Линии электропередач: виды линий и конструкций
ЛЭП расшифровываются, как линии электропередачи. Эти конструкции являются важным элементом в энергетической системе любой инфраструктуры. ЛЭП способны передавать электроэнергию по прочным проводам из металла. Линейные входы и выходы считаются точками начала и конца линий электропередач, а для ветвления используется специальная опора и линейный вход.
По ЛЭП также обмениваются информацией с помощью высокочастотных сигналов. Применяются они для передачи телеметрических данных, сигналов релейной защиты и противоаварийной автоматики, а также для диспетчерского управления.
Какие бывают ЛЭП?
Проводником для передачи электроэнергии выступает медь или алюминий. Все ЛЭП можно разделить на 3 большие группы, которые зависят от способа прокладки проводов. Выделяют воздушный способ с прокладкой по воздуху, кабельный с прокладкой в грунте или воде и газоизолированный способ с изоляцией проводов газом. Все перечисленные способы являются основными при монтаже, однако сегодня существуют разовые попытки передавать электроэнергию без проводов. Такой способ обеспечения энергией применяют только для маломощных устройств. Несмотря на применение беспроводного варианта передачи электроэнергии, кабельные и воздушные ЛЭП остаются самым распространенным способом для поставки потребителю энергии.
В последнее время для городских инфраструктур чаще устанавливают газоизолированные сети для передачи больших мощностей. Такой подход позволяет экономить площадь для ЛЭП и соответствовать уровню экологии на участке. Кабельные линии обустраивают в местах, где затруднителен монтаж воздушных. Однако воздушные линии остаются более востребованными из-за меньшей цены для производства и лучшей ремонтопригодности. Узнать больше об используемых линия электропередач можно в новостном блоке.
Кабельные линии электропередач и их виды
Как было описано, кабельные ЛЭП монтируют при плотной застройке. Они представляют собой несколько линий, установленных рядом друг с другом в параллельном направлении. Между участками кабеля устанавливаются муфты.
Классификация кабельных ЛЭП происходит по таким же принципам, как и у воздушных сетей, а отличительные особенности сводятся к минимуму. Так, по способу прокладки кабельные разделяют на подземные, подводные и по сооружениям. В число ЛЭП по сооружениям входят:
- кабельные туннели в виде закрытых просторных коридоров;
- кабельные каналы, в которых человек уже не может передвигаться;
- кабельные шахты, представляющие из себя вертикальный коридор;
- камера, которая представляет собой закрытое подземное сооружение;
- эстакада в виде горизонтального открытого сооружения;
- галерея, которая похоже на эстакаду, но является закрытым типом.
Также кабельные ЛЭП классифицируют по типу изоляции, выделяют твердую и жидкостную изоляцию. К твердому относят изоляционные оплетки из полимеров, а к жидкостному — нефтяное масло. Реже для изоляции используют специальные газы или другие твердые материалы.
Воздушные линии электропередач
Воздушные линии электропередач — это комплексная конструкция, которая используется для перемещения энергии по кабелям, расположенным на открытом воздухе. Кабели удерживаются на опорах и защищены охранной зоной.
Воздушную сеть могут установить почти на любой местности с разными атмосферными условиями, будь то резкие перепады температур или большое количество осадков. Однако при монтаже акцентируют внимание на погодных явлениях, учитывают особенности участка для прокладки и прочие параметры. Установка воздушных линий должна соответствовать следующим нормам:
- высокая проводимость электричества;
- выгодная стоимость;
- устойчивость к повреждениям и коррозии;
- безопасность для человека и окружающей среды.
Главная сложность конструкции заключается в обеспечении безопасности при монтаже и эксплуатации, так как линии электропередач находятся на обширном и свободном пространстве.
Из чего состоят установки ВЛЭП: опоры и другие элементы
Любая воздушная линия электропередач состоит из проводов, опор, изоляторов, арматуры, грозозащитных тросов, разрядников и заземления. К основным элементам опор для сети электропередач относят:
- фундамент;
- стойки;
- подкосы;
- растяжки.
Наличие других составных элементов, в виде заземляющих устройств, зависит от вида ВЛЭП и других параметров. Также для основного списка используется вспомогательное оборудование и дополнительные способы связи.
