CC BY
227
= 20
Энергобезопасность в документах и фактах
ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ
Рекомендации по применению воздушных линий электропередачи напряжением 6-10-15-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим (КВС) в распределительных электрических сетях
Ю.П. Валявский,
генеральный директор
ООО “ИНФОРМ-ПРОЕКТ”, инженер-электрик, заслуженный энергетик РФ
В "Рекомендации ..." изложены требования, предъявляемые к устройству воздушных линий электропередачи напряжением 6-10-15-20 кВ с кабелями воздушными самонесущими (КВС).
Строительство воздушных линий электропередачи напряжением 6-10-15-20 кВ с кабелем КВС в стране находится на стадии опытно-промышленного внедрения с применением импортного кабеля воздушного самонесущего КВС и линейной арматуры.*
* См. статью в журнале № 1, 2006 г. “Энергобезопасность в документах и фактах” “Новый кабель, воздушный самонесущий, напряжением 6-10-15-20-24-30-35-110 кВ, надежный и оригинальный для распределительных электрических сетей”.
В таблице указан финский универсальный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена "Мульти-Виски" типа SAKXA, изготавливаемый в соответствии со стандартом 1ЕС 60502-2.
Основополагающим нормативно-техническим документом при разработке "Рекомендаций ." принята глава 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 10-20 кВ электроустановок" (ПУЭ) шестого издания, "Нормами технологического проектирования электрических сетей сельскохозяйственного назначения (НТПС-88)".
Кабель 10 кВ, количество и сечение фазных жил и несущий трос, мм2 Максимальное электрическое сопротивление постоянному току токопроводящей жилы, жила +20 °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 Наружный диаметр кабеля, мм
жила +65°С, Ом/км жила +90°С, Ом/км в земле жила +65°С, Ом/км в земле жила +90°С, Ом/км
3х70+62 0,443 0,524 0,568 200 235 0,25 0,39 6,6 2200 60
3х95+62 0,320 0,378 0,411 235 280 0,30 0,37 8,9 2550 64
3х120+62 0,253 0,299 0,325 265 325 0,33 0,36 11,3 2900 67
3х150+62 0,206 0,244 0,265 300 370 0,36 0,35 14,1 3200 70
Изолированный оцинкованный стальной несущий трос, мм2 Максимальное разрывное усилие, кН Начальный модуль упругости, Н/мм2 Конечный модуль упругости, Н/мм2 Коэффициент линейного удлинения жилы, 1/К Наружный диаметр троса, мм
без изоляции с изоляцией
62 76 189 189 11,5х10-6 10 12,5
Информация разработана на основании действующих в России нормативно-технических документов, стандартов и других НТД, предоставленных фирмами-поставщиками, с учетом результатов отраслевой экспертизы указанных изделий.
"Рекомендации ..." предназначаются для руководства проектным, строительным и эксплуатационным организациям при проектировании, строительстве и эксплуатации воздушных линий электропередачи напряжением 6-10-15-20 кВ с КВС.
Требования "Рекомендаций ..." являются обязательными для всех ведомств.
ВЛ напряжением 6-20 кВ с КВС (поставщик Финляндия или Франция) на стадии опытно-промышленного освоения относятся к электроустановкам, сооружаемым для накопления опыта при проектировании, строительстве и эксплуатации, выявления и устранения возможных конструктивных, инженерно-технических и иных недостатков, что должно оформляться соответствующими документами в установленном порядке.
Пояснительная записка
Соблюдение требований, предлагаемых "Рекомендациями . ", обеспечивает нормативную надежность электроснабжения потребителей электроэнергии, повышение технического уровня электроустановки, качество электроэнергии, безопасность и приемы технического обслуживания воздушных линий электропередачи напряжением 6-10-15-20 кВ с КВС.
Предисловие
В настоящих "Рекомендациях ..." изложены определения, область применения, общие указания и технические требования, предъявляемые как к воздушным линиям электропередачи напряжением 6-10-15-20 кВ с КВС в целом, так и к отдельным элементам этой электроустановки, не нашедшие отражения в главе 2.5 ПУЭ-2000.
Область применения, определения
1. Настоящие "Рекомендации ..." распространяются на воздушные линии электропередачи напряжением 6-10-15-20 кВ, выполняемые кабелем воздушным самонесущим КВС.
