Самые высокие опоры лэп в мире. Россети реализовали уникальный проект по строительству двух самых высоких в россии опор лэп

Строительство линий электропередачи ультравысокого напряжения открывало захватывающие перспективы - возможность быстро, с минимальными потерями перебрасывать электроэнергию и мощность на тысячи километров из энергоизбыточных регионов страны в энергодефицитные.

Первым в мире «широтным» линиям электропередачи предстояло связать воедино пять объединённых энергосистем Советского Союза – Сибири, Казахстана, Урала, Волги, Центра. Электропередача Сибирь – Казахстан – Урал строилась и вводилась в эксплуатацию поэтапно.

24 марта 1977 года ЦК КПСС и Совмин СССР приняли Постановление №243 "О создании Экибастузского топливно-энергетического комплекса и строительства линии электропередачи постоянного тока напряжением 1500 кВ Экибастуз-Центр". Этим постановлением было предусмотрено эффективнее развивать топливно-энергетический комплекс, реализовать энергетическую программу СССР, где Казахстану предусматривалась в ближайшие годы одна из ключевых ролей в советской энергетике. В то время Казахстан занимал третье место среди республик СССР по производству электроэнергии.

Учитывая несметные запасы угля и масштабы его добычи, было принято решение о строительстве в Экибастузе крупных тепловых электростанций в непосредственной близости от разрезов, чтобы сократить до минимума расходы на транспортировку угля. С вводом в эксплуатацию энергоблоков на строящихся ГРЭС Казахстан не только полностью обеспечивал электроэнергией народное хозяйство республики, но и имел возможность передавать электроэнергию в другие регионы бывшего Советского Союза.

Для этих целей и было принято решение строительства электролиний 500 кВ и уникальной линии электропередачи сверхвысокого напряжения 1150 киловольт переменного тока Экибастуз-Урал протяженностью 900 км с подстанциями в Экибастузе, Кокчетаве, Кустанае и участок Кустанай - Челябинск протяженностью 300 км, с временным использованием его на напряжение 500 кВ.

Технико-экономическое обоснование электропередачи 1150 осуществлялось отделением дальних передач института "Энергосетьпроект". Разработка проектно-сметной документации производилась этим же институтом.

Генеральным подрядчиком по строительству электропередачи были по ВН-1150 кВ - трест "Спецсетьстрой". По строительству объектов ПС 1150 кВ Экибастузская - трест "Экибастузэнергострой". По строительству подстанций в Кокчетаве, Кустанае и Челябинске - трест "Южуралэнергострой".

Разработкой оборудования для уникальной электропередачи занимались десятки научных центров и институтов. К примеру, автотрансформаторы АОДЦТ-66700 разрабатывал и изготавливал НПО "Запорожтрансформатор". Реакторы шунтирующие РОДЦ-300000/1150 - Московский завод "Электросила", воздушные выключатели ВНВ-1150 разработал НПО "Уралэлектротяжмаш". Полый провод для ошиновки оборудования ОРУ-1150 изготовил Московский электротехнический завод АН СССР в содружестве с институтами, энергетиками и работниками других отраслей промышленности. Для электропередачи были созданы новые классы контактных и изоляционных материалов, аппаратуры релейной защиты, автоматики и связи, рассчитанной на безотказную и длительную работу узлов и агрегатов при сверхвысоких нагрузках.

Строительство ВЛ-1150 кВ осуществлялось несколькими передвижными мехколоннами и опережало строительство подстанций. Строительство первой из четырех подстанций началось генподрядчиком СУЭПК, начальник Ю.А. Казанцев Для повышения индустриализации и сокращения сроков строительства проектными институтами были приняты усовершенствованные конструкции со сборкой отдельных узлов на сборочных площадках.

Имеющаяся на то время практика подстанционного строительства на объектах ПС-1150 кВ была неприемлема, так как маслонаполненное электротехническое оборудование, монтируемое на площадке, весило более 500 тонн. Металлоконструкции линейных и ячейковых порталов весили до 30 тонн и монтировались на высоте 40 и более метров при значительных габаритах.

Подрядчиками для их монтажа применялась на тот период передовая мобильная грузоподъемная техника, краны "Като", "Днепр", "Январец", ДЭК-50, автовышки "Магирус-Бронто-33", АГП-22 и др.

Используя вышеназванную технику в стесненных условиях площадки, строителям и монтажникам приходилось проявлять смекалку для организации безаварийной работы механизмов.

При большой концентрации механизмов на площадках строительства была удачно применена кольцевая схема временного электроснабжения, исключающая отключение и повреждение линий при передвижении механизмов.

Для координации вышеназванных мероприятий в Экибастузе работала группа рабочего проектирования Одесского филиала института "Оргэнергострой" (возглавлял ее В.Х. Ким), которая разрабатывала проекты производства работ на технологические процессы монтажа строительных конструкций и оборудования.

Большой объем работ по монтажу металлоконструкций ОРУ-500 кВ и ОРУ-1150 кВ был выполнен участком под руководством А.В. Музыка треста "Электросредазмонтаж". Монтаж всего маслонаполненного оборудования и его ревизию выполнил
участок во главе с М.Е. Семеновым этого же треста.

Строительные и монтажные работы по укладке кабельных лотков и каналов, монтажу стоек УСО, устройство дорог и переездов выполнило СУЭПК (начальник участка В.И. Веселов).