Для удержания конструкции ВЛЭП используют опоры. Самым бюджетным вариантом являются обычные деревянные столбы, однако их применяют только для линий с напряжением до 35 кВт. Для конструкций с напряжением выше применяют опоры из железобетона, а сами провода поднимают выше, расстояние между фазами увеличивается. На опорах размещают системы защиты от молний и реакторы. Система защиты представляет из себя трос и штыревые молниеотводы.
Выделяют промежуточные и анкерные конструкции ВЛЭП. Последние монтируют только в начале и конце линии. На пересечениях линий электропередач с водными артериями и другими подобными объектами применяют переходные анкерные опоры. Это самые высокие и масштабные конструкции, которые достигают в высоту 300 метров.
Промежуточные опоры занимают меньше места и применяются для прямых участков трасс. По назначению выделяют транспозиционные, перекрестные, ответвительные, повышенные и пониженные опоры. Несмотря на разделение, при монтаже каждую сеть адаптируют к условиям рельефа участка и его климату.
Для установки ВЛЭП используют арматуры, которые необходимы для соединения проводов и крепежа их на опорах. Иногда для конструкции используют разрядники, предотвращающие поломку во время штормового ветра или других погодных условий.
Провода для воздушных линий
Провода для воздушных линий электропередач должны обладать высоко механической прочностью. Их разделяют на 2 класса: изолированные и неизолированные. Провода создают в виде однопроволочных, которые состоят из одной жилы и применяются только для сетей с низким напряжением, и многопроволочных проводников.
Многопроволочные применяются для воздушных ЛЭП и могут быть выполнены из сплавов, стали или меди. Чаще в основе проводов используют алюминий или сплавы на его основе. Многопроволочные провода представляют собой скрученные стальные жилы, поверх которых располагается выбранный материал, будь то сплав, алюминий или медь. Чтобы провода не поддавались коррозии, их покрывают цинком. О других материалах и технологиях в строительстве можно прочитать на соответствующей вкладке.
Выбор сечения проводов происходит на основе мощности при падении напряжения и исходя из механических характеристик. Ответвления выполняются изолированными проводами. Полученное изделие состоит из стального троса и изоляционного покрытия, которое защищает от атмосферных явлений. Соединения готовых проводов монтируют на участках, которые не подвержены механическим воздействиям. Монтаж происходит с помощью их обжатия или сваривания.
Технические характеристики воздушных линий электропередач
При проектировании и установке воздушных линий учитываются следующие характеристики:
- длина проводов между соседними стойками;
- расстояние удаления фазных проводников друг от друга и от земли;
- длина изоляторов, которая будет соответствовать номинальному напряжению;
- полная высота опор.
С повышением номинальной мощности все параметры увеличиваются. Чтобы воздушные линии работали стабильно во время грозы или других погодных явлений, над фазными проводами проводят стальной или алюминиевый молниеотвод в виде троса, который заземлен на опорах. Также защиту от перенапряжения обеспечивают вентильные разрядники, помогающие сети перераспределять грозовой импульс на опору, не повреждая изоляции. Опоры, в свою очередь, уменьшают сопротивление за счет заземляющего устройства.
Классификация линий передач
Помимо перечисленных 3 основных групп, ЛЭП разделяют по виду расположения кабелей и функциям конструкции. По расположению кабелей выделяют воздушные, находящиеся над поверхностью, и закрытые, которые располагаются в кабель-каналах. Также линии электропередач можно разделить по способу передачи тока и монтажа, роду тока, режиму работы, охвату территории и назначению.
Линии передач переменного и постоянного тока
Линии электропередач переменного тока используют для передачи энергии с минимумом потерь. Подобные линии применяют для передачи энергии на дальние расстояния. Их часто используют в Европе, реже — в России. Также вид ЛЭП используют для оборудования железных дорог.
На линиях электропередач с постоянным током энергия всегда распределяется вне зависимости от направления и сопротивления. Вид ЛЭП в большей части используется в России. Установки с постоянным током легче монтировать и эксплуатировать, однако конструкция способствует потере тока при перемещении.
Виды ЛЭП по режиму работы и охвату территории
По режиму работы выделяют линии электропередач с глухозаземленной и изолированной нейтралью, а также с резонансно-заземленной и эффективно-заземленной нейтралью.
