Тел/факс:+7(495)516-09-89
|
|
8.04.05г. Внедрение СИП в Великобритании В данной статье, представляющей собой сокращенный и переработанный перевод материалов, опубликованных на сайте http://www.aebc.gov.uk/, изучается опыт внедрения СИП в Великобритании на основе доклада Департамента Технического Надзора по Торговле и Промышленности Великобритании от 9 марта 2004г. под названием: "Исследование и анализ возможностей повышения безопасности в сетях 11 кВ/низкое напряжение путем замены на ВЛ голых проводов на изолированные провода". 1. Введение. По данным докладов Британских Электроэнергетических компаний за последние 13 лет (по 31 марта 2003 года включительно) из 238 смертельных случаев на воздушных линиях (ВЛ) огромное большинство (приблизительно 90 %) связано с контактированием пострадавших с проводами воздушной линии с высоким напряжением.Более детальный анализ несчастных случаев показывает, что 88 (37 %) из этих 238 смертельных случаев были связаны с транспортными средствами, машинами, подмостями, мачтами, антеннами, флагштоками, фонарными столбами и лестницами, которые входили в контакт с электрическими воздушными линиями (Таблица 1). Кроме того, 69 (78 %) из этих 88 смертельных случаев были следствием контакта с воздушными линиями 11 кВ. Таблица 1.
Поэтому актуально найти такие меры, которые можно реализовать, преследуя цель - предотвратить несчастные случаи на ВЛ. Одним из путей решения проблемы является выборочная замена голо-проводных ВЛ 11 кВ на изолированные или полностью-изолированные провода. Число смертельных случаев за 13 лет и случаев без жертв за последний год в Великобритании показаны в Таблице 2. (По сравнению с Таблицей 1. здесь данные не полные, что можно объяснить разными источниками информации.) Таблица 2.
Примечание: 1. Введено сокращение НВ - низковольтное напряжение, 2. Значения напряжений указаны в кВ. Видно, что 27 (79 %) повреждений были связаны с низковольтными воздушными линиями, поэтому кажется разумным производить также выборочную замену голопроводных воздушных линий на изолированные провода. В Великобритании накоплен опыт внедрения и эксплуатации ВЛ с изолированными проводами, и есть уже положительные результаты, которые будут обсуждаться ниже. На воздушных линиях 11 кВ с ССС (compact covered conductor - компактный изолированный проводник) общей протяженностью 9322 км, установленных Сетевыми Операторами Англии за 13 лет, не зарегистрировано ни одного несчастного случая и поражения людей электрическим током, также как и в Скандинавии, где линии 11 кВ с ССС общей протяженностью 13500 км эксплуатируются дольше - с 1976 года. Общая протяженность ВЛ британских Сетевых Операторов показана в Таблице 3. Таблица 3.
2. Замена голых проводов на ВЛ 11 кВ на изолированные провода. 2.1. Надежность поставки электроэнергии. Некоторые Операторы начали применять на ВЛ 11 кВ изолированные провода сечением от 50 до 150 мм, покрытые полиэтиленом типа XLPE (сшитый полиэтилен) именно для повышения надежности электроснабжения. Эти провода созданы норвежской фирмой "Belaght Linesystem" (известной как BLX) и используются они в Скандинавии с 1976 года для снижения числа пожаров, вызванных падением деревьев на голые провода ВЛ. 2.2. О некоторых особенностях внедрения и эксплуатации ВЛ с изолированными проводами (ВЛИ) сообщили некоторые британские Операторы. Так компания Southern Electric с 1995г. по 2000г. заменила около 30% голых проводов на своих ВЛ на провода BLX, главным образом, для повышения надежности и прочности сети (ее территория выделяется самой лесистой местностью в Англии, где ветер, срывая деревья, часто бросал их на ВЛ, нередко вызывая их повреждение). В компании British Power International сообщают, что их ВВ (высоковольтные) ВЛ хорошо выдержали шторма 2002 года, и у них не считают , что BLX линия во всех обстоятельствах будет лучше голой ВЛ. В компании Aquila Networks отмечают, что удаленные устройства - автоматические выключатели на 11 кВ плохо работают с BLX линиями. Компания EdF Energy Networks испытала проблемы на ВЛ с BLX, связанные с тем, что на конечном участке есть неизолированные части ВЛ, т.