По своему техническому оснащению первенец казахстанской энергетики сверхвысокого напряжения ПС-1150 кВ являлась уникальным сооружением, которому не было аналогов в мире. Само оборудование на ПС-1150 кВ считалось технически сложным для эксплуатации и требовало от эксплуатирующего персонала особых знаний и особого отношения к своей работе. Именно такими качествами обладали Ю.Н. Пакулин, начальник подстанции, Л.Р. Беседин, заместитель начальника ПС, Г.И. Пилюгин, мастер по ремонту воздушных выключателей. Оперативно-диспетчерский персонал - Н.И. Токманцеца, И.П. Долгов, Е.Н. обко, А.В. Аксиньин. Ведущие инженеры группы релейной защиты и автоматики А.Н. Юхно, И.Т. Финк, К. Ергалиев - электрослесарь по ревизии и наладке маслонаполненного оборудования и др. Бесперебойной работой подрядных организаций, занятых в круглосуточном режиме, руководил штаб стройки во главе с главным инженером треста "Экибастузэнергострой" М. Барковским.

В предпусковой период в течение продолжительного времени на площадке ПС-1150 кВ практически жила группа ведущих специалистов объединения во главе с главным инженером ПО "Дальние электропередачи" О.А. Никитиным. После четырехлетней напряженной работы многих подрядных, пусконаладочных и шефских заводских организаций, участвующих в создании уникальной подстанции, в последних числах июля 1985 года впервые в мировой практике было подано напряжение на уникальное оборудование подстанции Экибастузская 1150 кВ, предназначенное для передачи электроэнергии по линии Экибастуз-Урал до подстанции в Кокчетаве. Началось промышленное испытание первой очереди крупнейшего энергомоста.

Впервые в мировой практике промышленного потребления получена электроэнергия переменного тока сверхвысокого напряжения 1150 кВ.

В честь такого события был проведен митинг на территории ПС-1150 кВ с участием общественности города.

На снимке запечатлен момент передачи символичного ключа от строителей эксплуатационникам. Фото Б.КИРИЧЕК, участника строительства электропередачи переменного тока 1150 кВ Экибастуз-Урал.

Так в 1987 году был сдан участок этой линии от Экибастуза до Чебаркуля протяжённостью 432 километра на уровне напряжения 1150 кВ. Ни одна другая линия в мире не способна работать под столь высоким напряжением. Участок должен был выдавать мощность от двух построенных Экибастузских ГРЭС на подстанцию 1150 кВ в Чебаркуле. Диспетчерское наименование: Костанайская-Челябинская. Пропускная способность линии достигала 5500 МВт.

Проложенная от Экибастуза через Кокчетаев и Кустанай вплоть до Челябинска, ЛЭП-1150 соединила энергосистемы Казахстана и России. Средняя высота опор линии составляет 45 метров. Вес проводников приблизительно 50 тонн.

Уникальная высоковольтная линия электропередачи «Сибирь-Центр» проектного напряжения 1150 кВ обошлась стране в 1,3 трлн. рублей. Одновременно с ней шло строительство линии электропередачи постоянного тока 1500 кВ Экибастуз – Центр.

На территории Казахстана ЛЭП-1150 кВ Экибастуз-Кокчетав-Кустанай работала на номинальном напряжении 1150 кВ с 1988 по 1991 годы.

Завершение строительства «широтных» ЛЭП 1150 и 1500 кВ планировалось в 1995 году, однако из-за распада СССР проект остался неоконченным. Большая часть линии оказалась «за границей», так как приблизительно 1400 из 1900 км линии «Барнаул-Экибастуз-Кокчетав-Кустанай-Челябинск» находится в Казахстане.

«Линию построили, но использовать ее, окупив затраченные деньги, так и не пришлось. Сначала во время распада СССР перестали работать обе электростанции в Экибастузе, их продали американцам фактически как металлолом. Потом и линию демонтировали на участке, проходящем по Казахстану. А участок от Петропавловска до Чебаркуля эксплуатируется на напряжении 500 киловольт и практически незагружен. Но опоры-рюмки стоят».

Заместитель управляющего Челябэнерго Владимир Михайлович Козлов

Для опытного электрика, не первый год работающего с воздушными линиями электропередач, не составит ни какого труда, визуально определить напряжение ВЛ по виду изоляторов, опор, и количеству проводов в линии без всяких приборов. Хотя в большинстве случаев чтобы определить напряжение на ВЛ достаточно лишь взглянуть на изоляторы. После прочтения этой статьи, Вы тоже легко сможете определить напряжение ВЛ по изоляторам.

Фото 1. Штыревые изоляторы на напряжение 0.4, 6-10, 35 кВ.

Это должен знать каждый человек! Но почему, зачем человеку далекому от электроэнергетики уметь определять напряжение воздушной линии электропередач по внешнему виду изоляторов и количеству изоляторов в гирлянде ВЛ? Ответ очевиден, все дело в электробезопасности. Ведь для каждого класса напряжения ВЛ, есть минимально допустимые расстояния, ближе которых приближаться к проводам ВЛ смертельно опасно.

В моей практики было несколько несчастных случаев связанных с неумением определить класс напряжения ВЛ. Поэтому далее привожу таблицу из правил по технике безопасности, в которой указаны минимально допустимые расстояния, ближе которых приближаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением смертельно опасно.

Таблица 1. Допустимые расстояния до токоведущих частей, находящихся под напряжением.

*Постоянный ток.

Случай первый произошел на стройплощадке загородного дома. По неизвестной причине на стройке не было электроэнергии, недалеко от недостроенного дома проходила ВЛ-10кВ. Двое рабочих решили запитать от этой ВЛ удлинитель, для подключения электроинструмента. Зачистив два провода на удлинителе и сделав крючки, они решили при помощи палки зацепить их к проводам. На ВЛ-0,4 кВ эта схема бы работала. Но так как напряжение ВЛ было 10кВ один рабочий получил серьезные электротравмы, и чудом остался жив.

