Провод aero-z и aaacz — характеристики, сравнение с АС, недостатки и преимущества линий с проводами z.

Линии с проводом AERO-Z и AAACZ — 7 преимуществ. Технические характеристики и сравнение с проводами АС.

На высоковольтных линиях 110кв-220кв и выше, изначально применялись и применяются всем привычные голые неизолированные провода марки АС или ASCR (ГОСТ 938-80).

Однако кроме инноваций в плане изолированных самонесущих проводов марки СИП-3 на среднем напряжении 6-10-35кв, прогресс в наших сетях постепенно добирается и до неизолированных высоковольтных ЛЭП.

Казалось бы, что тут еще нового можно придумать. Голые неизолированные провода они и в Африке, и в Америке одинаковые. Но специалисты задумались, а что если проволока из которой набирается общее сечение провода будет не круглой формы, а какой-то другой.

И начали экспериментировать.

В итоге наиболее оптимальным решением оказалась Z-образная конструкция. Получились так называемые компактные провода.

Коэффициент заполнения поперченного сечения у таких проводов повышается с 0,75 (стандарт марки АС) до 0,88-0,95.

Есть конечно и провода из жил трапециевидной формы. Однако они по своим характеристикам несколько проигрывают Z-образным.

Стороны трапеции не всегда идеально соприкасаются друг с другом. А кроме того при скрутке, образуют некие ступеньки на поверхности.

Более того, если произойдет обрыв одной трапециевидной жилы, она будет автоматически за счет своей формы выталкиваться наружу. С Z-образными проводами такого и близко не происходит. Так как все жилы в них наоборот, удерживают друг друга вместе как в замке.

А вот оболочка (внешний слой), скручивается именно из z-проволок. В итоге получается конструкция, практически не имеющая зазоров.

Более того, внутренние полости заполняют при температуре 120 градусов специальной смазкой. Она вытесняет весь оставшийся воздух и влагу изнутри.

Помимо этого, сердцевина может быть как со стальным сердечником, так и с алюминиевым или из его сплавов.

А еще есть зарубежные конструкции, когда несколько центральных жил выполняют полыми, а внутри размещают оптические волокна.

На Западе z-образные провода начали изготавливать еще в 70-е годы. После нескольких годов эксплуатации провели сравнение с обычными и сделали положительные выводы.

У нас подобные изделия называются по-разному. Наибольшее распространение получили две марки:

Арматура для них подходит практически та же самая, что и для марки АС.

Вот подробные технические характеристики z проводов.

Провод AERO-Z:

Какими преимуществами обладают данные провода?

1 При том же самом сечении, вы получаете диаметр примерно на 10% меньше обычного.

Что это дает? А это дает увеличение пропускной способности всей ВЛ. Хотите пропустить больше мощности по ЛЭП, просто поменяйте обычный провод на AERO-Z или AAACZ того же самого диаметра.

При этом в большинстве случаев без всякого усиления опор. Только проверьте напряжение подвески, оно увеличится за счет большего веса.

2 В процессе эксплуатации Z-провода такой конструкции меньше провисают.

Соответственно можно увеличивать габаритные пролеты и уменьшать общее количество опор. Нагрузка на них будет меньше.

3 AERO-Z провод меньше подвержен вибрациям при ветровых нагрузках.

Уменьшается пляска проводов.

Аэродинамическое сопротивление у AAACZ на треть меньше, чем у АС. Проще говоря, провода Z-образного профиля лучше обдуваются ветром, а значит и опоры не испытывают больших ветровых нагрузок.

Даже если и возникла пляска, она затухает в 3 раза быстрее, да и амплитуда ее меньше.

4 Так как внутреннее строение провода очень плотное, то и влага туда практически не проникает.

А соответственно не будет подвергаться коррозии и разрушаться стальной сердечник.

5 Минимальное гололедообразование.

На простых алюминиевых или сталеалюминевых проводах А или АС, при налипании снега происходит смещение центра тяжести.

В итоге провод в пролете начинает скручиваться, зачастую против повивов своих жил. Что приводит к их расплетению.

Провода Z-формы данному явлению сопротивляются и сбрасывают излишки снега.

Лед на них преимущественно образуется только с одной стороны. И по мере увеличения нароста, просто отваливается под собственным весом.

6 Высокая механическая стойкость.

В том числе при прямом попадании молнии. Даже при повреждении нескольких жил одновременно (до 5 штук), механическая прочность AERO-Z сохраняется на нормальном для эксплуатации уровне.

Обеспечивается это за счет соединения проволок в “замок”.

При этом самое главное – оборванные z-жилы не будут раскручиваться, создавая угрозу коротких замыканий. Именно это зачастую и происходит на ВЛ с АС проводами.

С одной стороны это конечно хорошо, но с другой стороны, попробуй при обходе и осмотре ВЛ найти и не пропустить данное место обрыва. Сделать это на проводах AAAC-Z гораздо проблематичнее.

Поэтому за рубежом и применяют для более детального обследования высоковольтных линий всякие роботы.

7 Меньше потери на корону за счет более гладкой внешней оболочки.

Чтобы образовался коронный разряд, напряженность поля на z-проводе должна быть на 15% больше, чем на простых АС.

Наиболее актуально применять такие провода в районах плотной застройки, там где препятствия влекут за собой увеличение длины пролетов и трудновыполнимые изменения в схемах расстановки опор.

Также с этим часто сталкиваются монтажники и проектировщики при строительстве ЛЭП через реки, горные массивы. Если вам нужно увеличить габарит над рекой, это можно сделать просто придав большее тяжение проводу aero-z.

По сравнению с голыми проводами АС, максимальное тяжение у них больше на 67%.

Монтаж подобных ЛЭП в России уже не такая и редкость. Например Сочи при подготовке к Олимпиаде, запитали именно такими проводами по ЛЭП 220кв.

Недостатки конечно же тоже есть. Во-первых, это высокая стоимость.

Во-вторых применяемый алюминий. Алюминий здесь используется марки AT. Он характерен тем, что при температуре более 90 градусов резко теряет свои механические свойства.

Однако, не смотря на высокую стоимость, замена обычных проводов АС на AERO-Z NEXSANS или других марок с z-профилем, даже на небольших участках высоковольтных линий протяженностью до 1км, за 10-20 лет может сэкономить вам миллионы рублей.