к. это обусловлено применением устройств защиты от грозовых разрядов. Такие части требуется заполнять специальной смазкой, чтобы защитить их от влаги и коррозии. 2.3. О молнии. Главное неудобство ВЛ 11 кВ типа ССС в том, что требуется дополнительное оборудование для защиты от ударов молнии. Оболочка XLPE не пускает дугу от разряда вдоль линии (как это происходит у голой ВЛ) и та останавливается в точке с минимальным электрическим сопротивлением, где она прошивает оболочку и провод. Для предотвращения этого на опорах устанавливаются устройства защиты от дуги и ставятся ограничители на опорах с трансформаторами. Это дополнительно увеличивает стоимость установки таких линий. 2.4. Вызывает беспокойство в использовании линий 11 кВ ССС то, что отдельный изолированный провод, упавший на землю, не может быть обнаружен защитой от падения на землю, что потребует большего времени для обнаружения места падения сервисной службой. Однако изолирующее покрытие провода защищает от схлестывания проводников и устраняет главную причину повреждения проводов и, соответственно, падения их на землю. В компании Southern Electric отмечают, что на поверхности проводов линии 11 кВ ССС есть напряжение 200 В. Это обстоятельство необходимо учитывать прежде всего при работах специалистов на таких линиях. Например, ношение ими специальной обуви может заметно уменьшить ток, протекающий между их руками и ногами во время работы. Наибольшую тревогу вызывает то обстоятельство, что возможен смертельный контакт с концом упавшего запитанного провода. при падении изолированного провода на землю пострадавший может оказаться живым, если проводник отступит (спрячется) внутри покрытия XLPE. Southern Electric сообщает, что указанное обстоятельство - это редкий случай и, обычно защита от замыкания на землю срабатывает и отключает линию. 2.5. Бывали случаи, когда провода, упавшие на землю, не отключались (и голые и изолированные). Такое бывает, когда оборванный провод падает на ограждение или на забор, при этом подающий конец оборванного провода остается в воздухе (например, он м.б. оторван вблизи опоры), а другой конец его лежит на земле и подпитан от распределительных цепей трансформатора. Бывает, что после серьезных штормов и ураганов провода долго лежат на земле , пока их не обнаружит служба патрулирования , объезжающая ВЛ для приведения в рабочее состояние устройств дуговой защиты. В компании Western Power Distribution считают, что падение ВЛИ 11 кВ на землю вызовет большие затраты при восстановлении ВЛ как по труду , так и по стоимости, поскольку потребуется замена поврежденного провода, а также использование дополнительного оборудования для натягивания линии. 2.6. Активная продолжительность жизни. Операторы сообщают, что они управляют существующими рисками, комбинируя инспекцию, восстановление и замену проводов. Для ВЛ, где осуществляется замена, используется подход при проектировании и строительстве, предполагающий 60-летнююпродолжительность жизни ВЛ. Для поддержания целостности ВЛ в течение этого периода они подвергаются реставрации каждые 15 лет. Линии обычно патрулируются каждые 2 года, чтобы идентифицировать любые изменения в состоянии ВЛ и использовании заземления, которое особо требует коррекции перед 15-летним восстановлением. 2.7. Стоимость сохранения жизней. Операторы привели отношения числа смертельных случаев (ЧСС) к протяженности линий для ВЛ 11 кВ с голыми проводами и с изолированными проводами (Табл.4.). На основе этих данных вычислено отношение ЧСС в масштабах страны (Великобритания) для голых ВЛ: Таблица 4.
Примечание: (1) - данные для всех типов ВЛ 11 кВ, (2) - данные за 13 лет по 31.03.03г. На основе этих данных вычислено отношение ЧСС в масштабах страны (Великобритания) для голых ВЛ:
Национальный показатель смертельных случаев на голых ВЛ 11 кВ протяженностью 166233 км составляет 6,625 случаев в год или 0,4 случая на 100 км за 100 лет. Мероприятия, направленные на исключение случаев касания людей с голыми проводами, не устраняют риск столкновения транспортных средств с опорами и самолетов с проводами ВЛ. Статистика (Табл.2) показывает, что этот тип аварий составляет около 25% смертельных случаев для ВЛ с высоким напряжением (6,6-22 кВ). Поэтому национальный показатель гибели людей, соприкасавшихся с голыми проводами ВЛ 11 кВ, примерно 5 случаев в год или 0,3 случая на 100км за 100 лет. У Операторов есть оценка стоимости затрат на предотвращение смертельных случаев путем замены голых проводов на ВЛ 11 кВ на ВЛИ , где смертельных случаев в последствии вообще не было. Эта оценка составляет примерно 1, 08913 млн фунтов стерлингов (ф.ст.). Замена 1 км голого провода на 1 км изолированного провода на ВЛ 11 кВ дает стоимость сохранения жизней в размере 32,67 ф.ст. в год. А в пересчете на 60 лет (срок продолжительности эксплуатации ВЛ) эта стоимость составит 904 ф.ст. 2.8. Стоимость предотвращения несмертельных аварий. Сетевые Операторы приводят данные по числу несмертельных аварий на ВЛ 11 кВ с голыми и изолированными проводами, которые показаны в табл.5: Таблица 5.
Национальное число таких случаев для голых проводов на ВЛ 11 кВ: - для общей протяженности таких линий в 166233 км - 831,49 случаев за 100 лет, т.е. за 1 год - 8,3149 случаев и 0,5 случаев на 100 км за 100 лет. Однако, действия по снижению риска контакта людей с голыми проводами не могут исключить такие причины как наезд автотранспорта на опоры ВЛ и столкновение с ВЛ самолетов. По национальной статистике (Табл.2) этот тип аварий составляет 21% случаев. Отсюда национальный показатель несмертельных случаев с контактом людей с голыми проводами составляет 6,6 в год или 0,395 случаев в 100 лет для 100 км ВЛ. Есть данные, согласно которым замена 1 км голого провода на изолированный на ВЛ 11 кВ, дающая нулевое число несмертельных случаев (Табл.5), обходится в сумму 0,12238 млн ф.ст. А для периода в 1 год такая замена 1 км обходится в 4,83 ф.ст. (учитывается 60-летний срок службы такой ВЛ) и годовая экономия от этого - 134 ф.ст. Общая экономия при замене 1 км голого провода на изолированный провод для ВЛ 11 кВ составляет - 1038 ф.ст. Увеличенные затраты при замене 1 км голого провода ВЛ 11 кВ на изолированный лежат в пределах от 3200 ф.ст. до 16400 ф.ст. (Табл.6). Это равнозначно отношениям экономии к стоимости затрат как 3 и 6 (=3200/1038 и 16400/1038). Таблица 6.
Примечание: (1) - Затраты в течение срока службы ВЛ, (2) - Затраты на новое строительство, не учитывают обслуживание и инспекции, (3) - Затраты на новое строительство, без учета линий потребителей, (4) - Не учитывают затраты на обслуживание, (5) - Затраты по ВЛ 11 кВ учитывают замену 40% деревянных опор. Меньшее значение соответствует реставрации существующей ВЛ с заменой на ВЛИ, а большее - новой строящейся ВЛИ. Конкретный вид реконструкции (замена голого на новый голый, замена голого на изолированный провод или строительство новой ВЛИ) выбирает Оператор. Он исходит из требований на снижение риска соприкосновения людей с голыми проводами и на обеспечение непрерывности электроснабжения. 2.9. По мнению многих Операторов использование ВЛИ 11 кВ необходимо прежде всего в местах с высоким риском для общественной безопасности. Такими местами названы места: - с расстоянием в несколько метров от фермерских дворов, складов фабрик, где работает автотранспорт (типа свалок), - где доступна ВЛ, т.е. где предусмотрено использование лестниц и подъемных кранов, - участки, кроме шоссе, где работают сельхозмашины, - здания вблизи ВЛ, - где есть высокий риск несанкционированного восхождения на опору и вмешательства, - где регулярно разрушаются предупреждающие надписи, - ведомственные или частные участки, - водные маршруты, - школы, - сады, - рыбацкие участки. Опрос показывает, что Операторы использовали изолированные провода на ВЛ в результате вычисленного риска чаще, чем в ответ на инцидент. Большинство случаев связано с вторжением растительности. И они использовались, главным образом, для повышения качества электроснабжения. 2.10. Сравнение с подземными кабелями. Альтернативой замены на участках ВЛ с высоким риском с голого провода на изолированный является подземный кабель. Однако, как сообщает Aquila Networks, у них получено большее количество повреждений, вызванных контактом с подземным кабелем, чем это было на ВЛ. Национальная статистика несчастных случаев действительно показывает, что это имело место (Табл.1 и 2.), но повреждения подземного кабеля чаще заканчиваются ущербом, а не смертью. 3. Замена голопроводной ВЛ 11 кВ на полностью изолированный кабель. Ответом на проблемы, указанные выше для ВЛИ 11 кВ, могут быть кабели с тремя , полностью изолированными сшитым полиэтиленом и экранированными жилами, специально разработанные для применения на ВЛ, которые также хороши для традиционного подземного и подводного применения. Испытания с этим кабелем, проведенные на некоторых участках в Шотландии, показали его большую устойчивость к ураганному ветру силой 12 баллов и к низкой температуре , до -30° С. При этом не наблюдалось существенного налипания снега и обледенения. Поэтому такой кабель хорош именно для таких суровых условий. Этот тип кабеля также, вероятно, обеспечит хорошую защиту для населения, поскольку он полностью изолирован, и вряд ли опасен при падении на землю. Падение его на землю вряд ли будет обнаружено защитой. 4. Оценка числа несчастных случаев, которых можно было бы избежать, если бы все ВЛ 11 кВ за последние 10 лет были бы с изолированными проводами. Если бы вторичные ВЛ 6,6-22 кВ были бы изолированными за последние 13 лет, то максимум 75 несчастий (смертельных случаев), из общего числа 113, можно было бы избежать. Исключение составляют случаи с дорожными происшествиями, с авиапроисшествиями и с несанкционированным доступом. Некоторые из несчастий, связанных с несанкционированным восхождением, также можно исключить, поскольку самоубийство - не обусловлено электрическими свойствами линии и больше относится к пригодности для этого опоры ВЛ. Если бы все ВЛ 11 кВ были бы изолированными за прошедшие 10 лет, то примерно от 55 до 60 несчастий можно было бы избежать. С учетом данных Операторов средний национальный показатель несчастий может составить 5. Следует указать, что использование ВЛИ не дало бы 100% защиту от смерти от электрического тока, поскольку они имеют оголение питающего металлического провода на каждой 2-й опоре для эксплуатационных и системных целей и еще, упавшие на землю провода могут оказаться необесточенными (т.е. с напряжением). Могут быть также инциденты, сопровождающиеся механическим контактом , при котором возможно прокалывание любого защитного покрытия, что может повлечь смертельное поражение током. Оценка показывает, что если бы во всей стране все ВЛ 11 кВ были бы изолированными, то каждый год можно было бы избегать до 4 смертельных случаев. Если взять показатель смертности людей в результате контакта с голыми проводами ВЛ 11 кВ как 0,3 на 100 км и за 100 лет и применить этот показатель к национальной общей протяженности 9322 км ВЛИ 11 кВ, то можно предположить, что благодаря этим линиям в год сохраняются 0,28 жизней. Учитывая, что программа монтажа ВЛИ 11 кВ в Англии началась только с 1995 года, рано еще делать выводы о том, что не будет никаких несчастий на этих линиях из-за недостаточной временной статистики. Однако, учреждение EA Technology утверждает, что не было ни одного известного несчастного случая, связанного с 13500 км ВЛИ, установленных за более длительный период времени в Скандинавии (некоторые с 1976 года). 5. Причины выбора или невыбора сетевыми Операторами технологии ВЛИ 11 кВ. EdF Energy Networks : Если уделять адекватное внимание учету и управлению развитием деревьев, затем отреставрировать и/или модернизировать ВВ ВЛ с голыми проводами, то получается, что это очень рентабельное средство достижения. а затем и поддержания высокого уровня надежности ВЛ. Scottish & Southern Energy Реализован крупный проект между 1995 и 2000 годами по реконструкции примерно 30% ВВ и НВ ВЛ с использованием изолированных проводов, главным образом для повышения надежности и прочности сетей. Здесь использовались ВЛИ для снижения риска и ущерба в местах повышенного риска, где регулярно разрушались предупреждающие надписи. Western Power Distribution: Получена хорошая работа голопроводной системы, в которой провода заменялись по программе реконструкции в течение последних 20 лет. Она регулярно проверялась серьезными штормовыми условиями, самое свежее это было в октябре 2002г. Основная проблема: слежение за падением деревьев и восстановление ВЛ с высоким приоритетом. Концепция полной реконструкции сети ВЛ 11 кВ с заменой на изолированные провода была исключена т.к. она выглядит очень не привлекательной по критерию стоимости. East Midlands Electricity Distribution: У этой компании самый молниеопасный район в Англии, поэтому здесь вызывает реальное беспокойство применение ВЛИ из-за восприимчивости их к молнии. Чтобы обеспечить большую защиту ВЛИ от перенапряжений (более частое ее использование) при больших объемах использования ВЛИ 11 кВ, необходимо нести дополнительные финансовые затраты. В компании предпочитают защищать свои ВЛ от молнии другими методами. Aquila Networks: Эта компания не принимает ВЛИ 11 кВ как общий стандарт, хотя и допускает их использование в разовых случаях. Было много причин для такого решения, принятого после оценки стоимости и нахождения другого решения проблемы. По мнению некоторых Операторов, опыт эксплуатации показал, что более тяжелый изолированный провод более склонен к перемещению и к вибрации, чем голый провод, что требует при строительстве ВЛ применения устройств антивибрации. Дополнительные пункты в проекте ВЛ делают его более сложным, что повышает норму риска отказов и увеличивает требования по обслуживанию. 6. Заключение 6.1. Факты говорят, что защищенные ВЛ 11 кВ имеют статистику более безопасной эксплуатации, чем ВЛ 11 кВ с голыми проводами. По данным от Операторов 69 (30%) из 238 смертельных случаев на ВЛ 11 кВ за 13 лет до 31.03.03г. произошли в результате касания проводов транспортными средствами, подмостнями, мачтами, антеннами, флагштоками, фонарными столбами и лестницами. Исследование показало, что, если бы ВЛ 11 кВ были бы полностью изолированными, то по всей Великобритании за год можно было бы предотвратить примерно 4 смертельных случая и 6 повреждений. В денежном измерении стоимость предотвращения несчастного случая составляет 1,08913 млн ф. ст., а серьезного ущерба - 0,12238 ф.ст. С учетом 60-летнего срока службы ВЛ такая замена дает чистую выгоду в сохранении 4 жизней и 6 повреждений в год в размере 141 млн ф.ст. Размер дополнительных расходов при замене голых проводов на изолированные на ВЛ 11 кВ находится в пределах между 3200 и 16400 ф.ст. за 1 км ВЛ. Причем очевидно, что эта замена была бы не оправдана исключительно стремлением улучшить безопасность. 6.2. Вариант использования ВЛИ наиболее предпочтителен для участков, где высок риск соприкосновения с голыми проводами 11 кВ транспортных средств и других предметов, указанных выше. Главная причина применения ВЛИ в Англии да и за границей - повышение надежности поставок электроэнергии, обусловленной отсутствием контакта деревьев с проводами и схлестывания проводов. 6.3. Есть дополнительные проблемы в изолированных ВЛ 11 кВ. Они связаны с молнией, с защитой и с обнаружением упавших на ВЛ деревьев, а также с людьми, поднимающими с земли упавшие и находящиеся под напряжением провода, с неудобством использования автоматических выключателей, с коррозией на концах проводов и с вибрацией. Поскольку ВЛИ имеют существенные достоинства, то Операторам необходимо направить усилия на решение проблем, связанных с указанными выше недостатками. 6.4. Ряд Операторов, благодаря чувствительной земляной защите, научились получать срабатывание защиты при падении провода ВЛИ на землю, что решает одну из проблем ВЛИ. Перевод и редакция статьи подготовлены ЗАО НИЦ "Старинфо". |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Тел/факс:+7(495)516-09-89
|
|
Все права защищены. © ЗАО НИЦ "СТАРИНФО"
|
|
e-mail:
|
|
|