CC BY
118
УДК 332.362
М.В. Гомонай, В. Ф. Кушляев
ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНЫХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛЭП НА УЧАСТКАХ, ПРОХОДЯЩИХ ЧЕРЕЗ ЛЕСОНАСАЖДЕНИЯ
В статье рассматривается воздействие природных факторов (снег, обледенение, падение деревьев на провода и пр.) на безопасность воздушных линий электропередач. Приводятся технологические схемы расчистки трасс под ЛЭП от лесонасаждений.
Ключевые слова: безопасность, эксплуатация ЛЭП, лесонасаждения, технология расчистки трасс.
M. Gomonaj, V. Kushljaev
PROBLEMS OF SECURING EFFECTIVE AND SAFE CONDITIONS OF THE ELECTRIC POWER LINE OPERATION IN THE AFFORESTATION REGIONS
The article views the impact of natural factors (snow, icing, trees falling on the wires, etc.) on the safety of overhead electric power line. The authors suggest technological clearance plan for electric power line.
Keywords: safety, electric power line operation, afforestation, technology of clearance.
Линии электропередач (ЛЭП), а также проводные линии связи на отдельных участках проходят через лесонасаждения (это может быть лесной массив, лесопарковые зоны, лесополосы вдоль дорог и др.). Обслуживание этих участков затруднено по причине наличия мелкотоварного лесонасаждения. За последние 15 лет практически зоны вдоль трасс ЛЭП не очищались, что привело к зарослям (выросли молодые деревья и кустарник, в парках населённых пунктов старые деревья порой не убираются). Всё это, как показала практика, может привести к чрезвычайным ситуациям (нарушается технология транспортировки электроэнергии к населённым пунктам и промышленным объектам, лесной подрост может стать источником пожаров и не является преградой для распространения верховых пожаров).
Особенно это проявилось в зимний период 2010 - 2011 годов. Наблюдалось сильное обледенение проводов и деревьев, в результате чего имели место обрыв проводов и обесточивание многих населённых пунктов. В период обильных снежных осадков при отрицательной температуре деревья под тяжестью снега и льда ломались, изгибались и обрывали провода. Это приводило к аварийным ситуациям на ЛЭП. Устранение аварий затруднялось из-за низкой проходимости техники (большой снег, сломанные деревья, наличие мелкого леса). Только в Московской области в целях обеспечения безопасности и стабильной эксплуатации предстоит вырубить около 8 тыс. га леса на трассах ЛЭП.
Чрезвычайная ситуация возникает также при сильных ветрах и ураганах (ветровалы и буреломы в лесонасаждениях) в результате падения деревьев на провода и обрыв самих проводов или повреждения опор ЛЭП.
Именно поэтому расчистка трасс является одним из важнейших мероприятий по повышению надёжности работы магистральных линий электропередач. Кроме того, своевременная уборка деревьев и кустарников обеспечивает беспрепятственный подъезд к объектам, расположенным на трассе. Филиал ОАО «ФСК ЕЭС» - Магистральные и электрические сети (МЭС) - осуществляет расчистку трасс воздушных линий электропередачи 220 - 750 кВ Московского региона. В 2010 го-
52 -
Научные и образовательные проблемы гражданской защиты - 2011'4
ду в Московском регионе от деревьев и кустарников было запланировано расчистить 144,36 га трасс воздушных линий и увеличить парк спецтехники на 40 %. Всего в Центральном регионе в 2010 году планировалось расчистить 3 620,47 га трасс линий электропередач напряжением 220 -750 кВ. Общая протяженность линий электропередач напряжением 220 - 750 кВ около 30 000 км. Указанные линии проходят по территориям 19 областей. На территории Москвы и Московской области МЭС обслуживают свыше 3,16 тысяч км линий электропередачи.