Все конечно будет зависеть от нагрузки. Вот сравнительный анализ экономии электроэнергии для двухцепной ВЛ-110кв выполненной проводом АС-240/32 и AERO-Z 300.
Нагрузка линии 400А, протяженность 900м.

Умножьте мегаватты на стоимость эл.энергии в рублях, плюс прибавьте приблизительный период эксплуатации объекта и получите наглядные цифры экономии в денежных единицах.

Провод aero-z и aaacz — характеристики, сравнение с АС, недостатки и преимущества линий с проводами z.




	Aero-Z – ПРОВОД ДЛЯ ЛЭП Промышленная группа Nexans – более 100 различных предприятий в 28 странах мира – выпускает широчайшую номенклатуру кабельно-проводниковой продукции и кабельной арматуры. На четырех заводах концерна производятся силовые кабели высокого напряжения – 110 кВ и выше – (в этом сегменте Nexans – абсолютный мировой лидер). В России компания работает уже 10 лет, поставляя силовые и телекоммуникационные кабели, СКС и кабели специального назначения, кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена среднего и высокого напряжения (в том числе подводные) и СИП. В 2004 году Nexans предлагает новую для российского рынка продукцию – высокотехнологичный провод Aero-Z® для ЛЭП 110–1150 кВ. Провод состоит из одного или нескольких концентрических слоев круглых проводов (внутренние слои) и проводов в виде буквы «Z» (внешние слои). Каждый слой имеет скрутку по длине, выполненную с определенным шагом. В названии Aero-Z® отражена не только форма внешних проводников (Z), но и превосходные аэродинамические свойства провода. С 2002 года продукция включена в стандарт МЭК 62219 и имеет соответствующие международные патенты. ПЛАНЫ AERO-Z® Первая линия с проводами Aero-Z® и грозозащитными тросами была сооружена в Бельгии в 1974 году для передачи большой мощности от АЭС к морскому порту Антверпена. ЛЭП (рис.1) длиной 2,59 км, пересекающая широкую судоходную реку Шельду (при самом высоком уровне воды габарит линии составляет не менее 70 м), подвергалась постоянному воздействию сильных ветров. В процессе эксплуатации ЛЭП были выработаны технические требования к Aero-Z®. Так, потребовалось: увеличить пропускную способность существующих линий; сократить механические нагрузки на опоры ЛЭП, возникающие из-за пляски проводов; повысить коррозионную стойкость проводов и тросов; снизить риск обрыва провода при частичном повреждении нескольких внешних проволок из-за внешних воздействий, в том числе из-за удара молнии; улучшить механические свойства проводов при налипании снега или образовании льда. В начале 90-х годов фирма Nexans вернулась к этому продукту и доработала его на более высоком технологическом уровне, учтя опыт эксплуатации. И с 1995 г. все строящиеся или реконструируемые ЛЭП Бельгии оснащаются проводом Aero-Z® (уже смонтировано более 2000 км такого провода на напряжения 63–400 кВ). Во Франции намечено перейти на Aero-Z® в ближайшие 10 лет и монтировать около 1500 км в год. В странах Южной Америки построено более 1200 км линий с проводами Aero-Z®, планируется ввести в строй еще 1500 км. КОНСТРУКЦИЯ AERO-Z® На рисунке 2 представлена конструкция провода Aero-Z®. Его внутренняя часть аналогична обычному проводу типа АС, однако внутренние проводники могут быть не только стальными, но и из алюминия или алюминиевых сплавов. Более того, один или несколько проводников могут быть полыми и содержать внутри оптические волокна. Внешние же слои провода выполняются из очень плотно прилегающих друг к другу алюминиевых проводников, имеющих форму буквы Z. Примечательно, что для подвеса данных проводов практически не требуется изменение арматуры, применяемой для обычных проводов марки АС. СВОЙСТВА AERO-Z® Преимущества проводов Aero-Z® легко представить, сравнив характеристики отечественного провода АС 300/39 и аналогичного провода Aero-Z® типа 346-2Z. Удельное сопротивление провода Aero-Z® на 3% меньше: 0,097 и 0,1 Ом/км соответственно, на столько же меньше тепловые потери в проводе при транспортировке электроэнергии. Удельная масса Aero-Z® на 18% меньше, чем у провода АС (958 и 1132 кг/км), диаметр – на 7% (22,4 и 24 мм). Усилия на разрыв: разница составляет 23% (90,6 кг у АС против 111,3 кг у Aero-Z®). Лабораторные испытания на воздействие удара молнии показали, что полная механическая прочность провода Aero-Z® сохраняется при повреждении до пяти Z-образных проводников. Форма проводников Aero-Z® и плотность их скрутки практически исключают проникновение в провод воды и загрязнений, что снижает коррозию его внутренних слоев. Центр тяжести традиционного провода смещается по мере налипания снега, и провод в пролете поворачивается. Если снегопад продолжается, цикл повторяется и в зависимости от направления ветра провод дополнительно скручивается или начинает расплетаться. Провод Aero-Z® сопротивляется кручению и практически не поворачивается, что приводит к сбросу излишнего снега. Более гладкая, чем у обычного провода, внешняя поверхность Aero-Z® существенно снижает потери на корону (напряженность электрического поля, при которой возникает коронный разряд, у Aero-Z® примерно на 15% выше, чем у обычного провода). Благодаря гладкой внешней структуре аэродинамическое сопротивление провода Aero-Z® примерно на 30–35% меньше, чем у обычного провода. Это резко снижает пляску проводов, значительно облегчает работу опор и гирлянд при сильном ветре и сокращает эксплуатационные расходы.

© ЗАО “Новости Электротехники”
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Провод aero-z и aaacz — характеристики, сравнение с АС, недостатки и преимущества линий с проводами z.

Бобылева И.А.
ООО ПТК «ВЛ-Комплект», г. Симферополь

Рощин А. В.
ОАО «ПРОМиК», г. Днепропетровск

Платонова И. А., Жигулин С. В.
ЗАО Электросетьстройпроект, г. Москва

Широкое развитие инфраструктуры Южного берега Крыма потребовало значительного увеличения электрической мощности. В настоящее время этот регион питается по ВЛ 110 кВ «Симферополь – Перевальное – Алушта», построенной 50 лет назад с проводом М-70. Для обеспечения необходимой пропускной способности ВЛ 110 кВ требуется провод с сечением алюминия 240 мм?. Учитывая невозможность длительного отключения линии электропередачи, ее реконструкция с заменой опор и проводов нереальна. Строительство новой ВЛ 110 кВ потребует значительных затрат, а главное – не один год, а задачу необходимо решать срочно.

