Отечественные инновации для воздушных и кабельных линий электропередачи | Новости энергетики «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»

Заседание секции № 1 «Технологии и оборудование линий электропередачи» Научно-технического совета (НТС) ПАО «Россети» состоялось в Москве 26 августа. В ходе мероприятия были рассмотрены вопросы, посвященные мониторингу кабельных линий 6–35 кВ, совершенствованию конструкции и материалов опор ЛЭП, автоматизированному удалению изморозевых и инеевых отложений с проводов и тросов ВЛ в сложных климатических условиях. За ходом мероприятия следили специалисты журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение», обзор ключевых моментов и фоторепортаж с заседания — в нашем материале.

Результаты реализации первых двух этапов НИОКР «Исследование и разработка системы мониторинга кабельных линий напряжением 6–35 кВ на базе российских NBPLC модемов» представил участникам заседания директор по научной работе ООО «НПЦ Приоритет», к.ф.-м.н. Виктор Айрапетян.

Любая кабельная линия по сути является средой передачи высокочастотных сигналов, подчеркнул спикер. Таким образом, проанализировав влияние характеристик изоляции силового кабеля и возникающих в нем частичных разрядов (ЧР) на параметры сигналов взаимодействия модемов, можно получить информацию о текущем состоянии кабельной линии. Соотнеся характеристики изоляции КЛ с формой импульса ЧР, исполнителю удалось выявить характерные особенности ЧР, отличающие их от других помех, и разработать алгоритмы их измерений в реальном времени. На текущий момент также созданы алгоритмы ПО, реализующего данные измерения, и необходимая конструкторская документация на опытный образец, рассказал Виктор Айрапетян.

Согласно конструкторской документации, в состав системы мониторинга кабельных линий войдут:

NBPLC-модемы на базе разработанной и запатентованной технологии;
устройства присоединения емкостного или индуктивного типа;
шкафы NBPLC с системой электропитания и резервной АКБ;
сервер системы мониторинга кабельных линий.

На следующем, третьем этапе НИОКР планируется изготовление опытного образца разработанной системы и стенда, на котором будут проводиться ее лабораторные испытания. На четвертом этапе будет производиться разработка ПО верхнего уровня, методики и программных средств предиктивного анализа и выдачи рекомендаций обслуживающему персоналу, создание ТЗ для интеграции полученной информации в систему учета аварий заказчика НИОКР, выбор и согласование с заказчиком объекта для опытно-промышленной эксплуатации. Пятый и шестой этапы будут посвящены испытаниям опытного образца, вводу его в ОПЭ, проведению ОПЭ, подготовке заявки на получение патента, разработке проекта корпоративного стандарта ПАО «Россети» по применению NBPLC-модемов в сетях низкого и среднего напряжения на объектах электросетевого комплекса для создания системы мониторинга изоляции силовых кабелей 0,4, 6–20 и 35 кВ.

Отчет о выполнении НИОКР «Разработка новой серии унифицированных стальных решетчатых опор ВЛ 35–110 кВ с применением новых типов прокатных профилей из сталей повышенной прочности и коррозионной стойкости» представил участникам заседания начальник Департамента инновационной деятельности филиала АО «Россети Научно-технический центр» — СибНИИЭ Олег Савотин.

Работа началась в мае 2024 года, к настоящему моменту реализованы три этапа НИОКР из запланированных шести. Как рассказал спикер, основной предпосылкой для создания новых конструкций стальных решетчатых опор ВЛ 35–110 кВ послужил тот факт, что используемые в настоящее время опоры разработаны еще в 1960–80-х годах и уже не отвечают актуальным требованиям ПУЭ и других нормативных документов. Это вызывает ряд проблем. Например, современные «Правила устройства электроустановок» предполагают расчет на более высокие нагрузки, что приводит к необходимости сокращения длины пролетов, а следовательно — к увеличению числа опор и фундаментов, а также к повышению стоимости строительства ВЛ.

На первом этапе НИОКР исполнителем был проведен анализ существующих стальных профилей на предмет определения возможности и целесообразности их применения в новых типах опор. На втором этапе для разработки эскизного проекта были назначены базовые расчетные параметры, разработаны технические решения на основе оптимизации основных параметров разрабатываемых опор, разработаны конструктивные схемы опор. На третьем этапе была разработана конструкторская документация, состав и объем которой позволят применять опоры в проектах ВЛ и изготавливать их на заводах металлоконструкций, подчеркнул Олег Савотин.