Второй случай произошел на территории производственной базы при разгрузке труб. Рабочий стропальщик разгружал с помощью автокрана металлические трубы из грузовика в зоне действия ВЛ-110кВ. В ходе разгрузки, трубы наклонились, так что один конец опасно приблизился к проводам. И даже, несмотря на то что не было непосредственного контакта проводов с грузом, из за высокого напряжения произошел пробой и рабочий погиб. Ведь убить током от ВЛ-110 кВ может даже без прикосновения к проводам, достаточно к ним лишь приблизится. Думаю теперь понятно почему так важно уметь определять напряжение ВЛ по виду изоляторов.

Главный принцип здесь заключается в том, что чем выше напряжение ЛЭП, тем большее количество изоляторов будет в гирлянде. Кстати, самая высоковольтная ЛЭП в мире находится в России, ее напряжение 1150кВ.

Первый тип линий напряжение которых нужно знать в лицо, это ВЛ-0,4 кВ. Изоляторы данных ВЛ самые маленькие, обычно это штыревые изоляторы изготовленные из фарфора или стекла, закрепленные на стальных крюках. Количество проводов в такой линии может быть либо два, если это 220В, либо 4 и более, если это 380В.

Фото 2. Деревянная опора ВЛ-0.4 кВ.

Второй тип это ВЛ-6 и 10кВ, внешне они не отличаются. ВЛ- 6кВ постепенно уходят в прошлое уступая место воздушным линиям 10кВ. Изоляторы данных линий обычно штыревые, но заметно больше изоляторов 0.4кВ. На угловых опорах могут быть использованы подвесные изоляторы, количеством один или два в гирлянде. Изготавливаются они так же из стекла или фарфора, и крепятся на стальных крюках. Итак: главное визуальное отличие ВЛ-0.4кВ от ВЛ-6, 10кВ, это более крупные изоляторы, а так же всего три провода в линии.

Фото 3. Деревянная опора ВЛ-10 кВ.

Третий тип это ВЛ-35кВ. Здесь уже используются подвесные изоляторы, или штыревые, но гораздо большего размера. Количество подвесных изоляторов в гирлянде может быть от трех до пяти в зависимости от опоры и типа изоляторов. Опоры могут быть как бетонные, так и изготовленные из металлоконструкций, а так же из дерева, но тогда тоже это будет конструкция, а не просто столб.

Фото 4. Деревянная опора ВЛ-35 кВ.

ВЛ-110кВ от 6 изоляторов в гирлянде. Каждая фаза, одиночный провод. Опоры бывают железобетонные, деревянные (почти не используют) и собранные из металлоконструкций.

Фото 5. Железобетонная опора ВЛ-110 кВ.

ВЛ-220кВ от 10 изоляторов в гирлянде. Каждая фаза выполняется толстым одиночным проводом. Напряжением выше 220кВ опоры собираются из металлоконструкций либо железобетонные.

Фото 6. Опора ЛЭП 220 кВ.

ВЛ-330кВ от 14 изоляторов в гирлянде. Идет по два провода в каждой фазе. Охранная зона данных воздушных линий электропередачи составляет 30 метров по обе стороны от крайних проводов.

Фото 7. Опора ЛЭП 330 кВ.

ВЛ-500кВ от 20 изоляторов в гирлянде, каждая фаза выполняется тройным проводом расположенным треугольником. Охранная зона 40 метров.

Фото 8. Опора ЛЭП 500 кВ.

ВЛ-750кВ от 20 изоляторов в гирлянде. В каждой фазе идет 4 либо 5 проводов расположенных квадратом либо кольцом. Охранная зона 55 метров.

Фото 9. Опора ЛЭП 750 кВ.

Таблица 2. Количество изоляторов в гирлянде ВЛ.

Что обозначают надписи на опорах ВЛ?

Наверняка многие видели надписи на опорах ЛЭП в виде букв и цифр, но не каждый знает, что они означают.

Фото 10. Обозначения на опорах ЛЭП.

Означают они следующее: заглавной буквой обозначается класс напряжения, например Т-35 кВ, С-110 кВ, Д-220 кВ. Цифра после буквы указывает на номер линии, вторая цифра указывает на порядковый номер опоры.

• Т- значит 35 кВ.
• 45- номер линии.
• 105- порядковый номер опоры.

Данный способ определения напряжения ЛЭП по количеству изоляторов в гирлянде не является точным и не дает 100% гарантии. Россия огромная страна, поэтому для разных условий эксплуатации ЛЭП (чистота окружающего воздуха, влажность и т.д.) проектировщики рассчитывали разное количество изоляторов и использовали разные типы опор. Но если к вопросу подходить комплексно и определять напряжение по всем критериям, которые описаны в статье, то можно достаточно точно определить класс напряжения. Если Вы далеки от электроэнергетики, то для 100% определения напряжения ЛЭП Вам все же лучше обратится в местное энергетическое предприятие.

В один прекрасный майский день у меня появилась возможность побывать у одного из самых грандиозных переходов ЛЭП в мире. Речь идёт о переходах высоковольтных линий 330 кВ и 750 кВ через Каховское водохранилище, на Украине.

Прибыв на место, я в первую очередь снял промежуточные опоры, в полях за Ильинкой. Это был своего рода «разгон» перед фотосессией переходных опор-гигантов, которые манили меня со стороны водохранилища)

Первым делом я снял опоры двух одноцепных ЛЭП 330кВ. Опоры были П-образные железобетонные, с внутренними связями – ПВС. На снимке эти опоры запечатлены на фоне жёлтого поля с рапсом.

