Настоящее и будущее высоковольтных линий. Обзор Международной онлайн-конференции | Новости энергетики «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»

31 января 2023 года начала работу IV Международная онлайн-конференция, посвященная актуальным вопросам, тенденциям развития и новым технологиям в работе высоковольтных КЛ и ВЛ. Организаторы мероприятия — компании «Стример» и «Электросетьстройпроект» (ЭССП). Онлайн-конференция продолжалась до 2 февраля включительно и привлекла внимание более 100 слушателей из различных регионов России и зарубежных стран. Спикерами выступили специалисты электросетевых компаний и производителей оборудования, сотрудники научно-технических центров и другие отраслевые эксперты. За три дня работы конференции было представлено более 20 докладов. Журнал «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» выступил информационным партнером онлайн-конференции, ключевые моменты мероприятия — в нашем обзоре.

Мировые тренды и зарубежный опыт

Открыла конференцию руководитель направления альтернативного проектирования АО «НПО «Стример» Марина Ермошина. В кратком вступительном слове она представила организаторов, а также особо отметила информационных партнеров конференции — РНК СИГРЭ и журнал «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение». При этом Марина Ермошина высоко оценила качество контента, предлагаемого изданием.

Далее спикер представила доклад об общемировых тенденциях развития высоковольтных линий электропередачи. Отметим, Марина Сергеевна ежегодно проводит анализ основных мировых трендов в части развития высоковольтных воздушных и кабельных ЛЭП, знаковых отраслевых событий и т.д., а затем на открытии конференции представляет обобщающий доклад по этой теме.

Ключевым отраслевым событием прошедшего 2022 года эксперт назвала 49-ю Сессию СИГРЭ и представила слушателям обзор ее основных материалов.

Главными темами исследовательского комитета (ИК) B2 «Воздушные линии», по словам Марины Ермошиной, в ушедшем году стали:

Проблемы и новые решения в проектировании и строительстве ВЛ.
Новейшие методики управления активами, повышения мощности реконструкции и ремонта.
Аспекты экологичности и безопасности ВЛ (совместно с ИК С3).

Далее спикер рассказала, что изданием «CIGRE Science and Engineering» по каждому исследовательскому комитету была выбрана лучшая статья года. По направлению В2 «Воздушные линии» была выделена публикация японского коллектива авторов, посвященная специфике проектирования и строительства ВЛ в сложных сейсмических и климатических условиях, которыми отличается японский архипелаг (тайфуны, землетрясения и т.д.). До середины прошлого десятилетия энергетика Японии в данной части руководствовалась стандартом, принятым еще в 1979 году, рассказала Марина Ермошина. В 2015 году был проведен анализ аварийности на ВЛ, а по его итогам принят новый стандарт. К настоящему времени и этот стандарт уже утратил актуальность, считают авторы статьи. Соответственно в рамках публикации изложена новая версия стандарта с акцентом на вносимые изменения, рассказала Марина Ермошина. По мнению спикера, предложенные методологии, концепции, технические подходы, которые отражают последние академические знания и опыт, являются настолько информативными, что применимы и для других стран и международных стандартов. «Если в России будут актуализировать аналогичный стандарт, было бы здорово, если бы его разработчики обратили внимание на то, что делают их коллеги за рубежом», — резюмировала Марина Ермошина.

Аналогичный обзор тем был представлен спикером и по комитету В1 «Кабельные линии». Главными темами исследовательского комитета B1, по словам Марины Ермошиной, в ушедшем году стали:

Обучение на опыте.
Будущие функциональные возможности и применения.
Устойчивое развитие.

Лучшей публикацией 2022 года по данному направлению журнал «CIGRE Science and Engineering» назвал статью испанских авторов, посвященную лучшим практикам для мониторинга кабельных линий методом частичных разрядов (ЧР). Как отмечают авторы статьи, обычные системы контроля состояния изоляции, основанные на измерении ЧР, не подходят для обнаружения дефектов в кабельных системах постоянного тока, используемых на расположенных в море ветровых электростанциях (ВЭС). В рамках публикации проанализированы конкретные требования к приборам для измерения ЧР, а также поведение импульсов при различных дефектах. Последнее особо актуально, так как кабели постоянного тока имеют большую чувствительность за счет низкого затухания сигнала, а сами сигналы легко могут быть приняты за шум. Технические требования к измерительным приборам в статье описаны с точки зрения аппаратного обеспечения, обработки сигналов и интеллектуальных средств диагностики.