Было принято решение о реконструкции существующей ВЛ 110 кВ без замены опор, а только с их усилением. Для этого в рабочем проекте был применен провод AERO-Z. Проект разработан ОАО «ПРОМиК» в 2006 году и в настоящее время начата реконструкция.

Небольшая историческая справка

Первая линия с этими проводами была сооружена в Бельгии в 1974 году длиной 2,59 км на пересечении реки Шельда, соединяющем АЭС и морской порт г. Антверпен (см. рис. 1).

Рис. 1. Пересечение реки Шельда, выполненное с применением провода AERO-Z

Использование компактного провода AERO-Z при строительстве этой ЛЭП было обусловлено необходимостью передачи большой мощности через широкую судоходную реку (высота под проводом не менее 70 м при самом высоком уровне воды в реке). При этом на линию оказывали огромное влияние характерные для данных мест сильные ветра [1].

В конце 1980-х годов бельгийские компании столкнулись с нарастающим противодействием сооружению новых высоковольтных линий, как со стороны населения, так и со стороны администраций различного уровня. Эта ситуация привела к необходимости поиска новых решений, как удовлетворить растущие потребности в электроэнергии без систематического рассмотрения проблемы строительства новых линий. Для достижения этой цели концерном Nexans был разработан компактный провод AERO-Z нового типа, учитывающий опыт эксплуатации компактных проводов предыдущего поколения.

В настоящее время провода и грозозащитные тросы AERO-Z находят все более и более широкое применение во многих странах, особенно в Европе и Америке. Так, в Бельгии смонтировано более 2000 км такого провода на линиях напряжением 63–400 кВ. Начиная с 1995 года, в Бельгии все строящиеся или реконструируемые линии электропередачи оснащаются проводом AERO-Z. Во Франции в ближайшие 10 лет также намечено осуществить переход на данный вид провода, монтируя примерно 1500 км/год. В Южной Америке построено более 1200 км таких линий и планируется монтаж еще 1500 км.

Динамика роста использования проводов и грозозащитных тросов AERO-Z показана на рис. 2.

Рис. 2. Динамика увеличения длины линий электропередачи с проводами и тросами AERO-Z

Геометрия провода AERO-Z и основные причины роста его использования

Для наружного слоя (или слоев) взамен круглых используются проволоки Z-образного профиля. Наружный слой практически идеально гладкий имеет незначительные винтовые канавки, возникающие между верхними кромками Z-образных проволок с тщательно подобранным шагом скрутки, глубиной и шириной (рис. 3).

Рис. 3. Поперечное сечение провода AERO-Z

Геометрия провода AERO-Z позволяет увеличить коэффициент заполнения поперечного сечения и количество проводящего материала по сравнению с традиционным проводом такого же диаметра. Как следствие уменьшается электрическое сопротивление постоянному току, одновременно со снижением тепловых потерь, а допустимая нагрузка по току увеличивается (см. рис. 4).

Рис. 4. Увеличение допустимой токовой нагрузки (в процентах) для провода AERO-Z по сравнению с традиционными проводами из алюминиевого сплава (AAAC) и со сталеалюминиевыми проводами (ACSR) [1]

Оптимизацией эффектов, связанных с канавками, занимались в институте Фон Кармана в Брюсселе (Von Karman Institute), где были проведены всесторонние испытания [2].

Испытания показали, что за счет применения проводов AERO-Z достигается значительное уменьшение коэффициента аэродинамического сопротивления сильным ветрам (см. табл. 1).

Таблица 1

Коэффициент аэродинамического сопротивления провода в зависимости от его диаметра при максимальной скорости ветра 175 км/ч (48,6 м/с) на высоте 10 м от поверхности земли

Номинальный диаметр провода, мм

18,90 ? d Коррозия. Большая контактная поверхность между двумя Z-образными проволоками одного слоя обеспечивает эффективную защиту от просачивания консистентной смазки изнутри провода. В процессе изготовления все внутренние пустоты провода заполняются консистентной смазкой, подаваемой при температуре +120 ?С, что позволяет удалить воздух и влагу. Поэтому внутренняя защита провода AERO-Z оказывается лучше, чем у традиционных проводов, в которых наблюдается вытеснение защитной смазки наружу под действием циклической нагрузки. В противоположность этому, компактный провод сохраняет неизменный уровень защиты от коррозии, что обеспечивает его замедленное старение.

В таблице 2 приведены результаты измерений, выполненных на обыкновенных и компактных проводах (с одним повивом Z-образных проволок), которые были смонтированы в 1970 г. на одной линии (Lillo – Solvay), а в 1988 г. демонтированы вследствие изменения маршрута линии.

Таблица 2

Результаты измерений, проведенных на обычном и компактном проводах, которые были смонтированы в 1970 г. и демонтированы в 1988 г. [1]

Тип провода	Изменение веса смазки	Изменение прочности проводов на растяжение		Изменение среднего удлинения при обрыве
Тип провода	Изменение веса смазки	Внутренние слои	Наружные слои	Внутренние слои	Наружные слои
Обычный	-28 %	Не изменилась	-5 %	-19 %	-26 %
Компактный с 1-м Z-слоем	Не изменился	Не изменилась	-5 %	-9 %	-2,2 %

Способность сохранять целостность повива. Даже будучи оборванной, проволока внешнего повива провода AERO-Z остается на месте под действием тяжения. Данное свойство сохраняется до тех пор, пока не происходит обрыв пяти смежных проволок.

Самодемпфирование. Большая поверхность контакта между проволоками улучшает и демпфирование в проводе AERO-Z.

Несколько обычных проводов и провод AERO-Z подверглись колебаниям, вызванным сбросом груза (25, 50 и 75 кг), который был подвешен в середине пролета. Сделанные записи механических напряжений в креплениях опор и амплитуд колебаний позволили сравнить характеристики самодемпфирования этих проводов.