Параллельно линии 330кВ мимо Ильинки проходила ЛЭП 750кВ. Особенно мне понравилась промежуточная опора 750кВ весьма элегантного вида.

Если промежуточная опора ЛЭП 750кВ выглядит довольно элегантно, словно жирафа, то анкерные опоры этой линии в сравнении с ней широкие и крепко скроенные крепыши. Именно возле этой опоры я стал «слушать» линию. Все знают, что ЛЭП гудят или трещат, и обычно чем выше класс напряжение, тем сильнее шум. Я помнил, что ЛЭП 750кВ гудят громко, но к своему удивлению обнаружил под линией мёртвую тишину – ровным счётом ничего, ЛЭП явно не работала! А ЛЭП 330кВ неподалёку трещали довольно сильно.

Затем, я заставил анкерную опору ЛЭП 750кВ «подержать» солнце на своих проводах)))

Теперь предстояло передислоцироваться к переходным опорам, что виднелись на горизонте, по пути к ним я снял несколько опор 330кВ и 750кВ.

Именно тут я впервые встретил опоры типа «рюмка» на линии 330кВ, по типу они были схожими с рюмками линий 500кВ.

Честно говоря, немного типов опор вызывали у меня такие эмоции как эта. Треск под ней стоял невообразимый. Провода словно стелились по земле. Поражала массивность этого чудовища!

Концевая опора 330кВ была предтечей перехода через «море». Наконец я сделал первый снимок переходных опор.

А теперь об истории создания переходов. В 70-е годы прошлого века, на юге Запорожской области, на левом берегу Каховского водохранилища была сооружена Запорожская ГРЭС мощностью 3 млн. 600 тыс. кВт. Экономически было необходимо построить две линии электропередачи напряжением 330 кВ, в Никопольский энергорайон, расположенный на правом берегу водохранилища. Переход линий через водные пространства такой протяжённости в Советском Союзе ранее не сооружался.

Для первого сооружаемого перехода (330 кВ) проектировщики выбрали воздушный вариант линии (кабельный подводный вариант был нерентабелен, сложен в строительстве и эксплуатации). Длина перехода между крайними переходными опорами составила целых 5,15 км (!), а непосредственно над водой - 4,6 км. Переход был выполнен двухцепным.

Береговая переходная опора ЛЭП 330кВ

На переходе 330кВ установлены семь переходных опор анкерного типа высотой 90 и 100 метров, из которых пять, установлены в акватории водохранилища. Переход принят по схеме К-А-А-А-А-А-А-А-К (К - концевая опора, А - анкерная). Длины пролётов ЛЭП 330 кВ составляют 810 — 920 м. Двухцепные опоры башенного типа выполнены из углового проката, прошедшего оцинковку.

Опоры оборудованы лестницами, площадками и ограждёнными трапами на траверсах, причём на опору можно беспрепятственно подняться - лестницы спускаются прямо к земле, в отличие от большинства других переходов, где лесенки обычно не доходят до земли 2-3 метра, что бы уменьшить соблазн «туристов» залезть на мачту. В данном случае, видимо, роль сыграла малонаселённость территории.

Масса стометровой опоры составляет 290 тонн, а девяностометровой - 260 тонн. Внешне оба типа опор очень похожи, заметить отличия, можно только внимательно их рассмотрев.

Наибольшую сложность представляло сооружение фундаментов этих опор на территории водохранилища. Монтаж переходных опор на акватории - весьма сложная задача, требующая специального обустройства фундаментной площадки временными причалами, грузоподъёмными механизмами. Поэтому впервые в практике строительства ЛЭП (как в нашей стране, так и за рубежом) было принято решение о сооружении перехода наплавным методом. Поэтому, в особом котловане - доке, были сооружены плавающие фундаменты и на них смонтированы переходные опоры. Наплавные фундаменты были выполнены пустотелыми, из тонкостенных железобетонных элементов и, по сути, представляли собой огромные поплавки.

Для обеспечения их плавучести, фундамент был собран из водонепроницаемого днища, наружного борта и внутренних переборок, разделяющих внутреннюю часть фундамента на 8 изолированных друг от друга балластных отсеков, а также отсека для размещения оборудования и центрального распределительного отсека. Такое исполнение обеспечило непотопляемость фундамента и точность его балластировки, а также необходимую устойчивость в период буксировки суднами.

После окончания строительных работ на фундаментах и монтажа на них переходных опор, котлован заполнился водой до отметки Каховского водохранилища. При открытых кингстонах одновременно происходило заполнение водой внутренних отсеков фундаментов. После этого была разобрана перемычка, разделяющая котлован-док и Каховское водохранилище (процесс - на фото).

Поочерёдно, при закрытых кингстонах, из каждого фундамента, мощными насосами откачивалась вода, и после его всплытия, производилась буксировка к месту установки на трассе перехода. Буксировка опор по водохранилищу и работы по их установке производились с помощью пяти буксирных теплоходов — двух головных (мощностью по 1200 л.с.); двух боковых (мощностью по 300 л.с.) и одного заднего (тормозного) мощностью 600 л.с. Доставка всех пяти систем фундамент-опора была выполнена за 12 дней. После доставки фундаментов к месту предназначения, отсеки снова затапливались, в результате чего фундаменты садились на необходимое место на дне водохранилища.

Переход ЛЭП 330 кВ (Л243/244) был введён в эксплуатацию в 1977 году. В 1984 году, для выдачи мощности Запорожской АЭС тем же составом строительно-монтажных организаций, аналогичным наплавным методом, сооружён одноцепной переход линии 750 кВ «Запорожская АЭС — ПС 750 кВ Днепровская» (мощная электроподстанция под Вольногорском см. http://io.ua/s75116).

