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.
Инженерно-экологические изыскания в условиях большого города
В Петербурге растет спрос на инженерно-экологические изыскания. Они требуют от специалистов-изыскателей, учитывая своеобразие города, особо профессионального подхода к оценке возможных рисков.
Инженерно-экологические изыскания являются обязательным этапом подготовительных строительных работ. Они проводятся в комплексе с другими необходимыми предварительными исследованиями объектов и территорий. В канун Дня эколога (5 июня) мы решили уделить внимание непосредственно экологической составляющей таких изысканий и особенностям таких экспертных работ в Петербурге.
В нашем городе сложная градостроительная ситуация, обусловленная наличием множества зон с особыми условиями использования территории (ЗОУИТ), в том числе сложившейся исторической застройки, отмечает генеральный директор ЗАО «ЛенТИСИЗ» Николай Олейник. Это дает свою специфику инженерно-экологическим изысканиям. В частности, самую большую площадь среди ЗОУИТ, накладывающих ограничения на застройку, на территории Петербурга и Ленинградской области занимают водные объекты. К примеру, река Нева сама по себе является, в том числе поверхностным источником водоснабжения, обладает рыбохозяйственной значимостью. Также при проведении инженерно-экологических изысканий должно учитываться наличие в городе аэропорта и его приаэродромных территорий. Для некоторых районов Петербурга это имеет особое значение при проектировании. Безусловно, нельзя забывать и об исторической застройке. Большая часть зданий и сооружений в историческом центре и за его пределами обладает статусом объекта культурного наследия местного, регионального или федерального значения.
«По нашему опыту наиболее часто в условиях Петербурга востребованы инженерно-экологические изыскания необходимые при эксплуатации зданий и сооружений, а также при их сносе (демонтаже). Также часто выполняются работы по медико-биологическим исследованиям, гидробиологическим исследованиям, локальное обследование загрязнения грунтов и грунтовых вод, реже — запросы на редкие биологические исследования, например, по выявлению бактерий, оказывающих коррозионное воздействие на строительные материалы. В свете усиления государственного надзора в сфере соблюдения природоохранного законодательства можно с уверенность сказать, что инженерно-экологические изыскания являются востребованной и перспективной отраслью. Кроме того, особое значение для крупных компаний приобретает учет ESG-факторов, то есть того, как компания заботится об экологии при ведении бизнеса», — считает Николай Олейник.
Согласно критериям
В соответствии с СП 11-102-97, отмечает заместитель генерального директора по развитию АО «ПЕТЕРБУРГ-ДОРСЕРВИС» Анатолий Пичугов, полевой этап работ выполняется всегда, но его объем и состав зависят от стадии проектирования и строительства. Для выполнения полевых работ необходимы: газоанализаторы, радиометрические приборы, оборудование для измерения электромагнитного излучения, шума, вибрации, тепловых полей и др. Для опробования отобранных образцов почв, грунта, воды необходима сертифицированная экологическая лаборатория, оснащенная всем необходимым.
В целом стоимость инженерно-экологических изысканий, добавляет эксперт, формируется по сборникам цен на инженерные изыскания для строительства на основании объемов проведенных работ. Критерии выбора подрядчика: наличие допуска СРО и соответствующих специалистов в штате, опыт производства работ и успешного прохождения экспертизы раздела экологических изысканий для строительства объектов.
Руководитель отдела инженерно-экологических изысканий EcoStandard group Ксения Селифанова отмечает, что иногда в отчетах об инженерно-экологических изысканиях встречаются ошибки. Первый — человеческий фактор. Порой из-за недостаточного опыта неправильно либо неполноценно определяются виды и объемы работ. Сюда же отнесем недостаточно компетентное выполнение самих работ. Второй —давайте назовем «сюрпризом в процессе выполнения». Это когда все исследования были заложены правильно и соответствуют нормативной документации, но в процессе выполнения работ (как полевых, так и камеральных) обнаруживается необходимость выполнения дополнительных исследований, либо проектировщики внесли корректировки в исходные данные и не предоставили окончательного варианта изыскателям. К сожалению, такое часто встречается. Есть еще один фактор, который не совсем относится к ошибкам, но вызывает сложности на этапе приемки работ, — это разная трактовка нормативной документации», — резюмирует специалист.
Ксения Селифанова поясняет, что ценообразование инженерно-экологических изысканий состоит из нескольких пунктов: «Во-первых, транспортные расходы, включающие перевозку и амортизацию необходимого оборудования. Во-вторых, лабораторно-инструментальные исследования. Причем у большей части изыскательских организация нет своей лаборатории и все исследования уходят на подряд в аккредитованные лабораторные центры. В-третьих, покупка справочных материалов – т.е. справок из уполномоченных органов. Есть еще один пункт ценообразования, но он встречается редко. Это – покупка экспертных заключений по результатам лабораторно-инструментальных исследований. Для согласования в экспертных организациях стоимость услуг нужно подтверждать сметами по сборникам базовых цен. Причем довольно часто данные цифры рознятся с реальностью», – отмечает эксперт.
Мнение:
Николай Олейник, генеральный директор ЗАО «ЛенТИСИЗ»:
— На мой взгляд, решающим для заказчика должно являться то, сколько лет компания работает на рынке. Также обязательно нужно учитывать положительный опыт прохождения государственной и негосударственной экспертизы проектной документации и/или результатов инженерных изысканий. Безусловно, большим преимуществом является наличие у подрядчика собственной аккредитованной лаборатории либо налаженная связь с такими лабораториями. Для полноценной и оперативной работы кадровый состав изыскательской организации должен включать в себя специалистов по полевым и камеральным работам.
Когда бизнес не только бизнес
Когда говорят о социальной ответственности бизнеса, обычно имеют в виду достойную зарплату и условия труда или участие в благотворительных программах. Но, по сути, этим вопрос не исчерпывается. Перед государством стоят серьезные задачи, в частности, в сфере ЖКХ, и решить их без бизнеса, ориентированного участие в госпрограммах, фактически невозможно.
Замена устаревших лифтов — вопрос давний и больной. По данным Минстроя РФ, к 15 февраля 2025 года необходимо поменять около 135 тыс. единиц оборудования с истекшим сроком эксплуатации. В 2020 году в стране было заменено более 16 тыс. лифтов, в этом — запланировано еще около 13 тыс. Правительство РФ требует ускорить процесс. Для этого распоряжением премьер-министра РФ Михаила Мишустина на эти цели в 2021 году дополнительно выделено 750 млн рублей.
Решая госзадачи
И вот здесь важнейшую роль начинают играть предприятия, подстраивающие свою работу под решение важных государственных задач. Одно из них — Щербинский лифтостроительный завод (ЩЛЗ). Финансовый институт развития в жилищной сфере России АО «ДОМ.РФ» с середины 2019 года ДОМ.РФ принимает меры по стимулированию деятельности этого предприятия в целях реализации государственных программ в сегменте лифтостроения.
Поэтапная модернизация завода увеличит производство профильной продукции почти на 40%. Строгий контроль качества продукции в сочетании с мерами по оптимизации себестоимости позволили предприятию активно участвовать в тендерных процедурах по региональным программам капремонта многоквартирных домов в части замены лифтов, предлагая привлекательные условия и конкурентные цены.
ЩЛЗ в 2020 году выиграл контракты на поставку 5,5 тыс. лифтов в 36 регионов. Всего же с 2018 года, когда предприятие начало участвовать в тендерах на поставку оборудования для фондов капремонта, в субъекты РФ было направлено более 18,5 тыс. подъемников.
В 2020 году среди регионов рекордное количество лифтового оборудования — почти 290 лифтов — было поставлено в Коми. Кроме того, от 100 до 300 машин получили Иркутская, Волгоградская, Мурманская, Нижегородская области, Хабаровский, Ставропольский и Красноярский края. Один из факторов, наиболее привлекательных для заказчика, то, что по заключаемым договорам расходы на логистику несет поставщик оборудования.
«Сотрудничество с региональными фондами капитального ремонта является для нас одним из приоритетных направлений. Имеющийся спрос на наши лифты объясняется не только конкурентной закупочной стоимостью, но и высокими эксплуатационно-техническими характеристиками, наличием аккредитованных монтажных организаций и оперативностью поставки», — отметил генеральный директор ЩЛЗ Антон Артемьев.
По его словам, новая линейка лифтов, выпускаемая предприятием, полностью соответствуют повышенным требованиям к комфорту пассажиров и их безопасности. Начало 2021 года стало не менее успешным. ЩЛЗ в рамках работы с регионами за первый квартал осуществил поставки продукции по программам капремонта в семь субъектов РФ. Всего — более 1200 лифтов. В этом году рекордсменом по замене лифтового оборудования силами ЩЛЗ пока является Волгоградская область, куда будет поставлено 507 машин. Свердловская область получит 289 лифтов; Уфа — 216; Челябинск — 143.
С опорой на свое
Еще одной важнейшей государственной задачей, поставленной руководством страны несколько лет назад, стало импортозамещение. Свой вклад в это дело вносит и ЩЛЗ. В рамках реализации плана мероприятий по импортозамещению предприятие приступило к разработке современной отечественной безредукторной лебедки для лифтов грузоподъемностью до 1000 кг.
Это оборудование не требует дорогостоящего обслуживания, экономит пространство в здании и значительно легче, чем редукторные аналоги. Безредукторные лебедки отличаются более низким энергопотреблением, меньшей вибрацией и шумом, что важно для конечного пользователя.
В Европе уже не осталось редукторных лебедок. Но в России производство безредукторных находится только в стадии зарождении, спрос закрывается с помощью азиатских производителей. С учетом введения новых требований по безопасности (ГОСТ 33984) есть предпосылки для активного развития этого направления в горизонте 3–5 лет.
ЩЛЗ может стать драйвером отрасли по импортозамещению. Занимаясь российской разработкой, планируется делать безредукторные лебедки на собственных производственных мощностях в широкой кооперации, и, тем самым, завод сможет дать импульс развития предприятиям малого и среднего бизнеса, которые готовы выполнять литейные и металлообрабатывающие работы.
В эпоху COVID
Но жизнь ставит перед страной все новые вызовы. Самый серьезный их них в последнее время — не только для России, но и для всего мира — пандемия коронавируса. И ЩЛЗ дает свой ответ на этот вызов. Предприятием разработана и в настоящее время выводится на рынок собственная система обеззараживания лифтов.
Разработка представляет собой комплект светодиодных ультрафиолетовых излучателей, встраиваемых в кабину и объединенных с программным и аппаратным обеспечением лифта. Ультрафиолет обезвреживает инфицирующие вещества в воздухе и на поверхностях кабины.
Для питания системы используются штатные средства на кабине лифта, отвечающие за внутреннее освещение. При включении внешних облучателей происходит очистка не только поверхностей кабины, но и воздуха, поэтому для экономии энергии рециркулятор отключается.
Благодаря интеграции в конструкцию лифта система способна автоматически включаться в то время, когда в кабине нет пассажиров. При длительных простоях лифта дезинфекция проводится в течение часа, что обеспечивает практически полную стерильность кабины. Далее оборудование отключается и ожидает вызова.
В кабину лифта также выведен небольшой экран с информацией о работе системы, что позволит проводить диагностику и ремонт в кратчайшие сроки. Кроме того, в состав системы входят блоки фильтрации воздуха с ультрафиолетовыми светодиодами, через которые с помощью вентиляторов проходит воздух.
Эффективность подтверждена исследованиями НИИ дезинфектологии Роспотребнадзора по итогам двух этапов испытаний системы, проведенных в конце 2020 года. Специалисты наносили на поверхности кабины лифта различные микроорганизмы, сопоставимые по своей устойчивости с вирусом COVID-19, и изучали воздействие на них ультрафиолетового излучения. Эксперты подтвердили ее высокую эффективность по дезинфекции воздуха и поверхностей лифта. За час работы устройства все поверхности лифта были простерилизованы на 98%, а воздух очищен на 90% — это соответствует и даже превышает уровень обработки детских и школьных помещений.
«Система обеззараживания является универсальным изделием, которое подходит для всех типов лифтов. Дезинфектором можно комплектовать при заказе новые лифты ЩЛЗ или устанавливать в уже эксплуатируемые лифты. Кроме того, завод предлагает систему в виде готового комплекта для установки в лифтах других производителей», — отмечает Антон Артемьев.