Статьи
Провода для высоковольтных линий
Спрос потребителей на электроэнергию увеличивается, а значит необходимо повышать пропускную способность имеющихся линий или строить новые. Причем очевидно, что новое строительство — это огромные капитальные вложения, проблемы с землеотводами и т.д. Конечно, задача модернизации сетей распадается на много составляющих. Но одна из основных — внедрение принципиально новых типов проводов для воздушных линий. Посмотрим, в чем особенности современных проводов, и какие преимущества дает их применение.
Кроме того, снижается аэродинамическое сопротивление, а, значит, и вибрация и пляска проводов при сильных ветровых нагрузках. Примеры марок этого типа провода —AAACZ, AACSRZ (ООО «Сим-Росс-Ламифил», г. Углич Ярославской обл.), Aero-Z (Nexans, Франция). Трапециевидная проволока также используется, чтобы сделать конструкцию провода более компактной, а его поверхность — гладкой. Такая форма проще в изготовлении, а, значит, дешевле.
Компактированные провода при равном диаметре с классическими проводами обеспечивают более высокую пропускную способность линии. В сочетании с современными, более проводящими материалами это позволяет повысить передаваемую мощность при реконструкции ЛЭП с минимальными затратами на модернизацию инфраструктуры (опоры, в основном, можно оставить старые, заменив только провод и арматуру). При строительстве новых ЛЭП за счет повышенной механической прочности проводов новых конструкций удается сократить количество опор, что в результате снижает стоимость реализации проекта.
«Сегодня идет активное совершенствование конструкций неизолированных проводов, которое направлено на увеличение их пропускной способности, снижение потерь электроэнергии при передаче, обеспечение бесперебойности энергоснабжения в сложных природных условиях, а также повышение надежности и долговечности, — отмечает Игорь Буров, технический директор ООО «Камский кабель» (г. Пермь). — К примеру, провода АСп, по сравнению с традиционными неизолированными проводами, обладают меньшим весом и более высокой разрывной нагрузкой. Провода обеспечивают высокую пропускную способность ЛЭП, а также дают возможность использования провода с большим сечением при том же удельном весе, что позволяет решить проблему с перегрузками высоковольтных линий и ведет к снижению тепловых потерь при транспортировке электроэнергии. В настоящее время провод проходит сертификацию в ОАО «ФСК ЕЭС».
«Компактированные провода с усиленным сердечником марок АСк2у и АСку обладают более высокой механической прочностью, меньшим диаметром и электрическим сопротивлением по сравнению с традиционными проводами, — рассказывает Андрей Кувшинов, директор по развитию ЗАО «УК «УНКОМТЕХ». — Практическая реализация первого преимущества позволит уменьшить стрелы провеса в пролетах ЛЭП или сократить количество промежуточных опор по длине ВЛ. Сокращение количества опор ВЛ приводит к снижению общих капиталовложений при строительстве ЛЭП как минимум на 3-5 %».
Стоит сказать, что на практике производители стремятся сделать провода как можно более компактными, используя Z-образные проволоки для наружных слоев провода, а для внутренних слоев — трапециевидные проволоки. Использование в конструкции провода сердечника повышенной прочности позволяет обойтись в токопроводящем слое трапециевидными проволоками и тем самым снизить себестоимость по сравнению с проводами типа Z.
Несомненное достоинство таких проводов — их способность работать при высоких температурах (до 150 °С и выше). Сегодня на рынке представлены провод АССС с углеродным сердечником производства ООО «Сим-Росс-Ламифил» и АССR — композитный провод, сердечник которого состоит из проволок алюминия и продольных волокон оксида алюминия, предлагаемый компанией «3 М» (США). Скоро появятся и российские разработки. НИОКР по проводам с композитным сердечником из углеродных и базальтовых волокон (кстати, как и по компактированным проводам) проводит компания «Ункомтех» совместно с ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» и ОАО «МРСК Центра и Приволжья».
Еще один тренд — применение алюминий – циркониевого сплава. К примеру, он используется в проводах АСТ производства ОАО «Кирскабель» (Кировская обл., входит в «Ункомтех»), АС compact (ООО «Камский кабель», совместно с ВНИИКП, г. Москва). Такие провода могут работать при еще более высоких температурах — рабочая до 210 °С, допустимая при КЗ — до 300 °С. Алюминий – циркониевые проволоки используются в термостойких проводах с зазором GZTACSR производства «Сим-Росс-Ламифил». Производитель гарантирует рабочую температуру до 230 °С, при пиковой нагрузке — до 310 °С.
Неизолированный провод АСп (фото ООО «Камский кабель»)
«В настоящее время в ОАО «МРСК Северного Кавказа» отсутствуют сети, на которых используются Z-провода и провода с композитным сердечником, — признается Олег Харебов, начальник департамента эксплуатации и ремонта ОАО «МРСК Северного Кавказа». — Это обусловлено как высокой стоимостью данных проводов по сравнению с традиционными проводами типа АС, так и отсутствием нормативной документации по применению этих проводов на ВЛ с плавкой гололеда. Но в перспективе такие провода могут быть использованы на объектах реконструкции и нового строительства при наличии соответствующего экономического обоснования».