Как пример развития противопожарных разрывов можно привести Республику Коми. Руководство Комитета лесов Республики Коми выразило заинтересованность в развитии системы противопожарных разрывов на территории лесного фонда Коми. «В 2011 году мы будем развивать систему противопожарных разрывов, в том числе и по линейным сооружениям. Эта работа тоже носит плановый уведомительный характер. Планы по созданию противопожарных полос на линиях электропередачи 110 и 220 кВ нужно согласовать с лесничествами ...».
При проведении аварийно-спасательных и других неотложных работ по восстановлению ЛЭП применялись имеющиеся средства в спасательных отрядах, большинство работ выполнялось вручную с помощью механизированного инструмента. В отдельных случаях при участии лесных организаций использовалась специализированная лесозаготовительная техника: трелёвочные трактора ТДТ-55А, ТТ-4М, разные автомобильные краны, трактор МТЗ-82 с гидроманипулятором и др.
Древесина под ЛЭП в зависимости от геометрических размеров, породы и качества может квалифицироваться как сырьё, которое можно реализовать. Например, если это маломерная древесина толщиной от 2 до 6 см, длиной от 1 до 3 м, то она соответствует стандарту ГОСТ 23827 «Сырьё древесное тонкомерное» и является сырьём для производства технологической щепы по ГОСТ 15815 и ТУ 13-735. Если это низкокачественное древесное сырьё, то оно относится к категории дрова по ГОСТ 3243 и ОСТ 13-200 (толщина от 3 см, длина от 0,5 м) и используется оно в гидролизном производстве и как топливные дрова. Группа лесоматериалов толщиной от 6 см до 13 см - это мелкая древесина, толщиной от 14 до 24 см - средняя и толщиной более 26 см - это крупная (ГОСТ 9462 и ГОСТ 9463 «Лесоматериалы круглые лиственных и хвойных пород»). Такой лесоматериал применяется в разных областях промышленности и строительства. Древесная зелень (ГОСТ 21769) - ветки, крона деревьев, мелкий кустарник - это сырьё дли изготовления витаминной муки и продуктов лесобиохимического производства(эфирное масло и паста, витамин С, концентрат каротина и пр.), а также в свежесрубленном виде в качестве добавки в рацион сельскохозяйственных животных. Перспективным направлением использования маломерной древесины и древесных отходов является производство экологически чистого высококалорийного биотоплива (брикеты и гранулы) [2, 3].
Из этого следует, что расчистка трасс под ЛЭП кроме обеспечения безопасных условий их эксплуатации позволяет получить и экономические выгоды от реализации заготовленных лесоматериалов.
Для проведения работ по расчистке трасс ЛЭП от лесонасаждений с учётом специфики (ограничено расстояние до проводов и опор ЛЭП, бездорожье и пр.) разработана технология и система машин с комплексной переработкой заготовленной древесины.
Эффективные технологии, технические средства и современные принципы организации работ требуются и при расчистке трасс от леса при новом строительстве и при периодическом обслуживании существующих на предприятиях нефтяной и газовой промышленности.
При расчистке трасс может быть применена сортиментная или хлыстовая заготовка лесоматериалов с полной утилизацией древесных отходов [1, 2, 4, 5]. Если вдоль линий электропередач имеется только поросль или кустарник, то их удаление производится кусторезом КОМ-2,3, выпол-
ненного на базе трактора МТЗ-82. Ширина полосы (захвата) 2,5 м, производительность 1,2 км/ч. Могут также для срезания кустарника применяться бензопилы с удлинёнными ручками Урал-70 или Урал-76.