2. Воздушной линией электропередачи напряжением 6-10-15-20 кВ называется устройство для передачи электроэнергии по кабелям воздушным самонесущим КВС, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным при помощи арматуры к опорам или кронштейнам и стойкам на инженерных сооружениях (мостах, путепроводах и т. п.).
3. ВЛ 6-10-15-20 кВ на кабелях воздушных самонесущих КВС рекомендуется в первую очередь сооружать:
• в районах, где наблюдается частое схлестывание проводов, независимо от района по гололеду;
• в особом районе по гололеду, независимо от схлестывания проводов; районах с частой пляской проводов, независимо от районов по ветру и гололеду;
• районах со среднегодовой продолжительностью гроз до 80 часов;
• районах со среднегодовой продолжительностью гроз более 80 часов;
• лесных массивах и зеленых насаждениях;
• в местах обитания птиц редких видов, занесенных в Международную Красную книгу и Красную книгу России;
• населенных пунктах с высокой плотностью застройки, при прохождении трассы кабелям воздушным самонесущим КВС в стесненных условиях.
4. За начало и конец ВЛ 6-10-15-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС принимаются линейные выводы и вводы распределительных устройств 610-15-20 кВ трансформаторных подстанций, а для ответвлений - ответвительная опора и линейный ввод распределительного устройства 6-10 кВ.
5. Нормальным режимом ВЛ 6-10-15-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС называется состояние ВЛ при необорванных кабелях.
6. Аварийным режимом ВЛ 6-10-15-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС называется состояние ВЛ при оборванных одном или несколькими кабелями.
7. Монтажным режимом ВЛ 6-10-15-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС на-зывается состояние в условиях монтажа опор и кабелей.
8. Габаритным пролетом Ьг называется пролет, длина которого определяется нормированным вертикальным габаритом от проводов до земли при установке опор на ровной поверхности.
9. Ветровым пролетом Ьветр называется длина участка ВЛ 6-1015-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС, давление ветра на кабели которого воспринимается опорой.
шшш
-е
= 22 Энергобезопасность в документах и фактах
10. Весовым пролетом Lвес называется длина участка ВЛ 6-10-15-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС, масса кабелей которого воспринимается опорой.
11. Габаритной стрелой провеса кабеля называется наибольшая стрела провеса кабеля в габаритном пролете.
12. Населенной местностью называются земли городов в пределах городской черты в границах их перспективного развития, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа в пределах поселковой черты и сельских населенных пунктов в пределах черты этих пунктов.
13. Ненаселенной местностью называются земли единого земельного фонда, за исключением населенной и труднодоступной местности. К ненаселенной местности настоящие Правила относят незастроенные местности, хотя бы и часто посещаемые людьми, доступные для транспорта и сельскохозяйственных машин, сельскохозяйственные угодья, огороды, сады, местности с отдельными редко стоящими строениями и временными сооружениями.
14. Труднодоступной местностью называется местность, недоступная для транспорта и сельскохозяйственных машин.
15. Застроенной местностью в настоящих Правилах называются территории городов, поселков и сельских населенных пунктов в границах фактической застройки, защищающие ВЛ 6-10-15-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС с обеих сторон от поперечных ветров.
Механический расчет
1. Механический расчет кабеля производится по методу допускаемых напряжений, расчет арматуры - по методу разрушающих нагрузок. По обоим методам расчеты производятся на нормативные нагрузки.
Расчет опор и фундаментов ВЛ 6-10-15-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС производится по методу расчетных предельных состояний. Применение других методов расчета в каждом отдельном случае должно быть обосновано в проекте. Указания по определению расчетных нагрузок, используемых в расчетах строительных конструкций ВЛ 6-10-15-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС (опор и фундаментов), даны в приложении к гл. 2.5 ПУЭ. Коэффициенты перегрузки и расчетные положения, касающиеся специфических условий расчета конструкций ВЛ 6-10-15-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС, приводятся в приложении к гл. 2.5 ПУЭ.
2. Все элементы ВЛ 6-10-15-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС (опоры и их детали, провода, линейная и сцепная арматура, узлы крепления всех видов и назначений) по климатическому исполнению должны быть I категории размещения и отвечать требованиям ГОСТ 15150-69, обеспечивая возможность их применения в районах с климатом: умеренным (У); умеренным и холодным (УХЛ); холодным (ХЛ).
3. Обслуживание ВЛ 6-10-15-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС должно предусматри-
ваться с ремонтно-эксплуатационных пунктов (РЭП).
