Защита проводов и тросов от вибрации и пляски в АО «Россети Тюмень»

Освоение нефтегазовых месторождений севера Тюменской области в 1970—80-е годы потребовало массового строительства ВЛ. Поскольку геологические и климатические особенности региона тогда были мало изучены, разрабатываемые для северных районов проектные решения были, как правило, идентичны тем, что реализовывались на юге области. Применялись одни и те же типы опор, фундаментов, длины пролетов, марки проводов, тросов, натяжной, поддерживающей, соединительной и прочей арматуры. Не учитывалось фактическое влияние ветровых нагрузок, гололедно-изморозевых отложений, возникающих на проводах и тросах по причине вымораживания обширных обводненных и заболоченных территорий, низких температур или их перепадов.

В процессе эксплуатации линий был выявлен ряд проблем — повышенная вибрация, пляска проводов, значительно сокращающих нормативный срок службы проводов и грозозащитных тросов. Аварийность на ВЛ всех классов напряжения по причине повреждения проводов и грозотросов достигла уровня, при котором надежное электроснабжение потребителей стало проблематичным.

Опыт эксплуатации показал, что типовые гасители вибрации мало эффективны в условиях севера. Большинство аварий происходило при температурах -40 °C и ниже, то есть при повышенных тяжениях, когда демпфирующие свойства провода заметно снижены. Для усиления защиты проводов и грозозащитных тросов ВЛ 110—220 кВ от вибрации АО «Россети Тюмень» совместно с АО «Электросетьстройпроект» (ЭССП) в 1998 году разработало, а затем реализовало комплекс мероприятий, включавший:

• снижение рабочего тяжения проводов там, где это возможно;

• разработку эффективного многочастотного гасителя вибрации;

• установку защитных протекторов в поддерживающих зажимах и на соединительных зажимах;

• создание конструкций поддерживающих зажимов на базе спиральной арматуры;

• проектирование и установку гасителей пляски.

Повышение надежности как самих виброгасителей, так и ВЛ в целом потребовало пересмотра конструкции крепления гасителя к проводу и использования более современных концепций построения гасителя вибрации с целью повышения эффективности демпфирования в диапазоне рабочих частот.

Для достижения этих целей был рассчитан и реализован многочастотный гаситель с использованием созданного в АО «ЭССП» пакета математических моделей вибрации проводов ВЛ.

Начиная с 1999 года в АО «Россети Тюмень» проводилась активная работа по дополнительной защите проводов и грозозащитных тросов с применением спиральных протекторов АО «ЭССП». В развитие этой идеи был создан полный спектр спиральной арматуры (поддерживающей, натяжной, соединительной, шлейфовой и пр.).

Для защиты от вибрации проводов ВЛ 110 кВ и грозозащитных тросов специально для условий «Тюменьэнерго» был спроектирован поддерживающий зажим спирального типа ПС-DпрП-01, получивший в дальнейшем широкое применение и в других регионах.

В 2008 году ЗАО «НТЦ «Электросети» разработало по заказу АО «Россети Тюмень» математическую модель расчета гасителей пляски спирального типа (ГПС) и систему мониторинга для измерения и оценки колебаний бросков тяжений проводов, вызываемых пляской.

Основное назначение спроектированных ГПС — рассогласование вертикальных и крутильных частот провода и исключение их близости при гололедных отложениях на проводах. Конструктивно этот принцип был реализован в одно- и двухпетлевых гасителях «Крыло» и «Бабочка».

В течение 2008—2013 годов гасители ГПС15,2-01-1П («Бабочка») и ГПС-15,2-02-1П («Крыло») и поставленная система мониторинга прошли успешные полевые испытания на участках ВЛ 110 кВ Ямбургского РЭС филиала «Северные электрические сети» АО «Россети Тюмень», на которых в осенне-зимний период происходили отключения по причине схлестывания проводов соседних фаз, вызываемые интенсивными ветровыми нагрузками и образованием гололедно-изморозевых отложений. По результатам испытаний гасители были приняты для массового внедрения.

Всего же с 2008 по 2024 год АО «ЭССП» было изготовлено и смонтировано на ВЛ более тридцати тысяч гасителей пляски спирального типа.

В результате всех проведенных мероприятий количество отключений ВЛ практически было сведено до нуля.

А. В. ТИЩЕНКО, генеральный директор
АО «Электросетьстройпроект»,
С. В. РЫЖОВ, начальник отдела ЗАО «НТЦ «Электросети»