Также Марина Ермошина выделила публикацию из списка «CIGRE Science and Engineering» по направлению работы ИК D2 «Информационные системы и телекоммуникации». Статья также написана испанскими авторами и посвящена использованию оптоволокна для мониторинга электрических сетей. Сама по себе данная тема не нова, отметила Марина Ермошина, в частности, доклад по этому направлению был представлен Станиславом Глинским (АО «НПО «Стример») на одной из прошлых конференций. Тем не менее, испанскими энергетиками предложен и ряд новых решений. Например, применение оптоволоконных систем мониторинга для обеспечения безопасности не только самих линий электропередачи, но и подстанций, а также других активов компаний электросетевого комплекса.

В качестве основных направлений исследований комитета В2, представленных на 49-й Сессии СИРГЭ, Марина Ермошина назвала:

изоляторы;
провода и линейную арматуру;
электромагнитную безопасность;
надежность и наблюдаемость;
охрану окружающей среды;
работу под напряжением.

В этой части презентации спикер отметила публикации российских исследователей. В частности, статью специалистов Казанского технического университета, посвященную методике определения срыва и провеса троса по методу периода собственных колебаний. А также публикацию сотрудников ПАО «ФСК ЕЭС», обобщающую опыт применения птицезащитных устройств.

Далее Марина Ермошина представила обзор технических брошюр, изданных СИГРЭ в 2022 году. А также рассказала собравшимся, что получить упомянутые в докладе материалы можно, скачав электронную библиотеку СИГРЭ (только для членов РНК СИГРЭ).

В завершение доклада Марина Ермошина также рассказала о мировых и российских инновациях в части конструирования опор ЛЭП, отметив, в том числе, и опору в виде яблони, установленную в Курске в конце 2022 года.

Британия выбирает кабель

Секцию 1 «Кабельные линии» открыл доклад руководителя отдела (Head of T&D) британской компании FCM Consulting Владимира Елпидифорова. Владимир Юрьевич представил доклад «Особенности строительства КЛ в Великобритании. Требования, предъявляемые к качеству исполнения работ, и контроль за их соблюдением».

Во вступительной части эксперт напомнил собравшимся, что годом ранее представлял доклад, посвященный принципам отбора проектов по строительству и реконструкции кабельных и воздушных линий в Великобритании. Далее Владимир Елпидифоров отметил специфичность британского опыта в части строительства КЛ и ВЛ. А также выразил надежду, что, несмотря на эту специфичность, опыт будет полезен российским коллегам.

Также спикер напомнил, что одной из характерных черт британского (да и в целом западноевропейского) электросетевого комплекса является предпочтение кабельных линий электропередачи воздушным. Относительно ВЛ в западном обществе существует устойчивое предубеждение, что накладывает серьезные ограничения на электросетевые компании в части строительства и реконструкции воздушных ЛЭП. «Сетевым компаниям иногда приходится идти на крайние меры, например, немецкие коллеги недавно установили два накопителя с двух сторон ВЛ только для того, чтобы разгрузить эту линию. Хотя гораздо проще, дешевле и эффективнее было бы ее реконструировать», — рассказал Владимир Елпидифоров. Соответственно, все проекты по строительству и реконструкции ВЛ проходят процедуру общественного согласования и утверждения, которая может растянуться на годы. В свою очередь государство предпочитает не вступать в конфронтацию с общественностью, хотя при необходимости и может «продавить» какой-либо проект национального значения, отметил спикер.

