CC BY
91
= 10
Энергобезопасность в документах и фактах
ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ
Новый кабель воздушный самонесущий напряжением 6-10-15-20-24-30-35-110 кВ, надежный и оригинальный для распределительных электрических сетей
Ю.П. Валявский,
генеральный директор
ООО “ИНФОРМ-ПРОЕКТ”, инженер электрик, заслуженный энергетик РФ
В настоящее время во многих странах мира повсеместно и широко применяются в строительстве и эксплуатации линии электропередачи с кабелями воздушными самонесущими КВС (фактически это одножильные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, скрученные в жгут вокруг изолированного несущего стального троса).
Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена занимают 80-85% энергетики в США и Канаде, 95%-в Германии и Дании, 100%- в Японии, Финляндии, Швеции и Франции. Кабели с бумажной изоляцией, маслонаполненные и т. п. уходят в прошлое.
Жгут из кабелей прокладывается на опорах ЛЭП соответствующего напряжения на открытом воздухе.
В соответствии с зарубежными данными, применение ЛЭП с кабелями воздушными самонесущими в два раза экономичнее, чем использование кабельных линий, прокладываемых в земле.
Конструкция модели кабеля воздушного самонесущего характеризуется следующими данными (табл. 1).
Как видно из таблицы, КВС предназначен для прокладки в воздухе, в земле, а также в воде (небольшие водоемы со стоячей водой).
Кроме того, КВС обеспечивает возможность перехода кабельной воздушной самонесущей линии в подземную или подводную кабельную линию без использования соединительных муфт или кабельных воронок, нет необходимости в этих случаях в грозозащитных устройствах.
Воздушные кабельные линии КВС из сшитого полиэтилена благодаря своей конструкции, современной технологии изготовления и совершенным
Таблица 1
Жила
Уплотненная круглая медная или алюминиевая многопроволочная жила с водонабухающим порошком
Экран на жиле
Полупроводящая пластмасса
Изоляция
Сшитый полиэтилен
Экран по изоляции
Полупроводящая пластмасса и полупроводящая водонабухающая лента
Общий металлический экран
Алюмополиэтиленовая лента, предотвращающая проникновение влаги в поперечном направление
Внешняя оболочка
Атмосферостойкий, противостоящий трению черный полиэтилен
Несущий трос
Многопроволочный оцинкованный стальной трос (изолированный)
Изоляция несущего троса
Атмосферостойкий, противостоящий трению черный полиэтилен, водонепроницаемый
Скрутка
Три одножильных кабеля с оболочкой, скрученные вокруг несущего изолированного троса
Кабель воздушный самонесущий (КВС)
Герметичный как в продольном, так и в поперечном направлениях, не распространяет горение
Электробезопасность
11 =
Провода фазы:
1 - скрученная круглая алюминиевая жила;
2 - полупроводниковый экструдированный экран;
3 - изоляция: сшитый полиэтилен (PR);
4 - полупроводниковый рифленый экструдированный
съемный экран;
5 - изделия для продольной герметизации;
6 - металлический экран: одна алюминиевая лента, поме-
щенная по длине и приклеенная на покров;
7 - толстый защитный покров из ПВХ.
Несущий трос:
8 - скрученная жила из 50-мм2 стали;
9 - защитный покров из сшитого полиэтилена или ПВХ
Рис. 1. Структура самонесущего кабеля
материалам обладают наилучшими электрическими и механическими свойствами и самым длительным сроком службы. Срок службы КВС без пробоев в длительно-допустимом режиме при температуре жилы +90° составляет как минимум 50 лет.
Изоляция линии КВС устойчива к воздействию ультрафиолетового излучения, химических реагентов, истиранию и механическим нагрузкам, водонепроницаема.
Таким образом, линии КВС имеют высокую надежность и электробезопасность перед традиционными ВЛ. По статистике 80% отключений потребителей электрической энергии происходит из-за аварий на воздушных линиях электропередачи 10 кВ, тогда как линии КВС имеют следующие приемущиства.
При падении кабеля на землю электроснабжение не прерывается и исключается риск пожаров и поражения электротоком.
Исключена вибрация и пляска проводов, схлестывание, практически исключается короткое замыкание между фазами.
Имеется возможность прохождения трассы ЛЭП в стесненных условиях при плотной застройке населенных пунктов, в лесных массивах и заповедниках.
Упрощается конструкция вводов на подстанциях.
Обеспечивается высокая степень механизации (один зажим на все сечения кабеля, рычажные лебедки, раздвигающие приспособления, мини-краны, автоматические зажимные муфты и т.п.).
Самонесущие кабели более пригодны для подвески двух и более цепей КВС, кроме того, в местах пересечений и сближений с другими ВЛ имеются преимущества уменьшения габаритов, обеспечивается безопасность работ вблизи КВС.
Повышается надежность в зонах интенсивного гололедообразования, уменьшается вес и интенсивность налипания снега, инея, льда, исключаются повреждения изоляторов от града.
КВС лучше удовлетворяет требованиям эстетики.
На КВС исключается короткое замыкание от больших птиц, сохраняя им жизнь.
В нашей стране ведется выборочное строительство воздушных линий с самонесущими кабелями на
стадии опытно-промышленного внедрения с применением импортного кабеля и арматуры.
В таблице №2 указан кабель, изготавливаемый в соответствии со стандартом ІЕС 60502-2.
