Жесткую ошиновку открытых и закрытых распределительных устройств изобрели в СССР в начале 30-ых годов прошлого века. Разработали и впервые применили этот способ специалисты Мосэнерго. Причина появления жесткой ошиновки прозаична: в молодой стране советов не хватало алюминия и проводов. Так возникла идея, попробовать заменить провода стальными водопроводными трубами. Очень быстро удобство и экономичность этой технологии поняли в Западной Европе и Америке. С тех пор жесткую ошиновку везде называют «русской». А на родине о жесткой ошиновке постепенно забыли и практически разучились ее применять.
Сейчас жесткую ошиновку массово используют при строительстве распределительных устройств напряжением от 35 кВ до 500 кВ, многообразие ее конструкций поражает даже специалистов. Такая популярность объясняется доказанными преимуществами жесткой ошиновки по сравнению с использованием проводов. Среди преимуществ главными являются два. Во-первых, распределительные устройства с жесткой ошиновкой занимают меньше места (до 20%), удобны для сборки и профилактических осмотров (поскольку располагаются невысоко от земли), позволяют экономить трудозатраты при строительстве и монтаже в разы. Ошиновка опирается на высоковольтные аппараты, поэтому нет необходимости в строительстве дополнительных порталов, что уменьшает расход металла, железобетона и объем работ по фундаментам.
Сотрудники НТЦ «ЭДС» имеют значительный опыт разработки современных прогрессивных конструкций с жесткими трубчатыми шинами, проектирования ОРУ и ЗРУ напряжением 110-500 кВ с жесткой ошиновкой, исследования работоспособности изоляторов и шин в рабочих режимах и при КЗ, разработки методик выбора и расчета, а также проведения испытаний шинных конструкций до и выше 35 кВ.
- Разработку проектно-конструкторской документации ОРУ и ЗРУ, включая все необходимые расчеты шинных конструкций, в том числе выбор размеров и марки сплава шин, требуемых параметров изоляторов (изоляционных опор), узлов крепления шин и выполнение ответвлений.
- Выбор и расчет жесткой ошиновки (в соответствии с требованиями нормативных документов ГОСТ Р 52736 — 2007, СТО 56947007-29.060.10.005-2008, СТО 56947007-29.060.10.006-2008), которые включают:
- выбор изоляторов;
- выбор изоляционных расстояний (с учетом сближения длиннопролетных шин на упруго-податливых изоляционных опорах при КЗ и ветре);
- проверку шин по условиям короны;
- проверку элементов ошиновки по допустимым температурным деформациям шин;
- выбор по нагреву в рабочих режимах (токовой нагрузке) шин из различных алюминиевых сплавов, установленных в ЗРУ и ОРУ с учетом солнечного излучения, свободно-вынужденной конвекции (при различных скоростях ветра, в том числе при штиле), окраски шин и других факторов;
- расчет термической стойкости шин (из различных алюминиевых сплавов);
- проверка шин по допустимым прогибам от собственного веса;
- расчеты на прочность ошиновки при статических нагрузках (собственного веса шины, веса гололеда и ответвлений);
- расчеты на ветровую стойкость с учетом пульсирующей (динамической) составляющей ветровой нагрузки;
- проверку жесткой ошиновки на ветровой резонанс;
- расчет на электродинамическую стойкость шинных конструкций (в том числе при неуспешных повторных включениях)
- расчет прочности (стойкости) изоляторов и шин при сочетании внешних нагрузок, вызванных гололедом, ветром и токами КЗ.
- Разработку программы испытаний головных образцов шинных конструкций в рабочих режимах и при коротком замыкании, организация и сопровождение испытаний.
- Экспериментальное определение параметров изоляторов и изоляционных опор (жесткости, частоты собственных колебаний и др.) и разработка рекомендаций по эффективному и наиболее оптимальному использованию различных типов изоляторов (в том числе из полимерных материалов).
- Экспериментально-аналитическую оценку эффективности отстройки шинных конструкций от ветровых резонансов (эоловых вибраций, вихревых возбуждений), а также определение ветровой стойкости шинных конструкций с учетом пульсирующей составляющей ветра на основе результатов испытаний конструкций и определения рассеяния энергии (декремента затухания) при колебаниях ошиновки при различных воздействиях.
- Разработку рекомендаций по снижению воздействия ветровых нагрузок (включая подавление ветровых резонансных колебаний).
- Разработку и поставку программ расчета и выбора изоляторов, шин и других узлов по условиям нагрузочной способности (нагрева в рабочих режимах), термической и электродинамической стойкости и других.
- Консультативные услуги по проектированию ОРУ и ЗРУ, разработке конструкций с жесткими шинами, оптимизации проектных решений.
- Поставку узлов жесткой ошиновки.
Производство, поставка, оптимизация эффективных демпфирующих устройств, разработанных ООО НТЦ «ЭДС».
Осциллограммы свободных колебаний шин ОРУ 500 кВ
Специалисты НТЦ «ЭДС» имеют значительный опыт в выполнении указанных работ. Они являются авторами нормативных документов, монографий,более 100 статей в научно-технических журналах по проектированию, расчету, испытаниям шинных конструкций, в том числе:
- ГОСТ Р 52736-2007. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета электродинамического и термического действия тока короткого замыкания.
- Долин А.П., Шонгин Г.Ф. Открытые распределительные устройства с жесткой ошиновкой. М: Энергоатомиздат,1988.
- Кудрявцев Е. П., Долин А. П. Расчет жесткой ошиновки распределительных устройств. М.: Энергия, 1981.
- СТО 56947007-29.060.10.006-2008. Методические указания по расчету и испытаниям жесткой ошиновки ОРУ и ЗРУ 110-500 кВ.
- СТО 56947007-29.060.10.005-2008. Руководящий документ по проектированию жесткой ошиновки ОРУ и ЗРУ 110-500 кВ
- Долин А. П., Кудрявцев Е. П., Козинова М. А. Расчет электродинамической стойкости и других параметров жесткой ошиновки ОРУ высоких и сверхвысоких напряжений. Электрические станции, 2005
- Долин А. П., Козинова М. А. Особенности конструкций, перспективы внедрения и основные положения методики выбора и расчета жесткой ошиновки ОРУ 110 кВ и выше. М.: ТРАВЕК, 2005.
- Долин А. П., Бессонов С. А. Расчет длительно допустимых рабочих токов трубчатых шин ЗРУ и ОРУ. Электрические станции, 1988.
- Долин А. П., Корягин А. Л. Расчет колебаний жесткой ошиновки ОРУ при ветровых резонансах // Известия вузов. Энергетика, 1989.
- Долин А. П., Козинова М. А. Методика расчета электродинамической стойкости жесткой ошиновки при неуспешных АПВ. М.: Электричество, 1990.
- Долин А.П., Егорова Л.Е. Анализ результатов испытаний жесткой ошиновки 110 кВ и выше. Энергетик №8 2010.
- Долин А. П. Диагностические обследования экранированных токопроводов. Электро №2020/4
Опыт показал, что ошибки проектирования, расчетов, монтажных работ снижают эффективность прогрессивных решений, приводят к необоснованному завышению стоимости распределительных устройств, необходимости корректировки и изменения принятых проектных решений, а в ряде случаев к технологическим нарушениям и авариям.