Реконструкция ВЛ-СЦБ участка Вязьма- Брянская - Темкино

Требования в части устойчивости технических средств к возникновению в них опасных состояний при воздействии электромагнитных помех в сочетании с другими дестабилизирующими факторами.Технические средства должны быть устойчивыми к возникновению опасных отказов и сбоев во время и после воздействия на них помех с нормируемыми параметрами, указанными выше: - в сочетании с одиночными и многократными отказами помехозащитных средств, а также при изменениях их параметров. Перечень отказов и изменений параметров помехозащитных средств устанавливается в методиках испытаний ТС на безопасность; - при отказах ТС, перечень которых устанавливается в методиках испытаний ТС на безопасность;- при изменении их структуры (например, при изъятии или отключении питания модулей ТС, реконфигурации резервированных ТС). Перечень соответствующих состояний и конфигураций структуры ТС устанавливается в методиках испытаний ТС на безопасность; - при допустимом изменении активного и индуктивного сопротивления в цепи заземления ТС, а также при обрыве цепи заземления. - при отказах элементов, сопряженных с ними устройств (например, при коротких замыканиях изолирующих стыков в рельсовых линиях). Перечень таких отказов устанавливается в соответствующих методиках испытаний ТС на безопасность. - в сочетании со значениями температуры, исходя из наихудших условий. Перечень видов помех и значений температуры, моделируемых при испытаниях, устанавливаются в методиках испытаний ТС на безопасность. Рекомендации по повышению устойчивости технических средств к воздействию электромагнитных помех.Основными средствами защиты от электромагнитных помех из сети питания являются: использование сетевых помехоподавляющих фильтров и трансформаторов с малыми паразитными (проходными) емкостями; использование элементов поглощения высокочастотной электромагнитной энергии; использование индивидуальной системы электропитания, заземления, а также применение источников бесперебойного питания. Для защиты от электромагнитных помех должны быть предусмотрены в ТС специальные элементы, например, разрядники, варисторы, ограничительные диоды, конденсаторы, индуктивные дроссели. Эффективными мерами по снижению влияния несимметричных помех являются: снижение проходной емкости элементов гальванической развязки (путем выбора оптоэлектронных приборов с минимальной проходной емкостью; использования трансформаторов с секционированными обмотками и их специальным размещением); применение помехоподавляющих фильтров, диодной и резисторной защиты; пространственное разделение внешних и внутренних линий связи ТС и минимизация паразитных емкостей связи между ними. Защита от симметричных помех обеспечивается во многих случаях путем использования временной селекции сигналов и помех. Это объясняется тем, что рабочие сигналы в ТС имеют относительно большие длительности по сравнению с длительностями импульсов помех, значения которых в линиях связи чаще всего не превышают десятков микросекунд. Такие временные селекторы выполняются при помощи: элементов задержек; индуктивных и RС-фильтров; элементов емкостной отрицательной обратной связи, которые подключаются к логическим элементам, оптронам и т.п. Влияние электромагнитных помех на ТС уменьшается при:- уменьшении индуктивного и активного сопротивления цепи заземления; - исключении или минимизации количества электротехнического оборудования, подключаемого к заземлению ТС; - уменьшении паразитной емкости между общим контуром заземления и внутренними линиями связи, а также между внутренними и внешними линиями связи ТС. Существенным фактором повышения устойчивости ТС к электростатическим разрядам является: - пространственное разнесение внутренних и внешних его цепей, а также внутренних линий связи от проводящих поверхностей корпуса;- уменьшение индуктивности цепи заземления; изоляция корпусов отдельных модулей от общего заземления (при условии обеспечения требований электробезопасности); - рациональная схема металлизации и заземления; покрытие поверхности корпусов ТС специальными лакокрасочными материалами;- уменьшение переходного сопротивления между металлическими частями ТС; - использование непроводящих материалов для изготовления частей ТС, к которым возможно касание человека при эксплуатации, и уменьшения их количества; - использование покрытий полов с антистатическим покрытием (с большой проводимостью); - повышение влажности в месте эксплуатации ТС.7. ОТЫСКАНИЕ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ НА УЧАСТКЕЕсли кабельная линия повреждена, то это чревато экономическими потерями при передачах электрического тока, может возникнуть короткое замыкание, что приведет к поломке запитанных приборов или подстанций. При нарушении целостности изоляционного материала может возникнуть опасность удара электрическим током.Повреждение линии может стать причиной отключения от электропитания жилых домов, хозяйственных объектов, системы управления и контроля цехов и предприятий, транспортных средств. Отыскивание нарушений в роботе кабельной линии имеет первоочередное значение.Этапы определение мест повреждения кабельных линийОтыскивание проблематичных зон в кабеле включает три основных этапа, благодаря которым достаточно быстро устраняется нерабочий участок:- прожигание кабеля – проводят для понижения сопротивления на поврежденном участке;- поиск поврежденного участка;- отыскание места повреждения кабеля (поврежденных жил).Первый этап осуществляется с использованием специального оборудования. В этих целях используют трансформаторы, кенотрономы или же приборы способные генерировать высокие частоты. При прожигании за 20 - 30 сек показатель сопротивления значительно падает. Если в проводнике присутствует влага, то необходимая процедура прожигания проходит намного дольше и максимальное сопротивление, которого удается достигнуть составляет 2 -3 тыс Ом.