фазы

).

в

 

каждой

 

из

 

фаз

т

.

е

нужны

 

три

 

отдельных

 

однофазных

 

транс

-

форматора

 

тока

 

ТТ

а

 

не

 

один

 

общий

 

на

 

три

 

фазы

 

трансформа

-

тор

 

тока

  (

на

 

рис

. 5 

он

 

обозначен

 

как

 

ТТ

-3). 

Наличие

 

трёх

 

ТТ

 

также

 

позволяет

 

выдавать

 

команду

 

на

 

запрет

 

АПВ

 

пофазно

т

.

е

требу

-

ется

 

для

 

организации

 

ОАПВ

 

воз

-

душно

-

кабельной

 

линии

.

Итак

для

 

наладки

 

АПВ

 

на

 

воздушно

-

кабельной

 

линии

имеющей

 

кабельный

 

участок

 

с

 

односторонним

 

заземлени

-

ем

 

экранов

для

 

каждой

 

из

 

трёх

 

фаз

 

в

 

месте

 

заземления

 

в

 

экран

 

надо

 

установить

 

трансформатор

 

тока

Появление

 

в

 

какой

-

то

 

из

 

трёх

 

фаз

 

кабеля

 

заметного

 

тока

 

трансформаторов

 

тока

 

означает

 

необходимость

 

дать

 

запрет

 

АПВ

 

той

 

фазы

где

 

это

 

зафиксирова

-

но

 (

или

 

дать

 

запрет

 

на

 

АПВ