По охвату территории сети разделяют на:
- сверхдальние, которые предназначены для региональных систем и напряжением свыше 500 кВт;
- магистральные для соединения электростанций с распределительными сооружениями и напряжением в 220 или 330 кВт;
- распределительные, которые устанавливают для поставки энергии крупным потребителям с напряжением в 35-150 кВт;
- подводящие или питающие, обеспечивающие энергоснабжение городских, промышленных и сельскохозяйственных потребителей и напряжением ниже 20 кВт.
Воздушные линии электропередач бывают радиальными, замкнутыми и с резервным источником питания. По количеству параллельных цепей ЛЭП разделяют на одно-, двух- и многоцепные сети. Если цепи имеют разные значения напряжения, то такую воздушную сеть называют комбинированной.
Охранная зона ЛЭП
Для правильной эксплуатации линий электропередач, ремонта, функционирования и обеспечения сохранности сети вводятся хоны с специальным режимом использования. Поэтому воздушные линии электропередач — это не только участок земли, но и воздушное пространство над сетью.
Специалисты строительных работ запрещают работать в охранных зонах грузоподъемной технике, а также возводить здания и сооружения. Минимальное расстояние от сети электропередач определяется напряжением. Так, для номинального напряжения в 35 кВт размер охранной зоны составляет 15 м, а для величины в 350 кВт расстояние уже будет равно 30 м.
Документами по эксплуатации определяется наименьшее удаление сети от поверхности земли, а также от жилых или производственных построек. Монтаж высоковольтных трасс запрещен над крышами зданий, стадионов, общественных мест и детских учреждений.
Обслуживание и монтаж
Процесс возведения сооружения воздушных линий электропередач состоит из подготовительной, строительно-монтажной и пусковой работы. Подготовительная работа сводится к закупу оборудования и материалов, конструкций, подготовке трассы, изучению цельного проекта и разработке плана производства монтажных работ.
На этапе монтажных работ происходит рытье котлованов, установка и сборка опор для ЛЭП, распределение вдоль сети арматур и механизмов заземления. Монтаж начинается с соединения и раскатки проводов. После провода поднимаются на опоры и натягиваются. В завершении работ провода и тросы на изоляторах увязывают.
Перед запуском ЛЭП выполняется проверка стрелы провеса и габаритов линии, измеряется падение напряжения и сопротивление заземляющих устройств. При работах на воздушных линиях электропередач соблюдаются следующие правила:
- Работы прекращаются при приближении штормового или грозового фронта.
- Персонал должен быть обеспечен защитой от воздействия проводов.
- Работа запрещена в ночное время, при тумане и гололеде.
После запуска сети электропередачи все воздушные линии с напряжением больше 1 кВт проверяются каждые полгода обслуживающим персоналом и 1 раз в год инженерами на предмет неисправностей.
При проверке раз в год сеть электропередач проверяют на наличие посторонних предметов на проводах, обрывов отдельных участков, провесов линий, повреждение изоляторов или разрядников, разрушение опор и нарушение охранной зоны. В случае обнаружения нарушений поврежденный участок восстанавливают с помощью ремонтной муфты или бандажа. Большие повреждения разрезают и соединяют зажимом.
В ходе ремонта ЛЭП выправляют опоры, проверяют затяжку резьбовых соединений, восстанавливают защитный слой на конструкции и делают замер сопротивления на заземляющих устройствах. При капитальном ремонте воздушных линий выполняют все перечисленные работы, а также осуществляют полную перетяжку проводов с замером переходного сопротивления соединительных муфт.
Пожарная безопасность при эксплуатации
Температура внутри кабелей не должна различаться с внешней больше, чем на 10 °C в летнее время. При пожарах в кабельных помещениях происходит развитие горения и его существенное распространение с течением времени. При этом воспламенение кабелей может возникнуть в нескольких местах и на значительной протяженности участка. Этот факт связан с тем, что весь провод находится под нагрузкой, и его изоляция может нагреться до температуры, близкой к самовоспламенению.
Также быстрое воспламенение ЛЭП связано с использованием в конструкциях металлических элементов, которые в случае пожара или перегрузки нагреваются до температуры большей, чем температура воспламенения. Из-за этого выбирают огнетушащие вещества, способные ликвидировать горение и исключить возможность повторного возгорания. Исследования материалов показывают, что распыленная вода обладает большей огнетушащей способностью, чем установки пенного тушения, так как она хорошо охлаждает кабели и строительные конструкции.
Рациональность и эффективность. При строительстве подземных сооружений все активнее применяется технология «стена в грунте»
В условиях плотной городской застройки при сооружении подземных конструкций становится все более востребованной технология «стена в грунте». Также она все активнее используется при возведении объектов, в том числе сложных и уникальных, на новых территориях. Даная технология за счет обустройства ограждающей конструкции (стены) в глубоком котловане позволяет создать прочную, устойчивую к движению грунта конструкцию и ускорить сроки реализации строительных работ.
Прогрессивный формат
Заместитель генерального директора АО «Нью Граунд» по науке Олег Маковецкий отмечает, что способ «стена в грунте» является одним из наиболее прогрессивных и универсальных для устройства подземных сооружений, возводимых в открытых котлованах. Основным критерием возможности использования метода «стена в грунте» является его экономическая эффективность по сравнению с другими возможными технологиями. «Нью Граунд» уже задействовала его на объектах в Москве, Перми, Краснодаре, Самаре, Уфе, Тюмени.
По его словам, чтобы избежать возможных сложностей использования данного метода, надо обязательно учесть ряд факторов. «Каждый объект надо рассматривать в конкретной геотехнической ситуации: конструктивное решение подземной части; геологические и гидрогеологические условия площадки строительства (колебания уровня подземных вод, их напор и агрессивность); техническое состояние окружающих зданий и сооружений. Разумеется, все работы следует проводить в сопровождении геотехнического мониторинга, прогнозируя и контролируя изменение геотехнической ситуации во времени». В целом, отлаженные методы производства работ и контроля качества, высокая долговечность железобетона в условиях постоянного увлажнения позволяют при использовании технологии «стена в грунте» обеспечить высокую эксплуатационную надежность и механическую безопасность подземной части здания на весь срок эксплуатации»,- подчеркнул Олег Маковецкий.
Технология «стена в грунте» особо актуальна для Петербурга, считает генеральный директор Группы компаний «ГЕОИЗОЛ» Елена Лашкова, так как развитие города невозможно без освоения подземного пространства как на новых территориях, так и в зоне исторической застройки. «"ГЕОИЗОЛ" является пионером в строительстве подземных сооружений в Петербурге с применением данного метода. В 2005-2006 годах специалисты компании первыми в Северной столице применили технологию «стена в грунте» при реализации уникального встроенного пятиуровневого подземного паркинга в ТРК «Атмосфера» на Комендантской площади. До этого она не использовалась в городе даже в метростроении. На данный момент только в Санкт-Петербурге Группа компаний «ГЕОИЗОЛ» с применением «стены в грунте» реализовала 26 проектов нулевого цикла. В настоящее время с использованием данной технологии ведется строительство подземного паркинга во второй очереди делового центра "Невская ратуша"»,- сообщила Елена Лашкова.
Спецтехника в тренде
Игроки рынка отмечают, что при обустройстве «стены в грунте» используется комплекс машин и механизмов, 95% которых являются импортными. Из отечественной продукции есть только мелкие запчасти.
По словам Олега Маковецкого, парк спецтехники, необходимый для выполнения работ по технологии «стена в грунте», является хорошо продуманным и высокотехнологичным оборудованием, рассчитанным на долгосрочный период использования. Тем не менее, он требует постоянного внимания и выполнения регламентных работ, с чем хорошо в «Нью Граунд» справляются высококвалифицированные специалисты: профессионально подготовленный персонал и инженерно-технические работники.
Сами производители спецтехники постоянно ее совершенствуют. Всеволод Капустин, менеджер направления Soilmec, ООО «РусАтлас Инвест», официального дилера итальянской компании Soilmec S.p.A в России отмечает, что в настоящее время наиболее совершенной и востребованной моделью бренда является гидрофреза SC-135 Tiger. Она спроектирована специально для выполнения широкого круга задач при работах по технологии «стена в грунте» и успешно зарекомендовала себя на строительных объектах по всему миру.
