Калматов Ч.,

 Лопухова Т.В.

Кандидат педагогических наук,

Казанский государственный энергетический университет

 

СООРУЖЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГОРЬЯ

 

Ключевые слова: проектирование, монтаж, эксплуатация, воздушные линии электропередачи, высокогорные условия.

 

Развитая промышленность и сельское хозяйство Республики Кыргызстан требуют большого объема энергоснабжения. В настоящее время ощущается необходимость сооружения новых распределительных сетей и модернизация линий электропередач высокого напряжения. Условия высокогорья накладывают специфические требования в проектировании, в сооружении, в монтаже и в эксплуатации воздушных линий. Очень важно учитывать эти особенности в комплексе.

Для решения данных проблем требуется:

1.     проанализировать условия сооружения и эксплуатации ВЛЭП, учитывая климатические условия;

2.     рассмотреть нормы проектирования ВЛЭП в высокогорных условиях;

3.     рассмотреть особенности монтажа ВЛЭП

4.      изучить особенности эксплуатации ВЛЭП

5.     проанализировать аспекты энергосбережения.

Особенности проектирования ВЛЭП связаны с горным рельефом и соответственно с выбором специальных конструкций опор, с большим сопротивлением скальных грунтов, а также с выбором изоляции в условиях пониженного давления и разреженного воздуха. При эксплуатации ВЛЭП в условиях высокогорья следует принимать во внимание сложность текущей диагностики состояния линий.

Для высокогорной местности как правило выбирают стальные опоры. Основные конструктивные элементы опор изготовляются из стали марки ВМ Ст.3. Наиболее нагруженные части опор могут изготовляться из низколегированных сталей. Отливки для некоторых узлов опор производятся из ковкого чугуна. Для конструктивных растяжек (оттяжек) опор применяются стальные оцинкованные канаты марки ТК, свитые из 19 или 37 проволок. Части (секции) опор подвергаются заводской горячей оцинковке для защиты от коррозии; сборка опор, а также соединение отдельных готовых секций производиться с помощью болтовых соединений. Применение опор на оттяжках целесообразно по экономическим соображениям и особенно в горной или болотистой местностях, но их не следует применять в районах с интенсивным земледелием или посевами ценных сельскохозяйственных культур.

Особенности монтажа ВЛЭП в высокогорных условиях заключаются в следующем. Металлические опоры чаще всего устанавливают, предварительно собрав их на земле в горизонтальном положении. При этом подъем опоры осуществляют поворотом вокруг шарниров, прикрепленных к фундаменту, с помощью грузоподъемных кранов, монтажных стрел, такелажной оснастки и тяговых механизмов. Разумеется, проще и производительнее было бы поднять и установить на фундамент опору специальным краном-установщиком опор, однако такие краны тяжелы и дороги. Серийный выпуск специальных кранов уже налажен для монтажа железобетонных опор, для которых установка опор способом поворота почти не применяется.

Способ монтажа поворотом обладает некоторыми достоинствами, главным из которых является сравнительная легкость комплектации необходимой оснастки. К тому же оснастка и механизмы используются лишь непродолжительно, только на время подъема опоры, что позволяет одновременно собирать ряд одинаковых опор и поднимать их последовательно одним комплектом механизмов и приспособлений. При этом сборка опор и подъемной оснастки выполняется на земле в удобном положении, что облегчает осмотр, контроль, обеспечение качества и безопасности работ. Существенный недостаток этого способа - необходимость в большой свободной монтажной площадке для размещения собираемой опоры и монтажной оснастки и для передвижения тяговых механизмов в процессе подъема опоры. При плотной застройке такой площадки иногда невозможно найти, а при сложном рельефе местности организация площадки (например, в горах) может обойтись слишком дорого. К недостаткам нужно отнести также необходимость в мощных якорях и других приспособлениях, в результате этого установка поворотом высоких и тяжелых опор сложна, а в ряде случаев и нерациональна по технико-экономическим соображениям.

Для подъема поворотом различных по массе и высоте опор приходится иметь оснастку и механизмы различных характеристик. Для доставки комплекта оснастки и тяжелых механизмов иногда сооружаются подъездные дороги. Все это заставляет искать, находить и применять в конкретных условиях другие способы установки опор, описанные далее, в частности монтаж способом вертикального наращивания, монтаж с помощью вертолетов и др.

Если в начале подъема грузоподъемный кран приподнимает верхушку опоры на определенную высоту, то после этого для дальнейшего подъема в работу вступает тяговый трактор, дотягивающий опору до вертикального положения с помощью тросов — "вожжей", прикрепленных к опоре. Другой трактор или кран осуществляет в конце подъема торможение опоры с помощью направленного в противоположную сторону тормозного троса. Затем крепят оттяжки, а тяговый и тормозной тросы сбрасывают. При такой организации работ не нужна монтажная стрела, для установки которой потребовалось бы больше времени (но тогда освободился бы кран).

