О перспективах применения композитных материалов в энергетике на примере опор ЛЭП Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Технические науки

135

сударственная служба дорожного хозяйства (Росавтодор). - М.: Информав-тодор, 2004. - 40 с.

7. Федорович П.Л., Батяновский Э.И. Физико-технические свойства конструкционного бетона во взаимосвязи с гранулометрией мелкого заполнителя // Современные проблемы внедрения европейских стандартов в области строительства: сб. тр. международной научно-методической конференции. -Минск, 2014. - С. 186-196.

8. Методические рекомендации по выбору и применению материалов для разметки автомобильных дорог. - М.: СоюзДорНИИ, 2002.

О ПЕРСПЕКТИВАХ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЭНЕРГЕТИКЕ НА ПРИМЕРЕ ОПОР ЛЭП

© Орлова Н.А.*, Коробщикова Т.С.*, Молтусов А.С.*

Бийский технологический институт (филиал)

Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова, г. Бийск

Оценка применения композитных опор ЛЭП при рассмотрении свойств, монтажа, плановых сроков текущего и капитального ремонта и экономического эффекта применения композитных опор.

Ключевые слова: композитные опоры, стальные опоры, монтаж опор, экономический эффект.

Промежуточные одностоечные композитные опоры применяются для установки на воздушных ЛЭП классов напряжений 220, 110, 35 и 10 кВ, с переменным током частотой до 100 Г ц, одноцепных и двухцепных. Для без-гирляндной подвески проводов на опорах 220 и 110 кВ применяются изолирующие траверсы.

Компании-производители к основным достоинствам композитных опор относят следующие:

- Прочность. По данному параметру композитные опоры сопоставимы со стальными.

- Масса. Низкий показатель массы облегчает транспортировку и монтаж опоры. Например, общая масса комплекта опоры 6-20 кВ не

* Доцент кафедры Теплогазоснабжения и вентиляции, процессов и аппаратов химической технологии, кандидат технических наук.

* Доцент кафедры Теплогазоснабжения и вентиляции, процессов и аппаратов химической технологии, кандидат технических наук.

* Кафедра Химической технологии энергонасыщенных материалов и изделий.

136

ДОСТИЖЕНИЯ вузовской науки

превышает 165 кг, поэтому большая часть подготовительных работ по транспортировке и разгрузке таких опор проводится без привлечения тяжелой техники.

- Диэлектрические свойства. По своим изоляционным характеристикам композитные опоры практически аналогичны деревянным. Изоляционные свойства материала позволяют применять новые решения по защите линий от грозовых перенапряжений, в т.ч. основанные на увеличении электрической прочности фазной изоляции.

- Упругость. Благодаря эластичности (гибкости) стойки выдерживают большие ветровые и гололедные нагрузки. Высокая эластичность композитных конструкций позволяет избежать остаточной деформации.

- Долговечность. Проведенные испытания показали, что срок службы опор составляет приблизительно 70 лет.

- Минимальное обслуживание. Высокая стабильность материала позволяет эксплуатировать композитные опоры в суровых климатических условиях.

- Физические свойства. Композитные опоры не подвержены гниению и коррозии, воздействию птиц (дятлов) и насекомых, обладают высокой огнестойкостью и могут стать абсолютно негорючими, если их покрыть несколькими слоями огнестойкого средства.

- Экологичность. Токсичные компоненты не применяются при производстве и не выделяются в окружающую среду в процессе эксплуатации. Использование композитных опор не влечет за собой загрязнение окружающей среды и проблемы, подобные тем, которые возникают с пропитанными креозотом деревянными опорами.

Сравнение монтажа композитной и стальной многогранной опоры показал, что монтаж стальной опоры включает в себя три этапа: стыковка секций опоры; крепление траверс, тросостойки и лестниц; установка опоры на фланец фундаментной секции. Общее время монтажа стальной многогранной опоры составляет 30-60 мин и зависит от количества секций (2-3), количества цепей (1-2) и квалификации бригады монтажников. Например, на строительстве костромской линии бригада в составе двух звеньев электролинейщиков (8 чел.) и подъемного крана устанавливала 9-10 опор за рабочую смену или 2,5 км ВЛ110-1 [1].

Композитная опора собирается в полевых условиях с использованием двух винтовых стяжек (талрепов), гаечных ключей и резинового молотка. Сначала секции с натягом вводятся хвостовиками одна в другую (здесь нужны талрепы). Затем стыки штифтуются и штифты блокируются специальными кольцами. Монтировать композитные опоры в котлован можно с использованием любых, применяемых для этого машин и механизмов, а где это невозможно - вручную, силами бригады из 3 -4 человек. При этом даже

Технические науки

137

не нужны лебёдки и падающие стрелы. Бригада из четырёх человек, не имеющих специальной подготовки, отлично и с первого раза справилась с задачей. Линейный монтёр может подниматься на опору с помощью стандартных лазов («кошек») для деревянных опор.

Что касается плановых сроков текущего и капитального ремонта, то здесь можно сказать, что жизнеспособность стальных опор ЛЭП во многом зависит от степени антикоррозийной защищенности. По международным стандартам срок службы опор ЛЭП - 50 лет. Загрязненность атмосферы, повышенная влажность воздуха, различного рода климатические катаклизмы, возникающие в последнее время, вызывают повышенную коррозионную активность металлов. Для того, чтобы подобная конструкция могла прослужить такой срок, необходимо проводить работы по антикоррозионной защите не менее, чем раз в 5-7 лет. При текущем ремонте производят выправку опор, подтяжку и смену бандажей, подтяжку и регулирование провеса проводов, смену изоляторов и др.

Рассматривая вопрос, касающийся обслуживания и аварийного ремонта композитных опор ЛЭП, необходимо обратить внимание на следующее. Модульная конструкция опор позволяет достигнуть желаемой высоты, путем составления подходящих по диаметру модулей. Это означает, что их можно довольно быстро доставить в необходимой комплектации на стройплощадку, на грузовике с кузовом 5 м без необходимости использовании длинномерного транспорта. Другое преимущество не столь очевидно. Так как композитные опоры - модульная конструкция, энергокомпании могут изменять высоту опор, используя дополнительные модули в ситуации, где необходимо нарастить высоту. Энергокомпании также могут использовать такие опоры для размещения на них аппаратуры операторов сотовой связи. Более высокие опоры, составленные из большего количества модулей, могут быть надежными платформами для приемопередатчика при имеющихся договоренностях об эксплуатации.

Экономический эффект от внедрения композитов

В правилах установки и эксплуатации заложены фундаментальные электрические расчеты и опыт эксплуатации только для стальных, железобетонных и деревянных опор, поэтому весьма затруднительно проводить аналогию между традиционными решениями и опорами из стеклопластика [1].

Для каждого конкретного случая эффективность применения того или иного типа опор зависит от различных факторов. К таким факторам можно отнести климатические условия района, особенности технического задания на строительство объекта, близость производства того или иного типа опор и т.д. В связи с многообразием условий строительства целесообразно предварительно оценить сферу эффективного применения конкретных типов. Это позволит избежать необоснованных расходов при строительстве ВЛ и ускорит получение экономического эффекта от реализации конкретных проектов [2].

138

ДОСТИЖЕНИЯ ВУЗОВСКОЙ науки

Выбор рациональных организационно-технологических решений по возведению объектов в экономике принято рассматривать с точки зрения экономического эффекта. В практике экономический эффект может быть положительным и наоборот отрицательным.

Экономия условно-постоянных расходов в связи с сокращением продолжительности строительства объекта в результате совершенствования технологии, организации и управления при неизменной сметной стоимости принято называть «эффектом подрядчика», так как сокращение срока производства работ уменьшает накладные расходы строительной организации [3].