4. Опоры ВЛ 6-10-15-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС рекомендуется устанавливать вне зоны размыва берегов с учетом возможных перемещений русл рек и затопляемости района, а также вне мест, где могут быть потоки дождевых и других вод, ледоходы (овраги, поймы рек и др.).
При невозможности установки опор ВЛ 6-10-1520 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС вне указанных опасных зон должны быть выполнены мероприятия по защите опор от повреждений (устройство специальных фундаментов, укрепление берегов, откосов, склонов, устройство водоотводных канав, ледорезов или иных сооружений и т. п.).
5. При прохождении ВЛ 6-10-15-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС с деревянными опорами по лесам, сухим болотам и другим местам, где возможны низовые пожары, для защиты опор должна быть предусмотрена одна из следующих мер:
• устройство вокруг каждой стойки опоры на расстоянии 2 м от нее канавы глубиной 0,4 и шириной 0,6 м;
• уничтожение химическим или другим способом травы и кустарника и очистка от них площадки радиусом 2 м вокруг каждой опоры;
• применение железобетонных приставок; при этом расстояние от земли до нижнего торца стойки должно быть не менее 1 м;
• для районов многолетней мерзлоты в местах, где возможны низовые пожары, расстояние от деревянной опоры до канавы и размер зоны химической обработки растительности увеличиваются до 5 м.
6. На опорах ВЛ 6-10-15-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС на высоте 2,5-3,0 м должны быть нанесены следующие постоянные знаки:
• порядковый номер - на всех опорах;
• номер ВЛ 6-10-15-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС или ее условное обозначение - на концевых опорах, первых опорах ответвлений от линии, на опорах в месте пересечения линий одного напряжения, на опорах, ограничивающих пролет пересечения с железными дорогами и автомобильными дорогами 1^ категорий, а также на всех опорах участков трассы с параллельно идущими линиями, если расстояние между их осями - менее 200 м;
• предупреждающие плакаты - на всех опорах ВЛ 6-10-15-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС в населенной местности;
• плакаты, на которых указаны расстояния от опоры ВЛ 6-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС до кабельной линии связи, - на опорах, установленных на расстоянии менее половины высоты опоры до кабелей связи.
7. Металлические опоры и подножники, выступающие металлические части железобетонных опор и все металлические детали деревянных и железобетонных опор ВЛ 6-10-15-20 кВ с воздушным самонесущим КВС должны быть защищены от коррозии путем оцинковки или окраски стойким покрытием. Очистка, грунтовка и окраска должны производиться только в
тааиивиии
заводских условиях. На трассе следует производить лишь повторную окраску поврежденных мест.
Значения предельных пролетов определены из условия достижения 80% предела прочности КВС в точках его подвеса, расположенных на одинаковой высоте, при удвоенной массе гололеда и допускаемых напряжениях.
Механические напряжения, возникающие в высших точках подвески КВС, на всех участках должны составлять не более 110% соответствующих значений.
Выбор сечения КВС по длительно допустимому току следует выполнять с учетом требований гл. 1.3 ПУЭ применительно к техническим характеристикам конкретного кабеля. Выбранное сечение КВС должно быть проверено по условиям нагрева при коротких замыканиях и на термическую стойкость при токах к.з. Расчетные параметры и технические характеристики КВС (электрические сопротивления, допустимые длительные токи, допустимые токи короткого замыкания и др.) следует принимать по нормативно-технической документации на КВС.
Проектирование воздушных линий электропередачи напряжением 6-10-15-20 кВ с кабелем воздушным самонесущим КВС в распределительных электрических сетях, универсальный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена типа SAKXA
1. Воздушные линии электропередачи напряжением 6-10-15-20 кВ переменного трехфазного тока могут проектироваться следующего конструктивного исполнения:
• воздушная линия электропередачи с проводами, имеющими изолирующее покрытие (ВЛ 610-15-20 кВ SAКXА);
• воздушная линия электропередачи с неизолированными проводами (ВЛ 6-10-15-20 кВ);
• кабельная линия электропередачи с прокладкой силового кабеля в траншее (КЛ 6-10-15-20 кВ).
2. ВЛ 6-10-15-20 кВ SAКXА рекомендуется сооружать в первую очередь:
• в районах, где наблюдается частое схлестывание проводов, независимо от района по гололеду;
• в лесных массивах и зеленых насаждениях;
• в населенных пунктах с высокой плотностью застройки, при прохождении трассы ВЛ в стесненных условиях;
• в особых районах по гололеду.
2.1. Провод SAКXА рекомендуется к применению во всех климатических районах по ветру и гололеду при температуре окружающей среды от -45°С до +50°С.
3. Конструктивное исполнение линий электропередачи определяет "Заказчик" совместно с проектной организацией, что должно быть отражено в задании на проектирование и технических условиях.
4. Самонесущие воздушные кабели более пригодны для подвески двух и более цепей КВС.
На участках параллельного прохождения трассы проектируемой ВЛ 6-20 кВ SAКXА с ВЛ 6-10-15-20 кВ СИП с проектируемыми ВЛИ или ВЛ 0,38 кВ рекомендуется рассматривать целесообразность применения общих опор, а с существующими ВЛИ или ВЛ 0,38 кВ - переноса проводов последних на опоры ВЛ 6-10-15-20 кВ SAКXА для совместной подвески.
Согласно нормам Финляндии возможна совместная подвеска с проводами вещания и телефонными линиями.
5. Проектирование линий электропередачи напряжением 6-10-15-20 кВ SAКXА выполняется в соответствии с заданием на проектирование, выдаваемым "Заказчиком" на разработку проектной документации, а также с техническими условиями на присоединение к электрическим сетям 6-10-15-20 кВ, выдаваемыми владельцем этих сетей.
6. В задании на проектирование должно быть указано: основание для проектирования; район строительства; вид строительства (новое строительство; взамен ВЛ, пришедших в негодность); ориентировочная протяженность линии электропередачи; стадийность проектирования; срок выполнения проекта; срок начала строительства; наименование проектной и строительной организации; наименование "Заказчика" проекта; дополнительные требования (матери-
Крепление на опоре кабеля воздушного самонесущего КВС на воздушной линии электропередачи напряжением 6-10-15-20 кВ
ииягеиииий
= 24 Энергобезопасность в документах и фактах
ал опор, типы железобетонных стоек, светильников уличного освещения, необходимость подвески или переноса проводов ВЛ 0,38 кВ, радиотрансляционной линии или сети проводного вещания на опоры воздушных линий электропередачи и т.д.).
На проектирование прилагаются:
• технические условия на присоединение к электрическим сетям 6-10-15-20 кВ;
• акт выбора трассы проектируемой ВЛ 6-10-1520 кВ SAКXА;
• акт оценки технического состояния существующих ВЛ;
• акт списания с баланса ВЛ, пришедших в негодность;
• картографические материалы (план трассы ВЛ с нанесением на нем надземных и подземных коммуникаций и сооружений в масштабе 1:25000 или 1:10000, планы пересечений с инженерными сооружениями в масштабе 1:100 или 1:500, а также ведомость подлинников всех согласований с заинтересованными организациями).
7. В состав проектных материалов должны входить:
• пояснительная записка, чертежи и сметная документация;
• материалы инженерных изысканий с согласованиями.
8. Пояснительная записка должна содержать:
• технические показатели проекта на строительство опытно-промышленной ВЛ 6-10-15-20 кВ SAКXА;
• спецификации на материалы и оборудование; ведомости объемов строительно-монтажных работ; исходные материалы для проектирования (задание на проектирование, технические условия и разрешение на присоединение к электрическим сетям 6-10-15-20 кВ).
В целях сокращения объема проектной документации и сроков ее оформления в проекте следует приводить только те материалы, которые необходимы для выполнения строительно-монтажных работ по сооружению ВЛ 6-10-15-20 кВ SAКXА.
Все расчетные и обосновывающие материалы хранятся в архивном экземпляре проекта.
9. К проекту должны прилагаться чертежи:
• план трассы проектируемой ВЛ 6-10-15-20 кВ SAКXА;
• чертежи пересечений проектируемой ВЛ 6-10-1520 кВ SAКXА с инженерными коммуникациями и сооружениями.
10. В пояснительной записке приводятся: основания для разработки проекта; спецификации на материалы и оборудование; основные технические показатели проекта, в которых указывается протяженность ВЛ 6-10-15-20 кВ SAКXА; расход основных материалов - всего и на 1 км линии (железобетонных стоек, лесоматериалов, металлоконструкций, металла для заземляющих устройств); расход кабельных изделий и арматуры; расход изделий на переустройство сетей ПВ и ЛС.
