Гост 31946-2012 провода самонесущие изолированные и защищенные для воздушных линий электропередачи. общие технические условия (с изменением n 1)

Введение

Накопленные за более чем 30-летний период применения полимерных изоляторов (ПИ) с кремнийорганической защитной оболочкой данные свидетельствуют о высоких эксплуатационных характеристиках этих изоляторов в районах, подверженных сильным загрязнениям, что объясняется гидрофобными свойствами материалов защитной оболочки и эффектом переноса гидрофобности на загрязненный слой1-4. В настоящее время композитные изоляторы воспринимаются как альтернативные традиционным изоляторам практических для всех классов напряжения воздушной линии электропередачи переменного и постоянного тока по всему миру5. Изоляторы могут быть выполнены в виде одной детали длиной до 10 м, обеспечивающей номинальную механическую прочность до 1000 кН и более. Отмечается экспоненциально нарастающая тенденция применения некерамических изоляторов, и поданным5,6, на конец 2010 г. их количество на ВЛ 66 кВ и выше превышало 20 млн. шт. Наиболее впечатляющее применение композитных изоляторов имеет место в Китае. Число композитных изоляторов на вновь строящихся линиях ультравысокого напряжения переменного и постоянного тока (1000 кВ, 750 кВ, ±800 кВ и ±500 кВ) составляет более чем 55% всех изоляторов, находящихся в обслуживании. Более высокая устойчивость к загрязнениям позволяет заметно уменьшить высоту порталов, таким образом удается существенно снизить капитальные затраты на строительство таких линий.

Как отмечается в работе5, надежность сегодняшнего поколения композитных изоляторов, изготовленных в соответствии с новейшими технологиями, включая жесткий контроль качества, сравнима, как иллюстрируют данные обследования (табл.1), с надежностью керамических изоляторов7. При этом подчеркивается, что для достижения желаемого уровня надежности большое значение имеет обоснованность выбора конструкции изоляторов. Выбранные изоляторы по своим электрическим и механическим параметрам должны координироваться с реальными эксплуатационными нагрузками, сопровождаемыми в течение всего прогнозируемого срока службы

Большое внимание уделяется техническим решениям по выравниванию потенциала вдоль длины изолятора и снижению максимальной напряженности электрического поля применением защитной арматуры

Однако на сегодня еще остается нерешенной проблема оценки остаточного срока службы изоляторов в режиме реального времени, что позволило бы своевременно выполнять ремонтные работы или провести замену критически поврежденных изоляторов. Несмотря на то, что в настоящее время апробированы различные способы и инструментарий по диагностике композитных изоляторов, все еще методы оценки остаточного срока безопасной работы изоляции не формализованы в виде рекомендации международного комитета по стандартизации.

Монтаж системы мониторинга под напряжением

Рис. 10. Монтаж измерительного блока на проводах ЛЭП

Эксплуатация электроустановок и электрооборудования электрических сетей без их отключения становится в настоящее время основным способом обслуживания, и она широко применяется в различных странах мира на линиях электропередачи всех классов напряжения — от 0,38 до 750 кВ. Эта технология была разработана в СССР еще в 50-е годы и широко использовалась на практике. Применение этой системы позволяет сохранять нормальный режим работы электрических сетей при выполнении монтажа дополнительного оборудования и регламентных работ. Прогрессивность работ под напряжением дает экономические преимущества при сохранении безопасности операторов.

Рис. 11. Монтаж измерителя Donut на проводе ЛЭП

Для проведения монтажных работ на ВЛ под напряжением используются гидроподъемники, система изоляции, электропроводящий комплект спецодежды, образующий клетку Фарадея, внутри которой действие поля сведено к минимуму (рис. 10). Вся система гарантирует защиту электромонтера от протекания по нему тока ниже порога чувствительности. Это достигается выравниванием потенциалов рабочего места в системе «провода–подъемник–оператор» и шунтированием с одновременным применением надежной изоляции рабочего места от земли или заземленных элементов опоры. При этом от воздействия электрического поля электромонтер защищается электропроводящим комплектом спецодежды. Для удобства и технологичности монтажа на проводе корпус измерителя, в котором размещаются датчик тока, питающий трансформатор и блок электроники, выполняется из двух половинок. Обе половинки корпуса соединены посредством шарнирного механизма.

