АВАРИЙНЫЕ ОТКАЗЫ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ

EMERGENCY FAILURES OF OVERHEAD LINES

Aigerіm Sabyrzhanova

Master's student, NJSC West Kazakhstan Agrarian and Technical University named after Zhangir khan, Republic of Kazakhstan, Uralsk

Nazym Zheksembieva

Candidate of technical sciences, NJSC «West Kazakhstan Agrarian and Technical University named after Zhangir khan», Republic of Kazakhstan, Uralsk

Yerbol Yerbayev

Doctor of philosophy (PhD), NJSC «West Kazakhstan Agrarian and Technical University named after Zhangir khan», Republic of Kazakhstan, Uralsk

Аннотация. Компонентная структура ВЛ позволяет выполнить не только анализ повреждаемости ВЛ, но и вести планирование и учет технического обслуживания и ремонта ВЛ с помощью систем управления активами. В статье рассматривается анализ технологических нарушений ВЛ, отказы которых происходят из-за повреждений изолирующей подвески, проводов, грозозащитных тросов, стойки опор и анкерных узлов крепления тросовых оттяжек опор.

Abstract. The component structure of the overhead line allows you to perform not only the analysis of the damage to the overhead line, but also to plan and account for the maintenance and repair of overhead lines using asset management systems. The article deals with the analysis of technological violations of overhead lines, failures of which occur due to damage to the insulating suspension, wires, lightning protection cables, support struts and anchor attachment points of cable ties of supports.

Ключевые слова: воздушная линия; линий элеткропередач; обрыв провода; отказы; аварийное отключение; электрическая сеть.

Keywords: overhead line; power lines; wire breakage; failures; emergency shutdown; electrical network.

По статистике воздушные линий электропередач повреждаются больше чем трансформаторы и выключатели. В основном, повреждаются они из-за территориальной протяженности и влияния погодных условии. Повреждаемость электросетей напрямую влияет на промышленные отрасли, а также бытовым потребителям. Если не уделять должное влияние на повышение эффективности работ воздушных линий, то это приведет к большим материальным расходам.

За период с 1999 по 2016 годы в электрических сетях Казахстана произошло 5299 аварийно отключенных ВЛ напряжением 220-1150 кВ [1,2], которые классифицировались следующим образом:

1. Недостаток эксплуатации, что составляет 22 % от общего числа отключений. В зависимости от этого раздела включают следующие отключения:

- обрушением опор в связи с коррозией анкерного узла крепления канатных тягачей и недостаточным углублением опор;

- с обрывом проводов и молниезащитных тросов и их жил из-за неудовлетворительного контакта в ясную погоду и в зажимах;

- разъединение и разрыв изолирующих подвесок вследствие неудовлетворительного шарнирного соединения арматуры при отсутствии замков и открытой погоде;

- Возгорание растений на трассе ВЛ;

- изоляционными покрытиями при открытой погоде из-за загрязнения изоляторов;

- перекрытие проводов в кронах деревьев.

2. Воздействие посторонних лиц, что составляет 4 % от общего числа отключений. Он состоит из следующих отключений в зависимости от раздела:

- падением опор из-за угона углов и среза анкерных болтов канатных тягачей;

- Обрывы и повреждения проводов вследствие работы спецтехники под ВЛ;

- на спецтехнику, работающую в охранной зоне ВЛ от проводов с дубовыми покрытиями, а также на негабаритный транспорт, проходящий под ВЛ;

- изоляционными покрытиями из-за разрушения изоляторов при стрельбе из охотничьих ружей;

- Наброски посторонних предметов на проводах ВЛ;

- С разведением огня в охранной зоне ВЛ.

3. Воздействие природных явлений, что составляет 21 % от общего числа отключений. Это произошло при ветровых и гололедных нагрузках на участок и в связи с этим:

- падение опор;

- обрыв проводов и молниезащитных тросов и их жил;

- разъединение и разрыв изолирующих подвесок;

- пляска проводов и молниезащитных тросов;

- приближение провода к несущему телу на неблагоприятное расстояние;

- сближением проводов и молниезащитных тросов друг с другом или на недопустимое расстояние до земли в связи с образованием гололеда;

- перекрытие изоляции во время грозы при густом тумане.