В проводе, имеющем два повива Z-образных проволок, изгибающие и крутящие колебания затухали в 2-3 раза быстрее, чем в обычном проводе [1].

Эолова вибрация. Восприимчивость проводов к вызываемой ветром вибрации определяется двумя основными факторами: их способностью воспринимать энергию ветра и способностью рассеивать эту энергию. Специальные испытания по оценке передачи энергии ветра различным проводам не проводились, поскольку предполагалось, что гладкость наружной поверхности оказывает незначительное влияние на такую передачу. Что же касается способности проводов рассеивать энергию ветра, она будет лучше у провода AERO-Z, поскольку его параметры самодемпфирования выше.

В подтверждение вышесказанному на рисунке 5 показаны зависимости максимальной амплитуды изгиба компактного и соответствующего ему стандартного проводов от частоты вблизи поддерживающего зажима, полученные на испытательной линии Hydro-Quebec в условиях естественных ветров. Испытания проводились при тяжении, равном 15% от разрывного усилия, без каких-либо противовибрационных устройств.

Результаты испытаний показали, что уровни вибрации компактного провода значительно ниже. В данном пролете при тяжении, равном 15% от разрывного усилия, компактный провод не требует какой-либо дополнитель¬ной защиты от вибрации, чего нельзя сказать о стандартном проводе.

Рис. 5. Амплитудо-частотные характеристики компактного и стандартного проводов [3]

В ходе испытаний было продемонстрировано, что компактные провода, также как и традиционные, могут быть защищены стандартными противовибрационными устройствами (петлевыми гасителями или гасителями типа Стокбриджа).

Снег и обледенение. Натурные испытания показали, что провод AERO-Z лучше противостоит снегу и обледенению. Вследствие более высокой крутильной жесткости и более гладкой наружной поверхности этого провода, образование ледяных «рукавов» становится более затруднительным.

В среднем, при экстремальных условиях масса гололедных отложений составляет примерно половину от массы, наблюдаемой на традиционных проводах [1]. К тому же, эти отложения быстрее отделяются (см. рис. 6 и 7).

Пляска проводов. Поскольку процесс гололедообразования на проводе AERO-Z более затруднен и этот провод имеет лучшее самодемпфирование при вертикальных и крутильных колебаниях, можно предположить, что вероятность возникновения пляски на линиях с проводом AERO-Z будет ниже, а амплитуды пляски – меньше.

Провод AERO-Z 242, выбранный для реконструкции ВЛ 110 кВ «Симферополь – Перевальное – Алушта»

Принимая во внимание все вышеизложенные преимущества проводов AERO-Z и что для обеспечения необходимой пропускной способности ВЛ 110 кВ «Симферополь – Перевальное – Алушта» требуется провод с сечением алюминия 240 мм?, было принято решение провести реконструкцию линии с применением провода AERO-Z 242. Технические параметры этого провода приведены в таблице 3.

Таблица 3

Технические параметры проводов AERO-Z

Тип провода	Площадь поперечного сечения провода, мм 2	Составляющие					Диаметр провода, мм	Удельная масса провода, кг/км	Удельное сопротивление провода при 20?С, Ом/км	Номинальное усилие на разрыв, даН
		Круглые проволоки		Z-образные проволоки
		Число проволок	Диаметр проволок,	мм Число повивов	Число проволок	Высота слоя, мм
177-1Z	176,93	1+6	3,30	1	12	3,30	16,50	488	0,1895	5 698
242-2Z	241,98	1+6	2,70	2	12+18	2,70	18,90	671	0,1391	7 793
261-2Z	261,34	1+6	2,80	2	12+18	2,80	19,60	724	0,1288	8 417
301-2Z	301,25	1+6	3,00	2	12+18	3,00	21,00	835	0,1117	9 702
346-2Z	345,65	1+6	3,20	2	12+18	3,20	22,40	958	0,0974	11 132
366-2Z	366,13	1+6	3,30	2	12+18	3,30	23,10	1 014	0,0919	11 617
455-2Z	455,14	1+6+12	2,90	2	18+24	2,90	26,10	1 266	0,0742	14 658
504-2Z	503,95	1+6+12	3,05	2	18+24	3,05	27,45	1 401	0,0670	16 230
538-2Z	538,03	1+6+12	3,15	2	18+24	3,15	28,35	1 496	0,0628	17 327
635-1Z	635,12	1+6+12+18	3,50	1	24	3,50	31,50	1 761	0,0530	20 152
648-2Z	648,38	1+6+12	3,45	2	18+24	3,45	31,05	1 803	0,0521	20 573
666-2Z	665,92	1+6+12	3,50	2	18+24	3,50	31,50	1 852	0,0507	21 130
705-2Z	704,97	1+6+12	3,60	2	21+27	3,60	32,40	1 961	0,0479	22 369
707-2Z	706,76	1+6+12	3,60	2	18+24	3,60	32,40	1 965	0,0478	22 425
928-3Z	928,45	1+6+12	3,35	3	18+24+30	3,35	36,85	2 593	0,0365	29 460

Из этой таблицы видно, что замена провода М-70 с погонной массой 612 кг/км на провод AERO-Z 242 приведет к увеличению нагрузки на опоры, связанной с весом провода, менее чем на 10%. При этом удельное электрическое сопротивление снижается почти вдвое.

Таким образом, можно обеспечить необходимую пропускную способность линии только за счет замены провода и усиления опор.

Применение арматуры спирального типа для провода AERO-Z 242

Однако при проектировании возникли проблемы с использованием арматуры, стыкующейся с проводом AERO-Z (натяжные, поддерживающие, шлейфовые и соединительные зажимы). Наибольшее опасение вызывали натяжные зажимы, которые должны удовлетворять требованиям ПУЭ по прочности заделки провода. В связи с этим обратились в ДП «УкрЭССП» (г.Симферополь, директор И.А.Бобылева) с просьбой организовать испытания на данные виды зажимов и создать технические документы по их применению в ЗАО «Электросетьстройпроект» (г.Москва).

В сентябре – октябре 2006 года в ЗАО «Электросетьстройпроект» были проведены испытания спиральных зажимов для провода марки AERO-Z 242 диаметром 18,9 мм. Номинальная разрывная прочность (RTS) данного провода составляет 77,93 кН.