Опоры в доке

Створ перехода для более мощной линии 750кВ выбран в районе расположения Запорожской ГРЭС, параллельно существующему переходу ВЛ 330 кВ, на расстоянии 350 м выше его по течению. При принятии решения на строительство перехода ВЛ 750 кВ через Каховское водохранилище — уникального сооружения по своим масштабам и мощности линии — большую роль сыграл опыт проектирования, строительства перехода линии 330 кВ. Переход был сделан одноцепным по схеме К-П-П-А-П-П-К; из пяти переходных опор, из которых три опоры установлены на акватории водохранилища. Опоры перехода этой линии также оцинкованные.

Переходные промежуточные опоры высотой 126 м имеют массу 375 тонн каждая. Анкерная опора высотой 100 м весит 350 т. Длины переходных пролётов составляют 1215—1350 метров. Монтаж проводов был выполнен при помощи раскаточных барж и буксиров без опускания на дно водохранилища во избежание повреждений. Переход линии 750 кВ был 1984 году введён в эксплуатацию.

Переходная береговая опора 750кВ.

Верхушка опоры 750кВ

Фундамент опоры 750кВ

Лесенка на переходную опору ЛЭП 750кВ

Гигантская береговая переходная опора №26 ЛЭП 750кВ

На электростанциях вырабатывается электроэнергия. Доставить ее потребителю можно только с помощью проводов и кабелей. Для транспорта электроэнергии служат ЛЭП. Линия электропередачи – это расшифровка аббревиатуры ЛЭП. В энергетике существует разграничение понятий, что считать ЛЕП. На подстанциях высоковольтное оборудование тоже связывается проводами. Но это не ЛЭП. Так называются только дальние линии, отходящие с подстанции, начиная от линейного ввода.

Все линии делятся на воздушные и кабельные. Встречаются кабельно-воздушные (КВЛ). Одновременно по проводам идет передача высокочастотного сигнала для ВЧ-связи, работы защит, аппаратуры СДТУ, с помощью которой осуществляется диспетчерское управление электросетями.

Воздушные ЛЭП

Линии, состоящие из проводов, опор и вспомогательного оборудования, проходящие по воздуху над землей, – это воздушные линии электропередач. Они еще называются ВЛЭП или ВЛ. Участки ВЛ могут проходить по конструкциям мостов, путепроводов.

Основные элементы ВЛ:

1. Провода. Их изготавливают из меди, алюминия, бывают комбинированные варианты. Иногда их скручивают из нескольких жил. Провода различаются параметрами сечения;
2. Опоры. Существующие виды: металлические, железобетонные и деревянные. Последние два типа применяются для ВЛ 6-10 кВ. Металлические опоры делятся на анкерные и промежуточные. Анкерные –ставятся на участках, где сконцентрирована наибольшая механическая нагрузка (при переходах через водоемы, изменении направления) и через определенное расстояние. Промежуточные – применяют на прямых местах трассы;

1. Гирлянды изоляторов. Бывают стеклянные, фарфоровые. Служат для изоляции проводов от тела опоры. Провода из соседних пролетов соединяются шлейфами;
2. Заземляющий контур, грозотрос, разрядники служат для защиты от перенапряжений, возникающих в атмосфере;
3. Гасители вибрации. Используются в конструкции ВЛ высокого напряжения. Для увеличения эксплуатационного срока ЛЭП необходимо поглощать механические вибрации проводов.

Строить и эксплуатировать ВЛ должен специально обученный персонал на основе ПТЭ (правил технической эксплуатации), ПУЭ (правил устройства электроустановок) и ПОТ (правил по охране труда).

Род тока

Классификация ВЛ в зависимости от рода тока:

1. ЛЭП постоянного тока. Такие ЛЕП позволяют снизить потери при передаче электроэнергии из-за отсутствия реактивной мощности (емкостной и индуктивной составляющей). Поэтому их применение оправдано при транспортировке электроэнергии между системами на большие дистанции. Но ВЛ дороже в постройке из-за необходимости установки дополнительного оборудования (выпрямителей, инверторов). В развитых странах их широко используют, а в РФ построено всего несколько линий постоянного тока напряжением 400 кВ. Однако именно на постоянном токе работает часть российской контактной сети железнодорожного транспорта напряжением 3кВ;
2. ЛЭП переменного тока. Практически все ВЛ, образующие энергосистему РФ, работают на переменном токе.

Класс напряжения

Напряжение ВЛ переменного тока условно подразделяется на:

1. Ультравысокое – 750, 1150 кВ;
2. Сверхвысокое – 330, 400, 500 кВ;
3. Высокое – 110, 150, 220 кВ;
4. Среднее – 6, 10, 20, 35 кВ;
5. Низкое – до 1000 В;
6. Напряжение 27 кВ переменного тока используется для питания частично контактной сети железнодорожного транспорта.

В распределительных сетях такое деление не применяется.

Важно! К каждому классу напряжения применяются определенные правила устройства ВЛ, требования к конструктивному исполнению и безопасной эксплуатации.

Предназначение ЛЭП определяет их другую классификацию:

1. ВЛ 500 кВ и большего напряжения используются для соединения отдельных частей энергосистемы, разных энергосистем и являются сверхдальними;
2. В качестве магистральных ЛЕП служат линии 220, 330 кВ, связывающие крупные питающие центры. Они также могут быть межсистемными;
3. ВЛ 35, 110, 150 кВ связывают менее значимые питающие центры в границах территориальных районов электросетей, используются для межрайонных связей. Относятся к распределительным ВЛ;
4. ЛЭП до 6-10 кВ подводят напряжение к распределительным пунктам и далее по низковольтным линиям непосредственно к потребителям.

