Защита ВЛ от коротких замыканий при пляске проводов

Page 1

Page 2

ВОЗДУШНЫЕ

ЛИНИИ

Защита ВЛ от коротких замыканий
при пляске проводов

На

протяжении

более

чем

ста

лет

ведутся

наблюдения

за

пляской

проводов

на

воздуш

ных

линиях

электропередачи

(

ВЛ

Разрабатываются

расчетные

модели

позволяющие

предсказать

появление

пляски

оценить

ее

разрушительное

воздействие

совершен

ствуются

способы

устройства

для

борьбы

пляской

проводов

ее

последствиями

Специалисты

ПО

ФОРЭНЕРГО

»,

используя

собственную

современную

испытательную

базу

активно

участвуют

создании

конструкций

позволяющих

энергетикам

эффектив

но

противодействовать

пляске

проводов

разрабатывают

соответствующие

рекомендации

ходе

выполнения

научно

исследовательских

работ

орошо известно, что пляс-

ка (галопирование) — это

один из наиболее опас-

ных видов колебаний про-

водов ВЛ, вызываемых вет ром

при определенных атмосферных

условиях, приводящих к отложе-

нию гололеда, мокрого снега или

изморози на проводах. Амплитуда

колебания при пляске может до-

стигать величины стрелы провеса

проводов и грозозащитных тросов

с частотой колебаний 0,1–2 Гц.

Большие амплитуды колебаний

могут вызвать разрушение прово-

дов, арматуры, изоляторов и опор;

приводят, в том числе, к схлесты-

ванию проводов разных фаз ВЛ

(иногда фазы и грозотроса), что

в свою очередь ведет к коротким

замыканиям на линии.

Если не идти по пути беско-

нечного увеличения расстояний

между фазными проводами, то ни

у кого не вызывает сомнения, что

установка межфазных изолиру-

ющих распорок является самым

эффективным способом предот-

вращения схлестывания прово-

дов и возникновения короткого

замыкания. Кроме того, установ-

ка распорок в пролете разбивает

пролет на несколько участков, что

позволяет нарушить регулярность

колебаний поддерживающей под-

вески при пляске в двух смежных

пролетах и дает положительный

эффект по уменьшению амплитуд

пляски (по некоторым данным до

30%) в результате воздействия ко-

лебаний в соседних подпролетах

и колебаний соседних фаз. Сле-

дует отметить, что распорки также

уменьшают кручение провода и за-

трудняют таким образом образова-

ние гололеда.

Однако практика подтвержда-

ет, что существующие на рынке

конструкции межфазных изоли-

рующих распорок существенно

различаются по собственной

усталостной прочности и соот-

ветственно надежности защиты

ВЛ. Если говорить о полимерных

межфазных изолирующих рас-

порках, применяемых сегодня, то

по конструктивному исполнению

они являются чаще всего многомо-

дульными, включающими в себя

элементы с высокой изгибной

жесткостью, например, стальные

трубы или прутки. В зависимости

от класса напряжения такие рас-

порки состоят из одного или двух

изолирующих элементов, метал-

лической вставки (при необходи-

мости увеличения строительной

длины), плашек или специальных

зажимов «лодочка» (рисунок 1).

Характерной особенностью жест-

ких конструкций распорок являет-

ся недостаточная стойкость к сжи-

мающим нагрузкам, которая часто

приводит к их разрушению и, в ко-

нечном итоге, к повреждению

проводов (рисунок 2).

Самыми надежными яв-

ляются одномодульные кон-

струкции распорок, в кото-

рых в качестве удлинителя

используется стеклопластико вый

стержень, защищенный крем-

нийорганической оболочкой. От-

сутствие жестких вставок делает

их более гибкими и увеличивает

рабочий ресурс. Специалиста-

ми предприятий, входящих в ПО

«ФОР ЭНЕРГО» (ООО «МЗВА»

и ООО «ИНСТА»), были прове-

дены необходимые расчеты и ис-

пытания для определения: опти-

мальной конструкции распорок,

эффективного количества рас-

порок на пролет и места их уста-

новки. Новые изделия получили

наименование РМИД (рисунок 3)

и в настоящий момент серийно

выпускаются ООО «ИНСТА» для

ВЛ напряжением до 500 кВ вклю-

чительно.

Сегодня одномодульные рас-

порки ООО «ИНСТА» соответству-

ют ряду специальных технических

требований, которые обеспечива-

ют максимальную эффективность

оборудования:

– распорки должны выдерживать

без механических повреждений

не менее 20 тыс. циклов при-

ложения и снятия сжимающих

нагрузок, сжимающая нагрузка

должна обеспечивать умень-

шение строительной высоты не

менее чем на 30%;

Рис

. 1.

Многомодульная

распорка

для

ВЛ

110

кВ

Рис

. 3.

Распорка

РМИД

для

ВЛ

110

кВ

Рис

. 2.