Специалист по буровым установкам XCMG ООО «СюйГун Ру» Игорь Мурашов подчеркивает, что китайский концерн постоянно совершенствуют свои детища, на смену старым моделям приходят более новые мощные машины. Это видно на примере одной из моделей грейферных установок для «стены в грунте», когда за последние 3 года было пройдено 3 стадии развития: XG450D -> XG480D -> XG500E. В результате модернизации тяговое усилие установки увеличилось с 45 до 50 тонн. «На данный момент мы ведем переговоры по поставке машины XCMG XG500E в одну из строительных компаний в Петербурге. Также в этом году в России появятся машины из новой линейки «Е» роторных буровых машин XCMG с более экологичными и энергоэффективными двигателями и инновационной системой управления», - рассказывает Игорь Мурашов.
«Машины для выполнения работ по технологии «стена в грунте» являются дорогим, сложным технологичным оборудованием и требуют высокой квалификации оператора и персонала для выполнения работ на них и их обслуживанию. Прайс, как и на всю импортную технику, привязан к курсу валюты страны-изготовителя, и при колебании курса рубля даже на несколько копеек цена дорогостоящей машины меняется на несколько миллионов рублей. Неудивительно, что на фоне роста стоимости китайской валюты по отношению к российской, некоторые клиенты взяли паузу и ждут возврата курса на прежний уровень. Сейчас большая часть техники, находящейся в собственности у строительных компаний, была закуплена до кризиса 2014 года, и с того времени свой парк мало кто обновлял. Предполагаем, что когда ресурс имеющейся техники начнет подходить к концу, строители будут обращать внимание на производителей оборудования для создания «стены в грунте» из Китая»,- добавляет Игорь Мурашов.
Между тем, по мнению Елены Лашковой, говорить о том, что факт роста цен на спецтехнику напрямую скажется на увеличении стоимости услуг по укреплению котлованов методом «стена в грунте», не стоит. Конечная цена производства работ зависит от совокупного ряда факторов. Однако, в целом, сложившийся тренд в строительной сфере - не очень хороший. «По нашим оценкам, ситуация с пандемией коронавируса, безусловно, отрицательно сказывается на строительной отрасли в целом. Но те объекты, которые уже реализуются, будут достроены. Более призрачная перспектива у новых проектов. К сожалению, в условиях жесткого экономического кризиса ни о каком развитии говорить не приходится. Скорее всего, начало реализации крупных проектов - как за счет инвестиционных, так и за счет бюджетных средств - на территории города будет отложено до лучших времен», - резюмирует представитель рынка.
МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ:
Дышите глубже. Производители промышленных систем вентиляции выступают за пересмотр ряда нормативов
Пандемия коронавируса скорректировала деятельность многих мировых и российских производственных компаний. За несколько месяцев бизнес научился работать в новых условиях, чтобы не только остаться на рынке, но и продолжать развиваться. Данный тренд касается и производителей промышленного фильтровентиляционного оборудования, применение которого стало особо актуальным ввиду возросшего общественного и административного внимания к качеству воздушной среды.
Сохраняя позиции
Стоит отметить, что ряд зарубежных производителей ФВО, из-за жестких карантинных мер принятых в отдельных странах, некоторое время в первом полугодии не выпускали продукцию. Однако это почти не отразилось на общемировом рынке. Не ощутили «потери бойцов» и в России. Краткосрочная приостановка деятельности иностранных компаний не поменяла соотношение игроков. Кроме того, отечественные производители оборудования, в котором задействованы иностранные компоненты, несмотря на ослабление рубля, не планируют повышать цены. Также они ждут временный спад спроса на свою продукцию, который объясняется ухудшением общеэкономической ситуации в стране.
Исполнительный директор ООО «Аспирационные системы» Илья Ким считает, что доля импорта продукции в настоящее время составляет около 20-25%. «Сами российские производители оборудования в своих изделиях также используют импортные комплектующие. «Они достигают до 80% в составе изделий. К сожалению, в России нет качественной автоматики, пневмооборудования, да и самого фильтрующего материала. На Западе этим вопросом занимаются институты, проводятся постоянные исследования в области фильтрации воздуха»,- добавил он.
