CC BY
23Исследование возможности реализации инвестиционно-строительных проектов на
территориях размещения ЛЭП Investigation of the feasibility of implementing investment and construction projects in the
territories of power lines
fc А московский
■p ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ
Ермаков Артем Александрович,
кафедра транспорта, ФГАОУ ВО «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (СФУ 660041, Красноярск, Свободный проспект 79) [email protected]
Филипьева Кристина Александровна, кафедра промышленного и гражданского строительства, ФГАОУ ВО «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (СФУ 660041, Красноярск, Свободный проспект 79) [email protected]
Бочкарев Никита Сергеевич, кафедра наземной артиллерии. ФГАОУ ВО «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (СФУ 660041, Красноярск, Свободный проспект 79) [email protected]
Кучер Ангелина Алексеевна, кафедра геофизики, ФГАОУ ВО «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (СФУ 660041, Красноярск, Свободный проспект 79) [email protected]
Хажмульдинов Эльдар Талгатович, кафедра геофизики, ФГАОУ ВО «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (СФУ 660041, Красноярск, Свободный проспект 79) [email protected]
Аннотация: Территории многих крупных городов давно вышли за рамки «разрешенных к застройке», именно по этой причине власти и строительные компании мегаполисов ищут новые резервы для строительства. И одним из таких резервов являются участки под линиями электропередачи. Исследование наземных и подземных ЛЭП показало, что последние не только дадут возможность использовать занятое сегодня земельное пространство для организации строительства, но и будут более надежными, чем наземные, так как менее подвержены влиянию негативных факторов, и, следовательно,
являются более долговечными. территории многих крупных городов давно вышли за рамки «разрешенных к застройке», именно по этой причине власти и строительные компании мегаполисов ищут новые резервы для строительства. И одним из таких резервов являются участки под линиями электропередачи. Исследование наземных и подземных ЛЭП показало, что последние не только дадут возможность использовать занятое сегодня земельное пространство для организации строительства, но и будут более надежными. Summary: The territories of many large cities have long gone beyond the "allowed to build", it is for this reason that authorities and construction companies in megacities are looking for new reserves for construction. And one of such reserves is the areas under power lines. The study of ground and underground power lines has shown that the latter will not only enable us to use the land area occupied today to organize the construction, but will also be more reliable than ground ones, since they are less susceptible to negative factors and, therefore, are more durable. the territories of many large cities have long gone beyond the "permitted to build", it is for this reason that the authorities and construction companies of megacities are looking for new reserves for construction. And one of such reserves is the areas under power lines. The study of ground and underground power lines has shown that the latter will not only enable us to use the land area occupied today to organize the construction, but will also be more reliable. Ключевые слова: инвестиционно-строительные проекты, ЛЭП, земельные участки. Keywords: investment and construction projects, power lines, land plots.
На сегодняшний день крупные мегаполисы, а также ряд городов испытывают дефицит в земельной площади для строительства. С одной стороны, это связано с уже имеющейся плотной городской застройкой, а также с наличием районов, где расположены здания, требующие реконструкции. С другой стороны, на территории практически всех населенных пунктов располагаются территории, которые заняты ЛЭП: указанные территории имеют достаточно высокий потенциал для освоения.
Необходимость строительства ЛЭП отрицать нельзя, так как оно является единственным наиболее рациональным способом обеспечения электроэнергией удаленных населенных пунктов и производственных объектов. Высоковольтные электросети позволяют снизить потери при передаче, а значит, и расходы и стоимость за единицу расчета. Линии электропередачи подразделяются на два основных вида -воздушные (ВЛЭП), провода которых подвешены над землей или над водой, и подземные(или подводные) КЛЭП, в этом случае силовые кабели прокладываются непосредственно под землей или в специально созданных для этого тоннелях. Один из
недостатков воздушных линий (ВЛЭП) - несмотря на свою «воздушность», они занимают много места.
С позиции энергетического законодательства существует запрет на строительство в охранной зоне ЛЭП, которая обычно составляет до 25 метров. Однако сегодня, с учетом дефицита строительной площади, территории, занятые ЛЭП, представляют интерес для девелоперских компаний, желающих использовать такие территории под застройку. Кроме того, исследования показывают, что ЛЭП, убранные под землю, гораздо проще эксплуатировать, так как они не подвержены разрушению внешних факторов (воды, мороза, ветра и пр).[1]
На сегодняшний день практически повсеместное распространение получили воздушные ЛЭП. Однако в процессе их эксплуатации может иметь место ряд недостатков. Так, среди негативных факторов можно назвать:
- наличие температурных перепадов. В значительной степени влияют на целостность проводов, так как материалы, из которых они изготовлены, имеют свойство расширяться и сжиматься. Усугубляется также и тем, что линии воздушных электропередач могут строиться в районах с резким или очень холодным климатом. В этом случае разница температурных пиков летом и зимой может достигать больших значений;
- возникновение атмосферных перенапряжений. Возникают на линиях из-за грозы и молний. Кратковременные перенапряжения могут вызвать пробои в изоляции, в редких случаях - ее разрушение или существенное повреждение. В дальнейшем поврежденный участок становится причиной короткого замыкания, поэтому необходимо автоматизированное отключение при малейших повреждениях. Также для предохранения от воздействия атмосферных перенапряжения на линии воздушных электропередач устанавливают ограничители перенапряжения ОПН;
- появление коммутационных (внутренних перенапряжений). Периодическое включение и отключение выключателей вызывает явление, аналогичное атмосферным перенапряжениям. В данном случае участок перекрытия также нужно автоматически блокировать. Наиболее опасны такие воздействия для сетей 330 кВ и выше;
- периодическое понижение температуры воздуха. Увеличивает допустимую по нагреву температуру и ток провода. Также при этом происходит уменьшение длины провода, что провоцирует механические напряжения;
- увеличение температуры проводов. Происходит их удлинение, увеличивается провисание. Снижается механическая прочность проводников. Нарушаются габариты
воздушной линии, что провоцирует снижение надежности и безопасности в эксплуатации данного участка;
- наличие гололедных явлений. Возникают из-за попадания снега, изморози, капель дожди или тумана на провода. Ледовые образования повышают нагрузку на кабели, тросы и опоры. Снижается запас прочности и возрастает вероятность обрыва линий электропередач. В этом случае как можно быстрее выполняется ремонт ЛЭП. Кроме того, гололедные образования утяжеляют провода, увеличивается стрела провиса, а линии проводов сближаются, в редких случаях - схлестываются. Чтобы снизить влияние данного негативного фактора, производят плавку тока путем нагрева проводников;
- влияние порывов ветра. Порывы представляют собой дополнительную горизонтальную силу, которая добавляет механическую нагрузку на провода, усиливает их натяжение. Сильные ураганные явления могут спровоцировать разрывы или поломки рядов опор воздушных линий электропередач;
- наличие вибрации. Другое название данного явления - «слабый ветер». Проявляется оно в колебании проводов с высокой частотой (5-50 Гц), малой длиной волны (2-10 м) и небольшой амплитудой (2-3 диаметра провода). Опасность заключается в том, что вибрации приводят к завихрению потока воздуха, обтекающего поверхность провода. Это быстро приводит к «усталости» материала и разрывам проволочек вблизи с зажимами и местами крепления к опорам. Для устранения этой проблемы устанавливаю виброгасители, которые поглощают энергию данных колебаний и уменьшают их амплитуду. Это позволяет избежать серьезных порывов и аварийного ремонта воздушных сетей;
- возможность «пляски» проводов. Это явление аналогично по своей природе с вибрацией, но имеет гораздо меньшую частоту (0,2-0,4 Гц), увеличенную амплитуду (0,5-5 м и более) и большую длину волны (1-2 пролета). Данное явление может длиться недолго, но в некоторых случаях - в течение нескольких суток. Происходит это из-за сильного ветра и гололеда. Может приводить к обрывам, схлестыванию и, как следствие, перекрытию напряжения линии. Явление редкое, но последствия можно оценить как очень и очень серьезные. Борются с «пляской» путем навешивания грузов в виде гасителей маятникового типа;
- загрязненность атмосферы. Если в атмосфере присутствуют частицы золы, цементной пыли, химических солей и пр., то в будущем их оседание на влажную поверхность изоляции может привести к ее ослаблению и перекрытию. В прибрежных районах из-за
высокой концентрации морских солей в воздухе алюминиевые элементы воздушных ЛЭП быстрее окисляются и разрушаются.[2]
Рядом с промышленными предприятиями, на территории мегаполисов и больших городов по причине плотной застройки прокладку воздушной ЛЭП осуществить достаточно сложно, и несмотря на высокую стоимость подземных кабельных линий, превышающую стоимость воздушных в два-три раза, в качестве основного средства передачи электрической энергии выступают подземные высоковольтные кабельные линии на напряжение 220 кВ и выше, что делает их основой современной энергосистемы города.
Структура подземной линии электропередачи включает один или несколько кабелей, соединительные и концевые муфты (заделки) и крепежные детали, а ЛЭП, включающая маслонаполненный или газонаполненный кабель, снабжают также посредством подпитывающей системы и сигнализации давления масла (газа). Прокладку кабелей осуществляют в земле в траншеях, глубина которых 0,8-1м, также для их прокладки используют кабельные каналы, блоки или тоннели. Экономичным вариантом считается подземная прокладка кабелей со следующей структурой: до шести кабелей в одной траншее при расстоянии между кабелями 0,2-0,3 м, не менее 20 кабелей в одном тоннеле.[3]
При этом, пропускную способность подземных кабельных линий ограничивают условия прокладки, и по техническим причинам длина кабельных линий оставляет максимально 10-12 км. Именно по этой причине распространение подземных ЛЭП сегодня невелико.