Сложность определение места повреждения кабеля состоит в том, что длина кабельной линии может достигать несколько десятков километров. Поэтому на втором этапе нужно определить зону повреждения.Чтобы справиться с поставленной задачей используют эффективные методики:Выбор методики зависит от предполагаемого типа повреждений.Емкостный методНа основе емкости проводника вычисляют длину от свободного конца проводника до зоны разрыва жилы.Схема определения повреждений емкостным методом приведена на рис. 7.1.Рис. 7.1.Схема определения повреждений емкостным методомПрименяя переменный и постоянный ток измеряют емкость жилы, что повреждена. Расстояние измеряют, основываясь на том, что емкость проводника напрямую зависит от его длины., (7.1)где, c1 и c2 – емкость кабеля на обоих концах; –длина исследуемого проводника; – искомое расстояние до места предполагаемого обрыва.Из формулы 7.1 не трудно определить длину кабеля до зоны обрыва, которая равняется:,(7.2)Импульсный методМетодика применима практически во всех случаях повреждения проводника, за исключением заплывающих пробоев, причиной которых является повышенная влажность. Поскольку в таких случаях сопротивление в проводнике свыше 150 Ом, что является недопустимым для импульсного метода. Он основывается на подаче, с помощью переменного тока, импульса-зонда к поврежденной области и улавливании ответного сигнала.Схема определения повреждений кабеля импульснымметодом приведена на рис. 7.2.Рис. 7.2.Схема определения повреждений кабеля импульсным методомВременная развертка зондирующих отраженных сигналов при импульсном методе определения мест повреждения: 1, 2, …, m – единичные процессы, повторяющиеся с частотой 500 — 1000 Гц.Метод петлиВ этом методе применяется специальный мост из переменного тока, позволяющий измерять изменения сопротивления. Создание петли возможно при наличии хотя бы одной рабочей жили в кабеле. Если возникла ситуация с обрыванием всех жил, следует воспользоваться жилами кабеля, что располагается параллельно. При соединении перебитой жилы с рабочей по одну сторону проводника образуется петля. К противоположной стороне жил подсоединяют мост, который может регулировать сопротивление.Схема определения повреждений кабеля методом петли приведена на рис. 7.3.Рис. 7.3.Схема определения повреждений кабеля методом петлиМетод колебательного разрядаИспользуют метод если причиной повреждения послужил заплывающий пробой. Метод подразумевает использование кенотронной установки, от которой по поврежденной жиле подается напряжение. Если в процессе работы возникает пробой в кабеле, там обязательно формируется разряд с устойчивой частотой колебаний.Учитывая тот факт, что электромагнитная волна имеет постоянную скорость, то можно легко определить место повреждения на линии. Это можно сделать, сопоставив периодичность колебания и скорость.Схема определения повреждений методом колебательного разряда приведена на рис. 7.4. Рис. 7.4.Схема определения повреждений методом колебательного разрядаМетод рамкиЭто хороший способ для отыскивания нерабочих зон на поверхности линии электропередач. Принцип действия очень схож с методом индукции. Подключается генератор к двум жилами или же к одной жиле и оболочке. Затем на кабель с повреждением накладывается рамка, что вращается вокруг оси.Схема определения повреждений кабеля методом рамки приведена на рис. 7.5.Рис. 7.5.Схема определения повреждений кабеля методом рамкиК месту нарушения должны отчетливо проявляются два сигнала – минимум и максимум. За предполагаемой зоной сигнал не будет колебаться, не давая пиков (монотонный сигнал).8. БЕЗОПАСНОСТЬ МОНТАЖА САМОНЕСУЩИХ ИЗОЛИРОВАННЫХ ПРОВОДОВ НА УЧАСТКЕ ВЯЗЬМА БРЯНСКАЯ – ТЕМКИНО8.1. Защита людей от действия электрического токаДля обеспечения защиты людей от опасных потенциалов, которые могут возникнуть при повреждении изоляции ВЛ СЦБ применяют защитные заземления. Устройства, которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции и соприкосновения их с оборванными проводами присоединяют к средним точкам дроссель-трансформаторов. Заземление обеспечивает уменьшение сопротивления и соответственно увеличение токов КЗ, тем самым, повышая надежность отключения быстродействующей защиты фидера СЦБ.Заземляют все опоры СЦБ, консоли, кронштейны, хомуты оттяжек и металлические конструкции, предназначенные для крепления изоляторов ВЛ 6-35 кВ. Заземлению подлежат все металлические конструкции и сооружения (мосты, путепроводы, отдельно стоящие опоры и т.п.), расположенные в опасной зоне. На уровне земли опасной зоной считают расстояние 5 м в плане от вертикальной проекции провода высокого напряжения, а на уровне провода и выше – 2,4 м. При переменном токе это расстояние может быть большим в зависимости от возможного опасного наведенного напряжения, которое определяется проектом.Защитные заземления могут быть как индивидуальными, так и групповыми. Индивидуальные заземления выполняют стальным прутком диаметром не менее 12 мм при постоянном токе и 10 мм при переменном. К заземляющему проводнику плашечными зажимами присоединяют все конструкции, подлежащие заземлению.Безопасность является одним из основных требований, предъявляемых к заземлениям. Количественно это требование выражается наибольшей допустимой величиной разности потенциалов между двумя точками заземления, доступными для одновременного прикосновения телом человека [11]. Эта величина в основном определяется наибольшим допустимым значением тока, проходящего через тело человека, и длительностью его воздействия.