В ходе испытаний натяжных зажимов определялась фактическая прочность заделки провода в зажимах НБ-3-6Б и НС-18,9-01(70). Зажим натяжной НБ-3-6Б предназначен для крепления алюминиевых и медных проводов; его разрушающая нагрузка – 90 кН. Натяжной спиральный зажим НС-18,9-01(70) был специально разработан для данного типа провода. Расчетная прочность заделки провода в этом зажиме не менее 70 кН. Согласно ПУЭ прочность заделки провода в зажимах должна составлять не менее 90% RTS.

Результаты испытаний натяжных зажимов показали, что фактическая прочность заделки провода AERO-Z 242 в зажимах НБ-3-6Б не превысила 48 кН (62 % от RTS), а в зажимах НС-18,9-01(70) она составила 71,2 кН (91 % от RTS). Таким образом, прочность заделки провода в зажимах НБ-3-6Б не соответствует требованиям ПУЭ, а прочность заделки провода в зажимах НС-18,9-01(70) удовлетворяет этим требованиям.

Были также проведены испытания поддерживающих зажимов ПС-18,9П-11 и шлейфовых зажимов ШС-18,9-01, смонтированных на проводе AERO-Z 242. В результате было получено, что фактическая прочность заделки данного провода в поддерживающем зажиме ПС-18,9П-11 при односторонней статической нагрузке — не менее 17 кН (22 % от RTS), а фактическая прочность заделки провода AERO-Z 242 в шлейфовом зажиме ШС-18,9-01 составляет 8 кН (10 % от RTS).

В марте 2008 года испытания были продолжены. Статические испытания по определению прочности заделки алюминиевого провода AERO-Z, тип 242-2 Z в соединительных СС-18,9-11 и натяжных НС-18,9-02 (AZ) зажимах спирального типа проводились по следующей методике. Соединительным зажимом соединялись два отрезка провода длиной по 4-5 м. Натяжные зажимы монтировались по концам испытательного пролета.

В ходе испытаний нагрузка поэтапно увеличивалась с выдержкой на каждом этапе в течение 2 мин. Величина нагрузки последовательно составляла 4,9; 29,4; 39,2; 53,9; 58,8; 63,7; 68,6; 73,5; 77,4 кН. При нагрузке 4,9 кН у концов зажимов были проставлены контрольные метки. При нагрузке 77,4 кН произошло смещение метки М2 на

150 мм, сопровождающееся частичным сбросом нагрузки; смещения меток у концов соединительного зажима при нагрузках менее 77,4 кН не отмечалось. Смещения меток у концов натяжных зажимов в ходе испытаний не обнаружено.

После демонтажа зажимов повреждений провода под натяжными зажимами не обнаружено; под соединительным зажимом произошло проскальзывание провода без обрыва его проволок.

Таким образом, фактическая прочность заделки провода AERO-Z тип 242-2 Z в натяжных спиральных зажимах НС-18,9-02 (AZ) составила более 77,4 кН (>99% RTS провода AERO-Z). Фактическая прочность заделки провода AERO-Z тип 242-2 Z в соединительном спиральном зажиме СС-18,9-11 составила 77,4 кН (99% RTS провода AERO-Z).

Провода с Z-образными проволоками A3F-Z (АААСZ), А3F/S1A-Z (AACSRZ)

A3F–Z (АААСZ) – провод неизолированный из алюминиевого сплава, состоящий из сердечника, скрученного из круглых проволок, и наложенного поверх него одного или более наружных повивов из профилированных проволок Z-образной формы, с заполнением межпроволочного пространства в каждом повиве, за исключением наружной поверхности провода, нейтральной смазкой повышенной нагревостойкости.

А3F/S1A–Z (AACSRZ) – то же, с сердечником из стальных оцинкованных проволок

Верхние повивы – проволоки Z-образного сечения состоят из алюминиево-магниевого сплава. Цифра перед Z: количество повивов из проволок, профилированных в данной форме.

Поперечный разрез провода A3F-Z Поперечный разрез провода A3F/S1A-Z

Z-образное сечение дает возможность получить наружный слой практически идеально гладким. Плотная компоновка (заполнение до 98,5 %) позволяет значительно снизить коэффициент аэродинамического сопротивления, поэтому провода типа Z испытывают меньшие механические напряжения, что снижает риски выхода ВЛ из строя при возникновении повышенных нагрузок в виде шквалистых ветров и гололедно-изморозевых отложений. Кроме того, данная конструкция позволяет увеличить эффективное сечение провода, а значит, пропускную способность ВЛ. Рабочая температура проводов типа Z не превышает 90°С, поэтому повышение пропускной способности ВЛ достигается без увеличения тепловых потерь.

Провода типа Z обладают повышенной механической прочностью, что снижает вероятность обрыва провода при нанесении ему повреждений в результате внешних воздействий (в том числе в результате удара молнии), а также способностью сохранять целостность повивов и возможностью эксплуатации даже при повреждении нескольких соседних проволок. При этом не происходит раскручивания поврежденных проволок с угрозой КЗ, как в случае проводов с круглыми проволоками. Этим проводам не грозит обрыв из-за обледенения и налипания снега за счет их большей крутильной (торсионной) жесткости и меньшего диаметра.

Преимущества использования провода марок A3F–Z (АААСZ) и А3F/S1A–Z (AACSRZ):

Уменьшение налипания снега и образования льда благодаря улучшенным механическим свойствам проводов.
Снижение механических нагрузок , прикладываемых к опорам ВЛ, от пляски проводов.
Значительное снижение аэродинамического коэффициента.
Снижение уровня усталости металла в проводе и, следовательно, увеличение его жизненного цикла за счет самогашения колебаний.
Увеличение пропускной способности существующих линий, решение проблемы перегрузок.
Снижение тепловых потерь при транспортировке электроэнергии.
Повышение коррозионной стойкости проводов и тросов.
Снижение риска обрыва провода при частичном повреждении нескольких внешних проволок из-за внешних воздействий, в том числе в результате удара молнии.

Основные характеристики провода A3F-Z (АААСZ):

Основные характеристики провода А3F/S1A-Z (AACSRZ):

Энергоэффективность в электрических сетях. Провода ЛЭП пора менять.

