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.
«Мосстрой 31»: новые задачи, высокие цели
В современной экономической ситуации ГК «Мосстрой 31» не отказывается от ранее задуманных перспективных планов — напротив, для их воплощения решено ускорить все процессы.
Предприятие планирует менять структуру дистрибуции сэндвич-панелей, усовершенствовать продуктовую линейку, нарастить объемы производства. Принятые западными странами санкции заставили пересмотреть сроки реализации перспективных намерений: десятилетние планы решено исполнить в течение пяти лет, пятилетние — за два-три года. Сейчас руководство ищет способы сократить и эти сроки.
Пока производство сэндвич-панелей на заводе ГК «Мосстрой 31» большую часть года идет в одну смену, только один квартал работа проводится в две смены. При проектной мощности 1,5 млн кв. м в год выпускается 700 тыс. кв. м. Соответственно, надо решать задачу полной загрузки предприятия, переходить на двух- или даже трехсменную работу.
С компонентами проблем не предвидится: металл компания приобретает на российских предприятиях, минеральную вату — тоже, пенополистирол здесь — собственного производства. ГК «Мосстрой 31» занимает более 25% российского и около 50% московского рынка пенополистирола. Причем производится он исключительно из отечественного сырья.
Новые партнеры
Тем не менее задача нарастить объем производства в нынешних условиях непроста: многие проекты заморожены, от некоторых инвесторы отказались. По оценке специалистов компании, рынок стагнирует. Если раньше значительную долю заказов на сэндвич-панели компания получала на строительство зданий промышленного назначения, то сегодня идут поиски новых рынков и новых заказчиков. При этом промышленное строительство должно остаться одним из приоритетных направлений работы. В том числе ожидаются новые проекты по расширению производств или созданию цехов в рамках импортозамещения.
Как известно, один из лучших заказчиков — государство. В сложный период пандемии ГК «Мосстрой 31» взялась за государственный заказ и поставила 130 тыс. кв. м сэндвич-панелей для строительства Московского клинического центра инфекционных заболеваний «Вороновское». Стоит заметить, что значимый проект был построен всего за 30 дней, стало быть, времени на изготовление сэндвич-панелей было очень мало. Однако компания «Мосстрой-31» справилась с поставленной задачей в срок и с высоким качеством.
Не менее значительный заказ — на 110 тыс. кв. м панелей — предприятие выполняет сейчас. Заказчиком выступают власти Московской области, где в рамках федеральной программы строится несколько мусоросжигательных заводов.
Помимо этого, ГК «Мосстрой 31» планирует участвовать в программе капитального ремонта ветхого жилого фонда. Если в России, согласно официальным данным, примерно 2 млрд кв. м жилья в стране нуждается в ремонте, то заказов хватит для всех крупных участников рынка на несколько лет, рассуждают специалисты компании.
Время созидать
Для участия в программе капремонта ГК «Мосстрой 31» планирует летом 2022 года вывести на рынок новый продукт, выпуск которого потребует только переналадки производственной линии.
Но это с точки зрения производства. Есть другой участник процесса — заказчик, клиент, которому необходимо показать все полезные свойства нового продукта.
Пока у потенциальных заказчиков в создавшейся экономической ситуации остаются сомнения в стабильности. В компании полагают, что власти должны внушить бизнесу уверенность — с помощью механизмов поддержки в том числе. Будет уверенность у российских инвесторов — получат заказы и будут работать промышленные предприятия. А сейчас, когда с нашего рынка ушли многие иностранные компании, самая пора заняться возрождением промышленного производства. Да, времени на это потребуется немало, может, десять лет, возможно, больше. Но если форсировать планы, как это делает ГК «Мосстрой 31», результат может случиться раньше.
Справка
Компания «Мосстрой-31» создана на базе Строительного управления № 31 треста «Мосстрой-17» Главмосстроя. В активе компании пять заводов, расположенных в Москве, Московской области, Воронеже, Краснодарском крае, Поволжье.
ГК «Мосстрой 31» — крупнейший производитель энергоэффективных теплоизоляционных материалов, лидер по производству пенополистирола в России.