По оценке директора по маркетингу ООО НПП «ЭКОЮРУС-ВЕНТО» Георгия Гримитлина, доля иностранных представителей на рынке местной промышленной вентиляции порядка 10-15%. При этом ряд российских компаний представляют помимо своей продукции и зарубежных производителей. «Перераспределение долей иностранных и отечественных компаний невозможно, так остановка деятельности отдельных производств была кратковременной. В нашей организации доля импортных комплектующих порядка 5-10%. Если курс рубля изменится не более чем на условные 20%, то пока это не скажется на росте цены на нашу продукцию»,- подчеркнул представитель рынка.
Руководитель направления по системам промышленной очистки воздуха АО «СовПлим» Вячеслав Зайцев полагает, что если перераспределение произойдет, то на небольшой срок, и очень быстро восстановится. Связано это с тем, что иностранные компании не закрывают свой бизнес и предпринимают, как и местные игроки, значительные усилия по сохранению своего присутствия на рынке. Также он отметил, что «СовПлим» максимально использует в своей продукции комплектующие отечественного производства. «Но в целом, на рынке зависимость существует, т.к. Россия давно интегрировалась в глобальную экономику и без международной кооперации не может успешно конкурировать ни внутри страны, ни на внешнем рынке. В ближайшей перспективе будет наблюдаться общее падение продаж и отечественного и импортного оборудования. В дальнейшем могу предположить, что сработает эффект отложенного спроса и может произойти скачок продаж относительно аналогичных периодов недавнего прошлого», - прогнозирует эксперт.
Скорректировать стандарты
Игроки рынка промышленных вентиляционных систем отмечают, что, как и многие другие производственники, они не попали в список отраслей, которым будет оказана государственная помощь. Рассчитывать они в дальнейшей деятельности собираются только на свои силы. Тем не менее, представители бизнеса надеются, что органы власти прислушаются к некоторым их пожеланиям.
«Государство оказывает поддержку системообразующим предприятиям в области судостроения, тяжелой промышленности, которые в основном и являются нашими клиентами. Но на наш взгляд - этого недостаточно. Необходимы дополнительные меры»,- уверен Илья Ким.
Георгий Гримитлин полагает, что используя опыт соседней Белоруссии, можно было бы задействовать в отрасли заградительные пошлины для иностранных компаний или дать особые преимущества местным производителям в государственных тендерах. Также необходимо обеспечить и усилить контроль за соблюдением санитарных норм охраны труда на производстве, что поможет развитию отрасли.
С мнением коллеги согласен и Вячеслав Зайцев. По его словам, лучшей отраслевой поддержкой было бы совершенствование нормативных документов и контроля за их исполнением, в части охраны труда и защите персонала от загрязнения воздушной среды в цехах промышленных предприятий, а также защите окружающей среды от промышленных выбросов. Самое главное, подчеркивает специалист, необходимо срочно пересмотреть новую редакцию санитарных правил в части трактовки понятия "рециркуляция". В обновленном виде она практически запрещает применение фильтров очистки воздуха на промышленных предприятиях, что противоречит концепции государства и президента по внедрению энергосберегающих технологий, улучшению условий труда рабочих и улучшению экологической ситуации в целом, и особенно - в промышленно нагруженных регионах.
«Помимо этого, существует острая необходимость в санитарные правила и другие соответствующие нормативные документы ввести понятие центральных фильтровентиляционных систем типа ПУШ-ПУЛЛ и Дилютер, а также определить порядок их применения и правила для подтверждения их эффективности для контролирующих органов. Более того, мы предлагаем изменить ГОСТ 12.3.003-86 Работы электросварочные п 2.11.1., предписывающий обеспечивать расход воздуха от стандартного стола сварщика не менее 1500 м3/ч. Данное требование также противоречит требованиям повышения энергоэффективности и не учитывает существование современных вытяжных устройств, которые и при расходе 1000 м3/ч обеспечивают достаточное удаление дыма непосредственно от места выделения»,- поясняет Вячеслав Зайцев.
Напомним, портал ASNinfo. ru ведет цикл обзорных материалов о том как COVID-19, экономическая ситуация последних месяцев в стране, влияет на различные сегменты строительной и смежных отраслях. Ранее в спеццикле о текущем положении дел рассказали и поделились своими прогнозами на ближайшее будущее игроки рынка негосударственной экспертизы, производители оконных профилей ПВХ и внутрипольных конвекторов, компании, занимающиеся техническим обследованием зданий и их демонтажом, а также разработчики BIM- продуктов и использующие их в своей работе строительные компании.