Все необходимые данные для выполнения строительно-монтажных работ приводятся на плане трассы проектируемой ВЛ 6-10-15-20 кВ SAКXА, в спецификациях и ведомостях объемов работ.
При проектировании опытно-промышленных ВЛ должны соблюдаться требования гл. 2.5 ПУЭ-85 и
"Дополнений и изменений требований гл. 2.5 "Воздушные линии электропередачи напряжением выше
1 кВ" Правил устройства электроустановок в части ВЛ 6-10-15-20 кВ с проводами SAКXА, гл. 1.7 "Заземление и защитные меры электробезопасности", 2.3 "Кабельные линии напряжением до 220 кВ".
Требования к параметрам ВЛ 6-10-15-20 кВ SAКXА
1. В процессе проектирования ВЛ 6-10-15-20 кВ SAКXА должны быть выполнены следующие расчеты:
1.1. Электрические расчеты:
• определение действующих и перспективных электрических нагрузок и схемы электроснабжения потребителей, обеспечивающих нормируемую надежность;
• выбор сечения проводов ВЛ, обеспечивающих необходимую пропускную способность и требуемое качество электроэнергии;
• расчет потерь напряжения и проверка на допустимые отклонения напряжения;
• проверка принятого сечения проводов по условиям нагрева; проверка по условиям срабатывания защиты при однофазных замыканиях на землю;
• проверка выбранного сечения провода SAКXА на термическую устойчивость от токов короткого замыкания;
• выбор средств автоматизации электрических защит;
• выбор защиты, срабатывающей на отключение ВЛ при замыкании на землю и на сигнал;
• расчет заземляющих устройств;
• расчет надежности электроснабжения электроэнергии.
1.2. Механические расчеты:
• расчет напряжений в КВС ВЛ;
• определение тяжения КВС ВЛ;
• определение стрел провеса КВС ВЛ;
• определение габаритов до КВС ВЛ на пересечениях с инженерными коммуникациями и естественными препятствиями;
• расчет закреплений опор ВЛ в грунте.
2. На ВЛ 6-20 кВ SAКXА следует применять финский универсальный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена "Мульти-Виски" типа SAKXA, изготавливаемый в соответствии со стандартом 1ЕС 60502-2 (Финляндия).
3. Для обеспечения соответствующего уровня надежности работы ВЛ 6-10-15-20 кВ SAКXА по условиям механической прочности кабеля в зависимости от климатических условий, как правило, следует применять провода сечением не менее нижеуказанного.
На магистрали ВЛ рекомендуется, как правило, применять провода SAКXА сечением не менее 70 мм2.
Район с нормативной стенкой гололеда, мм Сечение провода SAКXА, мм2, не менее
на магистрали ВЛ на ответвлении от магистрали ВЛ
5 - 10 70 - 50 50 - 35
15 - 20 95 - 70 70 - 50
более 20 120 - 95 95 - 70
тааиияеиий
4. На ВЛ 6-10-15-20 кВ SAКXА могут применяться металлические, железобетонные опоры и деревянные опоры на железобетонных приставках.
Для железобетонных опор ВЛ 6-10-15-20 кВ SAКXА необходимо применять стойки с расчетным изгибающим моментом не менее 35 кНм.
Промежуточные опоры должны быть гибкой конструкции; опоры анкерного типа и угловые промежуточные опоры - жесткой (нормальной и облегченной) конструкции.
5. Все элементы ВЛ 6-10-15-20 кВ SAКXА: опоры и их детали, линейная и сцепная арматура, узлы крепления всех видов и назначений по климатическому исполнению и категории размещения должны отвечать требованиям ГОСТ 15150-69 и обеспечивать их работоспособность в районах с климатом:
• умеренным (У);
• умеренным и холодным (УХЛ);
• холодным (ХЛ).
6. Длины анкерных участков ВЛ 6-10-15-20 кВ SAКXА должны быть не более 2,5 км.
7. Линейные разъединители на магистрали ВЛ 610-15-20 кВ SAКXА устанавливаются для ограничения длины участка линии электропередачи, включая ответвления до 2,5 км; на ответвлении от магистрали ВЛ 6-10-15-20 кВ SAКXА при его длине более 1,75 км.
8. Стальной несущий провод заземляется в начале и конце линии, а также, как минимум, через каждый километр.
ииятеиииии
