Современные провода для ВЛЭП – надежность и экономия

Ежегодный рост мирового энергопотребления в среднем на 3,5% в год интенсифицирует развитие энергетического комплекса всех стран. А поскольку основным способом передачи электроэнергии на значительные расстояния остаются воздушные линии электропередачи (ВЛЭП), то в первую очередь их затрагивают программы реконструкции и развития энергетики. Согласно данным отчета агентства ABS Energy Research по развитию мировой энергетики Россия и СНГ находятся на четвертом месте по ежегодному строительству новых ВЛЭП, на втором месте по объему ежегодно реконструируемых существующих ВЛЭП (см. табл. 1). Этот факт побуждает крупнейшие электросетевые компании нашей страны к росту путем внедрения инноваций во всех сферах деятельности.

Имея опыт внедрения своей продукции на ВЛЭП России и СНГ, «Нексанс» выделяет следующие основные требования электросетевых компаний к линиям.

Новые линии:
• увеличение пропускной способности и снижение потерь;
• уменьшение высоты опор и увеличение длин пролетов;
• минимизация требований при согласовании;
• высокая надежность.

Реконструируемые линии:
• повышение пропускной способности;
• увеличение надежности;
• возможность использования существующих опор и линейной арматуры;
• минимальные требования по согласованию полос отчуждения и получению разрешительных документов;
• высокая степень безопасности при минимальных стрелах провеса.

Применяя инновационные решения, электросетевые компании ожидают получить следующие эффекты:
• увеличение пропускной способности;
• снижение тепловых потерь;
• защита от обрыва проводов;
• отсутствие необходимости замены существующих опор;
• уменьшение числа применяемых опор;
• снижение нагрузки на опоры и линейную арматуру.

Принимая во внимание все описанное выше, а также имея мировой опыт разработки, производства и внедрения современных технологий для ВЛЭП, «Нексанс» предлагает электросетевым компаниям различные инновационные решения, одним из которых являются современные неизолированные провода. Такие провода можно разделить на два больших класса по применению: замена традиционных проводов и высокотемпературные.

Для замены традиционных проводов предлагается использовать современные конструкции, изготовленные с применением алюминиевых сплавов с повышенной электропроводимостью и улучшенными механическими характеристиками (A3F, A2F, A1F, AlZr), а также усовершенствованной формой проволок наружных повивов, например, Z-образной (табл. 2).

Как и многие мировые производители кабельно-проводниковой продукции, «Нексанс» выпускает большой спектр современных высокотемпературных неизолированных проводов (табл. 3). Такие провода позволяют не только увеличить пропускную способность линии при сохранении существующих опор и габаритов, но и в некоторых случаях существенно увеличить надежность путем применения инновационных технологий, таких, как композитный сердечник из углеродных волокон в эпоксидной матрице.

Конструкция как на замену традиционных, так и высокотемпературных проводов может иметь наружные повивы из проволок различного профиля (круглый, трапецеидальный, Z-образный) в зависимости от применения. Наиболее эффективной при прочих равных условиях является конструкция с Z-образными проволоками в наружных повивах (AERO–Z). Такая эффективность и позволяет говорить о достижении двух основных критериев всех электросетевых компаний при реконструкции и строительстве ВЛЭП: надежность и экономия.

Надежность ВЛЭП при применении проводов AERO–Z достигается благодаря следующим характеристикам:
• прочное соединение (сцепление) Z-образных проволок между собой в так называемый «замок» (см. рис. 1) не позволяет отдельным проволокам выходить из повивов, допуская в отдельных случаях обрыв нескольких проволок наружного повива без изменения механических характеристик провода;
• улучшенная «герметичность» конструкции: благодаря сцеплению Z-образных проволок смазка практически полностью сохраняется в сердечнике провода, тем самым продлевая срок его службы и снижая риск обрыва провода из-за снижения прочности на разрыв под действием коррозии (см. рис. 2);
• практически гладкая наружная поверхность позволяет улучшить аэродинамические свойства провода в диапазоне скоростей ветров 15–35 м/с: провод лучше обдувается воздушным потоком, т.е. механическая нагрузка на опоры снижается, в связи с чем надежность линии в целом и срок службы опор в частности повышаются;
• снижение гололедной нагрузки достигается благодаря увеличенной крутильной жесткости как самого провода, так и высокой прочности заделки провода в линейную арматуру (до 100% от разрывной прочности провода): таким образом, гололед образуется только под определенным углом с одной стороны провода и со временем под действием собственного веса отваливается;
• большее допустимое среднегодовое (>31%) и максимальное (>67%) тяжение таких проводов позволяет избегать нарушения габаритов линии даже в самых суровых условиях эксплу-атации;
• применяемые при производстве проводов материалы проходят специальную фирменную термообработку, позволяющую в некоторых случаях значительно увеличить разрывную прочность проводов и надежность линии.

Экономия при строительстве или реконструкции ВЛЭП при применении проводов AERO–Z достигается благодаря следующим характеристикам.

1. Применение современных алюминиевых сплавов с меньшим электрическим сопротивлением и компактность конструкции AERO–Z позволяют снизить тепловые потери при передаче электроэнергии до 13–14% при одинаковой передаваемой мощности, а также передать большую мощность при той же величине потерь.
2. Гладкая поверхность проводов позволяет снизить потери на корону на 10–20% (особенно в дождь) и уменьшить уровень акустического шума до 3–4 дБ.
3. Большее допустимое тяжение проводов позволяет увеличить длины пролетов на 8–10%, сократить число и тип применяемых опор и соответствующей линейной арматуры.

Суммарный экономический эффект, получаемый благодаря применению проводов конструкции AERO–Z, при прочих равных условиях, можно выразить следующей закономерностью: за пять лет окупается разница в стоимости провода и линейной арматуры, за 10–12 лет, все затраты на строительство, после чего электросетевая компания получает прибыль от использования своей ВЛЭП.

«Нексанс» уверенно смотрит вперед, имея за плечами ряд реализованных проектов в России и СНГ, а также утвержденные планы электросетевых компаний по внедрению современных типов неизолированных проводов (см. табл. 4).

Производственные мощности «Нексанс» по неизолированным проводам распределены по всему миру: Бельгия, Франция, Марокко, Греция, Бразилия, Канада, Южная Корея, Вьетнам, Австралия. Однако, учитывая потребности крупнейших электросетевых компаний России и СНГ, таких, как ОАО «Холдинг МРСК», было принято решение о постановке на производство неизолированных проводов AERO–Z (конструкций из алюминиевого сплава с сердечником из алюминиевого сплава или стали) на уже функционирующем заводе в городе Углич Ярославской области.

Завод расположен в 220 км от Москвы на живописном берегу реки Волги в окружении культурных памятников. Открытие завода состоялось 20 ноября 2008 года. На сегодняшний день завод сертифицировал и выпускает: провода и кабели на напряжение до 1 кВ, самонесущие изолированные и защищенные провода на напряжение до 35 кВ, кабели на напряжение 6–35 кВ. В планах завода поставить на производство самонесущие кабели на 6–35 кВ и силовые кабели на 110–220 кВ.

Согласно утвержденной программе завода «Нексанс» в Угличе по постановке на производство неизолированных проводов AERO–Z на существующем оборудовании (два волочильных стана, одна печь отжига, три крутильные машины и т.д.) планируется получить опытную партию уже осенью текущего года.