Управление шарнирным механизмом при монтаже измерителя тока на проводе ЛЭП производится посредством специальной поворотной штанги с шестигранным ключом. Перед монтажом, поворачивая ключ против часовой стрелки, производится раздвигание секций корпуса. Далее измеритель цепляется на провод ЛЭП. Фиксация корпуса измерителя тока на проводе производится поворотом технологического ключа по часовой стрелке. При этом обе половинки корпуса сходятся, замыкая контур вокруг провода. Встроенные муфты обеспечивают жесткую фиксацию корпуса измерителя тока на проводе ЛЭП (рис. 11).

READ  Нормы технологического проектирования диспетчерских пунктов и узлов сдту энергосистем

Возможно, вам также будет интересно

В статье представлен опыт российской инжиниринговой компании Р.В.С. по решению задач уровня MES на тепловых электростанциях в России. Подробно рассмотрена техническая модель с программным обеспечением ICONICS, которая поможет повысить отслеживаемость процесса производства электроэнергии, своевременно выявить и свести к минимуму влияние причин пережогов топлива и снижения эффективности производс…

В статье описывается настройка корпоративной сети LoRaWAN и приводятся примеры использования открытого программного обеспечения, необходимого для функционирования клиентских устройств, шлюзов, сервера и служб, использующих сеть для решения прикладных задач. Рекомендуются бюджетные аппаратные средства, не требующие значительных капитальных вложений на этапе пуска и тестовой эксплуатации. Данная …

В статье рассматривается концепция реализации системы интеллектуального управления типовым технологическим процессом на металлургическом производстве. Благодаря применению «сквозных» технологий — больших данных, машинного обучения, промышленного «Интернета вещей» и облачных вычислений — можно достичь значительного снижения процента брака. При написании статьи использовались данные реальных иссл…

Методы локализации токов утечки и КЗ в ЛЭП

Линии электрических сетей с большими токами замыкания на землю характеризуются достаточно большой протяженностью. Методы и средства ОМП здесь основаны на измерении и запоминании параметров аварийного режима и вычислении расстояния до мест повреждения. Обработка результатов измерения выполняется уже после отключения линии релейной защитой. Одновременная фиксация аварийного сигнала до отключения источника питания ЛЭП устройствами контроля тока и напряжения в проводе воздушной ЛЭП и совместная обработка результатов измерений предлагаемыми способами позволяет быстро и достаточно просто определить место повреждения. Метод основан на регистрации системой синхронизированных от GPS датчиков тока и напряжения времени прохождения скачка фазного напряжения. Значения временных меток передаются в диспетчерский центр для обработки, где определяется сегмент поврежденной проводной сети. Анализируется аварийный сигнал, в котором выделяют одиннадцатую гармонику. Анализ фазовой характеристики вдоль линии передачи позволяет локализовать место аварии.

Методы диагностики

Исходя из практики обслуживания высоковольтной линий электропередачи8, определены следующие способы диагностики состояния кремнийорганических изоляторов:

  • визуальный осмотр и оценка гидрофобности;
  • инфракрасная (ИК) термография;
  • ультрафиолетовое (УФ) детектирование;
  • измерение электрического поля.

Первый способ контроля проводится с подъемом на опору и определяет наличие грубых повреждений на поверхности конструкции, однако не выявляет так называемые скрытые дефекты под защитной оболочкой, например, науглероженные дорожки на стеклопластиковом стержне. Отмечается5 высокая эффективность ИК/УФ контролей, но вместе с тем интерпретация данных наблюдений не является однозначной, поскольку причины, вызывающие регистрируемые излучения, могут быть не связаны с отыскиваемым видом повреждения. Так фиксируемые сигналы могут быть обусловлены электрическими разрядами на поверхности загрязненного изолятора, поэтому ИК и УФ диагностики условно следует отнести к косвенным методам.