Установленный режим работы нейтралей

От заземления нейтралей зависит работа защит ВЛ, обеспечивающих отключение оборудования при коротких замыканиях. Всего существует три режима работы:

1. С изолированной нейтралью. Используются в сетях до 35 кВ. Средняя точка трансформаторов не соединяется с заземляющим устройством. Такие ВЛ не будут отключаться защитами при однофазных КЗ (обрыв и падение одного провода на землю). Для компенсации емкостных токов оставшихся фаз применяются дугогасящие реакторы;
2. С эффективно заземленной нейтралью. Режим практически реализуется частичным заземлением нейтрали (не на всех подстанциях сети) и гарантирует отключение однофазных и других видов КЗ на высоковольтных линиях электропередачи. Применяется для сетей 110 кВ;
3. С глухозаземленной нейтралью. Применяется во всех сетях до 1000 В, а также 220 кВ и выше.

Важно! В сетях с изолированной нейтралью провод ВЛ может находиться на земле под напряжением. Приближаться к любым лежащим проводам запрещается.

Состояние ЛЭП и электрооборудования

Характеристика ЛЭП по состоянию, в котором она находится:

1. В работе – когда ВЛ замкнута с обеих сторон выключателями, и по ней протекает ток нагрузки;
2. В резерве;
3. В ремонте;
4. В консервации.

Ремонты ВЛ могут быть аварийные, текущие, капитальные. Когда линию реконструируют, то заменяют полностью или частично провода в пролетах, грозотросы, сами опоры.

Охранная зона ЛЭП

Границы охранной зоны устанавливаются для каждого класса напряжения линии. Это необходимо для исключения каких-либо действий, угрожающих стабильной работе ЛЭП или способных ее повредить.

Пределы охранных зон для ВЛ (отсчитываются от вертикального профиля линии по обе стороны):

• до 1000 В – 2 м;
• 20 кВ – 10 м;
• 35 кВ – 15 м;
• 110 кВ – 20 м;
• 220 кВ – 25 м;
• 550 кВ – 30 м;
• 750 кВ – 40 м;
• 1150 кВ – 55 м.

В этих границах, кроме продолжительного пребывания людей, запрещается:

1. Высаживать деревья, кустарники, другие растения, в том числе разрабатывать огороды;
2. Устраивать импровизированные свалки;
3. Проводить земляные работы;
4. Затруднять подход, проезд к ВЛ путем возведения заборов и других построек.

Важно! Все строительные работы в охранной зоне ВЛ и в непосредственной близости от нее необходимо согласовывать с ответственными лицами предприятия, обслуживающего линию.

Кабельные линии

КЛ, что расшифровывается как кабельные линии, служат также для транспорта электроэнергии. Представляют собой силовые кабели, проложенные в земле, подземных и наземных сооружениях, под водой. Для их соединения используются муфты.

Кабельные линии электропередач имеют следующие преимущества:

• защищены от влияния погодного фактора (грозовых разрядов, сильных ветров);
• не боятся падений деревьев;
• имеют низкую опасность для людей и животных;
• занимают меньшую территорию.

По классу напряжения кабельные линии электропередач подразделяются так же, как и воздушные.

Виды изоляции кабелей

1. Резиновая. Изготавливается на основе натуральных и синтетических материалов. Такие кабели отличаются гибкостью, но имеют низкий эксплуатационный срок;
2. Полиэтиленовая. Применяется для КЛ, прокладываемых в агрессивных средах. Невулканизированный полиэтилен боится высоких температур;
3. ПВХ. Отличается низкой стоимостью и высокой эластичностью. Кабели с ПВХ широко используются для КЛ всех классов напряжения;
4. Бумажная. Для силовых кабелей требуется пропитка такой изоляции особенным составом. В настоящее время применяется редко;
5. Фторопластовая. Самая устойчивая к любым повреждениям;
6. Маслонаполненные кабели. Требуют аппаратуры для поддержания давления масла, обладают высокой пожароопасностью. Сейчас не производятся. Существующие КЛ демонтируются, заменяются кабелями с более современными и надежными видами изоляции.

Виды кабельных сооружений

Для прокладки КЛ используются различные виды сооружений , где кабели, каждый из которых снабжается идентификационной биркой, находятся в открытом доступе для обслуживания:

1. Каналы. Это короба, сооруженные из железобетонных плит, верхняя крышка которых снимается. Находятся они, как правило, на поверхности земли;
2. Тоннели, выстраиваемые под землей. Размеры их таковы, что там свободно может передвигаться человек. Кабели уложены по боковым стенкам;
3. Кабельный этаж возводят на подстанциях. Представляет собой помещение, часто полуподвального типа, по периметру которого проложены кабели;
4. Эстакада. Сооружение открытого типа, находящееся непосредственно на земле, фундаменте или опорах, по дну которого проходят кабели с муфтами;
5. Галерея. То же, что и эстакада, только закрытая полностью или с нескольких сторон;
6. Двойной пол. Пространство под полом, закрытое плитами, которые можно снимать для проведения работ. Используется для низковольтных кабелей, в основном, в помещениях релейных залов подстанций;
7. Кабельный блок. Подземные трубы или каналы, где размещаются кабели, для прокладки которых используются камеры с входом через надземный люк. Такая камера называется кабельным колодцем.

Многообразие применяемых ЛЭП позволяет передавать электроэнергию на любые расстояния и по природным ландшафтам разнообразной сложности. При проектировании каждой линии учитывается ее назначение, протекающие токи нагрузки, стоимость оборудования для строительства и эксплуатации.