В качестве допустимой величины тока, протекающего через тело человека в течение весьма длительного времени (полминуты и более), следует принимать такую величину, которая не превышает порогового значения ощущаемого тока, характеризующегося едва заметным покалыванием пальцев руки, держащей один из контактов.Экспериментальные исследования [12] показали, что пороговое действующее значение ощущаемого синусоидального тока 50…60 Гц изменяется в пределах 0,6…2,0мА. Средняя действующая величина порогового значения, определенная из опыта над 167 здоровыми мужчинами в возрасте от 18 до 50 лет, составила 1,086 мА.Действующая величина этого значения зависит от формы волны тока, протекающего через тело человека. В случае прикосновения к заземлителю она подобно форме тока заземлителя. При длительном режиме питания выпрямительной нагрузки средняя величина действующего значения порогового тока может быть принята равной 1,50 мА. Величина этого значения тока для женщин составляет 0,67 от соответствующего значения для мужчин. В качестве порогового значения следует принять меньшую величину. Таким образом, в длительном режиме действующая величина порогового значения ощущаемого тока при выпрямителях [𝐼]=1 мА.В ряде случаев приходится считаться с возможностью случайного прикосновения людей к элементам заземления. При этом разности потенциалов между точками прикосновения могут в течение сравнительно короткого времени (несколько секунд) достигать максимальных значений. Для обеспечения безопасности в этом случае необходимо, чтобы величина тока, протекающего через тело человека, не превышала порогового значения отпускающего тока, при котором еще возможен самостоятельный отрыв руки человека от токоведущего элемента. Исследования Далзиела [13] показали, что пороговое значение отпускающего тока 50…60 Гц для 99,5% мужчин составляет 9 мА, для женщин 6 мА. Величина порогового значения отпускающего тока не зависит от длительности его воздействия. В качестве допустимой величины тока через тело человека при случайном прикосновении следует принять пороговое значение отпускающего тока 6 мА. В тех редких случаях, когда самостоятельный отрыв руки (рук) невозможен, не возникает опасности для здоровья человека, если длительность воздействия тока не превышает 30 сек. Следовательно, величина 6 мА должна соответствовать максимально возможному потенциалу заземлителя, вызываемая максимальными пиковыми нагрузками заземлителя, длительность которых превышает 5 сек, но меньше 30 сек.Наконец, возможен наиболее неблагоприятный случай прикосновение к заземлителю в момент протекания через него тока короткого замыкания, а также при протекании через него максимальной пиковой нагрузки длительностью до 5 сек. При кратковременном протекании тока через организм человека безопасность будет обеспечена, если величина тока не достигает минимальной величины, при которой возможно возникновение вентрикулярной фибрилляции сердца.На основе статической обработки результатов экспериментальных исследований вентрикулярной фибрилляции, выполненных на животных, вес сердца и общий вес которых был близок к весу сердца и общему весу человека, Далзиелом в 1960 г. была установлена зависимость предельного тока, не вызывающего фибрилляции, от длительности воздействия [4]. В частности, Далзиелом было показано, что при переменном синусоидальном токе 50….60 Гц при длительности воздействия от 1/120 сек до 5 сек у 99,5% мужчин величина тока, не вызывающего фибрилляции, определяется выражением (8.1)где =165-185; – длительность воздействия, сек.С некоторым запасом нефибрилляционный ток для мужчин определяется выражением(8.2)Для получения нефибрилляционного тока для женщин выражение (8.2) должно быть умножено на 0,67, тогда получим (8.3)Это выражение можно принять в качестве предельно допустимого значения нефибрилляционного тока 50 Гц. По формуле (8.3) получаем величину тока, который только в 99,5% общего числа всех прикосновений женщин к элементам заземления не вызывает фибрилляции. Поэтому величина нефибрилляционного тока (8.3) должна соответствовать максимально возможным разностям потенциалов заземлителя в режиме короткого замыкания при наиболее неблагоприятных условиях. С учетом этого обстоятельства вероятность возникновения фибрилляции в результате прикосновения к заземлителю при коротком замыкании становится весьма малой, но не равной нулю. В связи с этим особое значение приобретает использование портативных дефибрилляционных аппаратов, пригодных для применения в условиях тяговых подстанций и контактной сети. В послевоенный период дефибрилляционные аппараты успешно применяются в нашей стране.Зависимость допустимого от длительности воздействия характеризуется тремя диапазонами времени. Первый диапазон, охватывающий период 0,01…5 сек, соответствует кратковременному воздействию тока при коротком замыкании, а также при максимальных пиках нагрузки. В этом диапазоне зависимость тока от времени носит резко выраженный характер и определяется выражением (8.3).Второй диапазон (5…30 сек) соответствует сравнительно непродолжительному воздействию тока при максимальных нагрузках длительного режима. В этом диапазоне величина тока не зависит от времени и принята равной 6 мА.Наконец, третий диапазон (свыше 30 сек) относится к весьма длительному воздействию тока при длительных режимах. В этом диапазоне величина тока также не зависит от времени и принята равной 1 мА.