В качестве иллюстрации данного тезиса Владимир Елпидифоров привел проект ВЛ 400 кВ протяженностью 180 км, который в настоящее время проходит общественное обсуждение. Линия должна стать коридором для переброса 15 ГВт мощности с новых электростанций на востоке Великобритании в Лондон. По словам спикера, буквально в течение пары недель с начала общественного обсуждения, гражданами была создана площадка в социальных сетях, объединившая более 20 тысяч человек. На этой же площадке был запущен краудфандинг, и собранные таким образом средства были направлены на привлечение независимых экспертов — юристов и энергетиков — для оценки проекта. И этот пример не единичен, утверждает эксперт. Соответственно, в большинстве случаев электросетевые компании предпочитают строительству ВЛ более сложные и дорогие пути.

В части проектирования кабельных линий, наиболее болезненным для сетевых компаний Великобритании является вопрос землепользования, отметил Владимир Елпидифоров. Здесь эксперт рассказал о проекте кабельного туннеля, проходящего через центр Лондона.

*Изначальный проект КЛ в центре Лондона (слева) и его фактическая реализация (справа)*

Несмотря на прокладку туннеля на глубине 100 метров и более, частные землевладельцы крайне негативно относятся к его строительству. Потому энергетикам гораздо проще получить разрешение на строительство на муниципальных или государственных землях. В итоге КЛ удлиняется, а проект становится более дорогим, рассказал Владимир Елпидифоров. Отсюда же вытекает и еще одна особенность строительства КЛ в Великобритании: строительные организации перед началом работ оформляют обязательную страховку на случай повреждения чьей-либо собственности в процессе строительства.

Также спикер сделал акцент на том, что муниципальная земля — это преимущественно проезжие части дорог и тротуары, что с одной стороны увеличивает стоимость работ, а с другой — приводит к высокой плотности кабелей на относительно небольшой площади. Таким образом, становится актуальной и проблема взаимовлияния КЛ на их максимальную пропускную способность.

В завершение доклада Владимир Елпидлифоров рассказал о том, как в Великобритании проводятся приемо-сдаточные испытания КЛ высокого напряжения.

Прокладка КЛ в трубах — плюсы и минусы

Следующий доклад секции «Кабельные линии» представил научный редактор журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение», доцент кафедры ЭЭСП ФГОУ «ДПО ПЭИПК», кандидат технических наук Михаил Дмитриев. Доклад был посвящен проблеме испытаний и поиска повреждений кабелей при прокладке в трубах.

Перед началом доклада эксперт кратко остановился на проблематике расчета предельно допустимых токов в КЛ, проложенных в трубах. Как указано в существующих нормативных документах, при прокладке кабеля в трубе, его допустимый ток снижается на 10%. Однако, отметил Михаил Дмитриев, возможна и обратная ситуация — то есть, расположение кабеля в трубе может и повышать предельно допустимый ток. «Если трехфазный кабель или три однофазных кабеля лежат в одной трубе, то действительно воздух в трубе и ее стенки мешают кабелю охлаждаться, а предельно допустимый ток снижается. Но ситуация кардинально меняется при использовании кабеля 110 кВ, здесь каждая фаза прокладывается в отдельной трубе. В итоге увеличивается площадь соприкосновения системы из трех труб с грунтом, и трубы начинают работать как радиатор. Соответственно увеличивается теплоотдача и возрастает предельный ток», — пояснил спикер. Таким образом, по словам Михаила Дмитриева, при прокладке трех фаз в одной трубе актуален поправочный коэффициент 0,9. С другой стороны, если каждая фаза проложена в отдельной трубе, то следует применять коэффициент 1,1 или 1,15. Соответственно в такой ситуации можно использовать кабель меньшего сечения, что позволит значительно снизить себестоимость кабельной линии, считает спикер. При этом данный момент до сих пор не отражен в нормативной документации, сделал акцент Михаил Дмитриев.

Далее эксперт кратко напомнил слушателям конструктивные особенности различных видов кабелей, рассказал о специфике и способах их прокладки в трубах, а также о тех моментах, на которые стоит обратить внимание, выбирая трехфазные кабели. В данной части спикер сделал акцент на стойкости экрана кабеля и отметил, что здесь наиболее удачным решением будут трехфазные кабели с соприкасающимися экранами.