На следующих этапах планируется изготовление опытных образцов новых опор (4 этап) и их испытания (5 этап), а также разработка технической документации и программы внедрения опор (6 этап). Завершить работу планируется в августе 2026 г.

Результаты этапов 1–7 НИОКР «Разработка устройства возбуждения колебаний УВК-М для автоматизированного удаления изморозевых и инеевых отложений («куржака») с проводов и тросов ВЛ 110–220 кВ в условиях Крайнего Севера и Арктики» были представлены в докладе ведущего инженера группы эксплуатации и ремонта ВЛ департамента эксплуатации АО «Россети Тюмень» Дмитрия Кушнерева (по ВКС) и начальника Департамента инновационной деятельности филиала АО «Россети Научно-технический центр» — СибНИИЭ Олега Савотина.

Как рассказал Дмитрий Кушнерев, в регионе присутствия АО «Россети Тюмень» — более 34% территории составляют болота. Именно в результате вымораживания влагонасыщенной почвы (промерзания болот) и воздуха, на проводах и тросах ВЛ возникают изморозевые отложения (так называемый «куржак»). Отложение изморози цилиндрической формы обычно сопровождается низкочастотной вибрацией, иногда пляской проводов, после чего происходит ее сброс. Наиболее часто изморозевые отложения сбрасываются самостоятельно — при сверхкритической массе или под действием ветра, при этом происходит резкий подъем провода, который провоцирует межфазные замыкания. По этой причине с 2011 года по настоящее время в ХМАО-Югре произошло более 900 технологических отключений (10,29% от общего числа).

Для решения данной проблемы в 2021 году была инициирована НИОКР по разработке устройства для автоматизированного удаления «куржака» с проводов и тросов ВЛ. В результате реализации работы было создано и запатентовано устройство УВК-М, которое предотвращает накопление отложений и гасит колебания провода.

О принципах работы устройства собравшимся рассказал Олег Савотин. По его словам, технически устройство представляет собой пружинно-магнитную систему, заключенную в цилиндрический корпус. Система крепится на траверсу опоры ВЛ и может работать в двух режимах — в режиме гашения колебаний и в режиме сброса изморози. К настоящему моменту устройство уже прошло две стадии опытно-промышленной эксплуатации. Также разработан макетный образец модифицированного устройства — УВК-М2, ОПЭ которого будет производиться на дальнейших этапах НИОКР.

В рамках четвертого пункта повестки заседания были рассмотрены результаты этапов 1–5 НИОКР «Разработка унифицированной серии железобетонных опор ВЛ 0,4 кВ и 6–10 кВ повышенной долговечности с использованием наномодифицированного бетона». Доклад по теме представил начальник Управления аналитики и контроля инновационной деятельности АО «Россети Научно-технический центр» Александр Мурачев.

Как рассказал спикер, целью работы, начатой в конце 2023 года, стала разработка железобетонных стоек опор ВЛ 0,4 кВ и 6–20 кВ с улучшенными характеристиками, позволяющими сократить затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, а также с увеличенным (более 50 лет) эксплуатационным ресурсом.

В ходе реализации НИОКР исполнителем была разработана бетонная смесь с повышенными показателями по водонепроницаемости и морозостойкости. Таких показателей удалось добиться в результате исследований по выбору оптимального состава смеси и применения особых добавок отечественного производства. Кроме того, были проанализированы различные варианты применяемой напряженной арматуры, в результате чего были выбран класс арматуры, обеспечивающий наилучшие показатели долговечности.

В рамках работы был проведен и анализ возможности изменения геометрии стоек, показавший, что изменение существующей формы не целесообразно по технологическим и экономическим показателям.

Результатом работы стало создание стоек с улучшенными эксплуатационными характеристиками, а также комплектов конструкторской документации и технических условий к ним. Полученные опытные образцы были испытаны на стендах. Также в ходе реализации НИОКР исполнителем был подготовлен ряд предложений по совершенствованию стандарта ПАО «Россети» СТО 34.01-2.2-035-2018 «Железобетонные вибрированные стойки для опор ВЛ 0,4–35 кВ. Общие технические требования».

Добавим, более подробно данная тема рассматривается в статье «Разработка серии унифицированных железобетонных стоек опор ВЛ 0,4 кВ и 6–20 кВ повышенной долговечности», запланированной к публикации в журнале «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 5(92) сентябрь-октябрь 2025 года (выход из печати 14 октября 2025 г.).