 Способ вертикального наращивания по сравнению со способом поворота весьма трудоемок и сложен, однако в определенных условиях его успешно применяют для многих типов решетчатых свободностоящих металлических опор, используя следующие преимущества этого способа: существенное уменьшение объема подготовительных работ, небольшую массу необходимого монтажного оборудования и приспособлений.
Болтовые промежуточные свободностоящие одностоечные опоры воздушных линий электропередач 110—330 кВ можно монтировать способом вертикального наращивания с помощью всего лишь одной монтажной мачты, блоков, монтажных лестниц и лебедки. После сборки нижней секции монтажную мачту переставляют на все четыре верхних угла смонтированной секции поочередно и с каждой стоянки монтируют соответственный поясной уголок следующей секции. Каждый поясной уголок поднимают вместе с прикрепленным к его верхнему концу блоком с пропущенной в него веревкой и затем пользуются им для подъема уголков обрешетки. На собранной стойке монтируют (с помощью той же монтажной мачты) тросостойку. Верхние траверсы монтируют секциями с помощью блоков, прикрепляемых к тросостойке, а нижние траверсы поднимают секциями с помощью блоков, подвешиваемых к верхним траверсам.

             Эксплуатация ЛЭП в горных районах имеет много специфических черт и особенностей. Непроходимость дорог в осенне-зимний период даже для гусеничного транспорта сильно затрудняет и затягивает исправление повреждений. Ошибки в проектной документации, недостаточная квалификация строительного персонала, плохая организация работ приводят к перерасходу значительных средств по их выявлению и исправлению.                                   

И если текущий и капитальный ремонт могут быть приурочены к теплому периоду (апрель-октябрь), то аварийные ситуации чаще всего связаны с неблагоприятными погодными явлениями и наблюдаются чаще всего в зимний период. Аварии на горных ЛЭП чаще всего механического происхождения, и связаны с гололедными и ветровыми нагрузками, сейсмичностью, пляской проводов, обвалами, оползнями, лавинами подмыванием фундаментов опор и т. п. Ликвидация последствий аварий и восстановление нормального электроснабжения требует большого периода времени, что связано с большой трудностью доставки к месту аварии ремонтного персонала, механизмов и материалов. Большую помощь здесь могли бы оказать вертолеты, однако аварии на ЛЭП чаще всего случаются при плохих погодных условиях, когда они подниматься не могут.

  Эксплуатация ЛЭП в высокогорных условиях требует много усилий рабочего персонала, для улучшения условий труда предлагается ряд мероприятий:

1.     увеличение численности рабочего персонала;

2.      расширение применения транспорта для обслуживания ВЛЭП как наземного, так и воздушного;

3.      своевременный бесконтактный контроль состояния оборудования;

4.     своевременная замена физически и морально устаревшего оборудования;

5.     внедрение новых технологий при обслуживании ВЛЭП.

Анализ состояния проблемы исследования оптимизации затрат на сооружение и эксплуатацию ВЛЭП и обеспечения надёжности электроснабжения в условиях высокогорья позволяет сделать следующие выводы.

 Результаты научных исследований в области горных линий сверхвысокого напряжения позволили ввести в эксплуатацию ряд та­ких уникальных по своим конструктивным инженерным решением линий электропередач, как ЛЭП-500 кВ от Токтогулской ГЭС до подстан­ций "Лочин" и "Фрунзенская". Опыт эксплуатации этих линий пока­зал, что они имеют довольно высокую надежность и удовлетворяют предъявленным техническим требованиям. При этом доля повреждений из-за воздействия природных факторов: снегопада, гололеда, ветра и грозы, оказалась ниже, чем на равнинных ВЛ.

Дальнейшим направлением научных исследований является последовательное накопление статистических данных и уточнение расчетных формул, полученных на основе математической статистики; более тщательный анализ опыта эксплуатации, разработка и внедрение новых материалов, как в механической, так и в электрической части линий электропередачи, а также решение общеинженерных задач, раз­работка новых методов расчета, новых научных направлений, изобре­тательство и рационализаторство.

В будущем для повышения надежности электроснабжения респуб­лики, усиления связи между северной и южной частями энергосисте­мы, а также возможности экспорта электрической энергии в другие страны, в Кыргызстане предусмотрено строительство новых линий электропередачи 500 кВ, с учетом всех специфических особенностей высокогорья.