Кабельно-проводниковая продукция и аксессуары

Кабельная линия как система. Вопросы проектирования и эксплуатации

Масштабная смена технологической платформы в электроэнергетике в конце 80-х и начале 90-х годов привела к широкому внедрению кабельной продукции с изоляцией из сшитого полиэтилена для построения линий электропередачи. После первых обнадеживающих результатов, связанных с очевидными преимуществами кабельных линий, происходил дальнейший отбор оптимальных технических решений как с точки зрения строительства, так и эксплуатации новых объектов. Постепенно кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена заняли доминирующее положение при прокладке новых кабельных ЛЭП.

Прошедшие с момента начала эксплуатации кабельных линий два десятка лет дали обширный материал для оценки результатов использования кабельных систем в электрических сетях.

Внедрение высоковольтных кабельных линий из сшитого полиэтилена в Российской Федерации активно началось после заключения соглашений о взаимодействии РАО ЕЭС с субъектами Федерации в 2005-2007 гг. и начала масштабных инвестиций в развитие сетей, особенно в крупных городах — Москве, Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Нижнем Новгороде и др. Имеющиеся на тот момент в крупных городах высоковольтные кабельные линии с применением маслонаполненного кабеля почти повсеместно выработали свой ресурс и требовали замены или обширной реконструкции.

Отложенный по времени период применения высоковольтных кабелей из сшитого полиэтилена в Российской Федерации относительно передовых зарубежных стран дал уникальные возможности применить наработанный годами ранее опыт зарубежных коллег по вопросам строительства и эксплуатации высоковольтных кабельных ЛЭП, однако следует констатировать, что мы, к сожалению, его не изучаем и не используем.

При построении кабельных линий из сшитого полиэтилена выявился ряд негативных моментов. В условиях отсутствия стандартов в России каждое сетевое предприятие прокладывает кабельные линии высокого напряжения исходя из собственных представлений, имея основной целью экономию средств и не имея достаточного опыта эксплуатации. Первый опыт масштабного строительства высоковольтных кабельных систем в Москве и Санкт-Петербурге продемонстрировал минималистский подход к выбору кабельной продукции и арматуры к ней, а также к выбору проектировщиков и поставщиков, не имеющих необходимого опыта выбора компонентов кабельных систем. Такой подход был отчасти продиктован как проведением обязательных конкурсных процедур, в ходе которых критерий цены доминирует в ущерб качественным характеристикам кабельной продукции, так и отсутствием на предприятиях действующих эксплуатантов кабельных систем из сшитого полиэтилена, способных сформировать исчерпывающий перечень требований к качественным характеристикам поставляемой продукции. Практически нет организаций, имеющих опыт проектирования и строительства кабельных систем высокого напряжения. Отсутствует независимая экспертиза качества продукции и совместимости компонентов кабельных систем, а экспертные заключения представляются фирмами-производителями или поставщиками. Выбор компонентов кабельной арматуры под конкретного производителя кабеля зачастую доверяют осуществлять поставщику, не заинтересованному в последующей продолжительной эксплуатации кабельных линий. Нет точно обозначенных требований к совместимости элементов кабельных систем, что приводит к широкому простору для ненужного «творчества» фирм-поставщиков и подрядчиков в ущерб надёжности.

Ряд недостатков вновь построенных кабельных линий из сшитого полиэтилена стал выявляться по мере их эксплуатации электросетевыми компаниями. Качество проведения проектных и строительно-монтажных работ зачастую является недостаточным и не соответствует требованиям обеспечения надёжности электросетевых объектов крупных городов в части защищённости от повреждений кабельной системы и её длительной последующей безаварийной эксплуатации. Например, при эксплуатации кабельных линий 220 кВ в городе Москве за период с 2008 по 2011 г. выявлено большое количество дефектов кабельных линий высокого напряжения, обусловленных нарушениями технологии при проектировании и прокладке кабеля, приводящими к снижению надёжности электроснабжения потребителей.