К прямому методу можно отнести измерение электрического поля вдоль изолятора — методика, которая заимствована из технологии диагностики керамических изоляторов и приспособлена для исследования композитных изоляторов9,10. Путем сравнения картины распределения электрического поля контролируемого изолятора с эталонной характеристикой устанавливается место расположения и оценивается величина поврежденного участка изоляции, скрытого под резиновой оболочкой. Вследствие значительной трудоемкости, измерения такого вида выполняются выборочно на тех изоляторах, которые по данным визуальных и ИК/УФ наблюдений идентифицированы как проблемные.

Следует сказать о постоянном совершенствовании как инструментариев диагностики, так и методов интерпретации регистрируемых параметров в части повышения чувствительности приборов и расширения программных средств по идентификации характера и уровня повреждения. Обследование изоляции в различных энергокомпаниях осуществляется по собственной программе, но на основе выше перечисленных способов. На рис.1 представлена схема инспекции композитных изоляторов, принятая в Италии и рекомендованная для воздушной линий (ВЛ) класса 420 кВ и выше.

История разработки систем мониторинга воздушных ЛЭП

Телеметрический контроль параметров проводов ЛЭП был впервые предложен более 40 лет назад. Первым контролируемым параметром посредством телеметрического радиоканала стал ток в проводе. К этому времени относится появление американского патента Remote measuring system («Системы дистанционного измерения тока в проводе с передачей измеренного значения по радиоканалу»). В предложенном решении использовалось питание устройства измерения от индукционного трансформатора за счет тока, протекающего в проводе. Он измерялся через трансформаторный датчик тока. Сигнал модулировал сеточную цепь лампового передатчика (рис. 2).

READ  Аэс в россии до 2030 года

Рис. 2. Схема дистанционного измерителя тока с радиоканалом

Как видно на рисунке, в измерителе тока использовались измерительный и токовый трансформаторы для питания ламповой схемы (цепь анода и накала). Передатчик выполнен на одноламповом каскаде. Используется АМ ВЧ-сигнала посредством модуляции сеточного тока генератора передатчика. Позже появился патент, в котором уже использовалась транзисторная элементная база: System for transmitting to assemble point a signal that varies as function of the current flow in a high voltage conductor (Pat. № 3,428,896 от 1966 г.). В последние 15 лет, благодаря развитию информационных технологий, стала возможна коммерческая реализация систем мониторинга проводов ЛЭП.

Лазерная картография ЛЭП

Рис. 8. Инфракрасное изображение фрагмента ЛЭП, полученное с помощью тепловизора IRTIS, работающего в спектральном диапазоне 3–5 мкм

Достигнутые в последние годы технологические успехи в совершенствовании средств авиационного дистанционного зондирования позволяют использовать принципиально новые подходы для топографического мониторинга ЛЭП. С помощью лазерного аэрокартографического сканирования в настоящий момент можно получать точные карты расположения всех объектов ЛЭП, в том числе опор и проводов с привязкой к 3D-рельефу местности. Топология рельефа, положение опор, высот подвеса, положение других значимых объектов в непосредственной близости от ЛЭП — все это теперь доступно оператору систем SCADA, наряду с оперативной информацией по состоянию проводов и климатических условий. При лазерном сканировании вдоль трассы ЛЭП можно параллельно проводить тепловизионную съемку (рис. 8). Классическими примерами являются обнаружение дефектов изоляции и измерение температуры проводов при съемке ЛЭП и термоконтроль состояния тепловых коммуникаций и ограждающих конструкций зданий на предмет сверхнормативных потерь энергии.

