Защита линий электропередачи от ледоходов и паводковых вод
Весенние паводки наносят различные повреждения зданиям и сооружениям, в том числе и линиям электропередачи различных классов напряжений, особенно на переходах через водные преграды.
Переходы воздушных линий электропередачи (ЛЭП) через водные преграды относятся к капитальным сооружениям. Сроки службы этих переходов принимаются не менее срока службы ЛЭП. На протяжении всего срока службы переходы ЛЭП должны обладать высокой надежностью и обеспечивать бесперебойную и устойчивую работу ЛЭП.
Опыт проектирования показывает, что протяженность участков ЛЭП, пересекающих реки и их поймы, составляют 1,5…2% общей протяжности сооружаемых ЛЭП.
Следует при этом отметить, что стоимость фундаментов переходных и пойменных опор и их защитных сооружений превышает в 5-10 раз стоимость опор и фундаментов, устанавливаемых в обычных условиях трассы.
Автору статьи в течение ряда лет приходилось наблюдать за работой ледозащитных устройств ЛЭП различных напряжений в паводковые периоды, а также в процессе строительства изыскивать варианты переходов ЛЭП через водные преграды и способы их сооружения.
При проведении изысканий кроме изучения климатических особенностей района, где проходит линия, требуется дополнительно провести комплекс исследований гидрологических характеристик водного препятствия и на основе этих исследований выбрать наиболее экономичный и надежный переход ЛЭП.
Эффективность цепи защиты
Эффективность цепи защиты должна проверяться двумя испытаниями: проверкой стойкости к короткому замыканию цепи защиты при замыкании ближайшей фазы и измерением сопротивления между доступными прямому контакту элементами каркаса и оболочки шкафа с целью защиты.
При испытании воздушных зазоров и длины путей тока утечки значения, приведенные в стандарте МЭК 60439-1, должны применяться для оголенных фазных проводников и выводов аппаратов.
7 типовых испытаний элементов шкафов Prisma Plus, проведенных как в собственных лабораториях компании Schneider Electric, так и в специально аккредитованных для этого лабораториях компаний LOVAG, ASEFA, ASTA, КЕМА и других, показали, что низковольтные шкафы в состоянии гарантированно обеспечить надежную бесперебойную работу электропотребителей, получающих питание от этих шкафов.
Перечень этих 7 типовых испытаний и положительный результат, ожидаемый от их проведения, даны в 7 [7].
Следует отметить, что все три типа щитов шкафов Prisma Plus (Prisma Plus Pack, Prisma Plus G и Prisma Plus P) успешно прошли испытания и показали полное соответствие требованиям базового международного стандарта МЭК 60439-1, что свидетельствует о высокой надежности и гарантированной безопасности обслуживания этих шкафов.
Основные технические характеристики распределительных шкафов Prisma Plus
Общий вид одного из шкафов Prisma Plus, оснащенных стандартными коммутационными аппаратами, комплектующими для монтажа и присоединения производства компании Schneider Electric, показан на 9, а проведение испытаний шкафа в лаборатории этой компании — на 10. Конструкция такого шкафа, у которого коммутационные аппараты установлены за передней панелью, а рычаг управления находится с ее внешней стороны и, кроме того, имеется система перегородок, рассчитанных на секционирование по форме 2, 3 и 4, обеспечивает полную безопасность обслуживающего персонала. Надежно защищено и оборудование шкафа, так как все его стенки изготовлены из стального листа, обработанного методом катафореза вместе со слоем термоотверждаемой порошковой полиэфирной краски.
Все элементы шкафов Prisma Plus, которые в наибольшей степени подвержены повреждениям, в обязательном порядке должны испытываться на соответствие требованиям международного стандарта МЭК 60439-1. При проведении таких испытаний должны соблюдаться следующие условия:
При испытании диэлектрических свойств напряжение должно измеряться между всеми токоведущими частями и каркасом, а также между каждым полюсом и всеми полюсами, соединенными между собой.
При испытании на стойкость к коротким замыканиям тестирование устойчивости к такому замыканию должно проводиться при обязательной установке «закорачивающих» перемычек в конце сборных шин или на ответвлениях от них, а электродинамическая стойкость должна проверяться тестированием механической прочности компонентов электрической цепи во время короткого замыкания.
Обеспечение безопасной эксплуатации распредустройств низкого напряжения
Безопасность и надежность распредустройств низкого напряжения можно считать гарантированными, если они изготовлены и испытаны в соответствии с требованиями международного стандарта МЭК 60439-1 и соответствующих гармонизированных с ним отечественных стандартов, регламентирующих условия эксплуатации, размеры, технические характеристики и необходимые испытания для этих распредустройств. Требования этого стандарта относятся к таким компонентам: встроенным аппаратам, механическим элементам, средствам присоединения и др.
Система требований на соответствие низковольтных распредустройств стандарту МЭК 60439-1 обеспечивает этим устройствам достижение ряда преимуществ по сравнению с устройствами, не в полной мере отвечающими требованиям этого стандарта. К числу таких преимуществ относятся следующие: профессиональный контроль за работой низковольтных распредустройств, гарантированное обеспечение бесперебойного питания электропотребителей, уменьшение капиталовложений в случае необходимости расширения распредустройства.
