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.
Выбор за клинкером. Использование материала расширяется
В настоящее время все активнее в облицовке зданий задействуется клинкерный кирпич. Однако еще более масштабное использование этого материала в строительстве тормозит сравнительно высокая цена.
Около 70% производства кирпича в России приходится на его керамическую разновидность. Этот материал задействуется, в частности, в отделке и облицовке зданий. Клинкерный фасадный кирпич является видом керамического и занимает долю в размере примерно 20% в его производстве.
До недавнего времени значительная часть клинкерного кирпича импортировалась. Сейчас же на высоком качественном уровне его делают и отечественные производители. Кроме того, российские компании выпускают и клинкерную плитку для внутренней отделки стен и для дорожного мощения, в том числе как элемент благоустройства городской среды.
Игроки рынка напоминают, что для производства клинкера применяют тугоплавкие глины, а также специальные режимы обжига с температурой до 1200 °С. Для этого требуются совершенно иные печи, чем при обжиге обычного керамического. В результате получается строительный материал с очень высокими физико-химическими свойствами. В частности, клинкерный кирпич более прочен, чем его классический керамический собрат, морозоустойчив, может иметь различную текстуру и форму. По стойкости к истиранию клинкер превосходит бетон высоких марок в несколько раз. Стены из клинкерного кирпича долгие годы остаются в первозданном виде.
Сделано в России
Из-за использования более дорогого сырья и технологий в производстве клинкерный кирпич дороже обычного в среднем в полтора-два раза. По некоторым видам продукта – цена еще выше. Потребление его может меняться в зависимости от региона.
Коммерческий директор ООО «ТД Маттоне» Сергей Аляпкин отмечает, что покупательная способность большинства потенциальных клиентов в отношении клинкера, к сожалению, в настоящее время невысока. «Если будущий домовладелец остановился при выборе стеновых материалов на керамическом кирпиче, это уже замечательно. В целом потребление облицовочного и клинкерного кирпича за последние два-три года не выросло, а скорее отвоевывает утерянные позиции докризисного периода. За последние несколько лет на волне импортозамещения на рынке появились отечественные производители клинкерного кирпича. В том числе, его производит и наша компания», – добавляет он.
По словам начальника отдела региональных продаж ООО «ЛСР. Стеновые» Сергея Фёдорова, отечественные производители этого строительного материала не только с каждым днем укрепляют свои позиции на российском рынке, но более того – становятся поставщиками для Западной Европы. На рынке недвижимости Москвы, а в последнее время и Санкт-Петербурга, сохраняется тренд на облицовку объектов премиального сегмента клинкерным кирпичом. При этом, чем выше класс объекта, тем более редкий и уникальный продукт используется в отделке фасадов. Яркий пример подобных объектов – флагманский проект бизнес-класса «Группы ЛСР» в Москве «ЗИЛАРТ».
«Потребление клинкера, безусловно, показывает положительную динамику, в первую очередь благодаря высоким эстетическим и прочностным характеристикам продукта. Простой пример для иллюстрации: летом прошлого года спрос на фасадный клинкер был настолько высок, что загруженность складов к началу августа снизилась более чем на 40% по сравнению с августом 2018 года», – добавляет Сергей Фёдоров.
Больше цвета
Эксперты подчеркивают, что клинкерный кирпич за счет возможности «играть» с оттенками позволяет архитекторам и дизайнерам воплощать в жизнь неповторимые, уникальные решения.
«Если говорить о цветовых предпочтениях в последнее время, то можно выделить серые оттенки, ярко-белый и графит, набирают популярность миксы из трех-четырех цветов в разной пропорции. При этом постепенно применение в облицовке гладкого красного, желтого и коричневого кирпича становится признаком отсутствия вкуса, как бы грубо это ни прозвучало», – считает Сергей Аляпкин.
В компании «ЛСР. Стеновые» отмечают, что совсем недавно в предпочтении архитекторов был красный и коричневый клинкерный кирпич. Сейчас же они все чаще используют темно-бордовые, серые и черные цвета. В частности, фасадный клинкер черного цвета «Рейкьявик» (производства «ЛСР») стал хитом прошлого года. «Своим клиентам мы предлагаем широкую цветовую палитру готового клинкера, а под заказ возможно произвести практически любой оттенок. В этом году мы приготовили новинки для покупателей – более двенадцати цветов. Уже вышли три. Ассортиментная линейка будет продолжать расширяться», – заверили представители компании.
Мнение
Сергей Аляпкин, коммерческий директор ООО «ТД Маттоне»:
– Все больше клиентов делают свой выбор в пользу фактурного кирпича, не только клинкерного, но и облицовочного. Мы предлагаем, пожалуй, один из самых широких ассортиментов среди отечественных производителей. В прошлом году была выпущена первая производственная партия полнотелого фактурного кирпича ручной формовки WDF формата 215Х102Х65 мм в семи цветах. Он очень хорошо зарекомендовал себя, в 2020 году мы планируем наращивать его производство.
Положительный настрой. Развитие рынка стройматериалов
Производство и потребление многих отечественных строительных материалов продолжает расти. Российские продукты все активнее вытесняют с рынка иностранные аналоги и совершенствуют свои качественные характеристики.
По данным Росстата, по итогам 2019 года индекс промышленного производства в стране составил 102,4%, в сравнении с 2018-м. При этом данные по выпуску строительных материалов показали разнонаправленную динамику. В частности, за минувший год производство товарного бетона, согласно статистическим данным, выросло на 12%, ЖБИ – на 5,5%, фасадных керамических изделий – на 10,3% и т. д. При этом выпуск керамики для внутренней облицовки помещений снизился на 11,7%. Также в минус ушло производство шифера (–11%), силикатного кирпича (–2,7%) и т. д.
О разнонаправленной динамике производства и потребления стройматериалов говорят и игроки строительной отрасли. По словам генерального директора корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ Владимира Маркова, в целом для рынка гидроизоляции в России был характерен рост доли продукции современного типа. В частности, сегмент битумно-полимерных материалов демонстрировал устойчивый рост – на 4,5% к 2018 году. При этом продолжилось падение спроса на рубероид (–15%).
Рынок теплоизоляционных материалов в 2019 году показал снижение на 1%. Но некоторые сегменты этого направления показали рост. Так, XPS (вспененный пенополистирол) вырос за счет замещения EPS (экструдированный пенополистирол), утеплитель PIR – за счет увеличения доли на на объектах с плоскими кровлями.
По оценке экспертов, по итогам 2019 года рынок сухих строительных смесей в целом будет в плюсе. Однако, как считает заместитель генерального директора по развитию ООО «Корпорация «КРЕПС» Мария Зборовская, в 2020 году этот продукт покажет прирост продаж не более 3-4%. «Это связано в большей степени со стагнацией рынка жилой и коммерческой недвижимости. По экспертным оценкам, только в 2021 – начале 2022 года будет четкое понимание по вопросам перехода на проектное финансирование. Также важным фактором является всеобщее снижение рентабельности девелоперских проектов. Как показал конец 2019 года, много мелких застройщиков признало себя банкротами и ушло с рынка», – отмечает она.
Результаты импортозамещения
В 2019 году сохранился и усилился тренд последних лет на вытеснение с рынка продукции зарубежного производства, замену ее отечественными аналогами. При этом иностранные игроки, не желающие покидать Россию, продолжали работу по локализации работы дочерних предприятий.
«Если говорить об общестроительных материалах, то можно уверенно утверждать, что доля импорта крайне мала. Первый скачок в сторону уменьшения в данном сегменте произошел еще в 1998 году, когда была первая девальвация рубля. До этого времени доля западных материалов была очень велика, однако после кризиса 1998 года она снизилась примерно до 10%. Импорт остался лишь в некоторых консервативных областях. Волна кризиса 2008 года и нынешняя ситуация свели к минимуму присутствие иностранных материалов на российском рынке. Если говорить о сохранившемся импорте в строительстве, то это прежде всего отделочные материалы: плитка, обои, некоторые виды красок. Чаще всего западные товары представлены в дорогом, так называемом элитном сегменте. Важно понимать, что импорт зарубежной продукции в Россию сейчас просто экономически не оправдан. С учетом логистических расходов они становятся супердорогими», – подчеркивает Владимир Марков.
Расширение ассортимента отечественных строительных материалов отмечают и ритэйлеры. Директор по сорсингу «Леруа Мерлен» Руслан Хакало сообщил, что на данный момент торговая сеть сотрудничает более чем с 1600 поставщиками – и доля российских, включая дистрибьюторские компании, составляет 77%, увеличившись за последние три года на 6%. «В ближайшие годы мы планируем довести долю отечественных компаний до уровня не менее 80%. Число локальных поставщиков должно превысить 300. Долю российских товаров рассчитываем увеличить до 70%», – отметил он.
Выбирая качество
Еще один тренд – улучшение качественных характеристик многих отечественных стройматериалов. Это связано со внедрением в ряде сегментов новых норм и стандартов. В частности, по мнению Марии Зборовской, большое влияние на рост качества сухих строительных смесей оказало событие 2018 года – введение обязательного декларирования соответствия продукции ГОСТам. В результате некоторые производители отказались от продаж некачественного продукта.
Кроме того, многие предприятия, выпускающие стройматериалы, за последние два-три года провели модернизацию. Это также положительно отразилось на качестве продукции. Правда, очень часто из-за экономии средств как застройщики, так и физлица используют в строительстве самые бюджетные варианты.
В настоящее время многие российские продукты, как рассказывает Владимир Марков, уже соответствуют мировым требованиям. Ярким подтверждением этому служит экспорт отечественных стройматериалов не только в страны СНГ, но и в Европу, Азию. В целом же развитие всегда подразумевает обмен опытом. А это значит, что российские компании могут учиться у мировых лидеров производства, совершенствовать технологии и сами материалы.
Сейчас отечественная продукция, как добавляет Руслан Хакало, хорошо представлена в сегментах общестроительных материалов, столярных изделий, керамической плитки, лакокрасочной продукции, мебели, продукции из дерева, сантехники, товаров для сада. «По уровню качества сейчас российские производители не уступают китайским и европейским. Причем, если возникают замечания, компании РФ готовы вносить изменения и дорабатывать продукцию, с тем чтобы повысить уровень качества. Однако хотелось бы большей гибкости, какую, например, демонстрируют китайские производители. Они готовы на одном предприятии выпускать продукцию разного качества и с разными свойствами, в зависимости от требований клиентов. Это позволяет им изготавливать товары для самого широкого круга покупателей», – резюмирует специалист.
Мнение
Владимир Марков, генеральный директор корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ:
– Повышение качества – это беспрерывный процесс. Мир меняется, вместе с ним меняются, в частности, и строительные материалы. Производство постоянно изучает потребности потребителей, так на рынке появляются новые технологии и решения – более удобные в монтаже, с большим сроком службы. Яркий пример – самоклеящиеся материалы для гидроизоляции. Они отлично справляются с функцией защиты от влаги, но при этом с их монтажом может справиться абсолютно любой человек. Ведь чтобы снять защитную пленку с самоклеящегося слоя и приклеить полотно к поверхности, специальные навыки не нужны. Долговечность становится приоритетом. Преждевременные ремонты и реконструкции никому не нужны.
Александр Кисилёв, заместитель главного инженера АО «ПО «Баррикада»:
– Наше предприятие полностью ушло от применения агрегатно-поточной технологии в сторону более экономичных и совершенных – конвейерных и стендовых, позволяющих максимально повысить эффективность производства. Результатом проведенной к настоящему времени модернизации стало увеличение выпуска готовых изделий с единицы площади в два раза, сопровождающееся сокращением общезаводских расходов. Применение таких материалов, как современные химические добавки в бетон, новые классы арматурных сталей, в сочетании с новым оборудованием, – обеспечивает положительный экономический эффект, а также повышает технологичность производственного процесса. Это в конечном итоге положительно сказывается на качестве готового продукта и позволяет предприятию не только уверенно чувствовать себя на высококонкурентном рынке строительных материалов, но и соответствовать высокому статусу предприятия, допущенного к поставке своей продукции в Вооруженные силы России.