Технология работы и система машин для заготовки сортиментов при расчистке (разрубке) трасс линий электропередач и противопожарных полос (коридоров) может осуществляться в двух вариантах: полумеханизированный и механизированный способы. По первому способу на валке (срезание деревьев), обрезке сучьев и раскряжёвке хлыстов используются бензопилы; сбор сортиментов, их транспортировка на погрузочную площадку производится трактором МТЗ-82 с гидроманипулятором и прицепом. В данном случае трактор общепромышленного назначения для работы в лесу оснащается специальными шинами, защитой трансмиссии и пр. Если в районе трассы произрастают тонкомерные деревья, то их спиливают бензопилой и трелюют трактором (ТДТ-55А или МТЗ-82) на разделочную площадку, где производят обрезку сучьев и раскряжёвку. Полученные сортименты погружаются на автолесовоз с помощью гидроманипулятора, установленного на автомобиле, или погрузку выполняет трактор МТЗ-82 (погрузочно-транспортная машина). Отходы измельчаются рубильной машиной УРП-1 в щепу и отвозятся автощеповозом ЛТ-7 потребителю.
При механизированном способе все операции выполняются машинами. Так валка деревьев, обрезка сучьев и раскряжёвка выполняется валочно-сучкорезно-раскряжёвочной машиной МЛ-20 (силовая база гусеничный трактор ТТ-4М или колёсный Т-150К или МТЗ-82). Технология работы системы машин для этого способа приведена на рис. 1. Данная технологическая схема предполагает полную зачистку трассы. Система машин включает: валочно-сучкорезно-раскряжёвочную машину МЛ-20, погрузочно-транспортную машину на базе трактора МТЗ-82, рубильную машину УРП-1 с приводом от трактора МТЗ-82 или Т-150К, автолесовоз на базе машины КамАЗ -53212 с прицепом ГКБ-8352, которые оборудованы специальными платформами с кониками и автощепо-воз ЛТ-7А на базе автомобиля МАЗ-5430.
Технология работы. Вся трасса разбивается на участки (делянки), на которые составляются технологические карты. Учитывая полностью механизированный характер работ, уборку опасных деревьев проводят в процессе выполнения основных операций.
Валочно-сучкорезно-раскряжёвочная машина МЛ-20 (поз. 1) осваивает участок трассы шириной 16 м, расположенный, например, слева от ЛЭП. Такая ширина осваивается за один проход машины МЛ-20. Если требуется другая ширина, например, более 16 м, то эту полосу машина осваивает в два приёма (полоса разбивается на две ленты равной ширины). Разработка трассы начинается с подготовки площадки, куда на первом этапе разрубки трассы вывозятся сортименты. Затем машина МЛ-20 движется по оси разрабатываемой ленты и осуществляет валку, обрезку сучьев и раскряжёвку. Выпиленные сортименты укладываются машиной в пачки. В процессе работы возможна подсортировка выпиливаемых сортиментов (по породам, длинам, диаметрам и т. д.). Обрезка сучьев осуществляется на краю будущей трассы. Вершинная часть деревьев укладывается в валы вместе с сучьями.
Сбор сортиментов производится погрузочно-транспортной машиной (поз. 2), причём машина может работать на одной полосе с машиной МЛ-20 при соблюдении безопасного расстояния между ними. Отработав примерно половину смены, машина МЛ-20 возвращается на исходную позицию и разрабатывает вторую полосу трассы, расположенную справа от ЛЭП. В это время на предыдущей полосе работает погрузочно-транспортная машина (завершает сбор сортиментов) и рубильная машина УРП-1 (поз. 3) - измельчает сучья, вершинки и пр. в щепу. Машина УРП-1 может иметь контейнер или мешки для накопления щепы и по мере их заполнения они отвозятся к
автощеповозу ЛТ-7А и щепа выгружается в его кузов. При достаточной проходимости автощепо-воз может находиться возле рубильной машины и загружаться щепой в процессе измельчения древесных отходов.
По данной технологии в смену может быть очищен участок трассы шириной 16 м и длиной 300 - 320 м.
16 м
Рис. 1. Технологическая схема расчистки трассы под воздушные линии электропередач с заготовкой сортиментов и утилизации отходов: 1 - валочно-сучкорезно-раскряжёвочная машина МЛ-20;
2 - погрузочно-валочная машина; 3 - рубильная машина УРП-1;
4 - пакет сортиментов; 5 - вал сучьев и вершинок;
6 - штабель сортиментов; 7 - линия электропередач (ЛЭП)
При прокладке высоковольтных ЛЭП через лесной массив с возрастом деревьев 40 - 60 лет может быть применена хлыстовая технология расчистки трасс [4]. В этом случае система машин включает: валочно-пакетирующую машину ЛП-19А, трелёвочную машину ЛП-18А, самоходную сучкорезную машину ЛП-33Б, автолесовоз МАЗ-5434 с прицепом-роспуском. Для измельчения отходов может быть использована рубильная машина УРП-1. Машина ЛП-19А может быть
укомплектована специальным накопителем, позволяющим срезать по несколько тонкомерных деревьев и затем укладывать их в пачки.
Основные положения настоящей работы применимы и при расчистке трасс на предприятиях нефтяной и газовой промышленности при прокладке трубопроводов.
Выводы и предложения
1. На основании анализа технических параметров и опыта эксплуатации серийных лесозаготовительных машин на первом этапе целесообразно разработать технические требования на образцы машин для разрубки (расчистки) трасс под линии электропередач и противопожарных коридоров.
2. При чрезвычайных ситуациях предлагается для расчистки трасс использовать разработанные системы машин, выпуск которых освоен на заводах лесного машиностроения. В последующем необходима модернизация указанных машин с учётом требований технологии разрубки трасс.
3. Принятая концепция технологии и систем машин для разрубки трасс позволяет формировать системы машин для хлыстовой и сортиментной заготовки леса с полной утилизацией древесных отходов.
4. В качестве одного из направлений механизации разрубки трасс может быть рекомендовано оснащение экскаваторов, работающих на трассе, рабочими органами для валки деревьев, валки-обрезки сучьев и раскряжёвка хлыстов на сортименты и погрузки сортиментов на подвижной состав.
5. Расчистка трасс под ЛЭП позволит снизить риск повреждений и выхода из строя воздушных линий, а также способствует проведению профилактических и ремонтных работ как самих ЛЭП, так и других технических объектов. Кроме этого за счёт реализации заготовленных лесоматериалов появляется экономическая выгода от их реализации.
6. Для организации работ по расчистке трасс от лесонасаждений необходимо разработать рекомендации на технологические процессы и нормативы выполнения работ с учётом современных требований.
Литература
1. Технология для разрубки трасс под строительство нефте- и газопроводов с учётом полного использования биомассы срезанного дерева. Отчёт по НИР ЦНТОлеспром № 79-89, 1989, 135 с. Руководитель НИР: Кушляев В.Ф. Исполнители: Гомонай М.В., Антсон А.А., Супрон Ю.П., Петров В.И., Кусакин Н.Ф., Ромашина Т.Д.
2. Гомонай М.В. Технология переработки древесины. - М.: МГУЛ, 2002, 232 с.
3. Гомонай М. В. Производство топливных брикетов. Древесное сырьё, оборудование, технологии, режимы работы: Монография. - М.: МГУЛ, 2006, 68 с.
4. Кушляев В.Ф. Лесозаготовительные машины манипуляторного типа. - М.: Лесная промышленность, 1981, 248 с.
5. Кушляев В.Ф., Гурьев А.Т. Формирование систем лесосечных машин. Обзорная информация по информационному обеспечению целевых комплексных научно-технических программ и программ по решению важнейших научно-технических проблем. - М.: ВНИПИЭИлеспром, 1983, 53 с.
6. Кушляева О.В. Экологические требования к технологии и системе машин для заготовки леса и возможность контроля посредством космического мониторинга. Московский авиационный институт, Москва. Докл. на международном форуме «Авиация и космонавтика», 2006 г. http://www.mai.ru/conf/ aerospace/ intemetconf/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=1048&view-previous (дата обращения: 29.08.2011).