Использование лазерного локатора позволяет получать трехмерные образы рельефа и всех наземных объектов, а также проводить по ним геометрические измерения (рис. 9).

Рис. 9. Пример представления топологической модели трассы в системе SCADA

Совместное использование лазерно-локационной и инфракрасной съемки позволяет одновременно измерять истинную температуру провода и стрелу провеса, а также определять места утечек энергии и поврежденные изоляторы.

Повышение эффективности передачи мощности через ЛЭП

При транспортировке электроэнергии через конкретную ЛЭП регламентированы допустимые токовые нагрузки. При этом используются предельные значения тока, определяющие провис проводов выше критического. Эти данные взяты для самых экстремальных условий, которые более чем в 90% времени эксплуатации ЛЭП не встречаются. Следовательно, имеется ресурс для пропускания больших мощностей без нарушения регламента. То есть можно передавать дополнительную мощность (15–30%) практически в 90% времени эксплуатации. Наличие системы мониторинга позволяет без уменьшения регламента по надежности использовать этот дополнительный ресурс. Для этого необходимо контролировать уровень тока и температуру проводов по всей трассе и в соответствии с реальным состоянием линии динамически регулировать уровень передаваемой мощности (рис. 1).

Рис. 1. Эффективность передачи энергии в ЛЭП со статическими и динамическими параметрами

Габариты воздушных линий электропередач

Воздушная линия характеризуется таким показателем, как габарит. Габарит позволяет определить вертикальное расстояние от самой нижней точки провода до земли, водоема, связных коммуникаций, железной дороги, автомобильного шоссе и прочих поверхностей. Этот показатель четко регламентируется правилами устройства электроустановок.

Габариты воздушной линии устанавливаются на определенном допустимом уровне. На них влияет мощность коммуникаций, посещаемость местности людьми. Соответствие представленного показателя существующим нормам позволяет эксплуатировать и обслуживать систему максимально безопасно.

При наибольшей стреле провеса вертикальное расстояние до земли должно составлять минимум 6 м. Если линии электропередач проходят в малонаселенной местности, то этот показатель может быть уменьшен.

В труднодоступных отдаленных районах этот показатель может составлять всего лишь 3,5м. Если линия проходит в местности, где люди не бывают вообще, габариты может составить 1м.

Недопустимо, чтобы воздушная линия проходила над зданиями. Линии протягивают над лесом, посадкой, прочими зелеными насаждениями. Расстояние до крон деревьев должно составлять не менее 1м.

Информация о компании

Производственное объединение Форэнерго, ООО

ООО ПО «Форэнерго» координирует научно-техническую и производственную деятельность российских предприятий арматурно-изоляторной подотрасли: — «ЮМЭК» — производство подвесных и штыревых стеклянных изоляторов; — «МЗВА» — производство линейной арматуры для ВЛ и арматуры СИП; — «ИНСТА» и «Энерготрансизолятор» — производство полимерных изоляторов; — ООО «ВОЛЬТА» — предприятие изготовитель подстанционных опорных фарфоровых изоляторов;— «Volscom» — производство линейной арматуры для ВОЛС; НПП «МЭС» — производство монтажного инструмента.

READ  Основные свойства металлов и сплавов

Монтаж кабельных линий

Монтаж высоковольтных линий электропередач может осуществляться как внутри, так и снаружи сооружений.

Воздушные и кабельные линии электропередач имеют между собой значительные отличия. ВЛ – используют для передачи энергии или ее распределения по проводам проходящим на открытом воздухе. Воздушные кабельные линии крепятся к опорам с помощью кронштейнов и арматуры.

Кабельные линии электропередач прокладывают:

В земляных траншеях. Чтобы исключить повреждения новой кабельной линии при ее прокладывании в траншеи, дно рва засыпают слоем песка или провеянной землей. Таким образом, делают мягкую подушку толщиной 10 см. После прокладки подземной кабельной линии ее засыпают мягким земляным слоем толщиной 10 см. Поверх него кладут бетонные плиты, необходимые для исключения механических повреждений, ров засыпают и утрамбовывают землей.

