Глава первая Работы под напряжением при эксплуатации линий электропередачи

1.1. Работы под напряжением как составная часть планово-предупредительного ремонта

Система планово-предупредительного ремонта электроустановок, в том числе линий электропередачи, предусматривает проведение на них работ технического обслуживания и капитального ремонта. Работы по техническому обслуживанию направлены на предохранение электроустановок и их элементов от преждевременного износа, на поддержание работоспособного состояния, обеспечивающего сохранение эксплуатационных показателей, предусмотренных при их создании. В процессе ремонта электроустановок выполняются работы по восстановлению первоначальных параметров и эксплуатационных показателей, а в ряде случаев и по повышению надежности; при ремонте дефектные и изношенные детали и элементы заменяются новыми с характеристиками, предусмотренными при проектировании, или более совершенными, прочными и экономичными, улучшающими эксплуатационные параметры электроустановок.

Ремонт и техническое обслуживание воздушных линий электропередачи (BЛ) напряжением 35—500 кВ характеризуются показателями (табл. 1.1), полученными на основании данных энергосистем о плановых отключениях BЛ [3, 4].

Число и длительность плановых отключений ВЛ 0,38-10 кВ для ремонта и технического обслуживания составляют:

Напряжение ВЛ, кВ	0,38	6-10
Число отключений одной ВЛ в год	1,85	2,5
Длительность отключений одной ВЛ, ч/год	7,4	12,5

Длительность ремонта определяется техническим состоянием элементов BЛ, которое существенно зависит от материала опор и класса напряжения (табл. 1.2), а также от срока эксплуатации BЛ и качества материалов и оборудования. Основную часть ремонтов BЛ 0,38—20 кВ составляет замена опор и их деталей, ремонт проводов, замена изоляторов, ремонт и замена вводов в дома.

Таблица 1.1. Число и длительность отключений BЛ 35-500 кВ для ремонтов и технического обслуживания (средние значения за 10 лет)

Параметр, характеризующий ремонт (техническое обслуживание), материал опор	Напряжение ВЛ, кВ
	32	110	220	330	500
Число ремонтов одной ВЛ к среднем за год на опорах:
металлических	1,2	1,7	2,6	2,8	2,3
железобетонных	0,9	1,1	1,4	2,1	2,6
деревянных	1,9	2,3	-	-	-
Длительность пребывания одной ВЛ в ремонте и техническом обслуживании, ч/год, на опорах:
металлических	18	24,6	44,2	58,8	41,4
железобетонных	13,5	17	33,6	44,2	60
деревянных	30,4	35	-	-	-

Таблица 1.2. Средняя продолжительность пребывания в ремонте ВЛ 35-500 кВ, % длительности всех видов ремонта ВЛ

Вид работы	Металлические опоры			Железобетонные опоры			Деревянные опоры 35 — 110 кВ
	35- 110 кВ	220- 330 кВ	500 кВ	35- 110 кВ	220- 330 кВ	500 кВ
Ремонт, окраска опор	11-22	7-9	2-3	15-38	10-14	4-5	57-58
Ремонт провода, арматуры	19-21	6-7	4-5	13-15	5-8	1	10-11
Замена изоляторов	43-49	70-78	80	27-46	61-70	90-92	15-21

Из приведенных данных видно, что пребывание линий электропередачи в состоянии ремонта и технического обслуживания составляет небольшую часть всего времени работы. Однако на время отключения линии для проведения на ней необходимых работ снижается надежность электроснабжения или ограничивается передача электроэнергии. При этом увеличивается расход электроэнергии на ее транспорт или вообще прекращается питание потребителей, если отключается радиальная линия. Вывод из работы электроустановок, в особенности обеспечивающих электроснабжение потребителей I категории, сопровождается многочисленными согласованиями отключений с потребителями, а подготовка сети к отключению линий связана со значительными затратами рабочего времени персонала, во многих случаях соизмеримых с затратами на проведение ремонта.

В связи с интенсивным развитием сельского хозяйства, в том числе животноводческих, молочных хозяйств на промышленной основе, птицефабрик, тепличного растениеводства, применением электрообогрева, переработкой сельскохозяйственной продукции резко возросли требования к надежности электроснабжения потребителей по распределительным сетям. Между тем технические мероприятия по совершенствованию схем электроснабжения и резервированию электрических сетей, их автоматизации не обеспечивают необходимого выполнения требований надежности электроснабжения сельских потребителей. Значительная часть электрических сетей 6—10 кВ и практически все BЛ0,38 кВ радиальные; их отключение для ремонтов приводит к обесточиванию потребителей.

В определенной степени те же факторы ограничивают возможность отключения BЛ 35—110 кВ для ремонтов: значительные объемы ремонтов (в первую очередь связанных с заменой деталей деревянных опор и изоляторов), снижение надежности сети, недостаточное резервирование, в особенности в сетях сельскохозяйственного назначения.

Отключение для ремонтов межсистемных и магистральных BЛ 220-750 кВ снижает возможности нормального электроснабжения крупных народнохозяйственных объектов, ограничивает выдачу мощности из генерирующих центров, ее передачу в промышленные районы. При передаче по ВЛ 330 кВ мощности до 400 МВт, по ВЛ 500 кВ - до 1000 МВт, по ВЛ 750 кВ -до 2000 МВт изменения режимов сети, связанные с выводом таких линий в ремонт, сопровождаются снижением надежности сети, устойчивости параллельной работы электростанций и энергосистем, дополнительной загрузкой менее экономичных станций, увеличением технологического расхода электроэнергии на ее транспорт при возрастании перетоков мощности по ВЛ более низких напряжений. В наибольшей степени потери электроэнергии в сети увеличиваются при отключении ВЛ, по которым выдается мощность с крупных электростанций, поскольку возможности использования резервных линий в таких случаях ограничены.

Все перечисленные причины обусловливают ограничения в предоставлении отключений линий для ремонта. А эти ограничения приводят к накоплению на линиях дефектов и существенному возрастанию вероятности аварийных отключений.

Обеспечить проведение ремонтов и технического обслуживания линий электропередачи и одновременно избежать отрицательных последствий их отключений для этих целей возможно, если применить методы производства работ под напряжением без вывода линий из работы. Эксплуатация электроустановок, в первую очередь линий электропередачи без их отключения, получила в настоящее время широкое распространение и становится основным способом их обслуживания. Применение работ под напряжением помимо преимуществ, связанных с сохранением нормального режима работы электрической сети, приводит также к существенному снижению электротравматизма.

Соблюдение мер безопасности при работах под напряжением является неотъемлемой частью технологии работ, тогда как при работах на отключенных электроустановках меры безопасности оторваны по времени и частично по месту (отключение и заземление на подстанциях, выполняемые оперативным персоналом) от действий на рабочем месте; одновременно работы под напряжением выполняются с большим вниманием работающих и контролем за их действиями.

Проведение работ под напряжением предусматривает полное оснащение бригад комплектом необходимых приспособлений, устройств, инструмента и средств безопасности; как показала практика, степень укомплектованности техническими средствами персонала, работающего под напряжением, значительно выше, чем бригад электромонтеров, работающих на отключенных линиях.

Существенно повышается равномерность загрузки эксплуатационного персонала. Исключается авральный характер работ, при котором на время отключения линии для выполнения ремонтов стягивается максимально возможное число монтеров и техники из-за ограниченной длительности отключений. В электрических сетях 110 кВ и выше с высокими электрическими нагрузками возможность отключения определяется периодами снижения потребления электроэнергии, поэтому редкие случаи предоставления отключений приходятся на выходные и даже праздничные дни. Это вызывает негативные социальные последствия, связано с дополнительными затратами на специальную подготовку к дням отключений, определяет существенную неритмичность загрузки персонала. Проведение работ под напряжением, хотя и связано с определенными ограничениями по условиям производства работ, обеспечивает более равномерное, заранее планируемое использование рабочего времени персонала.

Наряду с плановыми ремонтами на отключенных линиях, ремонты под напряжением позволяют ликвидировать предаварийные режимы и проводить аварийно-восстановительные работы.

Среди работ по ремонту и техническому обслуживанию действующих электроустановок в отечественной и мировой практике выделяются те виды работ, в ходе выполнения которых эксплуатационный персонал непосредственно или с использованием специальных приспособлений, устройств, инструмента производит технологические операции на проводах, изоляторах, арматуре или других элементах, находящихся под рабочим напряжением. Такого рода работы, отвечающие определенной группе требований и условий их выполнения, и являются далее предметом рассмотрения авторами в настоящей книге. Вне поля зрения оставлены многие другие работы, производимые также без отключения электроустановок, но отличающиеся от указанных процедурой обеспечения безопасности работающих, подготовкой места производства работ и процессом их выполнения. К ним относятся, в частности, замена приставок, подкосов, ветровых связей, стоек и траверс 11- и АП-образных деревянных опор, окраска конструкций, ремонт фундаментов и оснований опор, работы на отключенной цепи двухцепной линии, когда вторая цепь остается под напряжением, удаление загрязнений с изоляции электроустановки, находящейся под напряжением, путем обмыва струей воды и др.

Рис. 1.1. Ремонт под напряжением ВЛ 0,38 кВ

Применяются две основные схемы выполнения работ под напряжением, характеризующиеся различным положением работающего по отношению к элементу электроустановки, находящемуся под напряжением, и землей (заземленной частью электроустановки).

Первая схема: провод (элемент электроустановки) под напряжением — изоляция — человек — земля. Схема реализуется двумя методами.

Рис. 1.2. Работа на линии электропередачи под напряжением с применением изолирующих штанг

1. Работа в контакте (рис. 1.1), когда основным защитным средством являются электроизоляционные перчатки. Указанным методом производятся работы на электроустановках до 35 кВ включительно.

Рис. 1.3 Замена изоляторов на линии электропередачи 330 кВ под напряжением

Работа на расстоянии, когда работа выполняется с применением изоляционных штанг. Этот метод применяется в электроустановках до 100 кВ, но преимущественно на напряжении 6-220 кВ (рис. 1.2).

Вторая схема: провод-человек-изоляция-земля. Работы по этой схеме производятся с изолирующих устройств — специальных подъемников или конструкций, размещаемых на опорах линий электропередачи; работа по этой схеме имеет различные названия: работы на потенциале, работы с непосредственным касанием к токоведущим частям, работы по методу голых рук. Область применения этого метода - электроустановки напряжением 6-1150 кВ (рис. 1.3).

Следует отметить, что если методы работы в контакте или работы на расстоянии распространяются на всю технологию того или иного вида ремонта, то работа под потенциалом применяется только в тех технологических операциях, где необходимо касание к элементам, находящимся под напряжением, а все остальные операции производятся путем работы на расстоянии.