Далее Михаил Дмитриев обозначил основные преимущества прокладки кабелей в трубах:

возможность быстрой прокладки даже по неподготовленным трассам;
возможность оперативного ремонта или замены кабелей в случае необходимости;
защиту кабелей от механических повреждений и воздействия окружающей среды.

Именно по этим причинам в России сегодня повсеместно используется прокладка в трубах. Трубы применяются как в сетях 6–35 кВ (три фазы в одной трубе), так и для сетей 110–500 кВ (отдельная труба под каждую фазу, а также в ряде случаев — четвертая резервная труба).

Далее спикер обозначил три способа размещения труб в грунте:

в траншее;
методом прокола;
методом горизонтально-направленного бурения (ГНБ).

Говоря об испытаниях КЛ и поиске повреждений, Михаил Дмитриев выделил два вида испытаний: испытание главной изоляции и испытание оболочки кабеля. И если повреждения главной изоляции дают о себе знать практически сразу (происходит КЗ или замыкание на землю), то повреждения оболочки кабеля могут проявиться, спустя достаточно долгое время (до 5 лет), отметил эксперт. Это связано с постепенным накоплением воды в кабеле, которая неминуемо приведет к короткому замыканию, вопрос только в том, когда.

Далее спикер рассказал о существующих методах испытаний КЛ. И если для испытания главной изоляции кабеля существует достаточно много методик, то оболочка кабеля, независимо от класса напряжения, испытывается только одним способом — путем приложения к экрану постоянного напряжения 10 кВ на 1 минуту. В случае прокладки кабеля в трубе, этот метод неэффективен, считает Михаил Дмитриев. «Когда вы испытываете оболочку, вы прикладываете напряжение между экраном и землей. То есть, ток в месте повреждения оболочки должен иметь возможность выйти в грунт. Но труба изолирует кабель от грунта. Соответственно испытания новой КЛ в сухой диэлектрической трубе путем приложения постоянного напряжения к экрану не покажут возможных повреждений оболочки», — рассказал Михаил Дмитриев. Дополнительный аспект проявляется при испытаниях КЛ, проложенных методом ГНБ — за счет изгиба трубы, влага может скапливаться только в нижней ее части, что также искажает объективную картину при испытаниях.

Даже если факт повреждения оболочки выявлен, необходимо еще определить его точное место, для этого также существуют специальные методы. Здесь Михаил Дмитриев выделил две группы группы: предварительные и точные методы. Их применение варьируется в зависимости от условий прокладки КЛ и типа повреждения.

Среди наиболее известных предварительных методов спикер назвал:

волновой метод;
импульсно-волновой метод;
метод колебательного разряда;
мостовой метод.

Среди точных методов эксперт назвал:

акустический метод (измеряется уровень звука);
индукционный метод (измеряется магнитное поле);
метод шагового напряжения (измеряется потенциал грунта).

При этом все эти методы малоэффективны при прокладке кабеля в трубе, сделал акцент Михаил Дмитриев.

Таким образом, с происходящим сегодня увеличением протяженности КЛ, проложенных в трубах, проблема испытаний становится все более актуальной. При всей привлекательности прокладки в трубах, поиск повреждений и испытания остаются очень серьезной проблемой. «Ясно одно, если проблема трубы заключается в том, что она не выпускает ток из кабеля в грунт, значит нужно придумать что-то такое, чтобы труба была лишена этого недостатка. И такие трубы уже придумали. Это токопоисковые ОМП-трубы», — подвел итог доклада Михаил Дмитриев.

Тему продолжил руководитель отдела технического развития компании «Энерготэк» Вильдан Халитов, представивший доклад «Пути повышения надежности кабельных линий, проложенных методом ГНБ».

Обозначая проблематику, Вильдан Халитов отметил, что речь в докладе в первую очередь пойдет о повреждениях кабелей, находящихся в трубах.

Повреждения КЛ вследствие проведения каких-либо параллельных строительно-монтажных работ (прокладки водо- или газопровода и т.д.), как правило, происходят из-за отсутствия достоверной информации о фактическом расположении линии. По словам Вильдана Халитова, данная проблема актуальна не только для России и не только для электроэнергетики — во многих странах из-за проведения параллельных строительных работ в условиях отсутствия достоверной информации часто страдают как кабельные линии, так и другие коммуникации.

Далее спикер рассказал собравшимся о технических аспектах прокладки кабельных линий в трубах методом ГНБ, назвав этот метод одним из самых актуальных и востребованных сегодня, особенно в условиях плотной городской застройки. Также Вильдан Халитов обозначил основные технические требования к кабелям и трубам.

Говоря о методе ГНБ, спикер перечислил его основные этапы, а в качестве проблем такого метода выделил следующие аспекты:

Некачественно выполненные геодезические исследования или вовсе их отсутствие.
Строительный твердотельный мусор.
Геологические напластования.
Известняковые прослойки.
Каменистые грунты, галечник и пр.

В таких условиях строительные компании вынуждены иной раз работать буквально вслепую, отметил Халитов. «Сталкиваясь с непроходными грунтами, они вынуждены корректировать маршрут ГНБ. То есть фактическое расположение канала может значительно отличаться от проектного», — резюмировал спикер.

Также большой проблемой, по словам эксперта, является тот факт, что подрядчики зачастую не сообщают об отклонении фактического маршрута от проекта, а правового механизма проверки фактического расположения кабельной линии заказчиком на сегодня не существует. Соответственно, следующий исполнитель строительно-монтажных работ не имеет точной информации о том, где проложена кабельная линия, и может с легкостью повредить ее.

Помочь избежать таких ситуаций призваны активно используемые сейчас системы локации, рассказал Вильдан Халитов. Суть метода в том, что на бур устанавливается зонд, подающий сигналы, которые принимает локатор. Благодаря этому становится возможным определить глубину, угол наклона и поворота бурильной головки. Однако у метода есть и существенные недостатки:

точность сигнала зависит от глубины ГНБ-канала;
система уязвима к активным и пассивным помехам;
в плотной городской застройке, насыщенной инженерными сетями и коммуникациями, велика погрешность при определении маршрута ГНБ.

Соответственно, использование таких систем помогает не всегда, а зачастую и само становится причиной отклонения фактического маршрута от проектного, добавил эксперт.

Далее Вильдан Халитов привел статистику выходов из строя кабельных линий в период с 2010 по 2020 годы. Согласно данным ПАО «ФСК ЕЭС», почти четверть (23%) случаев выхода КЛ из строя вызваны механическим воздействием в результате проведения работ сторонними организациями. В свою очередь, в этой категории горизонтально-направленное бурение является причиной почти половины (44%) происшествий.

В качестве возможных путей решения проблемы специалист предложил:

Внести в НТД требования о необходимости верификации выполненных ГНБ-каналов путем проведения контрольно-геодезической съемки и внесения ее результатов в исполнительную документацию.
При пересечении труднопроходимых зон, насыщенных инженерными коммуникациями, способными создавать активные и пассивные помехи, использовать системы, основанные на принципе инерциальных измерений.

Далее Вильдан Халитов подробнее рассказал об инерциальных измерительных системах (ИИС). В основе таких систем лежит принцип гироскопа. По словам спикера, такие системы давно и успешно используются в различных областях: электронике, авиации и других. Среди основных преимуществ ИИС (применительно к прокладке КЛ): высокая точность измерений (погрешность менее 1%), независимость работы от глубины проложенного трубопровода, невосприимчивость к активным и пассивным помехам, применимость к трубопроводам из любого материала.

Говоря о принципах работы ИИС, спикер привел примеры конкретных технических решений в этой части, а также поделился практическим опытом их применения.

