1.2. Развитие ремонтов под напряжением

Ремонт электроустановок, в основном линий электропередачи, без их отключения производится в СССР, почти во всех европейских странах, в США и Канаде, Аргентине, Бразилии, Японии, Китае, Австралии, Новой Зеландии, некоторых странах Африки. При этом на всех уровнях напряжения выполняются работы в США, Швеции, Германии, Венгрии, Испании. Вследствие разнообразия экономических условий, возможностей выпуска или закупки необходимых технических средств объем работ под напряжением, проводимый в отдельных странах, весьма различен [59].

Первые работы под напряжением проведены в США в 1906 г. Применялись два метода работ: в установках до 5 кВ - с использованием резиновых перчаток, в установках среднего напряжения до 50 кВ - с помощью изолирующих штанг, оснащенных съемным инструментом. Методы и приспособления, разработанные в США, начали применять с конца 20-х годов в Канаде.

С 1942 г. в СССР приступили к замене деталей деревянных опор на BЛ 35-110 кВ под напряжением, а с 1945 г. - к замене изоляторов и ремонту провода по оригинальному, разработанному впервые в мире методу работы на потенциале. В начале 50-х годов к ремонту линий электропередачи под напряжением приступили в Швеции, в начале 60-х годов - в Англии и Франции. В 70-е годы ремонты под напряжением на линиях 110-400 кВ начались в Германии и Венгрии, где были разработаны оригинальные способы производства работ.

Развитие работ на линиях электропередачи под напряжением в СССР с применением изолирующих штанг преимущественно при контроле изоляторов и соединителей, а также при оперативных переключениях началось еще в 30-е годы.

Для обеспечения бесперебойной работы радиальных линий электропередачи 35-110 кВ по электроснабжению объектов народного хозяйства в годы Великой Отечественной войны были разработаны и применены в энергосистемах методы и приспособления для замены деталей деревянных опор. В 1942 г. решением Народного Комиссариата электростанций и ЦК профсоюза рабочих электростанций в случаях, когда отключение линии является невозможным из-за перерыва в подаче энергии важным по своему значению потребителям, допущено производство следующих работ на линиях напряжением до 110 кВ включительно, находящихся под напряжением: смена стоек, траверс, раскосов, распорок и других деталей деревянных опор, установка накладок на траверсы и стойки, проверка загнивания траверс по всей длине, установка и снятие изоляторов, работы при помощи изолирующей штанги, установка и смена трубчатых разрядников, ревизия и ремонт грозозащитных тросов, заземляющих спусков на деревянных опорах.

Одновременно велись поиски и исследования, связанные с такими ремонтными работами, которые требовали касания к проводам и изоляторам, находящимся под напряжением. Проводились работы по определению предельных безопасных значений тока, протекающего через человека, исследовались изоляционные свойства некоторых конструкционных материалов и разрабатывались различные способы доставки электромонтера к проводу. Метод работ, применявшийся в США и основанный на использовании штанг, не мог быть рекомендован для энергосистем страны из-за значительной сложности технологии, многообразия необходимых приспособлений и инструмента, высоких требований к размерам и исполнению подвесов, упоров, кронштейнов и других вспомогательных устройств.

Опыты, проведенные в ОРГРЭС показали, что без особых болевых ощущений человек, надежно изолированный от земли, может касаться провода, находящегося под напряжением до 5 кВ. Советские инженеры стали пионерами нового метода ремонта линий электропередачи под напряжением (рис. 1.4), который через 15 лет получил широкое распространение в других странах. За разработку и внедрение новых методов ремонта ВЛ, обеспечивших бесперебойное электроснабжение важнейших народнохозяйственных объектов, инженеры Н.П. Астахов, Ю.Е. Григорьев, С.А. Скобелев и А.И. Понедилко были в 1946 г. удостоены Государственной премии.

Большой вклад во внедрение работ под напряжением внесли в Донбассэнерго инж. Т.П. Мусатов (под руководством которого позднее, в 1958 г., велись работы на ВЛ 35-220 кВ с применением первой в стране трехзвенной телескопической вышки с верхним изолирующим звеном); в Узбекской энергосистеме - инж. Л.И. Бобович и М.Л. Гальйерн; в сложной работе по замене под напряжением приводов ВЛ 110 кВ к Карагандаэнерго - инж. А.Н. Плеханов; в Латвийской энергосистеме - инж. Я.Ф. Кузьмин. Тогда же в ОРГРЭС были составлены временные инструкции по ремонтам линий под напряжением на основе опытных работ, проведенных в высоковольтной сети Челябэнерго. В целом разработка и совершенствование ремонтов линий электропередачи под напряжением, их широкое внедрение явились результатом огромной творческой исследовательской и практической работы специалистов энергосистем страны под руководством группы инженеров ОРГРЭС.

Наиболее широкое распространение работы под напряжением на ВЛ 35-220 кВ получили в середине 50-х годов. Эти работы в 1956 г. проводились в 41 энергосистеме. Из 220 тыс. работ 43,5 тыс. составила замена деталей деревянных опор, 7,8 тыс. - замена трубчатых разрядников, 12,8 тыс. - работы с изолирующих устройств, в том числе на ВЛ 35-110 кВ - 12,3 тыс. работ, на ВЛ 220 кВ - около 500 работ.

Рис. 1.4. Ревизия провода в поддерживающем зажиме ВЛ 110 кВ под напряжением (Донбассэнерго, 1948 г.)

В числе энергосистем, где под напряжением заменялось наибольшее число деталей деревянных опор, были Горэнерго, Пермэнерго, Свердловэнерго, Ярэнерго, работы с изолирующих устройств получили наиболее широкое распространение в Донбассэнерго, Краснодарэнерго, Куйбышевэнерго, Свердловэнерго, Латвийской и Узбекской энергосистемах. В 1954-1956 гг. в 11 энергосистемах страны объем работ на опорах, проводах и гирляндах изоляторов под напряжением составил 60—85% общего объема работ на этих элементах [6]. В середине 50-х годов на двух заводах был организован серийный выпуск приспособлений для 1 работ под напряжением.

Специалисты ОРГРЭС продолжали развивать ремонты линий под напряжением: в 1955 г. на экспериментальной базе в г. Хотьково впервые коснулись провода под напряжением 400 кВ; в 1960 г. в ОРГРЭС* был создан первый экранирующий костюм для защиты электромонтера, касающегося провода под напряжением, от влияния электрического поля; разработаны и изготовлены телескопические вышки с верхним изолирующим звеном из стеклопластика, созданным в ВЭИ им. В.И. Ленина. В ОРГРЭС был разработан комбинированный способ замены под напряжением изоляторов на линиях 6-10 кВ с применением изолирующих штанг и изолирующей телескопической вышки [7].

Однако в конце 50-х годов объем работ под напряжением в энергосистемах начинает сокращаться. Причин было несколько: развитие электрических сетей 35-220 кВ и сооружение резервных линий; применение в изолирующих конструкциях электротехнического древесно-слоистого пластика, не обеспечившего стабильности изоляционных свойств (пластик со временем расслаивался); снижение дополнительной оплаты персоналу за выполнение работ под напряжением. Главной же причиной было прекращение выпуска надежных приспособлений и устройств для работ под напряжением.

Высокие требования, предъявляемые к надежности линий электропередачи 330-750 кВ, ограниченные возможности их отключения, а так же экономические соображения вызвали необходимость возобновления и СССР работ на линиях высших классов напряжения без их отключения. Для ускорения внедрения был использован опыт Германии и Венгрии. С 1981 г. и Минскэнерго начались работы по замене дефектных изоляторов поддерживающих гирлянд и ремонту дистанционных распорок на ВЛ 330 кВ но технологии и с применением приспособлений и устройств ГДР. С 1982 г. в Молдавской энергосистеме разработан и применяется оригинальный метод замены изоляторов поддерживающих гирлянд на ИЛ 330 и 400 кВ. В 1982 г. в энергосистемах Украины начались ремонты под напряжением поддерживающих гирлянд и дистанционных распорок на ВЛ 750 кВ по технологии и с применением приспособлений Венгрии. С этого времени началось интенсивное развитие работ под напряжением на ВЛ 220-750 кВ. По инициативе Минэнерго УССР, Винницаэнерго, Донбассэнерго, Львовэнерго, других энергосистем Украины при активном участии Союзтехэнерго разрабатываются новые технологии работ под напряжением на линиях 220-750 кВ с железобетонными и металлическими опорами различного типа, в том числе на поддерживающих и натяжных гирляндах, на фазах с двумя, тремя, четырьмя и пятью проводами; разработаны и выпускаются приспособления для выполнения работ под напряжением.

Союзтехэнерго проведены исследования и разработка экранирующих комплектов спецодежды для защиты работающих под потенциалом провода от влияния электрического поля. Экранирующие комплекты выпускались Опытно-экспериментальным предприятием по внедрению работ под напряжением (ОЭП ПРН) в Винницаэнерго, с 1986 г. изготовляются предприятиями Минлегпрома СССР.

В 1985 г. на основе проведенных экспериментальных работ специалисты производственных объединений "Союзтехэнерго" и "Дальние электропередачи" осуществили пробные работы под напряжением на опытном участке электропередачи 1150кВ (рис. 1.5).

В ОЭП ПРН Львовэнерго (г. Ровно) разработана технология и выпускаются приспособления для ремонта под напряжением ВЛ 0,38 кВ, в ОЭП ПРН (г. Винница) - для работ под напряжением на линиях 110 и 150 кВ.

В 1985-1987 гг. в ОЭП ПРН (г.Винница) обучены бригады всех энергосистем Украины и 40 энергосистем других регионов страны работам под напряжением на ВЛ 110-750 кВ. На тренировочном полигоне подготовлено шесть бригад электромонтеров производственного объединения "Дальние электропередачи" для проведения ремонтов под напряжением на ВЛ 500-750 кВ. С 1984 г. ведется подготовка электромонтеров ремонтам под напряжением ВЛ 0,38 кВ; обучено 500 бригад энергосистем Украины. С 1982 г. (в основном за 1985-1987 гг.) заменено 87 тыс. дефектных изоляторов на ВЛ 330-750 кВ, около 30 тыс. дистанционных распорок на ВЛ 330-750 кВ. На ВЛ 0,38 кВ энергосистем Украины заменено 6 тыс. изоляторов, смонтировано 7,7 тыс. вводов в дома.

Рис. 1.5. Работа под напряжением на проводе опытного участка на ВЛ 1150 кВ

Разработка и внедрение в народное хозяйство высокоэффективной технологии ремонтов под напряжением ВЛ 220-750 кВ удостоена премии Совета Министров СССР 1988 года.

США.

Технология работ под напряжением, применявшаяся в США, в течение более чем 50 лет, основывалась на использовании изолирующих штанг: провода освобождались от креплений к изоляторам и разводились в стороны и вверх. При этом использовались штанги - манипуляторы, снабженные на концах сменным специальным инструментом для удаления вязок, шплинтов, раскручивания гаек, болтов и т.д. Силовые штанги были предназначены для удаления проводов от опоры и закрепления их на таком расстоянии, чтобы образовывалась зона безопасной работы. Технология ремонтов под напряжением до 5 кВ предусматривала применение изолирующих перчаток в сочетании с экранами и перегородками, отделявшими место производства работ от других фаз, находившихся под напряжением. Этот метод получил широкое распространение и в других странах.

Лишь с начала 60-х годов в США начал применяться так называемый метод голых рук - работа по схеме провод - (человек) - изоляция - земля; метод был разработан, по-видимому, самостоятельно (инж. Рорцен) через 15 лет после того, как он был освоен в СССР. Летом 1960 г. этим методом на ВЛ 34 кВ Балтимора-Портэдж произведена замена и изоляторов, соединительного зажима и установлены антивибрационные армирующие прутки [8]. При этом в публикациях о новой технологии работ под напряжением, ее преимуществах перед методами работ со штангами, экономической эффективности, упоминаний о приоритете Советского Союза не было.

Методы работ с использованием изолирующих устройств уже в первые годы их освоения начали вытеснять в энергокомпаниях США технологию с использованием изолирующих штанг. Ряд экспериментальных исследований в 1967 г. показал, что работы с непосредственным касанием к проводу могут выполняться на линиях 765 кВ. При этом использовался экранирующий костюм, защищавший электромонтеров от действия электрического поля.

Для приближения монтера к токоведущим частям на линиях высших классов напряжения применяются гидроподъемники с изолирующим звеном, качающиеся лестницы, изолирующие канаты с подвешенным на них через блоки, закрепляемые на траверсе опоры или молниезащитном тросе, креслом-люлькой [9].

В настоящее время ремонты без вывода линий из работы производятся на ВЛ всех классов напряжения. В основном на линиях 30 кВ и выше под напряжением выполняется замена изоляторов, арматуры, гасителей вибрации, ремонт троса, устранение дефектов проводов и др.

На линиях среднего и низкого напряжений производится замена изоляторов, креплений проводов, разъединителей, монтаж ответвлений и ряд других.

Работы под напряжением применяются персоналом всех энергетических компаний. Широкое использование разнообразных методов работ обеспечивается выпуском технических средств. Гидроподъемники с изолирующими звеньями выпускают многочисленные фирмы, в том числе Pitman и Calavar, изготовившие в 1985 г. гидроподъемник с рабочей высотой 46 м для ремонтов под напряжением линий до 800 кВ. В 20-30-х годах приспособления, устройства, штанги инструмент для работ под напряжением выпускались фирмами Kearney и Tips Tool; с конца 30-х годов основным производителем технических средств для работ под напряжением стала фирма CHANCE, экспортирующая свою продукцию во многие страны мира. В США проводится широкий круг исследований влияния электромагнитного поля и условий, обеспечивающих безопасное производство работ под напряжением.