«На сегодня инновационные неизолированные провода в нашем электросетевом комплексе не применяются, но в перспективе это планируется, — говорит Валерий Титов, начальник департамента технического развития ОАО «МРСК Центра и Приволжья». — Нами совместно с ОАО «Кирскабель» ведется НИОКР «Разработка неизолированного компактированного провода со стальным сердечником повышенной прочности».
Сегодня получен совместный патент на полезную модель, опытные партии провода прошли испытания и получили положительные заключения на соответствие конструктивным размерам, электрическому сопротивлению, разрывному усилию, прочности заделки провода в соединительных и натяжных зажимах, стойкости провода к воздействию эоловой вибрации и стойкости провода к воздействию пляски.
Провод АС compact (фото ООО «Камский кабель»)
Изготовлены установочные партии проводов АСку, которые филиал Кировэнерго планирует в 2013 г. смонтировать на 2-х участках ВЛ 110 кВ и одном участке ВЛ 35 кВ. Подается заявка на аттестацию данного провода в ОАО «Российские сети». При положительном аттестационном заключении и успешном прохождении опытной эксплуатации данный инновационный провод найдет широкое применение на ВЛ 35,110 кВ взамен провода АС, изготавливаемого по ГОСТу 839-80.
Кроме того, в августе 2012 г. ОАО «МРСК Центра и Приволжья» заключило договор с ОАО «Кирскабель» еще на одну НИОКР — «Разработка конструктивно-технологических решений и изготовление проводов с несущим сердечником из композитных материалов». В настоящее время подана заявка в Роспатент на полезную модель провода с сердечником из базальтового волокна. Оба перечисленных инновационных провода смогут стать заменой импортным проводам марок GTACSR Hawk, ACCR 470-T16, ZTACIR 330, Aero-Z, AACSR 251 A3F, которые в 4-8 раз превышают стоимость отечественного провода марки АС».
«Практика свидетельствует, что при проектировании линий с применением композитного провода необходимо использовать программные комплексы, способные учитывать отличие его технических характеристик от обычных, неизолированных проводов АС, — делится опытом Алексей Правков, начальник отдела эксплуатации высоковольтных линий Пермэнерго. — Это даст возможность наиболее эффективно спроектировать ВЛ с оптимальным, то есть — минимальным, количеством опор, реконструировать существующую ЛЭП без их замены. Разрабатывая проект, особое внимание необходимо также уделять применяемой натяжной, поддерживающей и соединительной арматуре, наилучшим вариантом которой нам представляются спиральные зажимы. Ведь особенность композитного провода компании 3М заключается в том, что его сердечник не выдерживает изгибы меньше определенного радиуса, а тем более перегибы. Он ломается, поэтому монтаж провода обязательно должен выполняться при помощи лидер троса и специальных тягово-тормозных машин. Исходя из опыта, мы пришли к выводу, что наиболее целесообразно применять композитный провод на ЛЭП, эксплуатирующихся не более 15 лет. В оптимальном варианте это исключает полную замену опор, требуя лишь установки минимального количества новых. А на подстанциях можно обойтись без замены порталов, заменяя только ошиновку. В заключении подчеркну, что опыт монтажа и эксплуатации высокотемпературного провода на высоковольтных линиях 110 кВ в полной мере показал, что за ним будущее».
СИП-7 для ВЛ 110 кВ (фото ОАО «Севкабель»)
По всей вероятности, с решением обозначенных проблем, процесс обновления ВЛ должен ускориться. «Одна из основных сложностей при внедрении инновационной продукции в том, что при расчете экономической эффективности ВЛ не принимается во внимание стоимость дальнейшей эксплуатации, а ведь использование современных проводов направлено прежде всего на снижение эксплуатационных затрат, связанных с гололедообразованием, уменьшением обрывности линий, числа работ по поддержанию мест отчуждения в надлежащем состоянии и т.д. Главными сторонниками внедрения инновационных неизолированных проводов должны стать сетевые компании, эксплуатирующие ЛЭП», — отмечает Игорь Буров.
«Согласно нашей технической политике самонесущий изолированный провод (СИП) внедряется на Урале очень активно, — говорит Игорь Дмитриев, к.т.н., начальник департамента эксплуатации, технического обслуживания и ремонта ОАО «МРСК Урала». — Монтаж СИП производится на воздушных линиях электропередачи 0,4 кВ при новом строительстве и реконструкции сетей, на ВЛ 6-10 кВ применяется как в населенной местности, так и на лесных участках воздушных линий. На ВЛ 35 кВ — в единичных случаях в зависимости от места прохождения энергообъекта».
«В последние годы в ОАО «МРСК Северного Кавказа» происходит активная замена неизолированного провода на ВЛ-0,4 кВ на СИП, — рассказывает Олег Харебов. — Как правило замена провода производится на ВЛ, проходящих в населенных пунктах, а так же на ответвлениях от них к потребителям электроэнергии. Кроме того положительно зарекомендовала себя практика замены проводов на ВЛ-6(10) кВ на защищенный провод типа СИП-3 в районах со сложными метеорологическими условиями».