В завершение доклада Вильдан Халитов озвучил следующие выводы:

Для снижения количества повреждений КЛ, проложенных методом ГНБ, эксплуатирующим организациям необходимо контролировать внесение в исполнительную документацию фактических отметок ГНБ-канала. При приемке трассы необходимо уделять особое внимание соответствию плана и профиля ГНБ в рабочей и исполнительной документации.
Предлагается рассмотреть возможность внесения в НТД требований о необходимости верификации скрытых работ по устройству ГНБ-перехода путем его зондирования.
В условиях плотной городской застройки, насыщенной коммуникациями, для исключения внесения недостоверных данных в контрольную исполнительную съемку необходимо выполнять верификацию проложенных ГНБ-каналов с применением высокоточных инерциальных измерительных систем.
Затраты на выполнение контрольных измерений могут быть приняты согласно действующего Сборника базовых цен (СБЦ) 2004–2006.

Проектирование соединений ВЛ и КЛ

В рамках Секции 2 «Соединения воздушных и кабельных линий» на онлайн-конференции был представлен доклад главного инженера направления альтернативного проектирования АО «НПО «Стример» Станислава Глинского.

Спикер рассказал собравшимся о требованиях, учитываемых при проектировании кабельно-воздушных переходных пунктов 35–220 кВ.

По словам Станислава Глинского, при подготовке доклада была поставлена задача создать «простой обобщенный свод тех моментов, которые необходимо учитывать при проектировании переходных пунктов».

В начале доклада спикер кратко напомнил собравшимся, что с технической точки зрения собой представляет переходной пункт (ПП) на опорах, и обозначил те параметры, которые необходимо корректно учесть при разработке его конструкции. Далее спикер рассказал о конструктивных элементах ПП и необходимом электротехническом оборудовании, а также привел примеры готовых технических решений.

Рассматривая ПП как эксплуатируемый объект, спикер отметил, что требуется учитывать следующие факторы:

опыт эксплуатации аналогичных объектов и применяемого оборудования;
необходимость организации безопасной и удобной работы персонала;
защиту от доступа и посягательств третьих лиц;
защиту населения от аварийных ситуаций на ПП.

По словам Станислава Глинского, значительная часть этих моментов часто игнорируется.

Далее спикер рассказал о некоторых базовых требованиях к ПП и о соответствующей нормативно-технической документации. А в завершение доклада на практических примерах рассмотрел как корректное, так и некорректное исполнение переходных пунктов.

Российский ПТК для подбора опор ВЛ

В рамках Секции 3 «Опоры, фундаменты, заземляющие устройства ВЛ» одним из главных событий стал двухчасовой доклад специалистов департамента автоматизированных систем «НТЦ Россети ФСК ЕЭС» Елены Столповской (начальник отдела информационного моделирования ВЛ) и Ольги Ивашевской (главный эксперт отдела информационного моделирования ВЛ). Доклад был посвящен программно-техническому комплексу «Электронный каталог ВЛ» (ПТК «ЭК ВЛ»), его функциональным возможностям и перспективам развития.

В первой части доклада Ольга Ивашевская рассказала, что цель создания данного ПТК — повышение эффективности эксплуатации ВЛ 220–500 кВ за счет типизации производственных процессов на основе лучших практик эксплуатации и проектирования, а также использование передовых достижений в области IT.

В рамках реализации проекта специалисты не только разработали специальное программное обеспечение, но и сформировали единое информационное пространство, включающее следующие базы данных (БД):

БД электронных моделей элементов ВЛ, применяемых на электросетевых объектах;
БД технических решений, рекомендованных к повторному применению на ВЛ 220–500 кВ;
БД технологических карт на ТО и ремонт.

К наполнению баз данных ПТК «ЭК ВЛ» были привлечены ведущие российские заводы-производители проводов, тросов, линейной арматуры и изоляции, рассказала Ольга Ивашевская.

По словам спикера, на сегодня изготовлен образец ПТК, который прошел опытно-промышленную эксплуатацию (ОПЭ). Также продолжается работа по оптимизации отдельных модулей и алгоритмов ПТК.

С прикладной точки зрения, основная задача ПТК «ЭК ВЛ» — автоматизированный поиск и подбор опоры ЛЭП взамен поврежденной при проведении ремонтных и аварийно-восстановительных работ и при отсутствии в аварийном резерве идентичной поврежденной опоре позиции. При этом ПТК, подбирая опору, выполняет соответствующие инженерные расчеты, отметила спикер.