Видео

Россия

В России получили развитие два ряда номинальных напряжений, в которые входят как линии сверхвысокого, так и линии ультра высокого напряжения. Первая шкала 110-150-330-750 кВ, вторая 110-220-500-1150 кВ.

Каждая из последующих ступеней в этих шкалах превышает предыдущую примерно в 2 раза, что позволяет поднять пропускную способность электропередачи примерно в 4 раза.
Эти шкалы напряжения имеют свои зоны применения. Первая шкала получила распространение в Северо-Западных областях России, Карелии, на Кольском полуострове и Северном Кавказе. Связи объединенной системы Северо-Запада с Кольской энергосистемой выполнены на напряжении 330 кВ, ОЭС Северо-Запада с ОЭС Центра - на напряжении 750 кВ.
Вторая шкала напряжений применяется в Центре России и регионах, расположенных к востоку от Москвы. В Центральной зоне упомянутые две шкалы иногда накладываются (линии 500 и 750 кВ). В то же время к востоку от Москвы, включая Сибирь и Дальний Восток, используется только вторая шкала напряжений. Такое разделение двух шкал по различным территориям имеет свои преимущества с точки зрения эксплуатации сетевого хозяйства.

США

Первые электропередачи напряжением 110 кВ были построены в США еще в 1910 г., 220 кВ - в 1922 г. 3aтем появился ряд других номинальных напряжений, что обусловлено большим количеством фирм, производивших электротехническое оборудование. В 50-е годы были освоены линии 345 кВ, в 1965 г. была включена первая линия 500 кВ, в 1969 г. - линия 765 кВ, а в 1970 г. вошла в работу линия электропередачи постоянного тока ±400 кВ длиной 1400 км (Тихоокеанская передача), проходящая вдоль западного побережья США. Несмотря на пестроту номинальных напряжений в этой стране, можно выделить две шкалы, которые имеют свои зоны применения. Первая шкала включает напряжения 138-345-765 кВ и используется на Юго-Западе, в Центре и на Севере страны, вторая - напряжения 115-230-500 кВ и используется преимущественно на Западе и Юго-Востоке США.
В США существует ряд объединенных энергосистем, куда входят отдельные энергокомпании, которых насчитывается более грех тысяч. Некоторые из этих объединений управляются из единого диспетчерского пункта, другие просто осуществляют параллельную работу при координации распределения нагрузки и регулирования частоты. Роль межсистемных связей и системообразующих линий выполняют линии 345-765 кВ. Ведутся работы по созданию оборудования для линий электропередачи 1600 кВ.
На севере энергосистемы США имеют мощные связи с Канадой, включая несколько линий 765 кВ в восточной части границы, несколько линий 500 кВ в западной ее части, три вставки постоянного тока.
В 90-х годах прошлого столетия была сооружена многоподстанционная электропередача постоянного тока Канада-США (1486 км, ±400 кВ, 2000 МВт) от ГЭС Ла Гранд в провинции Квебек (Канада) до г. Бостон (США). Эта передача имеет пять преобразовательных подстанций, три из которых расположены на территории Канады и две на территории США. Кроме этой линии электропередачи в США имеются еще три линии электропередачи и восемь вставок постоянного тока.
На юге энергосистемы США связаны линиями 230-345 кВ с энергосистемой Мексики. Энергосистемы Канады, США и Мексики работают параллельно.

Западная Европа

В Западной Европе существует энергообъединение UCPTE, включающее 12 стран, к которому теперь подключены и страны Восточной Европы. Страны Северной Европы создали энергообъединение Nordel System, включающее Швецию, Норвегию, Финляндию и Данию. Энергосистема Англин работает параллельно с UCPTE через подводную линию электропередачи постоянного тока. Подобные линии электропередачи связывают также энергосистемы Швеции, Дании и Германии с энергосистемами Швеции и Финляндии. Россия связана с Nordel System через вставку постоянного тока в г. Выборг с мощностью 1420 МВт. Предполагается сооружение подводной линии постоянного тока Великобритания - Норвегия протяженностью 724 км с пропускной способностью 800 МВт.
Основными системообразующими линиями переменного тока в странах Западной Европы, входящих в UCPTE, являются линии напряжением 380-420 кВ. Линии 230 кВ и линии 110-150 кВ выполняют функции распределительных сетей. Напряжения 500 и 750 кВ в Западной Европе не используются, однако во Франции в связи с ростом нагрузок разработан проект сооружения линий напряжением 750 кВ. При этом предполагается использовать вновь сооруженные линии 380 кВ с двумя проводами в фазе на двухцепных опорах для подвески одной цепи 750 кВ с теми же проводами.

Канада

В восточной части страны достаточно широко развита сеть напряжением 735 кВ, в западной - 500 кВ. Развитие сети 735 кВ вызвано необходимостью выдачи мощности одной из крупнейших в мире ГЭС на р. Черчилл мощностью 5,2 ГВт, а также каскада ГЭС на р. Св. Лаврентия. Для выдачи мощности ГЭС на р. Нельсон сооружена линия электропередачи постоянного тока Нельсон Ривер - Виннипег - двухцепная передача длиной 800 км: первая цепь на ртутных вентилях (±450 кВ, 1620 МВт), вторая цепь на высоковольтных тиристорных вентилях (±500 кВ, 2000 МВт). Кроме того, имеется вставка постоянного тока Ил Ривер 320 МВт, предназначенная для связи энергосистем Канады и США. На западном побережье
Канады проложена подводная передача от материка до о. Ванкувер, имеющая два кабеля переменного тока (138 кВ, 120 МВт) и два кабеля постоянного тока (+260+280 кВ, 370 МВт). Имеется также вставка постоянного тока Шатегей (1000 МВт), связывающая сеть 735 кВ в Канаде и сеть 765 кВ в США.
Развитые сети 500 кВ в западной части Канады объединяют крупные электростанции и узлы нагрузки в промышленных районах западных провинций. Непосредственной связи энергосистемы восточной и западной частей Канады не имеют, поскольку они разделены горными хребтами. Связь осуществляется через энергосистемы США. Существуют межсистемные связи 500 кВ между энергосистемами Канады и США в западной части этих стран.
Таким образом, на севере США и юге Канады существуют два крупных энергообъединения: энергосистемы северо-восточной части США н юго-восточной части Канады и энергосистемы северо-западной части США и юго-западной части Канады.

