CC BY
1Литература
1. Распоряжение Главы Республики Саха (Якутия) № 649-РГ от 13 августа 2018 г. «Об утверждении Концепции развития сбора, изучения, использования, переработки и реализации палеонтологических материалов мамонтовой фауны на территории Республики Саха (Якутия)» - Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/550166534
2. Соловьев Т. М., Петухова Е. С., Ботвин Г. В., Исакова Т. А., Павлова В. В. Анализ состава и структуры бивня мамонта Mammuthus primigenius методами термогравиметрического и рентгенофазового анализа // Материаловедение. 2021. № 2. С. 9-12.
3. Freund A., Eggert G., Kutzke H., Barbier B. On the Occurrence of Magnesium Phosphates on Ivory // Studies in Conservation. 2002. V. 47 (3). P. 155-160. DOI: 10.2307/1506869
4. Вотяков С.Л., Киселёва Д.В., Щапова Ю.В., Смирнов Н.Г., Садыкова Н.О. Физико-химические характеристики ископаемых костных остатков млекопитающих и проблема оценки их относительного возраста. Ч.1. Термический и масс- спектрометрический элементный анализ. - Екатеринбург: Изд-во «Гошицкий», 2009. 118 c.
5. Хлопачев Г.А., Гиря Е.Ю. Секреты древних косторезов Восточной Европы и Сибири: приемы обработки бивня мамонта и рога северного оленя в каменном веке (по археологическим и экспериментальным данным). - СПб: Наука, 2010. 143 с.
6. Золотарев В.М. Исследование процесса минерализации биосистем методами ИК спектроскопии диффузного отражения // Оптика и спектроскопия. 2014. Т. 116, № 4. С. 645-660.
7. Benning L.G., Phoenix V.R., Yee N., Konhauser K.O. // Geochim. Cosmochim. Acta. 2004. Vol. 68, No.4. P. 743-757.
DOI: 10.24412/cl -37269-2024-1-293-296
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЛЭП, РАСПОЛОЖЕННЫХ НА ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ САХА (ЯКУТИЯ)
Киселев А.Ю.1, Васильев П.Ф.2 1 Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, г. Якутск 2 Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН, г. Якутск
Надёжность ЛЭП лежит в основе бесперебойной работы потребителей электроэнергии, способствует сохранению энерговооружённости страны. Аварийное отключение ЛЭП может привести не только к перерыву в электроснабжении крупных и ответственных потребителей, но и к нарушению устойчивой работы энергосистемы. Особенно актуально вопросы обесточения потребителей стоят в районах Крайнего Севера, в частности, Якутии, где температура в зимнее время года достигает критических значений. Помимо этого, грозовой сезон на территории Якутии, характеризуется достаточно высокой грозовой активностью, достигающей в отдельных районах показателя 100 грозовых часов в год. Учитывая, что сооруженные во времена СССР воздушные ЛЭП не были запроектированы с фокусом на абсолютную грозоупорность, прямые удары молний и грозовые перенапряжения создают определенную аварийность на ЛЭП Якутии.
Проведённый анализ аварийных отключений ЛЭП напряжением 110 и 220 кВ, расположенных на территории Республики Саха (Якутия) за 2020-2023 гг. показал, что по причине грозовых воздействий произошло 154 отключения, что составляет 26,3% всех отключений ЛЭП данных классов напряжения за указанный период времени. Таким образом, территория Якутии подвержена достаточно активной грозовой деятельности, а ЛЭП остаются подвержены атакам молний.
В статье кратко рассмотрены актуальные проблемы обеспечения молниезащиты ЛЭП, расположенных на территории Республики Саха (Якутия), а также способы ее повышения.