4. Неуточненные причины, составляющие 32 % от общего числа отключений. Этот раздел включает в себя отключения, вызванные природными явлениями, причины которых не были установлены, даже когда погода была ясной.

5. Отключения, не связанные с повреждением ВЛ, что составляет 21 % от общего числа отключений. К данному разделу относятся отключения, вызванные ошибочными действиями персонала, неисправностями релейной защиты и автоматики, неисправностями оборудования ПС, неисправностями оборудования потребителей.

6. Отключения из-за дефектов производства и некачественного строительства, что составляет менее 1 % от общего количества. В этот раздел входят отключения, связанные с некачественным монтажом при строительстве, заводскими дефектами поставляемых материалов.

На рисунке 1 приведена общая статистика аварийных отключений, распределенных по классифицированным причинам.

Рисунок 1. Классификация аварийных отключений ВЛ за период 1999-2016 годов

Далее рассмотрим эту статистику по годам, показанную на рисунке 2. Стоит отметить, что отключение ВЛ в 2001 году было показано только в первые 7 месяцев, так как данные за август - декабрь, к сожалению, отсутствуют.

Наблюдается тенденция к снижению аварийных отключений по неустановленным причинам и в связи с недостаточной эксплуатацией, но при этом увеличивается количество аварийных отключений, связанных с воздействием природных явлений. Это связано с требованием установить причины аварийного отключения ВЛ с успешным АПВ, возникшим в 2009 году, однако в ранние годы это не требовалось.

- Отключения, не связанные с повреждением ВЛ 1080; 21%

- Ошибки строителей, дефекты изготовления; 20; 0%

- Недостатки в эксплуатации; 1175; 22%

- Воздействие посторонних лиц; 220; 4%

- Влияние стихийных явлений; 1098; 21%

- Неустановленные причины; 1705; 32%

Рисунок 2. Количество аварийных отключений ВЛ за 1999-2016 годы

Отказы ВЛ Республики Казахстан классифицированы следующим образом [3,4]:

1) по продолжительности нарушения работоспособности – постоянная;

2) по скорости протекания процессов, изменение значений параметров – внезапно;

3) по степени нарушения работоспособности – полностью;

4) в связи с отказом других объектов – независимо.

Причинами постоянных отказов ВЛ могут быть внешние и внутренние. К внешним причинам относятся:

1) ошибки, допущенные при проектировании, определении условий и режимов эксплуатации, при изготовлении элементов и их монтаже. Эти ошибки и скрытые дефекты обычно возникают на начальном этапе эксплуатации;

2) износ, что приводит к постепенной потере ряда функциональных свойств объекта, т.е. к износу. Процесс деградации происходит под воздействием постоянных факторов, которые носят случайный и детерминированный характер;

3) воздействие природных явлений и посторонних лиц. Эти эффекты приводят к отказам, даже если элементы ВЛ не имеют какого-либо видимого ухудшения функциональных свойств.

К внутренним причинам относятся ошибки обслуживающего персонала и низкая его квалификация. Низкое качество поверки, неудовлетворительное выполнение технического обслуживания и ремонта приводят к сбою.

Анализ отказов ВЛ выполнен с учетом климатических зон, указанных в таблице 1. Республика Казахстан расположена в умеренном климатическом поясе. Расположение ВЛ по климатическим районам определено на основании [5,6].

Таблица 1.

Распределение климатических зон

За период с 1999 по 2016 годы в электрических сетях вышел из строя 251 ВЛ (таблица 2). Эти сбои были вызваны повреждением следующих элементов:

1) изолирующие подвески (42% от общего количества);

2) провода (20% от общего количества);

3) стойка (17% от общего количества);

4) тросы молниезащиты (17% от общего количества);

5) узлы анкерного крепления канатных тягачей опор (4% от общего количества).

Таблица 2.

Отказ ВЛ за период 1999-2016 годы

Таким образом, компонентная структура ВЛ позволяет выполнить не только анализ повреждаемости ВЛ, но и вести планирование и учет технического обслуживания и ремонта ВЛ с помощью систем управления активами. Анализ технологических нарушений ВЛ показал, что отказы ВЛ происходят из-за повреждений изолирующей подвески, проводов, грозозащитных тросов, стойки опор и анкерных узлов крепления тросовых оттяжек опор.