Движение вверх
Ведущие отечественные производители малых грузовых лифтов предлагают скорректировать и улучшить стандарты их проектирования, чтобы минимизировать риски использования некачественного, небезопасного, необоснованно дорогого в эксплуатации подъемного оборудования.
Как сделать возведение объекта социальной инфраструктуры качественным, современным, при этом рентабельным для застройщика и эффективным в эксплуатации? Тема острая, однозначных ответов нет. Один из подходов — обратить внимание на инженерное оборудование. Так, в соцобъектах сегодня гораздо больше вспомогательного оборудования, чем было 20–30 лет назад, например, малые сервисные лифты есть в каждом пищеблоке, а подходы к их выбору и установке не менялись уже более полувека.
Напомним, к малым грузовым лифтам относят подъемное оборудование, предназначенное для перемещения грузов массой 50, 100, 250 кг (отдельные модели до 500 кг). Транспортировка людей в них запрещена. Малые грузовые лифты не требуют регистрации в Ростехнадзоре, но должны иметь сопроводительную документации по ТР ТС «Безопасность лифтов», ГОСТ Р 56943-2016. Сроки службы малых грузовых лифтов составляют 25 лет. Чаще всего их задействуют в заведениях сферы общепита и объектах социальной инфраструктуры.
В новых условиях
В сегменте малых грузовых лифтов во многом текущая ситуация схожа с общеотраслевой. В последние месяцы с рынка ушли или приостановили свою деятельность такие иностранные компании (в том числе через дилерские организации), как OTIS, KONE, Shindler. Продолжают активно работать такие отечественные производители, как ЗАО «Предприятие ПАРНАС» (г. Санкт-Петербург), подмосковный ОАО «Щербинский лифтостроительный завод», а также ОАО «Могилевлифтмаш» из Белоруссии. Еще один ведущий игрок — московский «Карачаровский механический завод» — в апреле этого года был признан банкротом из-за финансовых проблем у собственников. В настоящее время на предприятии введено внешнее управление.
Производители подъемного оборудования отмечают, что из-за роста в стоимости комплектующих им также пришлось поднять цены на свою продукцию. Кроме того, из-за последних событий в стране начал наблюдаться дефицит некоторых импортных комплектующих. Тем не менее игроки рынка стараются смотреть с оптимизмом в будущее, надеются на рост заказов. В настоящее время в России устанавливается около 1500 единиц малых грузовых лифтов. Заметим, это только официальная статистика, есть еще т. н. «серый рынок». В свете ориентации стройки на экономию ресурсов и импортозамещение, полагают участники рынка, производство должно вырасти.
«Самый животрепещущий вопрос последних месяцев — цена. Да, цены все поднялись. По рынку лифтов среднее повышение составило — 30%. У нас — 27%. Благо ситуация стабилизируется, логистика налаживается. Надеемся, рынок оправится от потрясений и мы быстро сориентируемся в новых условиях, других-то вариантов все равно нет. Мы и раньше старались ориентироваться на доступность комплектации. Пожалуй, только немецкая лебедка сейчас пока недоступна. Но, во-первых, мы имеем серьезные складские запасы, а во-вторых, не сидим сложа руки, нашли несколько вариантов замены, сейчас проводим заводские испытания. Остальные позиции уже найдены, испытаны, проблем здесь нет», — отмечает заместитель генерального директора ЗАО «Предприятие ПАРНАС» Ольга Егоренко.
Подъем по стандартам
Значимая доля производимых отечественных малых грузовых лифтов предназначается для социально значимых объектов. Их устанавливают в детсадах, школах, больницах, почтовых учреждениях. Однако иногда заказчик по незнанию или умышленно приобретает низкокачественный малый грузовой лифт или вовсе малый грузовой подъемник, имеющий существенные технологические различия. К сожалению, отмечают представители лифтовой отрасли, в проектах, даже уже прошедших экспертизу, часто встречается путаница в терминах, в нормативной базе. Ни строители, ни проектировщики, ни эксперты не обращают на данные факторы должного внимания.
Участники рынка предлагают не только скорректировать стандарты проектирования малых грузовых лифтов, но и повысить качество самого проектирования. Это поможет задействовать более рациональные современные подходы к подбору сервисного лифтового оборудования и минимизировать риски использования некачественного, небезопасного, необоснованно дорогого в эксплуатации подъемного оборудования.
По словам Ольги Егоренко, стандарты по малым грузовым лифтам в социальных учреждения, принятые в советское время, безнадежно устарели и необходимы новые. Сегодня лифтостроение предлагает оборудование технологически и качественно совсем другого уровня, да и строительные реалии шагнули далеко вперед, а малые грузовые лифты все как-то проектируют по старинке, не обращая на это серьезного внимания. «При особом внимании государства к строительству социальных объектов: к ценообразованию, комплектации, рациональному снижению себестоимости и сроков строительства, снижению стоимости эксплуатации здания и при этом повышению его функциональности — именно такое вспомогательное оборудование во многом обеспечивает общую эффективность. Мне нравится курс на типовые решения в этой сфере, но строители не всегда к этому готовы. Пожалуй, нам не хватает только одного документа, который раз и навсегда запретил бы использование некачественного оборудования на "социалке", по сути, нужен некий стандарт комплектации или корректировка норм СП. Надеемся, так и будет», — добавляет она.
Сами проектировщики, соответственно, опираются на текущие стандарты. Они отмечают, что в настоящее время сложности при разработке проектов новых лифтов и замене существующих чаще всего связаны с нестандартными габаритами и грузоподъемностью устройств. Далеко не все заводы готовы делать т. н. «нестандарт». По словам руководителя архитектурной мастерской № 3 Градостроительного института «Мирпроект» Романа Лукина, в том числе выявляется неудовлетворительное состояние опорных и ограждающих конструкций шахт. «Чтобы запроектировать такое подъемно-транспортное устройство, требуется точный расчет габаритов и несущей способности ограждающих и несущих конструкций. Малые грузовые лифты должны быть надежными, долговечными, экономичными в закупке и эксплуатации, а также отвечать всем нормативным требованиям по безопасности, в том числе противопожарным», — напомнил он.
Представители компании «РуссЛифт» (занимаются проектированием, монтажом лифтов и подъемников) отмечают, что требования заказчиков зависят во многом от особенностей здания (размер кабины, количество выходов, расположение выходов). Как правило, проектные организации берут за основу стандартные строительные задания завода-изготовителя, чтобы избежать лишнего удорожания лифтового оборудования в индивидуальном исполнении. Сами малые грузовые лифты, добавляют специалисты, за последнее десятилетие технически несколько изменились. В основном в части управления (микропроцессорное) плавности хода и безопасности использования, в частности, предусмотрено больше блокировок.
Генеральный директор ООО «ЛифтСтрой» Игорь Костянко подчеркивает, что хороший лифт монтируется быстро (2–3 дня), сдается инспектору без проблем и работает потом долго и стабильно. С ним не будет вопросов по отказам, ремонтам и т. д. «А вот лифт сомнительного качества монтируется дольше, требует доработок прямо на месте и, как следствие, работать будет с перебоями. На наш взгляд, активному развитию сегмента малых грузовых лифтов пока мешают несколько факторов: недостатки проектирования и невнимание строительных компаний к качеству закупаемого инженерного оборудования. Зачастую заказчики сильно ограничены в бюджетах на закупку оборудования, стремятся купить самое дешевое и не знают о том, что технологически сервисные лифты могут быть очень современными, недорогими и при этом экономными в монтаже и дальнейшей эксплуатации. Сэкономив на качестве оборудования, заказчик неминуемо получит повышенные затраты на монтаж и ТО, пока только единицы осознают эти реалии», — резюмирует он.
Мнение
Ольга Егоренко, заместитель генерального директора ЗАО «Предприятие ПАРНАС»:
— Мы разработали свое типовое решение для социальных объектов — малый грузовой лифт ПАРНАС ЛМП. Мы учли особенности технологических процессов, инвентарь, который используют обычно в пищеблоках школ и детских садов, производственные мощности и уровни загрузки, даже пожелания персонала постарались учесть. Данную модель уже два года поставляем на стройки СПб и Ленобласти. Этот лифт — оптимальный и недорогой вариант для инфраструктурных объектов. Он полностью отвечает всем нормам безопасности, надежен, удобен, красив и нетребователен в обслуживании.