Электросетевое хозяйство стремительно стареет. Уровень износа оборудования достигает почти 70%, при этом 60% потерь энергии при передаче приходится на провода. Не меньшую проблему составляет низкая механическая прочность проводов, что приводит к обрывам на ЛЭП и снижению качества поставки электроэнергии. Одно из основных направлений улучшения ситуации – проведение глубокой модернизации электросетевого хозяйства с ориентиром на энергоэффективность. Провода нового поколения для ЛЭП – энергоэффективное решение для отечественной электроэнергетики.
Об этом в статье технического директора ООО “Сим-Росс-Ламифил”, Федорова Николая Александровича

Повышение энергетической эффективности в последние годы стало основным приоритетом как российской, так и международной экономической политики.

Для отечественных электросетей это особенно важно, поскольку понятно, в каком плачевном состоянии они находятся. Достаточно отметить, что с 1991 года потери электроэнергии при передаче в сетях выросли в 1,5 раза, при этом эффективность использования капиталовложений снизилась в 2,5 раза. По мере роста стоимости энергоресурсов энергосбережение признано стратегической задачей, связанной с поддержанием технического состояния электросетей на современном уровне. А как показано на диаграмме, в структуре технологического расхода электроэнергии около 60% всех потерь при передаче составляют потери в проводах ЛЭП.

Решение указанных задач по энергоэффективности и энергосбережению возможно за счет:

увеличения пропускной способности электросетей;
снижения потерь электроэнергии при передаче;
обеспечения бесперебойности энергоснабжения в сложных природных условиях, а также повышения надежности и долговечности ЛЭП.

С точки зрения надежности по данным НТЦ «Электроэнергетики» за 11 лет наблюдений за ЛЭП 110-750 кВ более половины технологических сбоев в электросетях приходится на провода.

Следовательно, повышение надежности проводов существенно повысит надежность самих сетей. Проблема надежности линий электропередачи усугубляется тем, что в последующие годы при возрастающем энергопотреблении (что естественно для страны с развивающейся экономикой) старение сетей и оборудования будет происходить интенсивнее, а, значит, без полномасштабной модернизации эти проблемы могут перерасти в энергетический коллапс.

Проблему повышения пропускной способности электросетей также можно эффективно решать с помощью замены проводов ЛЭП.

На прилагаемой диаграмме приведены данные по эффективности принимаемых сегодня технических решений по мере возрастания показателей «повышение пропускной способности/увеличение стоимости:

Увеличение нагрузки (синий):
Замена проводов (желтый);
Увеличение напряжения (черный);
Преобразование в постоянное напряжение (зеленый).

Среди путей повышения пропускной способности электросетей использование проводов нового поколения – это достаточно результативный и не самый дорогой путь.

Таким образом, можно решать проблемы повышения энергоэффективности простой и быстрой заменой типовых проводов на инновационные, причем без использования дорогостоящего оборудования. Мировая практика показывает, что замена проводов старых конструкций на новейшие и применение инновационных технологий в значительной степени снижают риски выхода ЛЭП из строя из-за угрозы повреждений и воздействия экстремальных погодных условий, обеспечивают решение экологических проблем и способствуют в полной мере энергоэффективности и энергосбережению. Но использование импортных инноваций – это только первый шаг. Следующий этап внедрения энергоэффективного решения – локализация. И в данный момент в России завершается строительство российско-бельгийского предприятия по производству современных проводов для ЛЭП. На первом этапе для изготовления продукции будет использоваться катанка, произведенная на заводе Lamifil. В дальнейшем планируется создать собственное литейно-прокатное производство алюминиевой катанки.

Высоковольтные неизолированные провода нового поколения: это новые конструкции (с использованием Z-образных и трапециевидных проволок) и новые материалы повышенной прочности и проводимости.

В проводах нового поколения используются материалы, обладающие высокими электрическими и механическими характеристиками (термообработанные алюминий и алюминиевые сплавы с добавками редкоземельных металлов, алюминий-циркониевые термостойкие сплавы) в соответствии с международными и европейским стандартами: МЭК 62219 (2002), МЭК 60004 (2007), МЭК 60121 (1960), EN 60889 (1987), EN 50183 (2000). Применение композитных материалов в качестве несущего сердечника позволяет добиться уникальных свойств у проводов нового поколения.

В России планируется производство:

Высокоэффективные провода с композитным сердечником ACCC® (Aluminium Composite Core Conductor – алюминиевый провод с композитным сердечником) являются новинкой для российского электроэнергетического рынка. Это инновационная технология американской компании СТС с применением композитного материала из углеродного волокна – карбоновых нитей, которые значительно легче и прочнее стали.

Основные преимущества проводов ACCC®:

позволяют удвоить номинальный ток и увеличить пропускную способность линии в 2 раза;
позволяют сократить потери линии и связанные с ней выбросы в атмосферу на 20-30%;
легче по сравнению с проводами АС аналогичного эффективного сечения на 50-60%;
обеспечивают меньшие стрелы провеса, что позволяет увеличивать длины пролетов линии, использовать анкерные опоры меньшей высоты или меньшее количество опор;
не подвержены коррозии;
позволяют снизить нагрузку на опоры при обледенении и ветровых нагрузках, что повышает надежность и долговечность работы ЛЭП.

Высокотехнологичные провода типа Z с улучшенными механическими характеристиками:

• AAACZ (All Aluminium Alloy Conductor, Z-type) – провод из алюминиевого сплава, в котором 1-2 внешних слоя выполнены из проволок Z-образного сечения;

• AACSRZ (Aluminium Alloy Conductor Steel Reinforced, Z-type) – провод из алюминиевого сплава со стальным сердечником, 1-2 внешних слоя провода выполнены из проволок Z-образного сечения.

В проводах типа Z в качестве 1-2 наружных слоев взамен круглых использованы проволоки Z-образного профиля, что дает возможность получить наружный слой практически идеально гладким. При этом достигается значительное уменьшение коэффициента аэродинамического сопротивления и более плотная компоновка. С одной стороны, при сравнении проводов равного эффективного сечения опоры на линиях и сами провода типа Z испытывают меньшие механические напряжения, что снижает риски выхода линии из строя при возникновении повышенных нагрузок в виде шквалистых ветров и гололедно-изморозевых отложений. С другой стороны, данная конструкция более компактная и позволяет увеличить эффективное сечение провода, а, значит, снизить потери и повысить пропускную способность ВЛ.

Термостойкие провода с зазором G(Z)TACSR (Gap Type (Super) Thermal Resistant Aluminium Conductor Steel Reinforced) – это провода из термостойкого алюминиевого сплава со стальным сердечником. Эти провода позволяют существенно увеличить пропускную способность линии без замены опор, обеспечивая заданный габарит. На наш взгляд несмотря на дополнительные тепловые потери эта технология имеет хорошие перспективы при реконструкции отечественных ЛЭП, т.к. позволяют снизить затраты при строительстве (не потребуется замена опор для увеличения пропускной способности линии), а высокотемпературный режим может использоваться не постоянно, а только при пиковых нагрузках.

Провода повышенной проводимости AAAC UHC (All Aluminium Alloy Conductor, Ultra High Conductivity – провода из алюминиевого сплава и повышенной проводимости) могут быть различных конструкций, но в их наружном слое используется материал с минимальным электрическим сопротивлением – термообработанный алюминий. Это позволяет снизить потери линии до 9%.

В планах развития предприятия – расширение линейки проводов нового поколения и работа по принципу “tailor made” (буквально «индивидуальный пошив») с учетом пожеланий, потребностей и возможностей заказчиков.

И, хотя провода нового поколения достаточно дороги сейчас, оценочные расчеты доказывают, что замена типовых проводов на провода нового поколения не только позволяют снизить риски аварий на ВЛ, вызванные непогодой, но и позволяют получить экономический эффект.

Ниже приведено сравнение вариантов реконструкции ЛЭП 220кВ энергосистемы города Калуги.

Таким образом, несмотря на более высокую начальную стоимость применение в проекте провода нового поколения АССС 430 Brussels позволяет за короткий срок окупить инвестиции и в дальнейшем при эксплуатации получить значительный экономический эффект.

Приведенные выше доказательства позволяют сделать следующие ВЫВОДЫ.

Энергоэффективность. Применение проводов нового поколения

Применение проводов нового поколения позволяет решать основные проблемы электросетей: повышение надежности, бесперебойности энергоснабжения, сокращение потерь и увеличения пропускной способности. Использование проводов нового поколения приводит к снижению потерь линий электропередач до 30% и увеличению их пропускной способности в 1,5 – 2 раза. Замена имеющихся проводов на провода нового поколения позволяет достичь экономии за счет более низких потерь около 98 тыс. руб. на 1 км линии в год и за счет дополнительной передаваемой мощности 150 – 250 млн руб. на линию в год.

Следует отметить, что реализация полномасштабных инновационных проектов, таких как Smart Grid, не возможно без проводов нового поколения, которые являются инновационным решением, основанным на новых технологиях и материалах, сырье высокого качества.

Энергосбережение. Замена проводов

По причине очевидного роста стоимости энергоресурсов потери, которым ранее почти не уделялось внимание, сейчас стали обходиться слишком дорого. Высокий уровень потерь в российских электросетях (около 5% для ФСК и 8-11% для МРСК) определяется не только высоким уровнем изношенности электросетевого оборудования и сложными условиями климата России. При реализации пилотных проектов с проводами нового поколения выяснилось, что несмотря на все очевидные преимущества и экономический эффект существуют административные барьеры при внедрении инновационных проводов.

Производство проводов регламентируется устаревшей нормативной базой электрокомплекса (ГОСТ 839-80 Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи. Технические условия – 1980 года, Правила устройства электроустановок, 7-ая редакция 2002 года в части ЛЭП унаследовала основные положения версии 1997 года), которая была создана несколько десятилетий назад и не только не стимулирует отечественных производителей к разработке новых конструкций проводов, но и определяет проектные и эксплуатационные требования электросетей с достаточно высоким по современным меркам уровнем потерь. Устаревшие технические требования к проводам ЛЭП позволяют сетевым компаниям закладывать в новые проекты и использовать для реконструкции ЛЭП сталеалюминиевые провода АС, оставляя для проводов нового поколения только участки, где АС не проходят по механическим расчетам, не обеспечивая требуемые габариты пролетов ЛЭП даже при максимальной высоте опор.

Наша компания, через Агенство стратегических инициатив, инициировала процесс пересмотра устаревшей нормативной базы электроэнергетики России, что позволит снять административные барьеры при внедрении востребованных инновационных решений.

Импортозамещение

Организация производства проводов нового поколения на территории РФ позволит производить высококачественную продукцию по ценам ниже западных аналогов за счет отсутствия транспортно-таможенных издержек, а так же более оперативно реагировать на потребности клиентов, что в конечном итоге приведет к замещению импортной продукции.

Локализация производства ведущих мировых производителей электрооборудования на территории РФ отвечает политике импортозамещения, проводимой ОАО «ФСК ЕЭС» и направленной на развитие российского электротехнического оборудования и увеличение доли поставок оборудования российского производства в рамках реализации масштабных инвестиционных проектов. Создание отечественного предприятия с привлечением передового опыта, ноу-хау и лучших мировых технологий в полной мере соответствуют требованиям программ по модернизации российских электросетей. Появление в России современного предприятия с высокой культурой производства, несомненно, даст толчок отечественной кабельной промышленности, выводя ее на новый, конкурентноспособный уровень, и позволит задать направление развития электросетевого комплекса.

Экспорт продукции

Вступление России в ВТО требует от отечественных производителей повышенной конкурентоспособности. Расширение экспортных возможностей России должно происходить за счет продукции предприятий современных, высокотехнологичных, обладающих новейшими технологиями и инновационными решениями. В условиях либерализация режима экспорта продукция СП будет востребована в странах Европы и мира, так как аналогичная продукция производства бельгийской компании LAMIFIL используется электросетевыми компаниями США, Франции, Великобритании, Швеции, Бельгии, Китая и многих других стран. Реализация политики стимулирования экспорта позволит предприятию успешно осваивать новые рынки, предлагая высокотехнологичную продукцию.

