1 проект
Для начала представлюсь и расскажу немного о себе. Меня зовут Дмитрий Шишкин, по специальности я - энергетик и, на сегодняшний день, начальник отдела капитального строительства ОАО «МРСК Северного Кавказа». Последние два года я со своей командой единомышленников во исполнение Распоряжения Правительства РФ «О внедрении композитных материалов на территории РФ» разрабатываем пилотные проекты на территории СКФО по внедрению в опытную эксплуатацию опор линий электропередачи из сверхлегких, сверхпрочных композитных материалов.
Наверное, не найдётся человека, который ни разу бы не видел линий электропередач. Системообразующие ВЛ 220 и ВЛ 500 на гигантских опорах, «промышленные» ВЛ 110 и «районные» ВЛ 35 на центрифугованных железобетонных опорах и вездесущие скромные ВЛ 6-10 кВ на ставших «классикой» деревянных или железобетонных опорах. Именно эти линии и доносят до конечного потребителя ток. Но «классика» имеет и недостатки. Дерево гниёт, горит, повреждается насекомыми. Кроме того, со временем, по мере усыхания древесины, деревянная опора становится хрупкой. Железобетон не подвержен горению, но в условиях российского климата быстро разрушается замерзающей в порах влагой в условиях перепада температур. Значительное количество опор разрушены настолько, что держатся только на каркасе арматуры.
Но есть решение способное исключить все эти недостатки "классики" – это опоры из полимерных композиционных материалов (ПКМ). Их ещё называют композитными опорами.
Полимерные композиционные материалы (ПКМ) характеризуются высокой прочностью при малой массе. Ещё одной важной особенностью ПКМ является то, что одни обладают высокой эластичностью. Это позволяет композитной конструкции безопасно деформироваться в направлении действия сил, равномерно распределяя напряжения. В результате композитная конструкция гнётся, но не ломается. Наглядным примером могут служить стеклопластиковые удочки и спиннинги. Сгибаясь в дугу при вытаскивании крупной рыбы, они тем не менее остаются целыми и невредимыми. Жёсткая конструкция на такое не способна. Аналогичным образом будут вести себя и композитные опоры. Конечно же, в дугу сгибаться они не должны. Но тем и хороши композиты, что, меняя тип и схему укладки армирующих волокон, можно получить изделие с заданной упругостью. Причём упругость композитных материалов может быть переменной в рамках одного изделия.
Композитной опоре не страшны удары стихии. В самый свирепый ураган опора будет ходить ходуном, изгибаться, закручиваться винтом, но останется целой и невредимой. Гололёд тоже не опасен композитной опоре. В силу физикохимических свойств поверхности отверждённого эпоксидного связующего на ней практически не может образовываться лёд. Даже ледяной дождь будет с неё скатываться. Да и вес обледеневших проводов вызовет лишь деформацию опоры, но не приведёт к её разрушению. А раз опоры остались целыми, устранение других последствий аварии, таких как обрыв опор проводов, если они, конечно же, возникнут, связано уже с меньшими трудностями.
Любая электроустановка, имеющая открытые металлические части, в том числе железобетонная опора ЛЭП, безопасна только при наличии заземления. И у каждой опоры заземлитель предусмотрен. Но он является лёгкой добычей для сборщиков металлолома. Вот и получается, что огромное количество опор ЛЭП становятся смертельно опасными при пробое изолятора. Композитная опора – диэлектрик. Ей не нужно заземление.
Высокий уровень технологичности при строительстве и обслуживании ВЛ, в том числе с применением СИП, обеспечивается применением композитных опор.
На первый взгляд, опоры из полимерных материалов недавно используются на ВЛ среднего напряжения и практика их применения недостаточна. Однако, по данным зарубежных компаний, впервые опоры ВЛ из композитного материала были установлены в 1960-х гг. на острове Мауи на Гаваях, где деревянные и стальные опоры быстро разрушались под воздействием влажного соленого воздуха. Несмотря на фотодеструкцию – разрушение структуры полимеров под действием агрессивных компонентов атмосферы (кислород, озон), эти опоры успешно проработали до замены более 40 лет.
Композитные опоры применяются для сооружения сетей наружного освещения и электрических сетей различных классов напряжения. Быстромонтируемые, легкие и компактные комплекты опор ВЛ облегчают и ускоряют восстановление электроснабжения при повреждении или разрушении опор, в том числе в труднодоступной местности.
По электрофизическим характеристикам композитные стойки очень близки к деревянным, поэтому в сетях среднего напряжения энергокомпании используют их для замены деревянных опор.
К основным достоинствам стеклопластиковых опор относят следующие:
Прочность. По данному параметру композитные опоры сопоставимы со стальными;
Масса. Низкий показатель массы облегчает транспортировку и монтаж опоры. Например, общая масса комплекта опоры 6–20 кВ не превышает 165 кг, поэтому большая часть подготовительных работ по транспортировке и разгрузке таких опор проводится без привлечения тяжелой техники;
Диэлектрические свойства. По своим изоляционным характеристикам стеклопластиковые опоры практически аналогичны деревянным. Изоляционные свойства материала позволяют применять новые решения по защите линий от грозовых перенапряжений, в т.ч. основанные на увеличении электрической прочности фазной изоляции;
Упругость. Благодаря эластичности (гибкости) стойки выдерживают большие ветровые и гололедные нагрузки. Высокая эластичность композитных конструкций позволяет избежать остаточной деформации;
Долговечность. Проведенные испытания показали, что срок службы стоек составляет приблизительно 70 лет;
Минимальное обслуживание. Высокая стабильность материала позволяет эксплуатировать композитные опоры в суровых климатических условиях;
Физические свойства. Композитные опоры не подвержены гниению и коррозии, воздействию птиц (дятлов) и насекомых, обладают высокой огнестойкостью и могут стать абсолютно негорючими, если их покрыть несколькими слоями огнестойкого средства;
Экологичность. Токсичные компоненты не применяются при производстве и не выделяются в окружающую среду в процессе эксплуатации. Использование композитных опор не влечет за собой загрязнение окружающей среды и проблемы, подобные тем, которые возникают с пропитанными креозотом деревянными опорами.
Стеклопластиковые опоры любой конструкции позволяют размещать на них электрооборудование и аппаратуру операторов сотовой связи. Более высокие опоры могут использоваться как платформы для приемопередатчиков, что позволит энергокомпании получить дополнительный доход при заключении соответствующих договоров об эксплуатации.
Кроме того, достоинством стеклопластиковых опор является полая конструкция. Это помогает избежать воровства медных проводов, так как при необходимости их можно разместить внутри опоры.
Рынок композитных опор и траверс особенно активно развивается в Северной Америке. В рамках ассоциации создан UCSC (Utility&Communication Structures Council) – Совет, миссия которого состоит в том, чтобы улучшить работу распределительных и телекоммуникационных линий с помощью композитных опор и арматуры. С этой целью Совет стремится скоординировать разработку и продвижение композитных материалов и продуктов на этих рынках. UCSC старается влиять на законодательство в этой области, особое внимание членов Совета сейчас сосредоточено на разработке соответствующих стандартов.
В настоящее время композитные опоры эксплуатируются в различных регионах Америки – от Гаваев до Аляски. Хорошо известен и показателен опыт энергокомпании WKRECC, работающей в штате Кентукки. Так, ураган «Айк» привел к поломке тысяч деревьев и деревянных опор, но 7 композитных модульных опор RStandard, изготовленных RS Technologies и приобретенных WKRECC для пробных испытаний, выдержали нагрузки.
При ликвидации последствий урагана в октябре 2008 г. были установлены композитные опоры вдоль дороги недалеко от склада WKRECC. В январе 2009 г. большая часть территории США была охвачена зимним штормом. За 5 дней WKRECC потеряла всю систему передачи электроэнергии. При этом вдоль дороги, где были установлены композитные опоры, поврежденной оказалась одна стальная опора с двумя переломами. Композитный материал выдержал не только ветровые и гололедные нагрузки, но и часть нагрузки от этой сломанной стальной опоры, которая стояла на другой стороне улицы.
В дальнейшем WKRECC были установлены 3 композитные опоры большого диаметра при строительстве ВЛ от новой подстанции, а затем еще 20 опор для замены части линии напряжением 7,2 кВ длиной 2,5 км.
Модульная конструкция позволяет не только изменять высоту опор, используя различное количество и набор модулей, но и использовать отдельные модули при ремонтных работах. Например, компания Southern California Edison использовала отдельные композитные модули для восстановления деревянных опор, сломанных на высоте от 1,5 до 2,4 м над уровнем земли, но по всем остальным параметрам находившихся в прекрасном состоянии.
Распространение композитных опор в Америке не ограничивается США и Канадой. Масштабный проект с применением стеклопластиковых опор будет в ближайшее время осуществлен в Мексике. Компания-производитель UCSI сообщила, что минимум 1000 распределительных модульных (4-сегментных) опор марки Intelli-pole будут установлены в Мексике.
Итак, в итоге, для чего нужны средства:
1. Доработка проектно-сметной документации по реконструкции ВЛ 35кВ Л-48 ПС «Ойсунгур» - ПС «Саясан» и строительство ВЛ 10 кВ, Ф-7, ТП 7-6, п/с «Ачхой-Мартан» в части проведения инженерно-геологических и геодезических изысканий, разработка технологии намотки опор ЛЭП, опытная эксплуатация одной опоры ПК-35 и ПК-10 с получением протокола испытаний.
2. Сдача проектно-сметной документации в ОАО "Россети" - получение аккредитации.
3. Строительство экспериментальных линий ВЛ 35кВ Л-48 ПС «Ойсунгур» - ПС «Саясан» и ВЛ 10 кВ, Ф-7, ТП 7-6, п/с «Ачхой-Мартан» на базе разработанной технологии намотки композитных опор и проектно-сметной документации.
4. Строительство завода по производству композитных опор на территории СКФО мощностью 6000 опор в год и количеством рабочих мест 150, для нужд энергетики Юга России.
Мечта – это то, ради чего любой из нас готов выложиться на все сто, дабы достичь даже того, что кажется просто недостижимым. Наше воображение, которое вне зависимости от окружающих нас обстоятельств заставляет нас действовать, а вмести с ним целеустремленность и упорство – вот что позволяет нам приблизиться к осуществлению своей мечты. Скажу сразу, осуществление данного проекта это моя мечта. Именно мечта, а не фантазия. В него вложено много сил, как душевных так и материальных. Но пока, к сожалению, этого не достаточно, чтобы воплотить его в реальность. Бросать все на пол пути не для меня, поэтому я обратился на этот ресурс. Мне кажется каждому, кто живет в нашей стране хочется стабильного будущего и защищенности, да возможно композитные материалы не внесут защищенность во все сферы жизни человека, однако в одной и достаточно необходимой – энергетике, однозначно.
Меня зовут Дмитрий Шишкин, по специальности я - энергетик и, на сегодняшний день, начальник отдела капитального строительства ОАО «МРСК Северного Кавказа».