Максимально допустимая температура нагрева токопроводящей жилы при токе короткого замыкания (не более 5 сек) +250оС.
Минимально допустимый радиус изгиба кабеля при прокладке 0,75 м.
Максимально допустимое усилие тяги при использовании монтажного чулка 5,4 кН.
По предварительным данным, в РФ построено более 200 км таких ВЛ 10 кВ на воздушных самонесущих кабелях, ведутся проектные проработки таких линий напряжением 35 кВ.
Однако нормативно-техническая документация на воздушные линиями КВС в нашей стране отсутствует и не разрабатывается.
Сложившееся положение сдерживает темпы и качество проектирования и строительства, затрудняет обеспечение безопасности в эксплуатации воздушных линий с самонесущим кабелем.
Необходимо первоначально подготовить и утвердить "Правила устройства воздушных линий электропередачи напряжением 10-20 кВ с самонесущими кабелями на стадии опытно - промышленного внедрения с применением импортного кабеля и арматуры".
Это позволит эффективно проектировать, строить и эксплуатировать ВЛ 10-20 кВ с самонесущими кабелями.
В Правилах устройства должны быть изложены: область применения и определения, основные положения и требования по устройству ВЛ 10 кВ с самонесущими кабелями, отражающие инженерно-технические и конструктивные особенности, электрические и механические характеристики кабеля, арматуры, опор, заземление, климатические условия, защита от атмосферных и коммутационных перенапряжений, габариты пересечения и сближения. Составленные правила устройства будут применяться при разработке проектов на строительство электрических линий КВС, а также само строительство и эксплуатацию ВЛ 10-20 кВ с самонесущими кабеля-
= 12 Энергобезопасность в документах и фактах
Таблица 2
Кабель 10 кВ, количество и сечение фазных жил и несущий трос, мм2 Максимальное электрическое сопротивление постоянному току токопроводящей жилы, жила +20о С, Ом/км Электрическое сопротивление переменному току токопроводящей жилы Длительно допустимый ток Емкость, мкФ/км Индуктивное сопротивление на фазу, мГн/км Максимально допустимый 1-секундный ток короткого замыкания жилы, кА Вес кабеля, кг/км м Е я, л е б а к р т е 2 а и д й ы н £ р а Н
жила +65оС, Ом/км жила +90оС, Ом/км в земле жила +65оС, Ом/км в воздухе жила +90оС, Ом/км
3x70+62 0,443 0,524 0,568 200 235 0,25 0,39 6,6 2200 60
3x95+62 0,320 0,378 0,411 235 280 0,30 0,37 8,9 2550 64
3x120+6 0,253 0,299 0,325 265 325 0,33 0,36 11,3 2900 67
3x150+6 0,206 0,244 0,265 300 370 0,36 0,35 14,1 3200 70
Изоли] оцинк стально тро ованный эванный й несущий с, мм2 Макси разрывн к ф 2 О ^ нои ьс я % м Начальні упругосч >ш модуль ги, Н/мм2 Конечный упругости модуль , Н/мм2 Коэффициент линейного удлинения жилы, 1/К Наруж диаметр кный роса, мм
без изоляции с изоляцией
62 76 189 189 11,5х10-6 10 12,5
ми. ПУЭ необходимы и для разработки технических и электрических показателей воздушных электрических линий напряжением 10-20 кВ с самонесущими кабелями, а также для нового электротехнического оборудования.
В дальнейшем необходимо выполнить дополнения и изменения к главе 1.7 "Заземление и защитные меры электробезопасности", 2.3 "Кабельные линии напряжением до 220 кВ" и 2.5 "Воздушные линии электропередачи напряжением выше 1 кВ" Правил устройства электроустановок (ПУЭ) в части ЛЭП 1020 кВ. Одновременно с внесением изменений в "Правила ...." необходимо работать над составлением "Рекомендаций по строительству, эксплуатации, проектированию и технике безопасности воздушных линий электропередачи напряжением 10-20 кВ с самонесущими кабелями на стадии опытно-промышленного внедрения с применением импортного кабеля и арматуры”.
Далее следует разработать технологические карты строительства воздушных линий электропередачи напряжением 10-20 кВ с самонесущими кабелями на стадии опытно-промышленного внедрения с применением импортного кабеля и арматуры".
В России кабели и арматура для воздушных линий электропередачи напряжением 10-20 кВ с самонесущими кабелями не изготавливаются, однако оборудование отечественных заводов позволяет создать самонесущие кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, скрученные в жгут вокруг изолированного несущего стального троса для ВЛ 10-20 кВ. Для этого необходимо разработать технические условия изготовления КВС на основе стандартов МЭК.
Для обоснования целесообразности сооружения ЛЭП 10-20 кВ с самонесущими кабелями должны быть разработаны "Методические рекомендации по технико-экономическому обоснованию условий по применению ЛЭП 10-20 кВ с самонесущими кабелями взамен ЛЭП 10-20 кВ с неизолированными (голыми) проводами".
Все вышеперечисленные нормативно-технические документы необходимо разработать и для КВС напряжением 35 и 110 кВ, по мере их внедрения.
Творческий подход к созданию современных электрических сетей по внедрению воздушных кабельный самонесущих линий позволит ускорить повышение надежности электроснабжения российских потребителей электроэнергии.