Вопросам надёжности ЛЭП, а также эффективности их молниезащиты до сих пор уделяется повышенное внимание [1, 2, 3, 4]. Авторами анализируются предпосылки возникновения так называемых «грозовых» отключений [2], рассматриваются затраты на послеаварийные осмотры, разрабатываются новые способы повышения молниезащиты ЛЭП. В таблице представлена статистика аварий на ЛЭП напряжением 110-220 кВ по причине грозовых воздействий в энергокомпаниях Якутии за 2020-2023 гг.
Таблица. Статистика аварий на ЛЭП напряжением 110-220 кВ по причине грозовых воздействий в энергокомпаниях Якутии_
Количество аварий в год Итого за Доля в% от
Энергокомпании, филиалы 2020-2023 гг. всех аварий
2020 2021 2022 2023
Якутское ПМЭС 7 4 9 7 27 57,4
Южно-Якутские ЭС 12 12 18 5 47 43,9
ПАО «Якутскэнерго» 9 9 31 23 72 17,4
Прочие электросетевые объекты 4 1 1 2 8 44,4
Итого электросетевые объекты 32 26 59 37 154 26,3
Недостаточность молниезащиты сопряжена среди прочих с высоким удельным сопротивлением грунтов, в которых организовано заземление опор ЛЭП. Кроме того, в условиях Крайнего Севера эксплутация заземляющих устройств опор ЛЭП осложнена наличием сил морозного пучения грунтов, действие которых в зимнее время года влечет за собой выталкивание фундаментов опор вверх из земли и, соответственно, приводит к обрывам заземляющих проводников (рисунок 1).
На протяжении долгих лет применялись типовые проекты присоединения заземлителей к металлическим решетчатым опорам (рисунок 2). Данные заземлители фактически не имели достаточного запаса по длине, что в условиях их растяжения при выдавливании фундаментов вверх неминуемо приводило к их обрыву, а соответственно к разземлению опоры ЛЭП (в случае отсутствия или обрыва дублирующих заземляющих проводников опоры).
Рис. 1. Обрыв заземляющего проводника в результате Рис. 2. Чертёж заземлителя
выдавливания железобетонных фундаментов из грунта металлической решетчатой опоры:
силами морозного пучения 1 - гайка М16; 2 - шайба пружинная 017;
3 - болт М16*60; 4 - полоса 6x40
Техническое решение, представленное на рисунке 2 (типовой проект 3602тм-Т2, 1974 год), не лишено недостатков. Среди «возрастных» ЛЭП встречаются заземлители опор, изготовленные из армированной рифленой стали, что в принципе не противоречит указаниям [5], согласно которым заземлители выполняются из круглой стали диаметром 12-16 мм, а в отдельных случаях 18-20 мм. Однако учитывая особенности армированной рифленой стали, последняя ограничена пластичностью [6], что в условиях экстремально низких температур может приводить к разрыву стали, даже с учетом допустимой ее вытяжки и предела текучести (рисунок 1).
Учитывая данные обстоятельства, при новом строительстве используют различные формы заземляющих проводников опор ЛЭП, запас по длине которых позволяет исключить их разрывы в случаях, рассмотренных выше (рисунок 3).
Рис. 3. Варианты форм заземлителей металлической решетчатой опоры: а) в виде витка; б) змеевидный
Учитывая величину падения напряжения на высоком эквивалентном сопротивлении металлических опор ЛЭП при разряде молнии в элементы опор или молниезащитный трос при наличии тросовой защиты чаще всего возникают «обратные» перекрытия гирлянд изоляторов (более 90% всех «грозовых» отключений), приводящие к аварийному отключению ЛЭП [2].
Достаточно эффективным средством по повышению грозоупорности ЛЭП в данных условиях, как показал опыт эксплуатации, является установка линейных разрядников с внешним искровым промежутком [1]. На двухцепных ЛЭП линейные разрядники устанавливаются над фазными проводами одной из цепи (рисунок 4) из того расчета, что при поражении молнией заземленных частей опоры ЛЭП или грозотроса в случае аварийного отключения цепи с недостаточной импульсной прочностью линейной изоляции другая цепь (с линейными разрядниками) останется в работе.
Рис. 4. Установка линейных разрядников на опоре ЛЭП класса напряжения 220 кВ
Опыт эксплуатации молниезащиты ЛЭП напряжением 220 кВ [1] подтверждает эффективность применения линейных разрядников с внешним искровым промежутком для повышения грозоупорности ЛЭП в районах с высоким удельным сопротивлением грунтов.
В плане повышения экономической эффективности и надежности молниезащиты магистральных электрических сетей необходимо дальнейшее совершенствование технологий молниезащиты на основе применения линейных разрядников в сочетании с традиционными мерами по усилению изоляции, снижению сопротивлений заземляющих устройств опор и применению более совершенных конструкций заземлителей.
Для повышения качества проектирования, обоснованности технических решений по молниезащите целесообразно внедрение современных систем мониторинга грозовых разрядов и мест повреждений ЛЭП, основанных на волновых принципах измерений, позволяющих получить объективную информацию о характеристиках грозовой активности в регионе и пора-жаемости ЛЭП разрядами молнии.
С учетом многообразия исследований и способов повышения молниезащиты ЛЭП необходим комплексный подход [3] при рассмотрении вопросов грозозащиты, а также для дальнейшего изучения физических процессов воздействия атмосферного электричества на электросетевые объекты.
Литература
1. Гайворонский А.С., Киселев А.Ю., Львов А.П. К вопросу об эффективности средств молниезащиты магистральных электрических сетей ОЭС Востока // Передача и распределение электроэнергии. 2024. - № 1 (82). С. 64-72.
2. Киселев А.Ю., Львов А.П., Васильев П.Ф., Пинчуков П.С. Исследование предпосылок возникновения обратных перекрытий гирлянд изоляторов магистральных ЛЭП и определение места их повреждения // Энергия единой сети. 2023. № 3-4 (70). С. 20-26.
3. Киселев А.Ю. Способы повышения грозоупорности воздушных линий электропередачи Объединённой энергосистемы Востока / А. Ю. Киселев // Энергетик. - 2021. - № 9. -С. 21-26. - Текст : непосредственный.
4. Российская конференция по молниезащите: разговоры о важном. - 2024 [Электронный ресурс]. - URL: https://streamer.ru/articles/rossiyskaya-konferentsiya-po-molniezashchite-razgovory-o-vazhnom/ (дата обращения 16.08.2024).
5. Типовой проект № 3602-тм. Заземляющие устройства опор 35-750 кВ: Москва, 1974.
6. Ахметов Т.А., Харитонов В.А., Козырева Ю.И., Мазаник А.В., Локтионова Л.В. Способы повышения пластических свойств холоднодеформированной арматуры. Литье и металлургия. 2018;(1):110-112. https://doi.org/10.21122/1683-6065-2018-1-110-112.
DOI: 10.24412/cl-37269-2024-1 -296-299
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ ХОДОВОЙ ЧАСТИ БОЛЬШЕГРУЗНОЙ ТЕХНИКИ
Климова А.М.1, Васильева М.И.2, Стручков Н.Ф.2 1 Институт естественных наук, СВФУ, г. Якутск 2 Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН, г. Якутск
В работе проведено исследование структуры и свойств комплекта деталей грузового автотранспорта FAW, эксплуатируемого в Якутии. Исследованы химический состав, структура и свойства пальца и втулки рессоры заводского типа и аналога. Показано, что структуры исследуемых деталей характеризуются наличием феррито-перлитной составляющей. Проведены замеры твердости по методу Бринелля и микротвердости.
Республика Саха Якутия занимает огромную территорию в РФ. Благодаря автотранспортной технике обеспечиваются важные аспекты жизни, при этом их эксплуатация в особых низкотемпературных условиях Якутии в разы увеличивает количество поломок и выхода из