Для разных районно -климатических условий, напряжений, цепно-сти и т.д. величина экономии составляет достаточно устойчивую величину - 8-12 % по сравнению с бетонными вариантами и 35-45 % - с решетчатыми [4].

В табл. 1 представлены результаты технико-экономического анализа строительства анкерного пролета ВЛ-110 для композитной и металлической опор ЛЭП.

В сумму прямых затрат включались затраты по следующим статьям: оборудование; строительно-монтажные работы; транспорт материалов.

Таблица 1

К оценке результатов технико-экономического анализа

Расчетный показатель Ед. изм. Композитная опора Металлическая опора

Количество анкерных опор шт 1 1

Количество промежуточных опор шт 18 17

Стоимость строительства на 1 кВ тыс. руб. 6352 10058

- анкерные тыс. руб. 638 1150

- промежуточные тыс. руб. 5714 9059

Трудовые затраты чел.-час 1748 7687

- анкерные чел.-час 125 726

- промежуточные чел.-час 1623 6961

Экономический эффект от внедрения композитных опор обусловлен:

- снижением расходов на их хранение, транспортировку и монтаж;

- отсутствием расходов на подвесную изоляцию;

- снижением расходов на землеотвод (просеки);

- крепление провода к траверсе позволяет снизить габариты применяемых стоек либо увеличить длину пролетов;

- расходы на эксплуатацию снижаются при том, что срок службы опор увеличивается до 50-70 лет.

Таким образом, сегодня для ВЛ напряжением 110 кВ и выше композитные материалы целесообразно применять для быстромонтируемых ремонтных опор аварийного резерва. Это позволит выявить особенности проектирования и эксплуатации композитных опор и определить перспективы их применения для строительства новых линий. Имеет смысл также произво-

Технические науки

139

дить реконструкцию распределительных сетей с заменой деревянных опор на композитные с оценкой экономической целесообразности и экономического эффекта. Применение диэлектрических материалов для опор ВЛ, выполняемых взамен традиционных стальных и железобетонных, диктует необходимость уточнения электрических параметров опоры, влияющих на грозозащиту и работу изоляции.

Рассматривать композитные опоры следует не только как строительные конструкции, но и как электротехнические элементы сети, на которые воздействуют токи нормальных и аварийных режимов, напряженность электрического и магнитного полей.

Список литературы:

1. Абакумов П.Г. Многогранные металлические опоры для распределительных электрических сетей. Опыт и перспективы применения [Текст] / П.Г. Абакумов, С.Е. Казаков // Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. - 2006. - № 4.

2. Бочаров Ю.Н., Жук В.В. К вопросу о композитных опорах воздушных линий [Текст] / Ю.Н. Бочаров, В.В. Жук // Труды Кольскогонаучного центра РАН. - 2012. - Т. 4, вып. 1.

3. Вотякова О.Н. Разработка укрупненных организационно-технологических моделей реконструкции линий электропередач: дисс. ... канд. техн. наук [Текст] / О.Н. Вотякова. - Москва, 2015.

4. Шилов И.Г, Кусиньш Э.Ю. О перспективах строительства линий электропередачи на многогранных металлических опорах [Электронный ресурс] / И.Г. Шилов, Э.Ю. Кусиньш // Онлайн Электрик: Электроэнергетика. Новые технологии, 2012. - Режим доступа: www.online-electric.ru/articles.php?id=18.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАСПОЗНАВАНИЯ СИГНАЛОВ, ПРИНЯТЫХ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИЕЙ

© Рябцев С.А.*

Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола

Рассматривается задача распознавания сигналов, принятых радиолокационной станцией, на основе критерия интервала корреляции.

Ключевые слова распознавание, интервал корреляции, гистограмма.

* Студент кафедры Радиотехнических и медико-биологических систем. Научный руководитель: Евдокимов А.О., доцент, кандидат технических наук.