Функция 𝐼(t) позволяет установить зависимость предельно допустимого напряжения, которое может быть приложено к человеку, касающемуся элемента заземления. Наиболее характерными путями прохождения тока являются пути тока от одной руки к другой «рука - рука», от руки к ногам «рука-ноги» и от одной ноги к другой «нога-нога». Средние и особенно максимальные значения сопротивлений этих трех путей тока могут существенно отличаться даже у одного человека. Средние и особенно максимальные значения сопротивлений этих трех путей тока могут существенно отличаться даже у одного человека. Однако минимальные величины этих сопротивлений, представляющий наибольший интерес, отличаются незначительно о могут характеризоваться одной величиной (рис. 8.1). На этом же рисунке представлена зависимость протекающего через тело человека тока от приложенного напряжения:(8.4)Рис. 8.1. Зависимость сопротивления тела человека от величины приложенного напряжения по данным Коувенховена, Бодье, Далзиела, А.П. Кислева, В.Е. МанойловаИз рис. 8.1 видно, что величина сопротивления человека изменяется в исключительно широких пределах от 100·10³ Oм(при напряжении 0,1 В) до 0,3·10³ Oм (при напряжении выше 500 В). В интересующем нас диапазоне напряжений величина тока через тело человека изменяется в пределах от 1 мА (при 6 В) до 1000 мА (при 400 В).Из этой зависимости видно, что при изменении времени воздействия от 0,1 до 0,6 сек (реальный диапазон времени короткого замыкания) допустимое напряжение снижается от 220 до 130 В. При увеличении длительности максимальных пиков нагрузки до 5 сек допустимое напряжение снижается до 65 В. Наконец, при максимальных нагрузках длительностью 5…30 сек допустимое напряжение составляет 18 В, а при длительности свыше 30 сек лишь 6 В.Полученные результаты позволяют приступить к анализу допустимых разностей потенциалов между двумя точками заземлителя, удовлетворяющего требованию безопасности. Очевидно, что в тех случаях, когда прикосновение человека к элементу заземления вызывает прохождение тока по пути «рука-рука», допустимая разность потенциала между двумя рассматриваемыми точками численно равна допустимому напряжению , зависимость которого от времени воздействия приведена на рис. 8.2. Характерным примером, иллюстрирующим этот случай, является одновременное прикосновение человека к заземленной шине и корпусе (металлической конструкции) высоковольтного выключателя (рис. 8.3). Даже в том случае, когда контур заземления подстанции связан с рельсами подъездного пути, к которым присоединена заземляющая шина, между заземляющей шиной и корпусом масляного выключателя будет постоянно существовать определенная разность потенциалов. Величина этой разности определяется падением напряжения, вызываемым протеканием тока отсоса по заземляющей шине и отсасывающим рельсам (от вывода фазы масляного выключателя до рельсов подъездного пути) и по стальным полосам контура заземления (от рельсов подъездного пути до корпусом масляного выключателя). В тех случаях, когда величина этой разности превышает значения (рис. 8.2), необходимо либо снизить общий потенциал цепи отсоса, либо, что, как правило, более просто, связать корпус масляного выключателя непосредственно с заземляющей шиной. Для уменьшения тока, ответвляющегося через конструкцию масляного выключателя и связанные с ней металлические покровы кабелей, на вновь строящихся тяговых подстанциях следует использовать только алюминиевые отсасывающие шины.Рис. 8.2. Зависимость допустимого напряжения, приложенного к человеку, от длительности воздействияРис. 8.3. Принципиальная схема, соответствующая первому случаю прикосновения человека к заземлениюРассмотрим второй случай, когда человек стоит на земле в зоне растекания тока. В этом случае ток протекает по пути «нога-нога». Известно, что протекание тока по этому пути во много раз менее опасно, чем по путям «рука-рука» или «рука-нога». В частности, величина нефибрилляционного тока при пути «нога-нога» примерно в 25 раз превышает значения, представленные на рис. 8.3. Однако, по-видимому, и для этого пути тока целесообразно использовать полученные выше зависимости и (рис. 8.2). Это объясняется падением (весьма вероятным) человека на землю, вызываемым превышение допустимых величин тока.Характерной особенностью заземления устройств электрической тяги является использование тяговых рельсов в качестве основной заземляющей на магистрали. Роль одного из элементов заземления на тяговой подстанции выполняют также рельсы подъездных путей.Рассмотрим третий случай, когда человек одной ногой стоит на земле, а другой ногой касается рельса.К этому же случаю относится ситуация, когда человек одной ногой стоит на земле, а другой касается локомотива или цельнометаллического вагона, потенциалы которых не отличаются от потенциала рельсов.В этом случае ток также протекает по пути «нога-нога», а предельно допустимая разность потенциалов между рельсом и землей:(8.5)Из (8.5) видно, что величина в очень большой степени зависит от сопротивления балласта и земляного полотна. При этом влияние сопротивления балласта тем заметнее, чем кратковременное воздействие тока.Рассмотрим четвертый случай, когда человек, обеими ногами, стоящий на земле, касается рукой элемента заземления. К этому же случаю относится ситуация, когда человек, стоящий на земле или балласте, касается рукой металлических поручней локомотива или цельнометаллического вагона, или иных металлических элементов, имеющих потенциал рельсов. В этом случае ток протекает по пути «рука-ноги».Рассмотрим пятый случай, когда путейский рабочий, стоящий одной ногой на балласте, другой на земляном полотне, держит в руках металлическую лапу, касающуюся рельсов. В этом случае человек одновременно находится под воздействием трех разностей потенциалов:, , , из которых первые два вызывают протекание тока пути «рук-нога», «руки-нога», а третья вызывает протекание тока по пути «нога-нога».Наиболее тяжелые условия будут в том случае, когда сопротивление земли значительно меньше сопротивления балласта .Пусть= 3 · 10³ Ом · м, а= 10 Ом · м, т. е. ==300 Ом.Учитывая это соотношение, а также то, что <, ток составляет меньше 0,3 % от тока . Это обстоятельство позволяет пренебречь влиянием разности и вызываемого им тока на величину допустимой разности . Кроме того, поскольку при протекании тока по пути «нога-нога» через сердце человека проходит примерно в 25 раз меньше тока, чем при путях тока «рука-рука» и «рука-ноги», можно пренебречь влиянием разности на величину допустимой разности . Однако между рассматриваемым (пятым) и третьим случаями имеется весьма существенное отличие. Если в третьем случае фактический потенциал рельсов и ток, протекающий через человека, определялись одной и той же величиной сопротивления балласта, то в рассматриваемом (пятом) случае, фактический потенциал рельсов по-прежнему определяется сопротивлением балласта, а ток через тело ограничивается уже не сопротивлением балласта, а значительно меньшей величиной сопротивления поверхностного слоя земляного полотна. Это обстоятельство делает рассматриваемый случай значительно более тяжелым по сравнению с третьим случаем.Численные значением совпадают со значениями для соответствующих режимов и сопротивлений (ρG=ρ).Таким образом, количественно требование безопасности записывается в виде системы следующих пяти неравенств:U ≤ [U], (8.6)UAB≤ [UAB, (8.7)UCD≤ [UCD ], (8.8)UEF≤ [UEF], (8.9)UGK≤ [UGK], (8.10)где [U] определяется графиком, представленным на рис. 8.2, а [UAB], [UCD], [UEF], [UGK] с уравнениями.Неравенства (8.6) и (8.10) должны удовлетворяться для любого элемента заземления, используемого в устройствах электрической тяги переменного тока.Безопасность заземлений устройств электрической тяги переменного тока будет обеспечена, если величина токов, которые могут протекать через тело человека, не превысят 1 мА при длительном контакте, 6 мА при случайном прикосновении и 200 мА при коротком замыкании длительностью 0,3 сек.Предельно допустимая разность потенциалов между точками заземления, допустимыми одновременному прикосновению, зависит от пути тока, сопротивления земли и длительности воздействия. Наиболее тяжелые условия возникают при прохождении тока по пути «рука-рука». в этом случае безопасность будет обеспечена, если напряжение прикосновения не превышает 6 В при длительном контакте, 18 В при случайном прикосновении и 160 В при коротком замыкании длительностью 0,3 сек.8.2. Безопасность выполнения работ на участке Вязьма Брянская – ТемкиноПри реконструкции линии автоблокировки на участке Вязьма Брянская – Темкино необходимо выполнять следующие основные требования:-тщательно подготовить трассу ВЛ, выполнить расчистку просеки, удалив деревья или крупные ветви, мешающие установке опор, раскатке и регулировке проводов;-принять меры для исключения повреждения изолирующего покрытия проводов при их раскатке и регулировке, исключить касание земли, бетонных и металлических конструкций, крупных ветвей деревьев;-раскатку проводов производить под тяжением;-монтаж проводов должен выполняться специально обученными бригадами дистанции контактной сети;-монтаж проводов и арматуры производить при температуре окружающего воздуха не ниже минус 20°С;-строго соблюдать монтажные усилия и стрелы провеса при регулировке проводов, не допускать перетяжку проводов;-приемку осуществлять в процессе монтажа линии, а не когда линия уже построена.До выполнения основных электромонтажных работ по реконструкции ВЛ необходимо выполнить комплекс следующих подготовительных работ:- геодезическая основа для строительства;- очистка площадки от посторонних предметов;- разбивка центров опор с закреплением их на местности (проводится в соответствии со генпланом, разработанным проектной организацией);- укомплектование строительства стойками, арматурой, металлоконструкциями и другими материалами, необходимыми для производства работ.Характерные ошибки, допускаемые при монтаже СИП.В некоторых случаях при монтаже линий с изолированными проводами имеют место недостатки и нарушения, на которые следует обратить особое внимание. Некоторые строители выполняют работы с СИП так же, как на ВЛ с неизолированными проводами, не уделяется особого внимания важности сохранения целости изоляции проводов, обязательности использования инструмента и приспособлений, специально предназначенных для монтажа и ремонта СИП. Например, СИП раскатываются не по специальным роликам, а по земле.Встречаются случаи повторного монтажа ответвительных зажимов, электрический контакт в которых обеспечивается прокалыванием изоляции проводников. Демонтаж зажимов возможен, но повторное их применение не допускается. Вторичный монтаж зажимов может привести к прекращению электроснабжения потребителей из-за высокого переходного электрического сопротивления контакта в ответвительных зажимах между проводами магистрали и ответвления к вводу. Если необходимо, то вторичный монтаж возможен на ответвлении с помощью зажимов типа Р71,Р72, P151. Эти зажимы обеспечивают надежный электрический контакт при прокалывании изоляции провода магистрали и удалении изоляции с ответвительного провода.Для монтажа СИП 2А применяются анкерные зажимы, которые требуют снятия изоляции с несущей нулевой жилы, в последствии это приводит к коррозии ВЛИ. Часто допускается монтаж анкерных зажимов DN123 с нескрученными проводами ввода. У соединительных зажимов типа MJPT не спрессовываются стальные кольца, которые предназначены для обеспечения герметичности контакта. При ответвлении СИП от неизолированных проводов следует стальной щеткой удалить с неизолированного провода окись алюминия и нанести смазку на неизолированный участок провода в месте установки зажима для предотвращения повторного образования окисной пленки.Используют два зажима Р6 вместо трех, вставляя два провода по 1,5 мм2 со стороны ответвления. Герметичность контактного соединения в этом случае не может быть обеспечена.Зачастую используются монтажные приспособления, не предназначенные для работы с СИП, в первую очередь, металлические раскаточные ролики без специального полимерного покрытия, монтажные зажимы для неизолированных проводов. Очень часто при раскатке СИП в длинных анкерных пролетах не используется вертлюг. Регулировка тяжения и стрел провеса выполняется, зачастую, без динамометра. Вместо специально разработанного для ВЛИ комплекта переносного заземления M6D и MAT, применяют переносные заземления для неизолированных проводов, а это является нарушением технологии эксплуатации ВЛИ выполненных СИП.В настоящее время на российском рынке присутствует большой ассортимент арматуры и инструмента для монтажа ВЛИ различных производителей. В рамках дипломного проекта предлагается использовать оборудование производства ООО «НИЛЕД» и ЗАО ПКО «АСТОН-ЭНЕРГО». Продукция этих производителей отвечает самым высоким современным требованиям и позволяет получить существенную экономию при комплектации и строительстве ВЛИ.Линейная арматура фирмы «НИЛЕД» (прокалывающие зажимы, соединительные зажимы, наконечники и другие приспособления) подходит под все конструкции СИП. Ответвительные прокалывающие зажимы перекрывают в магистрали весь диапазон магистральных СИП от 16 до 150 мм2 (Р 6 — магистраль: 16-150, ответвление: 1,5-6; P 645 -магистраль: 16-150, ответвление: 6-25; Р 95 — магистраль: 16-150, ответвление: 16-95).Испытания на прочность изоляции зажимов осуществляется в баке с водой в течение 1 минуты действующим значением напряжения 6 кВ. Зажимы рассчитаны на монтаж и эксплуатацию при низких температурах (монтаж до -20°C, эксплуатация до -50°C). Коррозионная стойкость металлических деталей испытывается в камере соляного тумана и камере влажного газа SO2. Контактные пластины зажимов «НИЛЕД» имеют пирамидальную форму, что обеспечивает устойчивый электрический контакт и исключает попадания воды в провод. Монтаж ответвительных зажимов фирмы «НИЛЕД» не влияет на уменьшение механической прочности фазного и нулевого провода. Усовершенствованная герметичная прокладка позволяет отказаться от применения смазки на контактных поверхностях. Все герметичные зажимы имеют срывную головку 13 мм (допускается применение любого гаечного или накидного ключа 13 мм). Болт со срывной головкой не имеет контакта с токоведущим проводником, поэтому возможен монтаж под напряжением. Срок службы зажимов данного класса, не менее 40 лет.Одно из главнейших задач при проектировании и строительстве ВЛИ является сохранение магистральной линии, т.е. всех ее составляющих. Поэтому линейная арматура разработана таким образом, чтобы при механических нагрузках, превышающих прочность опоры или СИП, разрушались отдельные элементы ограниченной прочности в линейной арматуре.9. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ9.1. Резюме проектаВ дипломном проекте предлагается вариант реконструкции воздушной линии автоблокировки на важном перегоне Вязьма Брянская –Темкино железной дороги. Надежность электроснабжения нетяговых потребителей в большей мере связана с техническим состоянием и уровнем эксплуатации, воздушными и кабельными линиями, по которым напряжение подается от основных и резервных пунктов питания в устройства СЦБ, распределение и обслуживание устройств осуществляют работники службы сигнализации и связи. При интенсивном увеличении протяженности этих линий и движения поездов возникла потребность в повышении уровня технического состояния и эксплуатации отдельных элементов и линии в целом. Сроки реализации проекта: 01.06.2017 - 01.11.2017 г.Общая цель проекта – произвести монтаж новой и демонтаж старой линии автоблокировки.Для реализации проекта предполагается сформировать команду в следующем составе: - главный инженер проекта (Вахрамеев А)- бухгалтер- экономист; - проектная организация (наемный сотрудник);- подрядчик исполнитель.Главный инженер проекта: подготавливает проект к разработке, составляет план проекта, формирует команду, распределяет обязанности команды, подготавливает разрешительную документацию, контролирует выполнение работ других членов команды.Бухгалтер проекта проводит расчет затрат на реализацию проекта, оценивает эффективность проекта на каждом этапе реализации. Проектная организация разрабатывает проект в соответствии существующими нормами и правилами.Подрядчик исполнитель в соответствии с документацией, разработанной конструктором, производит демонтаж, и последующий монтаж линии автоблокировки.Видение проекта: завершение проекта к 01.11.2017 г. позволит на участке Вязьма-Брянская – Темкино ввести в эксплуатацию новое оборудование, что приведет к:- уменьшению количества отказов на 30%;- уменьшению эксплуатационных расходов на 40%;- экономии на расходных материалах и экономия электрической энергии.Риски проекта: несоблюдение графика проекта, отказы оборудования, недостаточная квалификация и профессионализм работников.Ресурсы проекта:- затраты проекта составят 16 000 000 рублей;- время – 150 календарных дней;- работники - 25 человек.Помимо вышеуказанного, ключевую роль играет повышение пропускной способности перегона. Воздушная линия с проводом СИП в существенной мере упрощает техническое обслуживание самой линии и сократить затраты на расчистку охранной зоны линии СЦБ.9.2. Формирование сметной стоимости работ по разработке проектаСметная стоимость работ реконструкции линии СЦБ на участке Вязьма-Брянская – Темкино приведена в табл. 9.1.Таблица 9.1Сметная стоимость работ по реконструкции линии СЦБ на участке Вязьма-Брянская – Темкино№ п/пНаименование работЕд. изм.Кол-воСтоимость, тыс. руб.1Установка опор СЦБшт.10207191,02Установка консолейшт.10205610,03Монтаж ВЛкм511734,04Установка и монтаж реклоузеровшт.10134,05Установка КТПшт.238,06Копка траншей для кабельных трасс м31224205,07Установка асбестоцементных труб D = 100 ммм30322,08Укладка кабелейкм8,548,09Монтаж стативовшт.867,010Установка релейных шкафовшт.642,011Прокладка волоконно-оптического кабеля в траншеекм4,4141,012Пуско-наладочные работы768,0Итого:16000,09.3. Оценка экономической эффективности и рисков проектаОсновными статьями экономии эксплуатационных расходов при реконструкции линии СЦБ на участке Вязьма-Брянская – Темкино:- увеличение участковой и технической скорости;- увеличение пропускной способности участка.Сокращение простоя поездов на промежуточных станциях.Годовой экономический эффект рассчитывается по формуле:Э = ПБ – ПА,(9.1)где ПБ– приведенные расходы по базовому варианту – до реконструкции станции (в части расходов, претерпевающих изменения в связи с реконструкцией станции);ПА – приведенные расходы после реконструкции станции (в части расходов, претерпевающих изменения в связи с реконструкцией станции).Приведенные расходы по вариантам определяются по формуле:П = С + К * ЕН, (9.2)где С – годовые эксплуатационные расходы;К – капитальные вложения;ЕН – нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений, ЕН = 0,1627.Э = ПБ – ПА = (СБ + КБ × ЕН) – (СА + КА × ЕН) = = (СБ – СА) – (КА – КБ) × ЕН = ΔС – ΔК × ЕН, (9.3)где ΔС – общее сокращение эксплуатационных годовых расходов,ΔК – капитальные вложения, связанные с реконструкцией станции.Капитальные вложения составят:К = КРЕК,(9.4)где КРЕК – капитальные затраты на реконструкцию реконструкции линии СЦБ на участке Вязьма-Брянская – Темкино – 16 000 000 руб.,К = 16 000 000 руб.Общая экономия эксплуатационных расходов составит: ΔС = ΔЭУЧ. + ΔЭПР – ΔЭЭКС(9.5)где ΔЭПР– экономия расходов, связанных с сокращение времени простоя поездов на промежуточных станциях;ΔЭУЧ. – экономия расходов за счет увеличения участковой скорости;ΔЭЭКС – капитальные затраты на содержание вновь вводимых мощностей 1 200тыс. руб.Экономия расходов, связанных с сокращение времени простоя поездов на промежуточных станциях: ΔЭПР = ΔtПС * еП(9.6)где ΔtПС – сокращение времени простоя поездов на промежуточных станциях, поездо-час в год,еП – стоимость 1 поездо-часа простоя, еп = 1964,36 р (по данным Дирекции перевозок).В среднем в сутки под обгон задерживается 3 поезда на 0,5 часа, отсюда:ΔtПС = 3 * 0,5 * 365 = 547,5 поездо-часовΔЭПР = 547,5 * 1964,36 = 1 075 487,10 руб. в год.Экономия расходов за счет увеличения участковой скорости.За счет ликвидации стоянок поездов по неприему, увеличение участковой скорости составит 1,39 км/час.Экономия поездо-часов в год составит ΔЭУЧ = tП-Ч * едвиж, (9.7)где tП-Ч  – суммарное время сокращения поезда-часов;NСОСТ = 55– количество составов проходящих по участку в сутки;едвиж= 3214,71 руб. – стоимость 1 поезда-часа следования (по данным Дирекции перевозок).tП-Ч = NСОСТ * tДВ*365(9.8)tП-Ч = 0,025 * (55 * 2) * 365 = 1003,75 поезда-часов в год,ΔЭУЧ = 1003,75* 3214,71 = 3226765,16 руб. в год.Таким образом, общая экономия эксплуатационных расходов рассчитана на формуле 9.5 и составляет:ΔС = 3226765,16. + 1 075 487,10 – 1 200 000,00 = 3102252,26 руб.Для оценки экономической эффективности на железнодорожном транспорте используется система интегральных показателей, позволяющая оценить преимущества технического нововведения.Основными показателями общей экономической эффективности предлагаемых мероприятий выступает чистый дисконтированный доход и срок окупаемости инвестиций (период возврата единовременных затрат).Чистый дисконтированный доход (ЧДД), или интегральный эффект, определяется как сумма текущих эффектов за весь расчетный период, приведенный к начальному шагу, или как превышение интегральных результатов над интегральными затратами.Проведем расчет интегрального экономического эффекта (ЧДД) и срока окупаемости.Разновременные затраты по рекомендациям [17] приводятся к расчетному году по формуле:(9.9)где α – коэффициент приведения разновременных затрат к расчетному году (коэффициент дисконтирования);Е – норма дисконта, в 2017 году норма составляет 9,25%;* – количество лет, отделяющих затраты данного года t от расчетного.ЧДД определяется как сумма текущих эффектов за весь расчетный период, приведенный к начальному шагу, производят по формуле:(9.10)где Rt – результаты, достигаемые на первом шаге, тыс. руб.;Зt – затраты достигаемые на первом шаге, тыс. руб.;∆Э – прибыль (экономия эксплуатационных расходов), тыс. руб.Расчетный период принят с 2017 по 2027 гг., в пределах которого используются прогнозируемые данные об объемах работ рассматриваемого участка железной дорогиВязьма Брянская –Темкино.Произведем расчет ЧДД. Данные расчеты сведем в табл. 9.2.Таблица 9.2Расчет интегрального экономического эффектаГодыЕдиновременные затраты, тыс. руб.Экономический эффект за год, тыс. руб.Коэффициент дисконтированияПриведенный экономический эффект, тыс. руб.ЧДД,тыс. руб.2018-160000000,0010-16000000,02019 3102252,260,91532839491,5-13160508,52020 3102252,260,83782599066,9-10561441,62021 3102252,260,76682378807,0-8182634,52022 3102252,260,70192177470,9-6005163,72023 3102252,260,64251993197,1-4011966,62024 3102252,260,58811824434,6-2187532,02025 3102252,260,53831669942,4-517589,62026 3102252,260,49271528479,71010890,02027 3102252,260,4511399115,82410005,8На рис. 9.1 представлена графическая форма интерпретации расчета ЧДД, на котором виден темп изменения ЧДД по годам инвестиционного проекта.Рис. 9.1. Изменение ЧДД по годам проектаРасчет окупаемости капитальных вложений: года.В соответствии с выполненными расчетами определено, что срок окупаемости – 8,34 года.Риски при реализации проекта учтем с использованием сценарного анализа. В перечень критических факторов, которые, по мнению экспертов, оказывают наибольшее влияние на результат проекта входят эффективность работы нового оборудования, качество монтажных работ, выполнение графика проекта (таблица 9.3). Таблица 9.3Эффективность проекта в зависимости от сценарияСценарийВероятность реализации сцена-рия, %ФакторЗначение, % от планаСтавка дискон-тирования, %ЧДД, рублейПессимистичес-кий20Выполнение графика проекта9527825650Эффективность работы нового оборудования 110Качество монтажных работ90Оптимистичес-кий30Выполнение графика проекта10525,5874218Эффективность работы нового оборудования 90Качество монтажных работ105Наи-более веро-ятный50Выполнение графика проекта10026857406Эффективность работы нового оборудования 100Качество монтажных работ100Ставки премий за риск по видам рисков развития предприятия представлены в табл. 9.4.Таблица 9.4Ставки премии за рискРискСтавка премии, %Оптимистический сценарий развитияПессимистический сценарий развитияРеальный сценарий развитияНесоблюдение графика проекта232,5Отказы оборудования 2,532,5Недостаточная квалификация и профессионализм работников222Прочие333Итого9,51110При расчете ставки дисконтирования суммируется безрисковая ставка доходности и итоговая ставка премий за риски (табл. 9.5).Таблица 9.5Ставки дисконтирования для различных вариантов сценарияВид ставкиСценарий развития, %оптимистическийпессимистическийреальныйБезрисковая ставка доходности161616Итоговая ставка премии за риск9,51110Ставка дисконтирования25,52726Таким образом, в наихудшем рассматриваемом нашем сценарии получаем ЧДД в размере 825 650 рублей за 10 лет.Ожидаемое значение ЧДД (NPV) в данном случае будет равно 856 098 рублей (825 650 х 0,2 + 874 218х 0,3 + 857 406х 0,5). Несмотря на то, что отдача от первоначальных вложений с учетом дисконтированной стоимости поступлений и ставки премии за риск стала значительно ниже, чистый дисконтированный доход остался в пределах положительных значений, проект может быть принят.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ работе был проведен анализ состояния воздушных линий электропередач на участке Вязьма Брянская –Темкино. При этом рассмотрены проблемы, существующие с традиционными воздушными линиями электропередач, выполнен анализ состояния воздушных линий электропередач, преимущества воздушных линий с защитной изолирующей оболочкой, преимущества самонесущих изолированных проводов фирмы ЭНСТО.Во втором разделе выполнен расчет самонесущих изолированных проводов.В третьем разделе рассмотрена защита линии автоблокировки от грозовых перенапряжений. При этом сделан выбор ограничителей перенапряжений производства «Таврида Электрик» на участке Вязьма Брянская – Темкино.В четвертом разделе произведен выбор параметров реклоузеров.В пятом разделе рассмотрены оптические методы обследования реконстуируемой линии.В шестом разделе рассмотрена электромагнитная совместимость устройств СЦБ и системы электроснабжения на участке.В седьмом разделе выполнено отыскание места повреждения на участке.В восьмом разделе рассмотрена безопасность монтажа самонесущих изолированных проводов на участке Вязьма Брянская – Темкино.В последнем разделе произведена оценка экономической целесообразности проекта. При этом установлено, что чистый дисконтированный доход составляет21858 тыс. руб., а срок окупаемости – 4,82 года.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫПравила технической эксплуатации электроустановок потребителей.Приказ Министерства энергетикиРоссийской ФедерацииN 6от 13.01.2003 Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок. Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 24.07.2013 N 328н(ПОТЭУ)Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации. ЦРБ-756.Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей.Приказ Министерства энергетикиРоссийской ФедерацииN 6от 13.01.2003 Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок. Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 24.07.2013 N 328н(ПОТЭУ)Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации. ЦРБ-756.Карпов Ф.Ф. Как выбрать сечение проводов и кабелей. -М.: Энергия, 1973.- 71 с.Электрическая энергия. Требования к качеству электроэнергии в электрических сетях общего назначения.Вакуумные выключатели ВВ/TEL. М.2000.Выключатели вакуумные серии ВВ/TEL. Руководство по эксплуатации. Таврида электрик. 2001Беркович М. А. Основы техники релейной защиты, изд. 6-е перераб. и доп. – -М.: Энергоатомиздат, 1984. – 376 с.Охрана труда на железнодорожном транспорте. Под редакцией В.С. Крутякова. -М.: Транспорт, 1988. – 310 с. Охрана труда на железнодорожном транспорте. Под редакцией Ю.Г. Сибарова. -М.: Транспорт, 1981. – 287 с.Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации электроустановок. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001. – 192 с.Диченко П.М. Справочник проектировщика электрических сетей и подстанций. Киев: Государственное издательство технической литературы , 1963. – 700 с.Прохорский А. А. Тяговые и трансформаторные подстанции. - М.: Транспорт.1983-457 с.Вакуумные выключатели в схемах управления электродвигателями. -М.: Энергоатомиздат, 1988. – 200 с.Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Под редакцией Федорова А.А. Т.1. Электроснабжение. -М.: Энергоатомиздат, 1986. – 566 с.Герман. Л.А., Калинин А.Л. Электроснабжение автоблокировки и электрической централизации., - М.: Транспорт,1974-168 с.Типовой проект "Конструкции и схемы релейной защиты и автоматики фидеров автоблокировки " Гипротранссигналсвязь, - М.: Транспорт,1974-51 с.