Далее Ольга Ивашевская рассказала о структуре ПТК и работе его конкретных модулей, особо отметив при этом, что при разработке использовалось только отечественное ПО.

О том, как проходила опытно-промышленная эксплуатация ПТК, слушателям онлайн-конференции рассказала Елена Столповская. По ее словам, в ОПЭ приняли участие МЭС Центра, МЭС Сибири, МЭС Востока, МЭС Урала, МЭС Юга, МЭС Волги и МЭС Северо-Запада, а также заводы-производители проводов, тросов, линейной арматуры и изоляции. Для каждого МЭС была разработана программа ОПЭ и соответствующие учебные материалы: руководство пользователя, видео-уроки и т.д. По итогам ОПЭ был проведен мониторинг заинтересованности эксплуатирующих организаций в применении нового ПТК.

В завершение доклада Елена Столповская отметила, что создание ПТК «ЭК ВЛ» заложило фундамент для реализации ряда научно-исследовательских работ, представляющих значительный потенциал для отрасли в части проектирования, строительства и эксплуатации ВЛ. Данные проекты с большой долей вероятности могут заинтересовать не только ПАО «Россети», но и другие крупные электросетевые и топливно-энергетические компании, имеющие на балансе воздушные ЛЭП высокого и сверхвысокого напряжения, резюмировала эксперт.

Проблемы вибрации

Доклад «Вибрационная нагрузка и низкочастотные колебания проводов и тросов ВЛ» слушателям представил заместитель генерального директора по науке АО «Электросетьстройпроект» (ЭССП) Сергей Колосов.

В качестве основной проблематики доклада спикер обозначил тот факт, что согласно требованиям седьмого издания Правил устройства электроустановок (ПУЭ-7), при проектировании ВЛ, должны учитываться климатические условия. В их числе и вибрация (п. 2.5.38 ПУЭ). Как отмечает Сергей Колосов, очевидно, что Правила подразумевают некую методику учета климатических факторов по вибрации, однако таковой методики до настоящего времени не утверждено.

В докладе были приведены определения и методы расчетов нагрузок на провода и тросы ВЛ от вибрации, длительность вибрации, ее интенсивность, и требования по защите проводов и тросов.

В добавление к пляске проводов ВЛ и субколебаниям расщепленной фазы к низкочастотным колебаниям следует отнести и аномальную низкочастотную вибрацию, отмечает Сергей Колосов. Не умаляя влияния низкой скорости накопления циклов колебаний по S-N кривой (теории Wohler), следует учитывать высокие амплитуды таких колебании, и, соответственно, высокие деформации и напряжения в верхних повивах проводов.

Отсутствие защиты от низкочастотной вибрации приводило к разрушениям проводов, тросов, изоляторов и опор. В настоящее время следует считать, что проблема низкочастотной вибрации не решена, а средства ее гашения не разработаны, резюмировал спикер.

Опыт Азербайджана

Доклад «Монтаж, способы заземления и эксплуатация четырехжильных СИП кабелей 35 кВ в защищенной ВЛ» слушателям онлайн-конференции представил доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой Азербайджанского технического университета Гара Гасанов.

Эксперт рассказал, что в Карабахском районе Азербайджана на ВЛ широко применяется четырехжильный самонесущий изолированный провод (СИП) российского производства. Провод состоит из 3 фазных проводов, одного несущего провода и проводящего экрана. Применение такого провода сопровождается определенными проблемами, связанными с режимами нейтрали и емкостными токами. Дело в том, что между пятью проводимостями (3 фазные жилы, несущий провод и экран) возникают емкостные токи, то есть провод начинает работать как трансформатор, отметил Гара Гасанов.

Кроме того, имеются свои сложности и в монтаже четырехжильного СИП — «заводская» длина кабеля (800 м) вынуждает энергетиков использовать соединительные муфты, утяжеляющие кабель. Из-за этого приходится сокращать расстояние между опорами ВЛ (с 5 до 2–3 км), рассказ спикер.