«Сегодня применение проводов марки СИП проводится при строительстве, реконструкции и техническом перевооружении существующих ВЛ 0,38 – 10 кВ и при выполнении работ по договорам технологического присоединения, — сообщает Валерий Титов. — Наиболее активно используется СИП при строительстве и реконструкции ВЛ 0,4 кВ. По состоянию на 1 января 2013 в сетевом комплексе ОАО «МРСК Центра и Приволжья» протяженность ВЛ 0,4 кВ с использованием СИП составила 5742,22 км, а ВЛ 6-10 кВ – 2058,02 км. За два года объем внедрения СИП на ВЛ 0,4 кВ составил 3446,61 км».
«Сегодня применение СИП — один из самых действенных методов повышения надежности и экономичности работы воздушных линий электропередачи, — уверен Валерий Титов. — ВЛ изолированная-0,4 кВ и ВЛ защищенная-10 кВ значительно устойчивее к воздействию на них внешних факторов (ветер, гололед, касание проводов ветвями деревьев, набросы, касания крыльями птиц и др.). Как правило, при этом удается обойтись без отключения потребителей. Применение СИП обеспечивает большую безопасность сторонних лиц, птиц и животных. Применение СИП-2 на ВЛ 0,4 кВ позволяет осуществить проход по лесопарковым зонам без разрубок деревьев, а СИП-3 на ВЛ -10 кВ позволяет разместить линию на 5 м ближе к краю просеки, что существенно уменьшает объем разрубок. Для сельской местности с одноэтажной застройкой и узкими улицами данное преимущество — существенная альтернатива необходимости строительства кабельной ЛЭП-10 кВ. К тому же, монтаж и эксплуатация линий с СИП технологичнее и безопаснее для персонала. Но необходимо отметить, что применение СИП в сетях 0,4 кВ накладывает дополнительную ответственность на эксплуатационный персонал по обеспечению надежной работы защитной аппаратуры линий 0,4 кВ в ТП 6 – 10 кВ».
Как отмечают в МРСК Северного Кавказа, внедрение СИП направлено как на повышение надежности электроснабжения, так и на предупреждение хищений электроэнергии. Красноречивее всего говорят цифры. Пример сокращения эксплуатационных расходов за счет применения СИП, приводит Николай Новиков, д.т.н., начальник центра новых электросетевых технологий ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС». В г. Клин Московской обл. общая протяженность сетей 0,38 кВ — 600 км, из них 300 км — переведено на СИП. За год на модернизированном участке эксплуатационные затраты снизились в три раза. Потери электроэнергии (в т.ч. коммерческие) снизились на 70 %, аварийность сократилась в 15 раз, численность обслуживающего персонала на 40 %. Средства, полученные от экономии электроэнергии за год, составили 2 млн руб.
Сверху вниз: ACCC с углеродным сердечником, термостойкие провода типа GAP — GZTACSR 1 и GZTACSR 2. (фото ООО «Сим-Росс-Ламифил»)
«Сейчас цена на СИП зависит от изменения основных показателей себестоимости, а именно от цены на алюминий, алюминиевый сплав АВЕ и силаносшиваемый полиэтилен, — поясняет Кирилл Кутырин, директор по маркетингу ЗАО УК «Ункомтех». — Именно в последние годы цена на алюминий отличается высокой волатильностью [изменчивостью – прим. ред.]. Увеличение или уменьшение цены может достигать 10-15 % процентов в месяц. Вслед за этим происходят изменения и в цене на СИП».
Провода типа Z: AAACZ из алюминиевого сплава и AACSRZ из алюминиевого сплава со стальным сердечником (фото ООО «Сим-Росс-Ламифил»)
«Для массового применения это нецелесообразно, так как происходит удорожание линии, а для определенных условий — вполне: сильно зауженные трассы, при пересечении инженерных сооружения и водных преград и т.д., — считает Валерий Титов. — СИП-7 на ВЛ 110 кВ будет иметь экономическую целесообразность в применении тогда, когда будут проработаны и дополнены нормативные документы, которые разрешат размещение ВЛ защищенной 110 кВ с СИП-7 вблизи каких-либо объектов (ближе, чем с неизолированными проводами) или при необходимости размещения каких-либо объектов под проводами ВЛ 110 кВ: стоянки машин, лыжеролерные трассы и др., что запрещено под неизолированными проводами. Это даст определенные преимущества применения СИП-7 в сравнении с неизолированными проводами. Возможно применение СИП-7 на ВЛ 110 кВ, как мероприятие предотвращающее или уменьшающее воздействие гололедообразования, для этого целесообразно провести ряд исследований по налипанию снега и образованию гололеда на СИП-7».
«Применение изолированного провода 110 кВ целесообразно в отдельных случаях, когда ограничена ширина просеки линии, а применение иных технических решений затруднительно или невозможно, — придерживается сходной точки зрения Игорь Дмитриев. — Широкое применение СИП 110 кВ, на мой взгляд, достаточно проблематично. Он имеет бóльшие массо-габаритные характеристики, а также требует повышенных прочностных требований к строительной части энергообъектов. В каждом конкретном случае для использования СИП 110 кВ необходимо технико-экономическое сравнение различных вариантов исполнения ЛЭП, в том числе и кабельная линия, как альтернативный вариант».
«Разработка провода с защитной изоляцией для воздушных линий электропередачи на напряжение 110 кВ была вызвана необходимостью поиска альтернативного решения в случаях, когда прокладка кабельной линии либо невозможна, либо экономически нецелесообразна, а прокладка воздушной линии, выполненной голыми проводами, экологически недопустима, — поясняет Павел Прокопенко, технический директор ООО «Севкабель-Инжиниринг». — Защищенные провода на 110 кВ могут быть востребованы при проектировании линий вблизи или через населенные местности, через парковые зоны и т.д. Основное предназначение СИП-7 в его использовании при реконструкции находящихся в черте городов и поселков ВЛ-110 кВ, отслуживших более 40 лет и имеющих неудовлетворительное состояние, с целью соблюдения требований ПУЭ-7. Это относится к линиям, находящимся в относительно небольших городах, где полностью отсутствует развитая подземная инфраструктура (которая уже имеется в крупных мегополисах), из-за чего нет возможности прокладки КЛ-110 кВ или ее стоимость получается неоправданно высокой. Также использование СИП-7 целесообразно при строительстве ВЛ в заповедной зоне или местах с большой стоимостью земли. Согласно разработанным на опытную партию техническим условиям, при использовании провода с защитной изоляцией для ВЛ на 110 кВ минимальный размер охранной зоны составил всего 5 м».
Павел Прокопенко считает, что СИП-7 определенно может использоваться в тех же нишах, что и Aero-Z от Nexans или провода с композитным сердечником от Composite Technology Corp.'s и General Cable. В данном случае СИП-7 может конкурировать по своим механическим свойствам, а также по уменьшению охранной зоны ВЛ. По мнению же Валерия Титова, если речь идет не об узких нишах, на высоковольтных ВЛ будущее все-таки за проводами с композитными сердечниками, поскольку они более легкие и обеспечивают меньшие потери электроэнергии. Что ж, время покажет, какие решения окажутся более успешными. В любом случае, уже сегодня понятно, что эпоха привычного сталеалюминевого провода постепенно уходит в прошлое. Может быть, не быстро, но компании, отвечающие за эксплуатацию сетей, придут к пониманию, что без современных проводов невозможно создать энергоэффективную и надежную линию электропередачи.
Источник: Energyland
3 Июн 2013
Эксплуатация воздушных линий электропередачи сопровождается разнообразными сложностями — подверженность ветровым и гололедным нагрузкам, обрывы, потери электроэнергии при транспортировке... Могут ли современные виды провода решить эти проблемы?
Поводы задуматься
Сегодня не редко говорят о том, что распределительные и магистральные сети нуждаются в обновлении. Значительная часть линий электропередач имеет весьма солидный возраст. Большинство существующих ЛЭП далеки от идеалов энергоэффективности. Сетевые компании страдают как от технических потерь, так и от банального воровства электроэнергии.Спрос потребителей на электроэнергию увеличивается, а значит необходимо повышать пропускную способность имеющихся линий или строить новые. Причем очевидно, что новое строительство — это огромные капитальные вложения, проблемы с землеотводами и т.д. Конечно, задача модернизации сетей распадается на много составляющих. Но одна из основных — внедрение принципиально новых типов проводов для воздушных линий. Посмотрим, в чем особенности современных проводов, и какие преимущества дает их применение.
Профилированные проволоки
Классический сталеалюминевый провод состоит из проволок круглого сечения, такая конструкция до сих пор остается самой популярной в мире из-за простоты изготовления. Однако не так давно в конструкции современного провода (во внешнем слое) стали использовать профилированные — стреловидные, трапециевидные или Z-образные — проволоки. Z-образные проволоки плотно примыкают друг к другу, сцепляясь в замок, увеличивая плотность компоновки с 0,7 до 0,9 и даже до 0,95. При этом уменьшается диаметр провода при заданном сечении, поверхность провода становится гладкой и повышается торсионная жесткость, что, в свою очередь, повышает стойкость проводов к механическим повреждениям. Это препятствует обледенению и налипанию снега.Кроме того, снижается аэродинамическое сопротивление, а, значит, и вибрация и пляска проводов при сильных ветровых нагрузках. Примеры марок этого типа провода —AAACZ, AACSRZ (ООО «Сим-Росс-Ламифил», г. Углич Ярославской обл.), Aero-Z (Nexans, Франция). Трапециевидная проволока также используется, чтобы сделать конструкцию провода более компактной, а его поверхность — гладкой. Такая форма проще в изготовлении, а, значит, дешевле.
Компактированные провода при равном диаметре с классическими проводами обеспечивают более высокую пропускную способность линии. В сочетании с современными, более проводящими материалами это позволяет повысить передаваемую мощность при реконструкции ЛЭП с минимальными затратами на модернизацию инфраструктуры (опоры, в основном, можно оставить старые, заменив только провод и арматуру). При строительстве новых ЛЭП за счет повышенной механической прочности проводов новых конструкций удается сократить количество опор, что в результате снижает стоимость реализации проекта.
«Сегодня идет активное совершенствование конструкций неизолированных проводов, которое направлено на увеличение их пропускной способности, снижение потерь электроэнергии при передаче, обеспечение бесперебойности энергоснабжения в сложных природных условиях, а также повышение надежности и долговечности, — отмечает Игорь Буров, технический директор ООО «Камский кабель» (г. Пермь). — К примеру, провода АСп, по сравнению с традиционными неизолированными проводами, обладают меньшим весом и более высокой разрывной нагрузкой. Провода обеспечивают высокую пропускную способность ЛЭП, а также дают возможность использования провода с большим сечением при том же удельном весе, что позволяет решить проблему с перегрузками высоковольтных линий и ведет к снижению тепловых потерь при транспортировке электроэнергии. В настоящее время провод проходит сертификацию в ОАО «ФСК ЕЭС».
«Компактированные провода с усиленным сердечником марок АСк2у и АСку обладают более высокой механической прочностью, меньшим диаметром и электрическим сопротивлением по сравнению с традиционными проводами, — рассказывает Андрей Кувшинов, директор по развитию ЗАО «УК «УНКОМТЕХ». — Практическая реализация первого преимущества позволит уменьшить стрелы провеса в пролетах ЛЭП или сократить количество промежуточных опор по длине ВЛ. Сокращение количества опор ВЛ приводит к снижению общих капиталовложений при строительстве ЛЭП как минимум на 3-5 %».
Стоит сказать, что на практике производители стремятся сделать провода как можно более компактными, используя Z-образные проволоки для наружных слоев провода, а для внутренних слоев — трапециевидные проволоки. Использование в конструкции провода сердечника повышенной прочности позволяет обойтись в токопроводящем слое трапециевидными проволоками и тем самым снизить себестоимость по сравнению с проводами типа Z.
Важно то, что внутри
Другой путь совершенствования проводов связан с применением новых материалов. Сегодня ряд производителей предлагают провода с композитным сердечником. Это значит, что в сердечнике есть армирующие элементы, использующиеся для механической прочности, и связующее вещество. Безоговорочное преимущество композитных проводов – высокая механическая прочность при небольшой массе. Также провода с композитным сердечником имеют меньший коэффициент линейного расширения в сравнении с проводами со стальным сердечником. Соответственно, они меньше провисают.Несомненное достоинство таких проводов — их способность работать при высоких температурах (до 150 °С и выше). Сегодня на рынке представлены провод АССС с углеродным сердечником производства ООО «Сим-Росс-Ламифил» и АССR — композитный провод, сердечник которого состоит из проволок алюминия и продольных волокон оксида алюминия, предлагаемый компанией «3 М» (США). Скоро появятся и российские разработки. НИОКР по проводам с композитным сердечником из углеродных и базальтовых волокон (кстати, как и по компактированным проводам) проводит компания «Ункомтех» совместно с ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» и ОАО «МРСК Центра и Приволжья».
Еще один тренд — применение алюминий – циркониевого сплава. К примеру, он используется в проводах АСТ производства ОАО «Кирскабель» (Кировская обл., входит в «Ункомтех»), АС compact (ООО «Камский кабель», совместно с ВНИИКП, г. Москва). Такие провода могут работать при еще более высоких температурах — рабочая до 210 °С, допустимая при КЗ — до 300 °С. Алюминий – циркониевые проволоки используются в термостойких проводах с зазором GZTACSR производства «Сим-Росс-Ламифил». Производитель гарантирует рабочую температуру до 230 °С, при пиковой нагрузке — до 310 °С.
Неизолированный провод АСп (фото ООО «Камский кабель»)
Провод завтрашнего дня
И зарубежным, и отечественным производителям есть что предложить. А готовы ли потребители активно внедрять инновационные неизолированные провода? Увы, пока далеко не везде.«В настоящее время в ОАО «МРСК Северного Кавказа» отсутствуют сети, на которых используются Z-провода и провода с композитным сердечником, — признается Олег Харебов, начальник департамента эксплуатации и ремонта ОАО «МРСК Северного Кавказа». — Это обусловлено как высокой стоимостью данных проводов по сравнению с традиционными проводами типа АС, так и отсутствием нормативной документации по применению этих проводов на ВЛ с плавкой гололеда. Но в перспективе такие провода могут быть использованы на объектах реконструкции и нового строительства при наличии соответствующего экономического обоснования».
«На сегодня инновационные неизолированные провода в нашем электросетевом комплексе не применяются, но в перспективе это планируется, — говорит Валерий Титов, начальник департамента технического развития ОАО «МРСК Центра и Приволжья». — Нами совместно с ОАО «Кирскабель» ведется НИОКР «Разработка неизолированного компактированного провода со стальным сердечником повышенной прочности».
Сегодня получен совместный патент на полезную модель, опытные партии провода прошли испытания и получили положительные заключения на соответствие конструктивным размерам, электрическому сопротивлению, разрывному усилию, прочности заделки провода в соединительных и натяжных зажимах, стойкости провода к воздействию эоловой вибрации и стойкости провода к воздействию пляски.
Провод АС compact (фото ООО «Камский кабель»)
Изготовлены установочные партии проводов АСку, которые филиал Кировэнерго планирует в 2013 г. смонтировать на 2-х участках ВЛ 110 кВ и одном участке ВЛ 35 кВ. Подается заявка на аттестацию данного провода в ОАО «Российские сети». При положительном аттестационном заключении и успешном прохождении опытной эксплуатации данный инновационный провод найдет широкое применение на ВЛ 35,110 кВ взамен провода АС, изготавливаемого по ГОСТу 839-80.
Кроме того, в августе 2012 г. ОАО «МРСК Центра и Приволжья» заключило договор с ОАО «Кирскабель» еще на одну НИОКР — «Разработка конструктивно-технологических решений и изготовление проводов с несущим сердечником из композитных материалов». В настоящее время подана заявка в Роспатент на полезную модель провода с сердечником из базальтового волокна. Оба перечисленных инновационных провода смогут стать заменой импортным проводам марок GTACSR Hawk, ACCR 470-T16, ZTACIR 330, Aero-Z, AACSR 251 A3F, которые в 4-8 раз превышают стоимость отечественного провода марки АС».
А где-то будущее уже настало...
Тем временем, в Перми воздушная линия 110 кВ на основе композитного провода эксплуатируется уже более двух лет. Об этом сообщили в пресс-службе ОАО «МРСК Урала». Правда, здесь применена не отечественная, а американская разработка — композитный провод ACCR компании «3М». На момент строительства в России подобным проводом были оснащены только две ЛЭП — в Московской и Читинской областях. В Перми после модернизации на ТЭЦ требовалось увеличить пропускную способность существующей ЛЭП. ACCR был выбран благодаря способности передавать электрическую мощность в три раза большую по сравнению с общеприменимым сталеалюминиевым проводом такого же сечения.«Практика свидетельствует, что при проектировании линий с применением композитного провода необходимо использовать программные комплексы, способные учитывать отличие его технических характеристик от обычных, неизолированных проводов АС, — делится опытом Алексей Правков, начальник отдела эксплуатации высоковольтных линий Пермэнерго. — Это даст возможность наиболее эффективно спроектировать ВЛ с оптимальным, то есть — минимальным, количеством опор, реконструировать существующую ЛЭП без их замены. Разрабатывая проект, особое внимание необходимо также уделять применяемой натяжной, поддерживающей и соединительной арматуре, наилучшим вариантом которой нам представляются спиральные зажимы. Ведь особенность композитного провода компании 3М заключается в том, что его сердечник не выдерживает изгибы меньше определенного радиуса, а тем более перегибы. Он ломается, поэтому монтаж провода обязательно должен выполняться при помощи лидер троса и специальных тягово-тормозных машин. Исходя из опыта, мы пришли к выводу, что наиболее целесообразно применять композитный провод на ЛЭП, эксплуатирующихся не более 15 лет. В оптимальном варианте это исключает полную замену опор, требуя лишь установки минимального количества новых. А на подстанциях можно обойтись без замены порталов, заменяя только ошиновку. В заключении подчеркну, что опыт монтажа и эксплуатации высокотемпературного провода на высоковольтных линиях 110 кВ в полной мере показал, что за ним будущее».
СИП-7 для ВЛ 110 кВ (фото ОАО «Севкабель»)
Что пока мешает?
«Внедрение инновационных неизолированных проводов в России началось в 2007 г., но пока идет трудно, — признает Николай Федоров, технический директор ООО «Сим-Росс-Ламифил». — Есть несколько основных барьеров. Во-первых, проектные и эксплуатационные требования электросетей закладываются с достаточно высоким по современным меркам уровнем потерь. Во-вторых, действующая устаревшая НТД не стимулирует отечественных производителей к разработке новых конструкций проводов и к повышению качества продукции. В-третьих, нет критериев сравнения технических решений по уровню эффективности, экономичности, экологичности и надежности передачи электроэнергии. И, наконец, экономика проекта оценивается, в основном, по стоимости строительства энергообъекта, а не по стоимости его владения».По всей вероятности, с решением обозначенных проблем, процесс обновления ВЛ должен ускориться. «Одна из основных сложностей при внедрении инновационной продукции в том, что при расчете экономической эффективности ВЛ не принимается во внимание стоимость дальнейшей эксплуатации, а ведь использование современных проводов направлено прежде всего на снижение эксплуатационных затрат, связанных с гололедообразованием, уменьшением обрывности линий, числа работ по поддержанию мест отчуждения в надлежащем состоянии и т.д. Главными сторонниками внедрения инновационных неизолированных проводов должны стать сетевые компании, эксплуатирующие ЛЭП», — отмечает Игорь Буров.
Обычная история
Лет пятнадцать назад многим сложно было предположить, что для воздушных линий распределительных сетей будут использоваться изолированные провода. «Это же дорого!» — сказали бы специалисты. Как ни странно, мне доводилось слышать такое мнение и совсем недавно, однако, сегодня сторонники неизолированных проводов все же в меньшинстве. Самонесущий изолированный провод (СИП) стал обычным явлением, ни производители, ни сетевые компании уже не считают его чем-то инновационным. Правда, если речь идет о линиях низкого и среднего напряжения.«Согласно нашей технической политике самонесущий изолированный провод (СИП) внедряется на Урале очень активно, — говорит Игорь Дмитриев, к.т.н., начальник департамента эксплуатации, технического обслуживания и ремонта ОАО «МРСК Урала». — Монтаж СИП производится на воздушных линиях электропередачи 0,4 кВ при новом строительстве и реконструкции сетей, на ВЛ 6-10 кВ применяется как в населенной местности, так и на лесных участках воздушных линий. На ВЛ 35 кВ — в единичных случаях в зависимости от места прохождения энергообъекта».
«В последние годы в ОАО «МРСК Северного Кавказа» происходит активная замена неизолированного провода на ВЛ-0,4 кВ на СИП, — рассказывает Олег Харебов. — Как правило замена провода производится на ВЛ, проходящих в населенных пунктах, а так же на ответвлениях от них к потребителям электроэнергии. Кроме того положительно зарекомендовала себя практика замены проводов на ВЛ-6(10) кВ на защищенный провод типа СИП-3 в районах со сложными метеорологическими условиями».
«Сегодня применение проводов марки СИП проводится при строительстве, реконструкции и техническом перевооружении существующих ВЛ 0,38 – 10 кВ и при выполнении работ по договорам технологического присоединения, — сообщает Валерий Титов. — Наиболее активно используется СИП при строительстве и реконструкции ВЛ 0,4 кВ. По состоянию на 1 января 2013 в сетевом комплексе ОАО «МРСК Центра и Приволжья» протяженность ВЛ 0,4 кВ с использованием СИП составила 5742,22 км, а ВЛ 6-10 кВ – 2058,02 км. За два года объем внедрения СИП на ВЛ 0,4 кВ составил 3446,61 км».
Зачем это надо?
Что же помогло самонесущему изолированному проводу быстро завоевать рынок? Специалисты эксплуатирующих организаций пояснили, почему готовы платить за более дорогой по сравнению с «голым проводом» вариант. «Замена провода старого поколения на СИП позволяет добиться большей безопасности при эксплуатации сетей, а также большей надежности и качества электроснабжения потребителей, — поясняет Игорь Дмитриев. — Конструкция СИП обеспечивает бесперебойную работу линий при негативных воздействиях погодных явлений, повышает надежность электроснабжения на участках интенсивного образования гололеда, дает значительное сокращение эксплуатационных расходов и обеспечивает безопасность населения и персонала электросетей».«Сегодня применение СИП — один из самых действенных методов повышения надежности и экономичности работы воздушных линий электропередачи, — уверен Валерий Титов. — ВЛ изолированная-0,4 кВ и ВЛ защищенная-10 кВ значительно устойчивее к воздействию на них внешних факторов (ветер, гололед, касание проводов ветвями деревьев, набросы, касания крыльями птиц и др.). Как правило, при этом удается обойтись без отключения потребителей. Применение СИП обеспечивает большую безопасность сторонних лиц, птиц и животных. Применение СИП-2 на ВЛ 0,4 кВ позволяет осуществить проход по лесопарковым зонам без разрубок деревьев, а СИП-3 на ВЛ -10 кВ позволяет разместить линию на 5 м ближе к краю просеки, что существенно уменьшает объем разрубок. Для сельской местности с одноэтажной застройкой и узкими улицами данное преимущество — существенная альтернатива необходимости строительства кабельной ЛЭП-10 кВ. К тому же, монтаж и эксплуатация линий с СИП технологичнее и безопаснее для персонала. Но необходимо отметить, что применение СИП в сетях 0,4 кВ накладывает дополнительную ответственность на эксплуатационный персонал по обеспечению надежной работы защитной аппаратуры линий 0,4 кВ в ТП 6 – 10 кВ».
Как отмечают в МРСК Северного Кавказа, внедрение СИП направлено как на повышение надежности электроснабжения, так и на предупреждение хищений электроэнергии. Красноречивее всего говорят цифры. Пример сокращения эксплуатационных расходов за счет применения СИП, приводит Николай Новиков, д.т.н., начальник центра новых электросетевых технологий ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС». В г. Клин Московской обл. общая протяженность сетей 0,38 кВ — 600 км, из них 300 км — переведено на СИП. За год на модернизированном участке эксплуатационные затраты снизились в три раза. Потери электроэнергии (в т.ч. коммерческие) снизились на 70 %, аварийность сократилась в 15 раз, численность обслуживающего персонала на 40 %. Средства, полученные от экономии электроэнергии за год, составили 2 млн руб.
Сверху вниз: ACCC с углеродным сердечником, термостойкие провода типа GAP — GZTACSR 1 и GZTACSR 2. (фото ООО «Сим-Росс-Ламифил»)
Активно, но не повсеместно
Понятно, что до полного перехода на СИП в сетях 0,4 кВ и 6(10) кВ пока далеко, все-таки многие из существующих сегодня линий, выполненных обычным неизолированным проводом, можно эксплуатировать еще не одно десятилетие. К тому же, процесс перехода на современные провода идет хоть и активно, но не повсеместно. Производители уверяют, что порой проектные организации закладывают неизолированные провода там, где СИП окупился бы не только при эксплуатации, но уже на стадии монтажа. И все-таки ситуация на рынке принципиально отличается от той, что была 10 лет назад, когда рекомендация применять СИП была впервые закреплена в ПУЭ-7. Если тогда альтернативы импорту по этой позиции фактически не было, а цена зашкаливала, то сегодня на рынке уверенно работает немало российских производителей самонесущего провода, что в свое время привело к существенному снижению цен.«Сейчас цена на СИП зависит от изменения основных показателей себестоимости, а именно от цены на алюминий, алюминиевый сплав АВЕ и силаносшиваемый полиэтилен, — поясняет Кирилл Кутырин, директор по маркетингу ЗАО УК «Ункомтех». — Именно в последние годы цена на алюминий отличается высокой волатильностью [изменчивостью – прим. ред.]. Увеличение или уменьшение цены может достигать 10-15 % процентов в месяц. Вслед за этим происходят изменения и в цене на СИП».
Провода типа Z: AAACZ из алюминиевого сплава и AACSRZ из алюминиевого сплава со стальным сердечником (фото ООО «Сим-Росс-Ламифил»)
СИП на 110 кВ
Как было сказано выше, в том, что самонесущий изолированный провод эффективен для ВЛ низкого и среднего напряжения, сомнений ни у кого нет. А может ли он применяться на сетях высокого напряжения? Недавно ГК «Севкабель» (г. Санкт-Петербург) выпустил провод с защитной изоляцией для воздушных линий электропередачи на напряжение 110 кВ — СИП-7. Подобные разработки ведет и ОАО «Кирскабель». «Камский кабель» также изготовил образец провода СИП-7, который в настоящее время находится на испытаниях во ВНИИКП. К преимуществам СИП-7 относят возможность сближения фазных проводов на расстояние до 1 м, что позволяет уменьшить рассеивание магнитного поля в 4-5 раз, пониженные налипание снега и гололедообразование. Кроме того, исключаются случаи короткого замыкания проводов от схлестывания, набросов, и уменьшаются или исключаются потери на корону. Мы поинтересовались у сетевых компаний, как они воспринимают перспективы такой новинки.«Для массового применения это нецелесообразно, так как происходит удорожание линии, а для определенных условий — вполне: сильно зауженные трассы, при пересечении инженерных сооружения и водных преград и т.д., — считает Валерий Титов. — СИП-7 на ВЛ 110 кВ будет иметь экономическую целесообразность в применении тогда, когда будут проработаны и дополнены нормативные документы, которые разрешат размещение ВЛ защищенной 110 кВ с СИП-7 вблизи каких-либо объектов (ближе, чем с неизолированными проводами) или при необходимости размещения каких-либо объектов под проводами ВЛ 110 кВ: стоянки машин, лыжеролерные трассы и др., что запрещено под неизолированными проводами. Это даст определенные преимущества применения СИП-7 в сравнении с неизолированными проводами. Возможно применение СИП-7 на ВЛ 110 кВ, как мероприятие предотвращающее или уменьшающее воздействие гололедообразования, для этого целесообразно провести ряд исследований по налипанию снега и образованию гололеда на СИП-7».
«Применение изолированного провода 110 кВ целесообразно в отдельных случаях, когда ограничена ширина просеки линии, а применение иных технических решений затруднительно или невозможно, — придерживается сходной точки зрения Игорь Дмитриев. — Широкое применение СИП 110 кВ, на мой взгляд, достаточно проблематично. Он имеет бóльшие массо-габаритные характеристики, а также требует повышенных прочностных требований к строительной части энергообъектов. В каждом конкретном случае для использования СИП 110 кВ необходимо технико-экономическое сравнение различных вариантов исполнения ЛЭП, в том числе и кабельная линия, как альтернативный вариант».
«Разработка провода с защитной изоляцией для воздушных линий электропередачи на напряжение 110 кВ была вызвана необходимостью поиска альтернативного решения в случаях, когда прокладка кабельной линии либо невозможна, либо экономически нецелесообразна, а прокладка воздушной линии, выполненной голыми проводами, экологически недопустима, — поясняет Павел Прокопенко, технический директор ООО «Севкабель-Инжиниринг». — Защищенные провода на 110 кВ могут быть востребованы при проектировании линий вблизи или через населенные местности, через парковые зоны и т.д. Основное предназначение СИП-7 в его использовании при реконструкции находящихся в черте городов и поселков ВЛ-110 кВ, отслуживших более 40 лет и имеющих неудовлетворительное состояние, с целью соблюдения требований ПУЭ-7. Это относится к линиям, находящимся в относительно небольших городах, где полностью отсутствует развитая подземная инфраструктура (которая уже имеется в крупных мегополисах), из-за чего нет возможности прокладки КЛ-110 кВ или ее стоимость получается неоправданно высокой. Также использование СИП-7 целесообразно при строительстве ВЛ в заповедной зоне или местах с большой стоимостью земли. Согласно разработанным на опытную партию техническим условиям, при использовании провода с защитной изоляцией для ВЛ на 110 кВ минимальный размер охранной зоны составил всего 5 м».
Павел Прокопенко считает, что СИП-7 определенно может использоваться в тех же нишах, что и Aero-Z от Nexans или провода с композитным сердечником от Composite Technology Corp.'s и General Cable. В данном случае СИП-7 может конкурировать по своим механическим свойствам, а также по уменьшению охранной зоны ВЛ. По мнению же Валерия Титова, если речь идет не об узких нишах, на высоковольтных ВЛ будущее все-таки за проводами с композитными сердечниками, поскольку они более легкие и обеспечивают меньшие потери электроэнергии. Что ж, время покажет, какие решения окажутся более успешными. В любом случае, уже сегодня понятно, что эпоха привычного сталеалюминевого провода постепенно уходит в прошлое. Может быть, не быстро, но компании, отвечающие за эксплуатацию сетей, придут к пониманию, что без современных проводов невозможно создать энергоэффективную и надежную линию электропередачи.
Источник: Energyland
Начало активности (дата): 03.06.2013 09:00:49