Разрушение

распорок

на

ВЛ

110

кВ

Page 3

– распорки должны быть стой-

кими к воздействию ветровой

вибрации (не менее 10

циклов)

и пляски (не менее 10

циклов);

– наличие у узла крепления рас-

порки на проводе специального

сферического «беззамкового»

шарнирного соединения;

– наличие у узла крепления рас-

порки на проводе шарнирного

соединения в плоскости про-

вода (для снятия механических

напряжений в распорке в слу-

чае смещения или не перпен-

дикулярного размещения рас-

порки между проводами);

– защитная оболочка изолирую-

щей тяги распорки должна быть

цельнолитой, не допускаются

клеевые швы в местах сочлене-

ния оболочки и оконцевателей.

Для подтверждения заявлен-

ных требований к конструкции рас-

порок необходимо было оценить

возможность конструкции выдер-

живать многократные изгибающие

воздействия и провести ресурс-

ные испытания на определенном

в результате расчетов режиме

(определить длину распорки в изо-

гнутом виде). Необходимо было

также оценить величину прогиба

распорок при сближении фазных

проводов при пляске. Был спро-

ектирован и изготовлен специаль-

ный стенд ресурсных испытаний.

В 2015 году впервые проведены

ресурсные испытания одномо-

дульных распорок различных клас-

сов напряжения, которые подтвер-

дили способность конструкции

выдерживать 20 тыс.циклов при-

ложения и снятия сжимающих на-

грузок (рисунок 4). По результатам

испытаний все специальные тре-

бования подтверждены и реализо-

ваны в существующей конструкции

распорок. По требованиям потре-

бителей разработаны распорки

с возможностью регулирования

строительной высоты. В комплект

поставки распорок входят защит-

ные спиральные протекторы, при-

менение которых существенно

повышает срок службы проводов

в местах установки распорок.

С начала 2017 года распорки

РМИД производства ООО «ИН-

СТА» поставляются в подразделе-

ния ПАО «РОССЕТИ» и ПАО «ФСК

ЕЭС». В МЭС Центра и МЭС Волги

установлены одномодульные рас-

порки на ВЛ 110, 220 и 500 кВ, АО

«Тюменьэнерго» и ПАО «МОЭСК»

после проведения опытно-про-

мышленной эксплуатации успешно

применяют одномодульные меж-

фазные распорки на ВЛ 110 и 35 кВ

(рисунок 5). Например, в «Тюмень-

энерго» на линии 110 кВ Ямбург —

ЯГП-6 удалось устранить суще-

ствовавшую не один год проблему

схлестывания проводов и разру-

шения в тяжелых погодных услови-

ях многомодульных распорок заме-

ной на одномодульные. В отзыве

о промежуточных итогах эксплу-

атации энергетики отмечают, что

распорки РМИД обеспечили изо-

лированную фиксацию проводов,

значительно ограничили амплиту-

ду колебаний и обеспечили сохра-

нение необходимых изоляционных

расстояний между фазами в кри-

тических точках и главное — бла-

годаря повышенной гибкости со-

хранили работоспособность. Всего

за последние два года на сетевые

объекты поставлено уже более ты-

сячи одномодульных межфазных

распорок ООО «ИНСТА».

Работа над совершенствова-

нием конструкции одномодуль-

ных межфазных распорок про-

должается специалистами ПО

«ФОРЭНЕРГО» совместно с АО

«Тюменьэнерго» в рамках НИОКР

«Разработка комплекта линейной

арматуры и высоковольтных изо-

ляторов для воздушных линий

электропередачи

напряжением

110–220 кВ, сооружаемых в рай-

онах Крайнего Севера». Для экс-

тремальных условий прохождения

трасс ВЛ в районах Крайнего Се-

вера разработаны распорки с уве-

личенной

термомеханической

стойкостью (диапазон температур

от –70°С до +50°С). В качестве

грузонесущего элемента применен

специальный стеклопластиковый

стержень, в том числе устойчивый

к кислотной коррозии, что позво-

ляет избежать «хрупкого излома»

распорки. Дополнительно раз-

работана конструкция распорок

с центральным элементом умень-

шенной жесткости по сравнению

со стеклопластиковым стержнем.

Результаты проведенных

комплексных испытаний и опыт

эксплуатации распорок РМИД

однозначно подтверждают, что

одномодульные распорки ООО

«ИНСТА» являются эффектив-

ным средством защиты ВЛ от

коротких замыканий при пляске

проводов и обладают существен-

но большей долговечностью по

сравнению с многомодульными

распорками.

Рис

. 4.

Ресурсные

испытания

одномодульной

распорки

РМИД

Рис

. 5.

Монтаж

распорок

РМИД

на

ВЛ

кВ

ПАО

МОЭСК

111141, г. Москва, 2-й проезд Перова Поля, д. 9

Тел./факс (495) 305-58-73

№

3 (54) 2019

Читать онлайн

На протяжении более чем ста лет ведутся наблюдения за пляской проводов на воздушных линиях электропередачи (ВЛ). Разрабатываются расчетные модели, позволяющие предсказать появление пляски и оценить ее разрушительное воздействие, совершенствуются способы и устройства для борьбы с пляской проводов и ее последствиями. Специалисты ПО «ФОРЭНЕРГО», используя собственную современную испытательную базу, активно участвуют в создании конструкций, позволяющих энергетикам эффективно противодействовать пляске проводов, разрабатывают соответствующие рекомендации в ходе выполнения научно-исследовательских работ.