Для решения проблемы емкостных токов эксперт предложил следующую методику. Несущий провод через определенные промежутки разрезается, и на него со стороны источника устанавливается ограничитель перенапряжения (ОПН). Далее несущий провод соединяется с экраном и заземляется через ОПН. Таким образом снимаются емкостные заряды и наведенное напряжение. По словам Гары Гасанова, работа ВЛ с такими заземлениями стала намного стабильнее, что позволило повысить качество электроснабжения потребителей. Также спикер добавил, что методика была позитивно оценена и российскими специалистами.

Полимерные изоляторы — «за» и «против»

Доклад «Полимерные изоляционные конструкции для ВЛ. Преимущества и недостатки, опыт эксплуатации. Перспективы применения» слушателям представил руководитель секции экспертного совета «Проблемы развития рынка арматуры, изоляторов и защитных устройств» Ассоциации «Электросетьизоляция», директор по маркетингу ПО «Форэнерго» Андрей Деев.

В начале доклада спикер отметил, что в производственное объединение «Форэнерго» входит 3 завода по производству полимерных изоляторов, еще 4 завода входят в состав Ассоциации «Электросетьизоляция». Обобщенный опыт этих изготовителей и послужил базой для доклада, резюмировал Андрей Деев.

По словам докладчика, на сегодня в отрасли все еще бытует мнение, что полимерные изоляторы являются неким вспомогательным направлением относительно «классических» изоляторов из стекла или фарфора. «Обобщая наш опыт, могу сказать, что мы хотим оспорить данное мнение, рассказав о перспективах применения полимеров в этой области», — сказал Андрей Деев.

По словам эксперта, сегодня уже существуют целые сегменты электросетевого комплекса, где полимеры являются основным материалом изоляторов. Это, например, контактная сеть электрифицированных железных дорог или линии электроснабжения, проходящие вдоль трасс газо- и нефтепроводов. И внедрение полимерных изоляторов продолжается, ведется планомерная работа по повышению качества материалов и совершенствованию нормативно-технической документации, отметил спикер.

Далее Андрей Деев привел данные статистики, согласно которым еще на рубеже 2019 и 2020 годов полимерные изоляторы по сумме продаж фактически сравнялись со стеклянными и значительно обогнали фарфоровые. При этом следует учесть, что полимерные изоляторы значительно (почти в 2 раза) дешевле стеклянных. Соответственно, одинаковая сумма продаж говорит о том, что в количественном выражении полимерных изоляторов используется больше, отметил эксперт.

Также спикер рассказал о новых конструкциях полимерных изоляторов, в числе которых птицезащищенные изоляторы, изоляторы-разрядники и тарельчатые гидрофобные изоляторы.

Затем Андрей Деев обозначил проблемные моменты, которые существовали ранее и препятствовали повсеместному внедрению полимерных изоляторов:

образование трека на внешней поверхности защитной оболочки и эрозия оболочки;
излом полимерного изолятора (т.н. «хрупкий излом»);
образование дендритов в стеклопластиковом стержне и треков на границе между стержнем и оболочкой;
скрытые повреждения стеклопластикового стержня при неконтролируемом опрессовывании оконцевателей в процессе сборки.

По словам эксперта в современных изолирующих конструкциях данные недостатки успешно устранены. Однако остается еще ряд проблем, которые отрасли предстоит решить. Среди них:

проблема отыскания перекрытого или пробитого полимерного изолятора на ВЛ;
недостаточная стойкость изоляторов при вибрации и «пляске» проводов;
оценка остаточного срока службы полимерных изоляторов в режиме реального времени.

Но и для этих проблем уже разработаны и частично реализованы решения, отметил Андрей Деев. Так, например, в настоящее время на рынок выходит четвертое поколение полимерных изоляторов (изоляторы ЛКМ), у которых устранены и эти недостатки.

В завершение доклада эксперт резюмировал, что накопленный опыт позволяет уже сегодня говорить о целесообразности широкого применения полимерных изоляторов.

Презентации: