Радиоэлектроника
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)

Повітряні лінії електропередач розподільних мереж 6-35 кВ

На повітряних лініях електропередач розподільних мереж 6-35 кВ в Росії вже довгий час традиційно застосовуються неізольовані ("голі") дроти. І багато хто не знає про те, що і для цього класу напруги існують захищені дроти - СИП - 3.

Повітряні лінії електропередач розподільних мереж 6-35 кВ

Розробка - скандинавська, модернізація - російська

За статистикою найвищий рівень споживання електроенергії на душу населення в Європі - в скандинавських країнах (див. графік). Таке споживання електроенергії ставить складніші завдання по забезпеченню безперебійного електропостачання споживача.

Двадцять назад в Скандинавії перед ученими було поставлено завдання - розробити новий тип повітряних ліній електропередач. В результаті роботи з'явилася система з використанням дротів із захисним покривом (см. рис. 1). У Норвегії і Швеції такий дріт на напругу 6-20 кВ став відомий під маркою BLX, у Фінляндії він стандартизован як PAS або як торговельна марка Pirelli (раніше Nokia) SAX, а тепер SAX - W.

система з використанням дротів із захисним покривом

Після впровадження нових технологій помітно знизилася аварійність ліній. Так, наприклад, у Фінляндії середній час відключення повітряних ліній напруги 6-35 кВ по усій території, включаючи навіть віддалені північні райони, складає всього 2 години 15 хвилин за увесь рік. Такі лінії із захищеними дротами в процесі експлуатації стають такими, що практично не обслуговують і, як наслідок, підвищилася безпека розподільних мереж.

На російському ринку цей дріт з'явився кінці 80-х років минулого століття. З 1997 року "Севкабель" і "Иркутскабель", а трохи пізніше "Москабельмет" почали випускати схожий за характеристиками дріт, позиціонуючи як СИП - 3. Він відрізняється від скандинавських ширшим діапазоном перерізів, гідрофобним шаром між жилою і ізоляцією. Сфера застосування російських дротів розширена по класу напруги до 35 кВ за рахунок збільшення товщини захисного покриву.

У чому переваги?

- Як і для СИП - 1 і СИП - 2, надійність і експлуатаційна привабливість СИП - 3 складається з наступних умов: дроти захищені від схльостування;

- на таких дротах практично не утворюється ожеледь;

- виключено крадійство дротів, оскільки вони не підлягають вторинній переробки;

- істотно зменшені габарити лінії і відповідно вимоги до просіки для прокладення і в процесі експлуатації;

- простота монтажних робіт і відповідно зменшення їх термінів;

- висока механічна міцність дротів і відповідно неможливість їх обриву;

- пожаробезопасность таких ліній, заснована на виключенні КЗ при схльостуванні;

- порівняно невелика вартість лінії (приблизно на 35 % дорожче за "голих"). При цьому відбувається значне скорочення експлуатаційних витрат (реальне скорочення доходить до 80 %).

Список можна продовжувати далі, але і це вже досить для того, щоб обгрунтувати необхідність використання СИП - 3.

Технічні характеристики

СИП - 3 - це одножильний ізольований дріт, що самонесущий. Жила виконана з алюмінієвого сплаву високої міцності або із сталеалюминия.

Ізоляція виконана з силанольно-сшитого поліетилену. Температурні характеристики такої ізоляції - 90о З в довготривалому режимі, 130о З в режимі тривалого перевантаження (до 8 годин на добу) і 250о З в режимі струмів короткого замикання. У ізоляцію додають близько 2 % сажі для досягнення стійкості поліетилену до ультрафіолетового випромінювання.

Ізоляційний шар має товщину близько 2,5 мм, тому такий шар можна вважати тільки захисним. Не дивлячись на те, що ізоляція і витримує 60 кВ на пробій, дріт необхідно підвішувати пофазно на окремі ізолятори. При схльостуванні дротів або падінні на лінію, наприклад, дерева, коли дроти збираються в пучок, захисний покрив витримує робоча напруга і лінія може працювати достатньо довго.

Властивості дроту такі, що економія при будівництві досягається не лише зменшенням матеріаломісткості траверс (міжфазна відстань всього 400 мм), але і, що важливо, зменшенням габаритів просіки в лісових масивах. Просіка вимагається в шість разів менше, ніж для ліній з голими дротами. І її ширина в 3,5 метри визначена лише необхідністю організації під'їзду техніки для проведення робіт по будівництву лінії.

Приведу цікавий випадок з практики: в північно-західному регіоні одному із споживачів були видані технічні умови на будівництво повітряної лінії з використанням СИП - 3. Споживач знав, що вартість такого дроту і необхідної арматури більша, ніж "голих" дротів. Не замислюючись про високі експлуатаційні властивості таких ліній, він вирішив піти по шляху зменшення капітальних витрат на будівництво і зажадав замінити СИП - 3 на голі дроти. Проте потім зіткнувся з проблемою лесоотвода - витрати по відведенню і по вирубуванню просіки склали таку величину, яка перевищила вартість лінії з СИП - 3. Звичайно, не завжди лінія будується в лісових масивах, але необхідно пам'ятати про низькі витрати на експлуатацію лінії з СИП - 3, яка досить швидко окупить первинні витрати.

СИП боїться грозових перенапружень..

Необхідно звернути увагу і на те, що не буває ідеальних систем. З появою ізольованих дротів виникла проблема їх захисту від грозових перенапружень. При виникнення грозового перенапруження пробивається повітряний проміжок по поверхні ізолятора і горить дуга, що живиться мережею достатньо довго, - в мережах середньої напруги однофазний пробій не реєструється релейним захистом, і лінія не відключається.

Для "голих" дротів грозові перенапруження не так страшні, адже основа дуги з боку дроту не коштує на місці, постійно переміщаючись по дроту. Захищений дріт пробивається в певних місцях, ізоляція не дає дузі рухатися, і вона горить на дроті тільки в місці пробою. Врешті-решт, дріт перепалюється і обривається. Отже, такі дроти необхідно захищати від грозових перенапружень. Звичайно це вимагає додаткових витрат, але вони потрібні.

..І його необхідно захистити

Існують різні способи захисту від грозових перенапружень.

Одним з перших з'явився метод захисту іскровим проміжком (см. рис. 2). Ще одним широко вживаним, але при цьому досить дорогим став спосіб з використанням обмежувачів перенапруження (см. рис. 3)

метод захисту іскровим проміжком

спосіб з використанням обмежувачів перенапруження

Важко сказати що-небудь нове про ці методи. Вони описані в багатьох виданнях і статтях. І все-таки відмітимо їх основні достоїнства і недоліки.

Існують і інші методи. Один з них досить давно використовується в Європі, але мало відомий в Росії - спосіб переведення пробою з однофазного в міжфазний (см. рис. 4).

спосіб переведення пробою з однофазного в міжфазний

Пристрій конструктивно досить простий (см. рис. 5), і необхідно звернути увагу на досить малу міжфазну відстань. Встановлюється на достатньому видаленні від ізолятора (довжина в'язки спіральної + 5 см), причому ріг спрямований від опори, але убік траверси. Само пристрій має контактні зуби, що проколюють ізоляцію, які при монтажі виводять потенціал дроту на ріг і поверхню дроту, причому за допомогою алюмінієвого дроту цей потенціал існує на поверхні дроту аж до ізолятора.

спосіб переведення пробою з однофазного в міжфазний1

При виникненні грозового перенапруження пробивається проміжок у ізолятора між дротом і траверсой, але дуга горить не на самому дроті, а на тому дроті, який виводить потенціал на поверхню. Далі дуга переміщається по дроту у бік рогів, і за рахунок іонізації повітря і відносно невеликої міжфазної відстані дуга переходить в міжфазний стан.

Плюс такого методу в тому, що пробій стає видимим для релейного захисту, який відключає лінію. Потім або АПВ, або оператор відновлюють мережеву напругу.

З'являються і нові ідеї, у тому числі і в нашій країні. Цікава петербурзька розробка з використанням длинноискровых проміжків. Система досить нова і доки серійно не виробляється. Але її майбутнє достатнє багатообіцяюче. Ідея дуже проста: змусити пробій протікати по деякій поверхні, розтягуючи розряд на таку велику довжину, яка не дозволить йому переродиться в повноцінну дугу.

Конструктивно такий захист може виконуватися різними способами. Один з них - петливши, виготовлена з довгого відрізку ізольованої жили певної конструкції з високим рівнем ізоляції і встановлена на траверсі. Кінці жили закріплені на траверсі і сполучені з нею. Середньою частиною петля наближається до СИП і в цьому місці поверхня захищеного дроту виведений потенціал. Розряд розтягується по поверхні петлі від СИП до траверси, причому його довжина розряду така велика, що він не перероджується в дугу. Результат - при грозових перенапруженнях лінія не відключається, і абонент завжди отримує електроенергію.

Правда, практично довести спрацьовування подібного методу грозозащиты досить складно. Немає способів реєстрації. Вже декілька років така система працює в дослідній експлуатації, і аварій не спостерігалося. Можна припустити що спрацьовував захист, але не можна відкидати і той момент, що в лінії не було грозових перенапружень.