Из обширного комплекса требований международного стандарта МЭК 60439-1, предъявляемых к распредустрой- ствам низкого напряжения модульной конструкции, ограничимся рассмотрением только требований к испытаниям таких устройств, поскольку успешно проведенные испытания решающим образом влияют на обеспечение безопасной эксплуатации распредустройств и гарантируют:
• При монтаже: правильность сборки; проверку и испытание отдельных аппаратов; соответствие схем и присоединений принятым техническим решениям.
• При эксплуатации: отсутствие неполадок в работе, длительный срок службы, неограниченные возможности модификации, максимальное удобство обслуживания.
• При обслуживании: обеспечение защиты от прямого контакта с токоведущими частями вследствие ограничения доступа, облегчение работы с отдельными элементами распредустройства вследствие его структурирования.
В качестве типичного примера испытаний низковольтных распредустройств рассмотрим комплекс испытаний низковольтных распределительных шкафов Prisma Plus, выпускаемых компанией Merlin Gerin [7]. Эта компания выпускает следующие типы шкафов: Prisma Plus Pack (на токи до 160 А, степень защиты IP30), Prisma Plus G (на токи до 630 А, степень защиты IP55), Prisma Plus Р (на токи до 4000 А, степень защиты IP55).
Типичные компоновки панелей и шкафов в секции распредустройств низкого напряжения
Компоновки панелей распредустройств, а также отдельных шкафов в секции напрямую зависят от набора функций, которые должна выполнять система электроснабжения того или конкретного участка или предприятия в целом. На электрометаллургическом заводе «Днепроспецсталь» (г. Запорожье) эти функции весьма разнообразны. На заводе электроснабжение по низкой стороне осуществляется при помощи отдельных панелей и секций шкафов низковольтных распредустройств модульной (или, по заводской терминологии, каркасной конструкции), в разные годы установленных различными производителями. Так, для питания низковольтной аппаратуры распределения и управления применяются распредустройства и электо- оборудование компаний RADE KONCAR (Македония), BRAR Elettro mecanica S.R.L. Ericuble S.a.r.l. (Италия); для питания испытательного оборудования — устройства РЕТОМ НПП «Динамика» (г. Чебоксары, Россия); для питания оборудования промышленного контроля и автоматики — оборудование ЗАО АТП (г. Запорожье), электроприводы фирмы EMERSON; для питания систем компенсации реактивной мощности — оборудование фирмы NOKIAN CAPACITORS (Финляндия) и др.
Секции шкафов этих распредустройств модульной конструкции в отличие от устаревших, давно демонтированных нестандартных распредустройств, не отвечавших критериям промышленной эстетики и технологической культуры обслуживания, обеспечивают:
• Качественный внешний осмотр и очистку электрооборудования от грязи и пыли.
• Восстановление изоляции выводных концов, перемычек, контактных соединений и паек, лакового покрытия, маркировки электрических и энергетических коммуникаций.
• Значительное упрощение демонтажа составных частей оборудования с целью получения свободного доступа к элементам электрооборудования,
требующего технического обслуживания с последующим монтажом.
• Замену устройств заземления и зануления, быстро- изнашивающихся частей, изоляторов, арматуры, кабелей, контрольно-измерительных приборов, клеммников электропроводок, плавких вставок предохранителей.
• Дефектоскопию деталей и сварных стыков неразру- шаемыми методами контроля.
• Измерение сопротивления изоляции.
• Испытание комплектов повышенным испытательным напряжением промышленной частоты, а также освидетельствование и экспертизу электрооборудования и др.
Типичные компоновки панели с рубильником РПС-2-ПУЗ и шкафов в секции распредустройст- ва низкого напряжения показаны на 7 и 8 соответственно [1].
Распределительные устройства низкого напряжения модульной конструкции
Продолжим начатую в предыдущем выпуске журнала характеристику распределительных устройств низкого напряжением модульной конструкции.
Основные технические характеристики и условия работы распредустройств низкого напряжения
Основные технические характеристики распредустройств типа «ZR-W» компании 7Р11Е АО приведены в З [3].
Монтаж распредустройств типа «ZR-W» компании ZPUE АО, также как и распредустройств других компаний, должен производиться внутри предусмотренных для этого помещений, свободных от взрывоопасных веществ и не содержащих токопроводящей пыли и агрессивных газов или паров в концентрации, разрушающей металлы и изоляцию. Характеристика других условий работы распредустройств, которые принято называть нормальными условиями работы, приведена в 4.
Рассмотрим также комплектное низковольтное электро- щитовое оборудование отечественного производителя — Харьковского электрощитового завода, выпускающего самый широкий спектр низковольтных комплектных устройств (НКУ) [6]. Типичным представителем таких устройств является НКУ собственных нужд переменного тока 0,4 кВ трансформаторных подстанций 35-750 кВ ЩСН, ПСН, состоящее из вводных, секционных и распределительных шкафов.
Основные технические характеристики рассматриваемого НКУ приведены в 5, а общий вид одного из шкафов, входящих в НКУ, показан на 6 [6].