В России появление первых подземных кабельных линий (радиус действия - 1 км, напряжение - 2 кВ) относится к концу 70^ годов XIX. В этот период их использовали для систем электроосвещения частных домостроений. При использовании современных технологий проектирования и производства подземные ЛЭП представляет собой эффективную альтернативу воздушным линиям электропередачи.
Высоковольтные кабельные подземные линии имеют уникальные свойства по передаче энергии, в частности:
- они незаметных на поверхности земли;
- отсутствует необходимость их глубокого закапывания;
- они не излучают электрических полей
- проектированием таких линий может быть предусмотрено отсутствие магнитного излучения
- они обладают улучшенными характеристиками по потере мощности, а также высокой стойкостью при аварийных нагрузках.
Использование подземных кабелей возможно на территориях, где имеется плотная застройка, переходы через реки и в сложные геологические условия, а также там, где необходимо сохранить ландшафты, значимые строения, а также в местах для будущего строительства и пр.
У подземных линий ЛЭП низкая восприимчивость к тяжелым погодным условиям, таким как штормы, землетрясения. Воздушные ЛЭП изнашиваются быстрее, нежели подземные, работа которых не будет зависеть от ураганов, снегопадов и так далее, соответственно, срок службы кабельных линий намного дольше, чем у обычных.[4]
При изготовлении современных кабельных сетей используется поперечно сшитый полиэтилен (ХЬРЕ), выступающий в качестве основного изоляционного материала, который уже двадцати лет подтверждает свою высокую надежность. Кабельные линии из сшитого полиэтилена являются более надежными и удобными в эксплуатации, они имеют более высокую пропускную способностью, максимальную защищенность от внешних атмосферных воздействий. В перспективе это даст возможность сократить затраты на обслуживание и ремонт линий.
Гарантийный срок службы кабеля составляет 10 лет, что сопоставимо с опытом применения кабельных линий за рубежом. Поскольку кабель напряжением 330 кВ и даже 220 кВ в России пока не производится, в ближайшей перспективе при строительстве подземных кабельных ЛЭП будет применяться продукция зарубежных компаний.[5]
Подземные кабели содержат большое количество меди, наиболее токопроводящего металла, который работает при более низких температурах, в результате чегона 30% снижаются потери при высоких нагрузках по сравнению с воздушными линиями электропередачи, а следовательно, повышается рентабельность всей энергосистемы. Сочетание этих качеств позволяет снабжать электроэнергией потребителей с максимальной эффективностью, что особенно важно в целях сохранения окружающей среды и экономии энергоресурсов.
Новые технологии сочленения участков кабеля и прокладки его в грунте позволяют реализовывать проекты создания энергетических систем в течение нескольких месяцев при том, что раньше на это уходили годы. В тех местах, где невозможно прокопать кабельную траншею или канал, кабели монтируются в туннелях. В некоторых случаях использование уже существующих туннелей позволяет снизить стоимость работ.
Использовать подземных кабельных сетей также дает возможность значительно сократить стоимость обслуживания по сравнению с воздушными линиями. Для уменьшения времени аварийного отключения операторы энергетических систем могут измерять температуру высоковольтного кабеля по всей его длине с шагом полметра с помощью оптического волокна, вмонтированного в наружную оболочку кабеля. Подобный мониторинг дает возможность управления общей нагрузкой всей сети посредством оптимального перераспределения ее между линиями без допуска перегрузок. Если кабель повреждается по причине перегрузки или внешнего воздействия, система мониторинга с точностью до метра сможет определить место повреждения, что значительно сократит время на устранение аварии.[6]
Таким образом, территории многих крупных городов давно вышли за рамки «разрешенных к застройке», именно по этой причине власти и строительные компании мегаполисов ищут новые резервы для строительства. И одним из таких резервов являются участки под линиями электропередачи. Исследование наземных и подземных ЛЭП показало, что последние не только дадут возможность использовать занятое сегодня земельное пространство для организации строительства, но и будут более надежными, чем наземные, так как менее подвержены влиянию негативных факторов, и, следовательно, являются более долговечными.
Список литературы
1. Виноградов Д. Е. Строительство линий электропередачи 35- 500 кВ с тяжелыми трассами. - Л.: Энергоатомиздат, 1983.
2. Гордон С. В. Сооружение линий электропередачи. - М.: Энергоатомиздат, 1984.
3. Магидин Ф.А, Берковский А.Г. Устройство и монтаж воздушных линий электропередачи. М., Высшая школа, 1973.
4. Никитин, Б. К. Современные технологии проектирования, строительства и эксплуатации направляющих систем электросвязи : учеб. пособие для вузов / Б. К. Никитин, Л. Н. Кочановский ; - СПБГУТ. - 2011.