Подземные кабельные линии помимо достоинств, имеют большой недостаток. При повреждении кабельной системы придется вскрывать траншею, перекрывать проезжую или пешеходную зону. Несмотря на это, прокладывание кабельных линий электропередач в траншеях, часто используется на внутренних территориях жилмассивов.

В асбестоцементных трубах. Новые кабельные линии могут прокладываться под проезжей и пешеходной частью, с использованием асбестовых труб.

В земляные канавы укладывают от 6 до 10 труб, на расстоянии 25-75 метров строят колодцы, посредством которых монтируют кабельные линии электропередач.

Основными достоинствами данного метода прокладки является защита кабельной линии электропередач от повреждений. Оперативность и простота замены участка поврежденной кабельной системы, без необходимости вскрытия пешеходных зон. Но и стоимость такой конструкции достаточно высока.

В тоннелях и подземных коллекторах. Данный вид проекта кабельной линии был разработан в связи с ограниченным объемом требуемых мощностей, промышленными предприятиями современных городов.

Подобный метод прокладки дает возможность оперативно осуществлять поиск повреждения, своевременно выполнять ремонтные работы. Часть поврежденной кабельной линии легко заменяется новой, после чего на краях вставки монтируют муфты. Недостатком является плохое охлаждение кабельной линии электропередач, что необходимо учесть при выборе сечения.

Кабельные линии связи прокладывают в коллекторах. Если в проекте кабельная линия связи пересекается с другой кабельной системой, то она должна располагаться на уровень выше силового кабеля. А высоковольтные кабельные линии должны проходить на уровень ниже, под кабелем меньшего напряжения.

Паспорт для существующей кабельной линии

Кабельная линия электропередач должна иметь техпаспорт, для записей технического состояния системы. В паспорт кабельной линии образец можно скачать в интернете, заносятся инженером, ответственным за выполнение эксплуатационных работ, данные о проведенных испытаниях. Ведется запись о ремонтных работах, о появлении механических и коррозийных повреждений.

На проект кабельной линии заводится архив, в которой собирается вся последующая техническая документация. Помимо паспорта в нее входят: протоколы, акты, отметки о повреждениях, расчет потерь в кабеле, данные о нагрузках и перегрузках на линии.

Безопасность работ в охранной зоне ЛЭП

Охранная зона для воздушных ЛЭП, согласно СНИП и ПУЭ, представляет собой пространство, идущее вдоль проложенных линий. Вертикальные параллельные плоскости, расположенные с обеих сторон линии, ограничивают пространство.

Для кабельных линий, проложенных под землей, охранное пространство создается на участке земли, ограничивается параллельными вертикальными плоскостями с обеих сторон линии (расстояние один метр от крайних кабелей).

Выводы и рекомендации

Последовательно присоединенные изоляторы тарельчатого типа служат не только в качестве дополнительного элемента для снижения напряженности поля полимерного изолятора, но и индикатором электрического старения изолирующей подвески.

Ухудшение электрической изоляции полимерного изолятора отображается в виде:

  • увеличения напряжения на изоляторе тарельчатого типа;
  • коронного излучения, что значительно облегчает диагностику существующими средствами.

Рекомендуется с целью упрощения индикации полимерных изоляторов с пониженной внутренней электрической прочностью применять последовательно присоединяемые к ним тарельчатые изоляторы из закаленного стекла. В районах с сильными загрязнениями желательно использовать тарельчатые изоляторы с гидрофобным покрытием из кремнийорганических эластомеров холодного отвердения, нашедших широкое применение.

Предпочтительнее тарельчатый изолятор устанавливать со стороны токопровода, при этом ожидается более высокая чувствительность контроля полимерных изоляторов, повышение импульсной прочности подвески15.

Литература

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: