Рекомендации по параметрам и конструктивным особенностям ПЗУ, по применению наиболее эффективных видов ПЗУ

Для электросетевых объектов нефтегазового комплекса рекомендуется использовать ПЗУ (УЗП), отвечающие «Техническим требованиям к опорам ВЛ 6-20 кВ, входящим в них элементам и устройствам защиты птиц от поражения электрическим током, применяемым при строительстве/реконструкции ВЛ 6-20 кВ на объектах ПАО «Газпром», утверждённых 06.11.2013 [11], согласно которым:

§ УЗП должны состоять из:

- рабочей части контактного, насестного и/или антиприсадного типа;

- узлов и деталей крепления.

§ Рабочие части УЗП антиприсадного, насестного и контактного типов должны быть выполнены из полимерных электроизоляционных материалов с электрической прочностью не менее 20 кВ/мм.

§ Состав УЗП должен подтверждаться требованиями ТУ, в соответствии с которыми изготавливаются УЗП.

§ Рабочие части УЗП должны иметь класс стойкости к воспламеняемости не ниже FV(ПВ)0 по ГОСТ 28779, что должно быть подтверждено соответствующими сертификатами.

§ Рабочие части УЗП должны быть дуго- и трекингоэрозионностойкими.

Для определения номенклатуры птицезащитных устройств и применения их в конкретных условиях необходимо иметь:

- полную характеристику строения всех токоведущих элементов электроустановок (ЛЭП, КТП, ПС, ОРУ и др.), подлежащих оснащению ПЗУ;

- характеристику видового состава ЛЭП-уязвимых птиц, обитающих в районе эксплуатации электросетевых объектов, а также их предельные габариты и основные поведенческие реакции на электроустановки;

- представление о функциональной классификации птицезащитных устройств и их доступности для потребителя (наличии в требуемом ассортименте на электротехническом рынке).

В системе ПАО «РОССЕТИ» принята следующая классификация ПЗУ [10]:

- «А» - птицезащитные устройства антиприсадочного типа – устройства, предотвращающие посадку птиц на элементы конструкций опор ВЛ;

- «И» - птицезащитные устройства изолирующего типа – устройства, защищающие птиц от непосредственного контакта с проводами, линейной арматурой и иными неизолированными элементами ВЛ и оборудования ПС;

- «Н» - птицезащитные устройства насестного типа – устройства, создающие условия для безопасной посадки птиц;

- «Г» - птицезащитные устройства гнездообразующего типа – устройства, создающие альтернативные безопасные площадки для постройки птицами гнезд;

- «Б» - птицезащитные устройства барьерного типа – устройства, защищающие гирлянды изоляторов, а также иные элементы ВЛ и оборудования ПС от загрязнения продуктами жизнедеятельности птиц и препятствующие поражению птиц электрическим током через струю помета;

- «М» - птицезащитные устройства маркерного типа – устройства, делающие элементы ВЛ более заметными для летящих птиц;

- «О» - птицезащитные устройства ограждающего типа – устройства, предназначенные для воспрепятствования проникновения птиц и других объектов животного мира в электроустановки;

- «К» - птицезащитные устройства комбинированные – устройства, совмещающие в себе различные типы защитных функций.

Следует учитывать, что опасность смертельного электропоражения для птиц представляют:

- воздушные ЛЭП (ВЛ 6-10; 20 кВ) со штыревыми изоляторами;

- разъединители (РЛНД; РЛК и др.) и реклоузеры, монтируемые на опорах;

- трансформаторные подстанции (комплектные, мачтовые/столбовые);

- открытые распределительные устройства (ОРУ), в т.ч. выводы ячеек электроподстанций;

- воздушные ЛЭП (ВЛ 6-10; 20 кВ) с подвесными изоляторами (с 1 и 2 дисками изоляторов в подвеске);

- воздушные ЛЭП с защищёнными/самонесущими изолированными проводами (ВЛЗ 6-20 кВ) – в местах выхода потенциала (зажимы, разрядники, наконечники).

Все указанные птицеопасные (орнитоцидные) объекты подлежат обязательному оснащению птицезащитными устройствами изолирующего типа (неметаллическими ПЗУ, обладающими диэлектрическими свойствами).

Главным условием выполнения птицезащитных мероприятий с применением птицезащитных устройств является требуемое законодательством полное исключение гибели «краснокнижных» птиц.

Современные ПЗУ – полимерные изолирующие кожухи для воздушных ЛЭП средней мощности (ПЗУ для ВЛ от 6 кВ и выше), являются важным элементом системы защиты ЛЭП-уязвимых птиц, поскольку их использование позволяет оперативно снять остроту проблемы гибели птиц на опорах ЛЭП от поражения электротоком при возникновении коротких замыканий, происходящих по схемам «фаза - земля» и «фаза - фаза».

Оптимальными следует считать такие ПЗУ, конструкции которых полностью соответствуют, как электротехническим, так и орнитологическим критериям совместимости, главными из которых являются:

- соответствие формы ПЗУ форме изолируемых токоведущих элементов (узлов крепления токоведущих проводов к изоляторам, контактов разъединителей и т.п.);

- доступность поверхности ПЗУ для безопасной посадки и устойчивого расположения птицы (соответствие строению и размерам тела и конечностей ЛЭП-уязвимых птиц всех размерных групп).

Установлено, что ПЗУ (кожухи) нового поколения должны иметь длину изолирующей конструкции не менее 1400 мм [6];[10];[24].

Наиболее уязвимыми местами (контактными точками) на крыльях птиц являются зоны сочленения предплечий и кистей. Кратчайшее расстояние между контактными точками образует «критичный отрезок», определяющий требуемую предельно допустимую минимальную длину современного птицезащитного устройства (рис. 4).

  Рекомендации по параметрам и конструктивным особенностям ПЗУ, по применению наиболее эффективных видов ПЗУ - №1 - открытая онлайн библиотека  

Рис. 4 – Критичные габариты беркута при сухом и мокром оперении,

определяющие минимально допустимую длину ПЗУ [24]

Максимальный размах крыльев у большинства видов редких хищных ЛЭП-уязвимых птиц, обитающих в Калмыкии, превышает 100 см. Наибольший размах крыльев имеют сипы (280 см) и грифы (чёрный гриф – до 300 см) [20].

В ряде случаев длину изолирующих рукавов необходимо увеличивать (например, в условиях интенсивного использования опор группами или стаями птиц либо в местах обитания крупных ЛЭП-уязвимых птиц с особо большим размахом крыльев – грифов и сипов). В этой связи необходимо использовать ПЗУ, имеющие на внешних концах рукавов специальные стыковочные узлы, предназначенные для удлинения изолирующих кожухов.

Важнейшим критерием эффективности ПЗУ является полнота закрытия токоведущего элемента, для чего конструкция кожуха должна иметь запас объёма формы, необходимого для поглощения избыточных утолщений узлов крепления провода к изолятору. Пример отсутствия объёмного резерва показан на рис. 5.

Рекомендации по параметрам и конструктивным особенностям ПЗУ, по применению наиболее эффективных видов ПЗУ - №2 - открытая онлайн библиотека

Рис. 5 – Пример отсутствия запаса объёма формы колпака ПЗУ 6-10 кВ.

Требуется приведение вязки провода в нормативное состояние

либо применение другой модели ПЗУ

с большими внутренними размерами колпака

Не следует применять конструкции ПЗУ, рассчитанные на строго «идеальные» классическое состояние оснастки опор ВЛ и не учитывающие реальных условий их эксплуатации, которые часто диктуют усиление узлов крепления проводов к изоляторам и образование значительных изгибов токоведущих проводов. ПЗУ, не имеющие достаточного запаса прочности и внутренних габаритов, не способны поглощать утолщения вязок и изгибов проводов без искажения своей формы и без ухудшения защитных свойств конструкции

Важно прогнозировать и возможные поведенческие реакции птиц на конструкции ПЗУ и предотвращать негативные последствия такого взаимодействия. К примеру, некоторые птицы (скворцы, галки, сойки и др.), находясь на заземлённых траверсах и торцах опорных стоек, обследуют в поисках корма (насекомых и их личинок) изоляторы и полости кожухов ПЗУ, стремясь проникнуть в них снизу. В случаях близкого расположения токоведущих проводов такое поведение птиц становится причиной их поражения электротоком. Это характерно для особого строения крепёжной оснастки оголовков опор ВЛ 6-10 кВ, при котором верхний токоведущий провод располагается в непосредственной близости от верхнего торца опорной стойки (рис. 6).

Рекомендации по параметрам и конструктивным особенностям ПЗУ, по применению наиболее эффективных видов ПЗУ - №3 - открытая онлайн библиотека

Рис. 6 – Пример опасной для птиц низкой посадки верхнего изолятора токоведущего провода, при которой требуется усиление изоляции в нижней части кожуха ПЗУ

В таких случаях рекомендуется в дополнение к ПЗУ применять средства усиления изоляции (например, прикреплять отдельные отрезки изолирующих кожухов ПЗУ, закрывая доступ к проводу снизу).

Форма и габариты защитного колпака птицезащитного устройства и примыкающих к нему ближайших участков должны соответствовать форме и габаритам ЛЭП-уязвимых птиц, что имеет решающее значение для эффективной защиты последних.

На рисунке 7 представлены типы крайних («а» и «г») и переходных («б» и «в») форм головных модулей - колпаков, определяющие принципы действия и эффективность защиты птиц.

Рекомендации по параметрам и конструктивным особенностям ПЗУ, по применению наиболее эффективных видов ПЗУ - №4 - открытая онлайн библиотека Рекомендации по параметрам и конструктивным особенностям ПЗУ, по применению наиболее эффективных видов ПЗУ - №5 - открытая онлайн библиотека

Рис. 7 – Формы колпаков ПЗУ, отличающиеся друг от друга

по удобству и безопасности для птиц («а» - антиприсадного типа;

«г» - присадно-изолирующего типа;

«б» и «в» - переходные)

Коническая форма «а» исключает посадку птица на колпак – обладает противоприсадными свойствами. Такая конструкция вполне оправдана и при условии применения в сочетании с отвлекающей присадой (ПЗУ насестного типа) может считаться оптимальной.

Цилиндрическая форма «г» колпака (ПЗУ присадно-изолирующего типа) позволяет птице занять устойчивое положение, что является важным условием эффективной защиты птицы от электропоражения (рис. 8).

Рекомендации по параметрам и конструктивным особенностям ПЗУ, по применению наиболее эффективных видов ПЗУ - №6 - открытая онлайн библиотека

Рис. 8 – Чёрный коршун, сидящий на ровной поверхности колпака ПЗУ6-10кВ-МЛ,

имеющего необходимый запас объёма формы, обеспечивающий безопасность птицы

Недостаток переходных форм заключается в том, что птица, при попытке умоститься на покатой поверхности, соскальзывая с неё, будет неизбежно балансировать, цепляясь пальцами и когтями лап за внутренние края кожуха и совершая рефлекторные компенсирующие взмахи расправленными крыльями и хвостом. Это чревато возникновением комбинаций, приводящих к электрозамыканию по схеме «фаза - земля» при недостаточных размерах эффективного обхвата рукавных кожухов.

При невозможности удержаться на колпаке, имеющем коническую покатую форму, птица пытается зафиксировать лапы на ближайших к колпаку удобных и доступных выступах и впадинах кожухов. В связи с этим следует обращать особое внимание на конфигурацию и величину обхвата рукавных кожухов в зоне защитного колпака.

Под обхватом рукавного кожуха понимается расстояние между двумя нижними краями гофр-рукава, измеренное по внешней стороне изделия на участке, примыкающем к головному модулю (защитному колпаку) ПЗУ – в зоне наиболее вероятного расположения лап птицы (рис. 9).

Рекомендации по параметрам и конструктивным особенностям ПЗУ, по применению наиболее эффективных видов ПЗУ - №7 - открытая онлайн библиотека

Рис. 9 – Зона обхвата рукавного кожуха ПЗУ

– наиболее вероятного расположения лап птицы

Следует избегать использования конструкций ПЗУ, имеющих недопустимо малый обхват рукавного кожуха, а также избыточные прорези и отверстия, снижающие изолирующие свойства защитных кожухов, либо принимать дополнительные меры по усилению изоляции токоведущих элементов при помощи высоковольтных изолент, диэлектрических накладок, термоусадочных трубок и др., без чего применяемые ПЗУ признаются неисправными.

Минимально допустимой величиной обхвата рукавного кожуха следует считать 15 см, что соответствует максимальному размеру стопы филина – вида, особи которого обладают наибольшим размером стопы среди ЛЭП-уязвимых пернатых хищников, обитающих в России, включая Калмыкию. Следует учесть, что ПЗУ всех трёх отечественных производителей не соответствуют данному критерию, поскольку они имеют следующие параметры обхвата: ПЗУ ООО «ИТС» - 9,5 см; ООО «АВИС» – 11 см; ООО «Эко-НИОКР» – 13 см. Следовательно, рекомендуется использовать названные ПЗУ в комплектации с усилением изоляции. На рис. 10 показано универсальное средство усиленного крепления ПЗУ, которое одновременно является элементом усиления изоляции и позволяет довести параметр обхвата кожуха ПЗУ до 17 см и, соответственно, говорить об относительном соответствии требованиям биосовместимости ПЗУ. При этом наружное расположение защёлки, в отличие от внутреннего, не уменьшает полезного объёма изолирующего кожуха, что является преимуществом конструкции.

> Рекомендации по параметрам и конструктивным особенностям ПЗУ, по применению наиболее эффективных видов ПЗУ - №8 - открытая онлайн библиотека Рекомендации по параметрам и конструктивным особенностям ПЗУ, по применению наиболее эффективных видов ПЗУ - №9 - открытая онлайн библиотека

Рис. 10 – Защёлка многоразового использования (ЗМИ-1) –

средство повышения надёжности крепления ПЗУ и усиления изоляции

(увеличения обхвата рукавного кожуха до 17 см)

Конструкции ПЗУ, имеющие в кожухах недопустимо избыточные прорези и отверстия (рис. 11), через которые может происходить поражение конечностей птиц электротоком, рекомендуется применять с элементами усиления изоляции (например, закрывать прорези отрезками рукавного кожуха).

  Рекомендации по параметрам и конструктивным особенностям ПЗУ, по применению наиболее эффективных видов ПЗУ - №10 - открытая онлайн библиотека

Рис. 11 – Пример избыточных прорезей (отверстий)

в кожухах ПЗУ, снижающих диэлектрические свойства изделия

Особого упоминания заслуживает вопрос оснащения птицезащитными устройствами сложных и чрезвычайно опасных для птиц концевых опор ВЛ 6-10 кВ с подвесными (наружными) разъединителями типа РЛНД, РЛК и др.

В настоящее время на рынке представлена единственная модель ПЗУ для разъединителей РЛНД-10 (рис. 12), применение которой позволяет эффективно нейтрализовать как концевую опору, так и вводы в КТП 10/0,4 кВ.

  Рекомендации по параметрам и конструктивным особенностям ПЗУ, по применению наиболее эффективных видов ПЗУ - №11 - открытая онлайн библиотека Рекомендации по параметрам и конструктивным особенностям ПЗУ, по применению наиболее эффективных видов ПЗУ - №12 - открытая онлайн библиотека

Рис. 12 – ПЗУ 6-10 кВ -ТР для разъединителя РЛНД - 10

и трансформаторных подстанций КТП 10/0,4 кВ