По причине отсутствия утверждённых типовых проектных и технических решений наблюдался (и продолжает наблюдаться) различный подход к способам прокладки кабельных линий высокого напряжения, что очевидным образом влияет на защищённость кабельных систем от повреждений. Например, при строительстве КЛ напряжением 110 кВ и выше на территории Санкт-Петербурга изначально было принято решение о применении бетонных лотков при укладке кабеля. В Москве и по сей день высоковольтные кабели закапывают непосредственно в землю, что, на мой взгляд, абсолютно недопустимо для столь технически сложного и стратегически важного объекта, как кабельная система напряжением 110 кВ и выше.

Применение бетонных плиток для защиты по краям трасс и бетонных крышек сверху трасс, уложенных с интервалом 5-10 см, не создаёт продольной жёсткости защитной конструкции кабельной линии из-за отсутствия соединения бетонных элементов и, как результат, не даёт должной защиты от внешних повреждений. Сами кабели при такой прокладке засыпаются песком, в котором содержатся включения, приводящие к повреждению оболочек кабелей и последующим пробоям. Кроме того, нужно сказать, что экономия на использовании защитных подземных конструкций (лотки и др.) совершенно нерентабельна относительно общей стоимости кабельной продукции и с учётом расчётных сроков эксплуатации кабельных систем на 50 лет и более. Отдельно нужно упомянуть, что в условиях густонаселённых мегаполисов прокладка высоковольтных кабелей вне инженерных защитных сооружений просто является опасной для жизни и здоровья горожан, а также способна нанести значительный ущерб близлежащим городским объектам в случае аварии.

Привлечение большого числа контрагентов при строительстве кабельных линий привело к «общей коллективной безответственности» за работоспособность построенных кабельных систем. Это противоречит общемировой практике, когда гарантию на всю кабельную систему определяет завод-изготовитель кабеля. Отечественные заводы-изготовители кабеля гарантируют работу своих кабелей в течение гарантийного срока, но не более срока гарантии завода-изготовителя используемой кабельной арматуры. Ну и кто будет отвечать за аботоспособность всей кабельной линии в такой ситуации?

Руководство крупных федеральных электросетевых компаний — ОАО «ФСК ЕЭС» и ОАО «Холдинг МРСК» как наиболее заинтересованных сторон предпринимает шаги по решению вышеуказанных вопросов. Были разработаны положения технической политики компаний по вопросам технологии производства строительно-монтажных работ в процессе строительства КЛ, технического перевооружения и реконструкции КЛ, применения кабельной продукции и арматуры, использования систем транспозиции, организации эксплуатации КЛ 110-500 кВ, диагностики и мониторинга КЛ. Среди наиболее важных акцентов можно отметить формализованные требования по чистоте процесса производства кабеля, гарантирующие снижение дефектности изоляционной системы производимых кабелей и обязательные требования на проведение длительных испытаний кабельной системы на надёжность по МЭК 62 067 в тех сочетаниях кабелей и арматуры, которые планируется установить на объекте. Однако часть требований имеет рекомендательный или локальный характер, например, требование о применении способа прокладки КЛ в лотках (на эстакадах или в коллекторах) только на территории ПС. А что вне территории?

Необходимо конкретизировать само понятие «кабельная система» с целью однозначного понимания смысла данного термина в контексте дальнейших предложений.

Под «единой кабельной системой высокого напряжения» понимаются кабельные линии электропередачи на напряжение 110 кВ и выше со всеми сопутствующими элементами, в том числе устройствами транспозиции, кабельной арматурой, устройствами мониторинга температуры и каналами связи.

Проектирование и строительство таких кабельных систем должны вестись во взаимоувязке со всеми указанными элементами системы. Пока же требование комплектности системы согласно технической политике ОАО «ФСК ЕЭС» ограничено применением кабелей со встроенным оптоволокном для мониторинга температуры кабеля.

Ниже приводятся меры, которые, на мой взгляд, смогут содействовать ускорению решения вышеназванных проблем.

1. Прокладка высоковольтных кабельных систем в городах должна вестись по единым установленным стандартам, согласно специфике столь технически сложного электросетевого объекта. Учитывая конечную стоимость создаваемых линейных объектов и их значимость в системах городского электроснабжения, которая будет только возрастать, прокладка данного типа линий заслуживает особенного изучения и проработки на федеральном уровне. Полагаю необходимым осуществить разработку и принятие обязательных стандартов строительства кабельных сооружений на перспективу развития, с учётом уже полученного опыта эксплуатации в передовых странах, эксплуатирующих высоковольтные системы достаточно продолжительное время. И здесь необходимо участие специалистов системообразующих компаний — ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО «Холдинг МРСК» под руководством Минэнерго РФ, с обязательным введением регулирующих стандартов отраслевыми и федеральными нормативными документами.

2. Рассматривать проектирование, строительство и поставку оборудования для прокладки кабельной системы как единый технологический процесс, который ведётся под авторским надзором главного инженера проекта.

3. Подрядным организациям в обязательном порядке необходимо заключать договор и организовывать шеф-монтаж и шеф-надзор при строительстве всех компонентов кабельной системы со стороны компаний-производителей с целью сохранения повышенных гарантий, предоставляемых данными компаниями. При заключении подрядных договоров предусмотреть установление сроков гарантийного обслуживания высоковольтных кабельных систем со стороны подрядчиков на срок не менее 10-15 лет.

4. Как возможный вариант — ввести практику предоставления гарантии на всю кабельную систему со стороны завода-изготовителя кабельной продукции. При этом предусмотреть право завода-изготовителя самостоятельно принимать решения в части осуществления шеф-монтажа, шеф-надзора, выбора кабельной арматуры и иных сопутствующих вопросов прокладки кабельных трасс с целью последующего предоставления им гарантии на всю кабельную систему на срок не менее 10-15 лет.

5. Для реализации указанных механизмов предоставления продлённых гарантий на единые кабельные системы следует внести необходимые коррективы в техническую политику электросетевых компаний в части требований, предъявляемых к проектированию, строительству, осуществлению шеф-монтажа, приёмке продукции, осуществлению технадзора, приёмке законченных строительством объектов, требований к гарантийным обязательствам на кабельные системы.

6. Разработать предложения по формированию типовых проектных решений, обеспечивающих снижение аварийности кабельных систем и возможности их повреждения при эксплуатации, включая проработку способов прокладки кабельных линий высокого напряжения, повышающих защищённость кабельных систем от повреждений (прокладка в лотках, коллекторах и других видах канализации).

7. Активно внедрять проведение мониторинга и различных видов диагностики кабельных систем, замеры их характеристик, в том числе замеры частичных разрядов. Исследовать возможности осуществления полной диагностики оболочек кабеля с помощью приборных методов, в том числе развивать технологии оценки технического состояния КЛ без вывода линий из работы (согласно требованиям ОАО «ФСК ЕЭС»). Шире внедрять передвижные испытательные установки для периодического контроля уровней ЧР. Изначально предусмотреть использование кабельной арматуры, имеющей специальные адаптеры для периодического контроля уровней ЧР (согласно требованиям ОАО «ФСК ЕЭС»).

8. С целью организации последующей безаварийной эксплуатации предусмотреть   входной контроль поставляемой кабельной продукции на разных этапах производства, поставки и прокладки кабельных систем с участием представителей будущих эксплуатирующих   организаций. Разработать единые правила приёмки КЛ 110-500 кВ в эксплуатацию и ввести их обязательность нормативным актом. Большое внимание уделять обучению персонала эксплуатации высоковольтных кабельных систем — здесь экономить нельзя. Обслуживание сложных систем требует инженерного уровня знаний у персонала.

Обсудить на форуме

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно