Слайд 1 - ООО "Энергосервис"

Разработка грозотросов нового
поколения для молниезащиты
воздушных линий электропередачи
Мотивация создания нового продукта
Потребность рынка в продукции, близкой по сроку службы к
основным элементам ВЛ, как текущая, так и перспективная
без значительного удорожания изделия.
Создание грозотроса, обеспечивающего эффективную
молниезащиту ВЛ от ударов молнии максимальной
реальной мощности
Обеспечение срока службы грозотросов не менее 40 лет, а
гарантийного срока эксплуатации на ВЛ не менее 4 лет
Обеспечение работоспособности грозотросов в условиях их
фактической эксплуатации: действия всего спектра основных
видов нагрузок.
1 Этап
Оценка основных технических характеристик канатов
стальных по ГОСТ 3062 -3064,
применявшихся на ВЛ, в качестве грозотросов,
Методы
Оценка требований потребителей
Испытания на стойкость к удару молнии
Испытание на старение
Оценка прочностных характеристик
Для проведения всего комплекса испытаний были привлечены
Инженерный центр ФСК, ОРГРЭС, ПКФ «Электросервис», МЭИ и
ряд других организаций.
Методика испытаний на удар молнии
•
•
•
•
•
•
•
Испытания проводились на испытательном стенде «Генератор тока молнии
четырехкомпонентный (ГТМ-4), аттестованным Испытательным центром высоковольтного
электрооборудования Государственного унитарного предприятия "Всероссийский
электротехнический институт им. В.И. Ленина" (аттестат аккредитации № РОСС
RU.0001.21MB07 от 09.06.1999 г.). Аттестат № 7-03-07 от 15.03.2007 года. Генератор «ГТМ4», способен одновременно генерировать четыре составляющих тока молнии со
следующими параметрами:
Составляющая А (импульс тока первого обратного разряда) амплитудой до 200  10 % кА, с
интегралом действия (∫ί2dt) - 2·10620%А2·с и временем воздействия до 500 мкс.
Составляющая В (промежуточный ток) со средней амплитудой 2  10% кА длительностью
до 5 мс и с переносимым зарядом 10  10% Кл.
Составляющая С (постоянный ток) амплитудой от 200 до 800 А длительностью от 0,25 до 1
с и с переносимым зарядом до 200  20% Кл.
Составляющая D (ток повторного разряда) амплитудой 100  10% кА, интегралом действия
0,25·10620%А2·с и временем воздействия до 500 мкс.
Характеристики генератора соответствуют требованиям IEC 60794-4-1:1999, приложение F.
Средства измерения токовых импульсов аттестованы и прошли периодическую
метрологическую поверку: шунт ШРТ-1 №002 кл.т. 1,5, Rш = 1,16 мОм, время нарастания не
более 200 нс, проверен 22.05.2007 г., цифровой осциллограф Tektronix TDS-2012, кл.т. 2,0,
проверен 30.05.2007г.
Регистрация результатов испытаний производилась цифровой фотокамерой (CD
прилагается).
Общие режимы испытаний на старение, аппаратура и
продолжительность внутри одного цикла (Испытательная
лаборатория «ЛКП-Хотьково-Тест», 25.05.2006 г.)
Аппаратура
Режимы испытаний
Температура, о С
Продолжительность
выдержки образцов в
одном цикле, ч
Камера влаги
40±2
Относительная
влажность, %
97±3
Камера сернистого газа
(концентрация SO2 5±1мг/м3)
Камера тепла и холода
40±2
97±3
2
Минус (30±3)
Не нормируется
6
60±3
Не нормируется
5
Минус(60±3)
Не нормируется
3
15-30
Не более 80
6
Аппарат
искусственной погоды:
режим 3 мин
орошения, 17 мин без
орошения.
Камера холода
Выдержка на воздухе
Итого
2
24
Результаты испытаний на старение (Испытательная лаборатория
«ЛКП-Хотьково-Тест», 25.05.2006 г.).
Образцы
Ст. канат ГОСТ3063,
ОАО «Силур» - способ
нанесения Zn
покрытия: горячее
оцинкование
Ст. канат ГОСТ 3063,
ОАО «ВолгоМетиз»способ нанесения Zn
покрытия:
гальваническое
оцинкование
Количество циклов
Поражение, балл
(ГОСТ 9.311-87)
40
Площадь
коррозионного
поражения, %
0,34
50
6,3
А34
60
40
28
Нет поражения
А32
Нет следов коррозии
50
Нет поражения
Нет следов коррозии
60
Нет поражения
Нет следов коррозии
А38
Основные выводы полученные в ходе
проведённых исследований канатов
стальных по ГОСТ 3062 -3064
Увеличение срока службы при гальваническом методе
оцинкования (технология ОАО «Северсталь-Метиз»)
Увеличение стойкости к ударам молнии при увеличении
степени преформации (технология ОАО «СеверстальМетиз»).
Полная потеря работоспособности при суммарном действии
разрядов в диапазоне 40-85 Кл.
Снижение агрегатного разрывного усилия после воздействия
молнии всех представленных канатов.
2 Этап
Разработка грозотросов для
воздушных линий электропередачи по СТО 71915393–ТУ 062–2008
Особенности разработки
Новизна конструкции грозозащитного троса по СТО 71915393–ТУ 062–
2008(грозотрос) для защиты ВЛ от прямых ударов молнии заключается в
использовании технологии уплотнения свивки, обеспечении линейного
касания проволок (ЛК) и применении пластического деформирования
наружного слоя проволок для увеличения площади контакта между
проволоками наружного и внутренних повивав. Эта конструкция, также
обеспечивает значительное снижение линейного удлинения
(подтверждена патентами РФ) .
Гальванический метод нанесения покрытия с допуском +5%
предотвращает отслоение слоя цинка при повышенных токах и
температурах (КЗ) ( принципиально увеличивает срок службы, что
значительно отличает представленный продукт от ранее применявшихся).
Используемая технология уплотненной свивки аналогов в РФ не имеет, а
технология нанесения Zn покрытия аналогична применяемой
Волгоградским заводом ОАО Северсталь-Метиз при производстве
продукции для вантовых и висячих мостов.
Предполагаемый результат 40 лет срок службы и не менее 20 лет
эксплуатации под воздействием всего спектра реальных нагрузок.
Производитель - Северсталь-Метиз
(Россия)
Череповецкий
завод
Основан в 1965. Производится более 26 тысяч видов
продукции.
Орловский
завод
Основан в 1967. Производится более 11 тысяч
видов продукции.
Волгоградский
завод
Основан в 1954. Производится более 1500 видов
стальных канатов и стальной проволоки.
Уполномоченный поставщик и разработчик специальных
видов канатно-проволочной продукции:
ООО «Энергосервис».
Основные выводы полученные в ходе
проведённых исследований на удар молнии
Заряд,Кл
Снижение
натяжения, кгс
Результаты воздействия
)
110
нет
Оплавление поверхности в зоне в зоне разряда на
площади ~ 10х15 мм
147
нет
Оплавление поверхности в зоне в зоне разряда на
площади ~ 10х15 мм
55
нет
Во время разряда электрод коснулся поверхности
образца
55
нет
Оплавление поверхности в зоне в зоне разряда на
площади ~ 10х10 мм
Заключение
Образцы грозотросов оказались стойкими к воздействию тока
молнии с переносимым зарядом 55Кл и 110Кл, а также показали
высокую стойкость к воздействию тока молнии с переносимым
зарядом 147 Кл, суммарная вероятность появления которого, в
отрицательной и в положительной молнии, составляет 1,2%. Следует
отметить, что такая высокая молниестойкость испытанных
грозотросов, связана с их усовершенствованной конструкцией,
коренным образом отличной от конструкции грозотросов,
используемых в настоящее время на ВЛ.
Снижение прочности после удара, также не происходит.
Основные результаты приемочных испытаний грозотросов по СТО
71915393–ТУ 062–2008 для воздушных линий электропередач
Перечень испытаний: полный цикл испытаний: на удар молнии, механических на
разрыв после воздействия удара молнии, эоловая вибрация, воздействие
ветровых нагрузок, а также на стойкость к токам короткого замыкания.
Новая конструкция грозотроса впервые разработана специально для защиты ВЛ
от ударов молнии, выполнена с применением современных канатных
технологий и обладает следующими отличительными свойствами:
• Абсолютная стойкость к удару молнии в 98,8 % диапазоне реальных нагрузок.
• Высокая коррозионная стойкость за счет применения Zn-гальванического покрытия
группы «ОЖ» с +5% допуском и уменьшении суммарной поверхности контакта
поверхности грозотроса с окружающей средой.
• Повышенная относительно штатных канатов прочность на разрыв (180кГ/мм2 –
200кГ/мм2), что обеспечивает значительный рост надёжности что особенно важно
для анкерных опор и при образовании гололеда.
• Увеличенный, почти в 2 раза срок службы и в 5 раз, по сравнению со штатными
канатами гарантированный срок эксплуатации.
• Примененная в процессе производства технология уплотненной свивки
грозозащитного троса по СТО 71915393–ТУ 062–2008 обеспечивает снижение
относительного удлинения, что уменьшает провисания в процессе эксплуатации.
• Не происходит снижения прочности , не наблюдаться никаких разрывов, или
оплавления проволок по основному металлу после ударов молнии мощностью
до147 Кл.
Основные пункты технических условий на грозотроса МЗ-ВОЖ- Н-Р СТО 71915393-ТУ 062-2008, выполнение которых
гарантирует завод-производитель ОАО «Северсталь-метиз»
Грозотроса должны соответствовать требованиям настоящего
стандарта и СТО 56947007-29.060.50.015-2008 ТТ ОАО «ФСК ЕЭС».
•
Грозотроса изготавливаются маркировочных групп 1770н/мм2
(180кгс/мм2), 1870н/мм2 (190кгс/мм2), 1970н/мм2 (200кгс/мм2) из
проволоки оцинкованной по ГОСТ 7372-79 толщина цинкового
покрытия которой должна соответствовать группе ОЖ с плюсовым
допуском 5%.
•
Грозотроса изготавливаются длиной не менее 500 метров.
•
Грозотрос должен быть стоек к воздействию импульса грозового
разряда молнии, величина которого в Кулонах определяется районом
подвески грозотроса в соответствии с требованием потребителя и
устанавливается изготовителем при приложении к грозотросу
растягивающей нагрузке в соответствие с СТО 56947007-29.060.50.0152008 ТТ ОАО «ФСК ЕЭС» , но не менее 85Кл.
•
Грозотрос должен быть стоек к термическому воздействию тока
короткого замыкания, возникающего в процессе эксплуатации
грозотроса при однофазных и двухфазных замыканиях на землю,
величина и время, которого устанавливается изготовителем расчетным
путем в соответствии с СТО 56947007-29.060.50.015-2008 ТТ ОАО «ФСК
ЕЭС».
•
Грозотрос должен быть стоек к эоловой вибрации не менее 100
млн. циклов, частота которой должна соответствовать ближайшей
резонансной частоте, возбуждаемой скоростью ветра от 4 до 8 м/с (т.е.
частота = 830/диаметр грозотроса в мм
± 10 Гц), при приложении к нему растягивающей нагрузки, которая
устанавливается изготовителем в соответствие с СТО 5694700729.060.50.015-2008 ТТ ОАО «ФСК ЕЭС».
•
Грозотрос должен быть стоек к галопированию (пляске), когда в
процессе его эксплуатации под воздействием поперечного ветрового
потока возникает знакопеременная аэродинамическая подъемная сила,
которая при определенных соотношениях параметров крутильных и
поступательных движений кабеля может возбуждать
автоколебательный процесс, СТО 56947007-29.060.50.015-2008 ТТ ОАО
«ФСК ЕЭС».
•
Все остальные технические требования должны соответствовать
требованиям, изложенным в ГОСТ 3241-91 и СТО 5694700729.060.50.015-2008 ТТ ОАО «ФСК ЕЭС».
•
В соответствие с п.13.2 Технических требований ОАО «ФСК»ЕЭС»
гарантийный срок эксплуатации грозотросов с момента ввода их в
эксплуатацию должен составить не менее 20 лет.
Воздушные линии электропередач
Грозотроса (Молниезащита - МЗ), выполненные в соответствие с
техническими условиями СТО 71915393-ТУ 062-2008, специально
предназначены для защиты воздушных линий электропередач от
прямых ударов молнии, изготавливаются диаметрами от 8 до 22,5 мм
и группой прочности в диапазоне от 1770 н/мм2 до 1970 н/мм2
оцинкованные по группе «ОЖ» с +5%допуском
Достоинствами указанных МЗ, помимо большей прочности и
лучшей стойкости к коррозии является, повышенная стойкость к
воздействию импульса тока молнии от 85Кл и выше. МЗ, в отличии
от стальных канатов, сохраняют работоспособность даже в районах
с повышенными значениями вероятности сильных грозовых
разрядов в течение гарантийного срока эксплуатации 20 лет.
Единственный производитель и патентодержатель:
ОАО «Северсталь-метиз».
Уполномоченный поставщик(дилер) и разработчик:
ООО «Энергосервис».
Обозначение исполнения: МЗ(молниезащита).
Объём производства: не менее 350т. ежемесячно.
Диапазон типоразмеров: 8,0-22,5мм
Грозотроса, для защиты воздушных линий электропередач и от
прямых ударов молнии
СТО 71915393 ТУ 062-2008
Конструкция 1 х 36 (1+ 7 + 7/7 + 14)
Диаметр,
мм
Расчетная
площадь
сечения всех
проволок
в МЗ, мм2
Расчетная масса
1000 м
смазанного МЗ, кг
Маркировочная группа
1770 н/мм2
Маркировочная группа
1870 н/мм2
Маркировочная группа
1970 н/мм2
Суммарное разрывное усилие всех проволок в Г, Н (не менее)
8,0
44,54
366
78400
82300
87200
9,2
59,06
490
103800
109700
115600
10,0
69,67
575
122500
129300
136200
11,0
83,59
695
147000
154800
163600
12,5
107,97
886
190100
200900
210700
13,0
118,55
974
208700
220500
232200
14
135,88
1125
239100
252800
265500
15
157,79
1295
278300
293000
308700
16
180,61
1480
318500
336100
353700
17
201,59
1660
354700
375300
394900
18,5
240,72
1980
424300
447800
471300
21
309,35
2540
544800
575200
605600
22,5
354,29
2910
624200
659500
693800
Северсталь-Метиз и Энергосервис Благодарят за внимание!
Мы всегда рады сотрудничеству!