Мексика, Центральная и Южная Америка

Энергосистема Мексики имеет несоизмеримо меньшую мощность, чем энергосистема США. Основная сеть в Мексике формируется на напряжениях 220 и 400 кВ.
Страны Центральной Америки (Панама, Коста-Рика, Гондурас, Никарагуа) образуют энергетически обособленный район с небольшой суммарной мощностью электростанций (3-4 ГВт). Имеются межгосударственные связи 230 кВ. В настоящее время создается Центрально-Американское энергетическое объединение на базе сооружения линий 230-500 кВ.
Среди стран Южной Америки наиболее мощным энергетическим потенциалом обладают Бразилия (54 %), Аргентина (20 %) и Венесуэла (10 %). Остальное приходится на другие страны континента. В то же время крупнейшей в Южной Америке является энергосистема Аргентины. Наивысшее напряжение сетей в Аргентине 500 кВ, суммарная протяженность линий этого класса напряжений составляет около 10 тыс. км.
Наивысшее напряжение электрических сетей в Бразилии 765 кВ. Имеются также сеть линий 500 кВ, отдельные линии 400 кВ и сеть 345 кВ. В Бразилии эксплуатируется линия электропередачи постоянного тока от крупнейшей в мире ГЭС Итайпу в район г. Сан-Паулу. Эта электропередача имеет две цени напряжением ±600 кВ, ее протяженность свыше 800 км, суммарная передаваемая мощность 6300 МВт.
Наивысшее напряжение сетей в Венесуэле - 400 кВ. В остальных странах этого континента - 220 кВ. Существует ряд межсистемных связей 220 кВ.
Широкому объединению электроэнергетических систем Южной Америки препятствуют различные номинальные частоты отдельных стран: 50 и 60 Гц. Имеются две вставки постоянного тока. Одна из них мощностью 50 МВт между сетями Парагвая и Бразилии, другая мощностью 2000 МВт между сетями Бразилии и Аргентины.

Африка

При большой площади континента суммарная мощность электростанций относительно невелика. Из них примерно половина сосредоточена в ЮАР и свыше 10 % в Египте, остальные в других странах континента. При относительно скромных энергетических мощностях в энергосистемах Африки применяются достаточно высокие напряжения, что объясняется удаленностью источников энергии от центров потребления. В Египте применяется напряжение 500 кВ, в ЮАР - 400 кВ, Нигерии, Замбии и Зимбабве - 330 кВ, в других странах 220-230 кВ. На континенте сооружены две мощные линии электропередачи постоянного тока ГЭС: Инга - Шаба, связывающая два наиболее развитых, но обособленных района Заира, и ГЭС Кабора Басса (Мозамбик) - Аполо (ЮАР).

Азия (исключая СНГ)

По этому региону из-за отсутствия достаточно полной информации могут быть приведены только самые общие сведения. Наивысшее напряжение системообразующих линий в Индии, Турции, Ираке, Иране - 400 кВ, в Китае, Пакистане, Японии - 500 кВ. В Индии и Китае большое внимание уделяется электропередачам и вставкам постоянного тока. В этих странах уже сооружено несколько линий электропередачи н вставок постоянного тока и предполагается увеличение их количества и выполнение всех межсистемных связей на постоянном токе.
Среди энергосистем Азии передовые позиции занимают электроэнергетические системы Японии и Южной Корен. Основой системообразующей сети Японии являются линии напряжением 275 и 500 кВ. Практически все линии 500 кВ имеют двухцепное исполнение. Для передачи электроэнергии в район Токио от крупной АЭС построена линия электропередачи напряжением 1100 кВ длиной 250 км. Эта линия сооружена на двухцепных опорах высотой до 120 м, что определяется требованиями экологии. В настоящее время ведется сооружение кольцевой линии 1100 кВ на о. Хонсю.
Сложность в создании единой энергосистемы этой страны представляет наличие разных номинальных частот (50 и 60 Гц) в северной и южной частях Японии. Граница между этими частями проходит по о. Хонсю. Для связи между ними сооружены две вставки постоянного тока по 300 МВт. Кроме того, два острова - Хоккайдо и Хонсю - связывает воздушно-кабельная электропередача постоянного тока (600 МВт, ±250 кВ).
Системообразующая сеть Южной Кореи имеет напряжение 345 кВ. В связи с небольшими размерами территории этого государства линии электропередачи имеют небольшую длину. Общая длина линий 345 кВ, проходящих в меридиональном направлении, составляет немногим более 300 км. Примерно такова же суммарная длина линий, проходящих в широтном направлении. Трассы этих линий, как правило, проходят по территориям, не затронутым хозяйственной деятельностью, что в условиях Южной Кореи представляет большую сложность. В связи е ростом нагрузки сооружается линия 765 кВ, что также требует преодоления трудностей с прокладкой трассы.