Предложения для программы модернизации электроэнергетики

Для внедрения энергоэффективных инновационных решений в рамках проводимой модернизации электроэнергетики необходимо :

усовершенствовать нормативно-техническую базу в части повышения энергоэффективности и энергосбережения, а также учета рисков эксплуатации электросетей;
определить критерии сравнения различных технических решений для ЛЭП по уровню энергетической эффективности, экономичности, экологичности и надежности передачи электроэнергии;
обеспечить возможности проектирования ЛЭП с применением инновационных разработок;
пересмотреть принципы экономического расчета проектов строительства или реконструкции ЛЭП с учетом стоимости владения.

Наконец, самое главное. Описанные проблемы при внедрении инновационных решений в электроэнергетике России требуют комплексного, государственного подхода. Поэтому Группа компаний «Сим-Росс», в состав которой входит ООО «Сим-Росс-Ламифил», предлагает заинтересованным организациям (ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО «Холдинг МРСК», Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии, Министерство энергетики, Министерство экономического развития, Комитет по энергетике Госдумы) в соответствии со ст.6 Федерального закона №261-ФЗ инициировать разработку Федеральной программы по обеспечению энергосбережения и повышению энергетической эффективности магистральных и распределительных электросетей, включающую государственную поддержку инновационных энергоэффективных и энергосберегающих технологий для электросетей.

Провода для высоковольтных линий

Преимущества

возможность использования проводов с большими сечениями при том же удельном весе приводит к решению проблемы перегрузок ВЛ и снижению тепловых потерь при транспортировке электроэнерги;
снижение пляски проводов;
возможность использования существующей арматуры при монтаже;
значительное снижение аэродинамического коэффициента;
снижение уровня шума, следовательно улучшение эксплуатационных показателей в населенных районах;
практически полное предотвращение внутренней коррозии провода;
снижение вероятности обрыва провода при нанесении ему повреждений в результате внешних воздействий;
снижение уровня усталости металла в проводе и следовательно увеличение жизненного цикла за счет самогашения колебаний;
решение проблемы обледенения и налипания снега на провода.

Конструктивные параметры воздушных линий электропередачи Основные конструктивные параметры воздушной линии (ВЛ)

Монтаж системы мониторинга под напряжением

страница	30/31
Дата	30.11.2019
Размер	449.18 Kb.
Название файла	эс.docx

Монтаж системы мониторинга под напряжением
Эксплуатация электроустановок и электрооборудования электрических сетей без их отключения становится в настоящее время основным способом обслуживания, и она широко применяется в различных странах мира на линиях электропередачи всех классов напряжения — от 0,38 до 750 кВ. Эта технология была разработана в СССР еще в 50-е годы и широко использовалась на практике. Применение этой системы позволяет сохранять нормальный режим работы электрических сетей при выполнении монтажа дополнительного оборудования и регламентных работ. Прогрессивность работ под напряжением дает экономические преимущества при сохранении безопасности операторов.

Для проведения монтажных работ на ВЛ под напряжением используются гидроподъемники, система изоляции, электропроводящий комплект спецодежды, образующий клетку Фарадея, внутри которой действие поля сведено к минимуму . Вся система гарантирует защиту электромонтера от протекания по нему тока ниже порога чувствительности. Это достигается выравниванием потенциалов рабочего места в системе «провода–подъемник–оператор» и шунтированием с одновременным применением надежной изоляции рабочего места от земли или заземленных элементов опоры. При этом от воздействия электрического поля электромонтер защищается электропроводящим комплектом спецодежды. Для удобства и технологичности монтажа на проводе корпус измерителя, в котором размещаются датчик тока, питающий трансформатор и блок электроники, выполняется из двух половинок. Обе половинки корпуса соединены посредством шарнирного механизма.

Управление шарнирным механизмом при монтаже измерителя тока на проводе ЛЭП производится посредством специальной поворотной штанги с шестигранным ключом. Перед монтажом, поворачивая ключ против часовой стрелки, производится раздвигание секций корпуса. Далее измеритель цепляется на провод ЛЭП. Фиксация корпуса измерителя тока на проводе производится поворотом технологического ключа по часовой стрелке. При этом обе половинки корпуса сходятся, замыкая контур вокруг провода

Встроенные муфты обеспечивают жесткую фиксацию корпуса измерителя тока на проводе ЛЭП .

Потребность в увеличении энергии вынуждает энергосистемы использовать силовые кабели на пределе их физических возможностей, а интересы безопасности и эффективности имеют огромное значение для операторов, которым важно знать, какие процессы происходят вдоль кабельной трассы (локальный нагрев, критическая раскачка проводов, критический провес, обледенение). Системы мониторинга воздушных электросетей ЛЭП обеспечивают дополнительные функции, позволяя повысить эффективность передачи электроэнергии и уменьшить потери

Мониторинг не только обеспечивает повышение надежности транспорта электроэнергии, но и способствует уменьшению расходов на обслуживание линий электропередачи за счет более оперативных и точных данных при локализации аварийных сегментов, а также прогнозирования проблемных ситуаций на трассе. Использование перспективных систем мониторинга воздушных электросетей в последнее время стало особенно актуальным в России, поскольку, во-первых, существенно возросла стоимость ущерба при крупных авариях, а во-вторых — в связи с уменьшением надежности энергосистем вследствие сильного износа как используемого оборудования, так и проводных линий.
Конструктивные параметры воздушных линий электропередачиСтрелой провеса проводовПересечение вл судоходных рекПересечения вл с воздушными линиями связи и сигнализацииСближение вл с воздушными линиями связиПересечение вл автомобильных дорогХарактеристики потерь энергии в воздушных линияхСостояние проводов и изоляции лэпГололед на проводах лэпКоронный разряд на проводахВлияние гармоникРазновидности проводов для лэпСамонесущий изолированный провод (сип).Разновидности сипЛинии с проводом aero-z и aaacz — 7 преимуществ. технические характеристики и сравнение с проводами ас.Какими преимуществами обладают данные провода?Рис. 3. система мониторинга проводов лэпРис. 4. структура измерительного блока и центра мониторингаКанал передачи данныхМониторинг погодных условий вдоль линий электропередачиПримеры коммерческих систем мониторинга воздушных сетей лэпБесконтактные измерители тока и температуры проводаОсновные характеристики измерительного модуля otlm:Осциллографирование истории аварийМетоды локализации токов утечки и кз в лэпЛазерная картография лэпИспользованная литература:Поделитесь с Вашими друзьями: