Опыт применения литых токопроводов в России

Применение литых токопроводов на напряжение до 35 кВ получило в России за последние годы достаточно широкое распространение.
Среди известных зарубежных поставщиков этого оборудования можно отметить компании Ritz (Германия), Eta-Com (Бельгия), BKS (Швейцария) и др. Единственным российским изготовителем литых токопроводов до 35 кВ является компания «РТК-ЭЛЕКТРО-М» (Москва), которая тесно сотрудничает с немецкой фирмой Ritz и освоила производство всех видов литых токопроводов. В общей сложности сегодня в России смонтированы и эксплуатируются более 40 километров литых токопроводов и набран уже достаточный практический опыт по их применению.
Целью настоящей статьи является попытка обобщить этот опыт и рассмотреть все преимущества и недостатки применения литых токопроводов на энергетических объектах России.
Конструктивные особенности литых токопроводов
Литые токопроводы до 35 кВ можно подразделить на два основных типа – это токопроводы пофазноизолированные литые (ТПЛ) и токопроводы комплектные литые (ТКЛ). Токопроводы имеют два исполнения – для внутренней и наружной установки.
а) Токопроводы типа ТПЛ.
Каждая фаза ТПЛ состоит из секций различной конфигурации, длиной не более 10 метров, которые соединяются между собой с использованием специальных муфт. Конструкция секций и соединительных муфт показана на рис. 1.
При наружном исполнении секции и муфты изготавливаются заключенными в кожух из нержавеющей стали и алюминия.
Токоведущая шина (1) ТПЛ представляет собой алюминиевую (медную) трубу или пруток, на концах которого расположены контакты (5). Литая изоляция (3) – это эпоксидный компаунд, внутри которого находятся полупроводящие слои (2), а также слой заземления (4). Полупроводящие слои предназначены для выравнивания потенциала внутри изоляции. В токопроводах ТПЛ на напряжение до 1 кВ полупроводящие слои в литой изоляции отсутствуют. Отдельные секции ТПЛ соединяются между собой шинными компенсаторами (6), которые позволяют скомпенсировать линейное расширение проводника при изменении температуры и строительных погрешностях. Изоляция места соединения секций ТПЛ достигается за счет применения соединительных муфт.
б) Токопроводы типа ТКЛ.
Литой токопровод типа ТКЛ состоит из секций различной геометрической формы – прямых элементов, L-образных,T-образных, Z-образных и т. д., длиной не более 4 метров. В зависимости от номинального напряжения токопровода секции ТКЛ могут содержать две (постоянный ток) или три токоведущие шины для средних напряжений и до пяти токоведущих шин для низких напряжений (до 1 кВ, рис. 2).
Каждая секция ТКЛ представляет собой залитые в эпоксидной смоле (1) алюминиевые (или медные) шины (2) соответствующих геометрических форм.
Концы шин в секциях свободны и дают возможность соединять между собой две различные секции, причем место соединения секций впоследствии также заливается эпоксидным компаундом.
Конструкция секций ТКЛ для средних напряжений предусматривает дополнительное охлаждение шин за счет сквозных отверстий (3) между соседними фазами. С помощью специальных залитых в эпоксидной смоле втулок на секциях средних напряжений предусмотрена также возможность для крепления металлического кожуха токопровода. Для внутренней установки ТКЛ предусмотрен металлический кожух с отверстиями, а для наружной установки – сплошной.
Присоединение ТКЛ к электротехническому оборудованию осуществляется с помощью специальных терминальных элементов, которые изготовляются индивидуально в зависимости от типа оборудования и способа присоединения.
Выбор типа литого токопровода
Наличие двух типов литых токопроводов – ТПЛ и ТКЛ, вполне естественно, ставит перед заказчиком вопрос – какой из этих двух типов предпочтительнее выбрать?
Область применения ТПЛ и ТКЛ одна и та же, однако предпочтение зависит от требований заказчика к условиям эксплуатации и номинальных параметров токопровода. Рассмотрим некоторые из них.
Например, если литой токопровод эксплуатируется во влажных условиях, то, несмотря на то что оба типа имеют возможность изготовления со степенью защиты IP 68, предпочтительнее является тип ТКЛ. Это обусловлено тем, что место соединения двух секций в токопроводах типа ТКЛ заливается эпоксидной смолой и полностью исключает возможность попадания внутрь влаги. Что касается ТПЛ, то места соединения двух секций в таком токопроводе изолируется и защищается от влаги разборной муфтой и, следовательно, качество защиты будет в огромной степени зависеть от качества монтажных работ, что не всегда удается обеспечить. Есть ряд примеров, где в результате плохого монтажа пофазно-изолированных токопроводов в места соединений двух секций проникала влага, что, в конечном счете, приводило к разрушению секций токопровода.
Другой пример: если место установки литого токопровода располагается в непосредственной близи нахождения рабочего персонала, то предпочтение лучше отдавать типу ТПЛ по сравнению с ТКЛ. Это обусловлено тем, что контур заземления в токопроводе типа ТПЛ расположен внутри литой изоляции и практически исключает возможность попадания людей под высокое напряжение по всей трассе токопровода. В отличие от ТПЛ, токопроводы типа ТКЛ закрываются с помощью заземляемого металлического кожуха, и по степени своей безопасности они уступают токопроводам типа ТПЛ.
Следующий пример: если заказчику требуются литые токопроводы на большие динамические токи при минимальных межфазных расстоянияx, то в данном случае предпочтение имеют токопроводы типа ТКЛ по сравнению с ТПЛ. Это обусловлено тем, что в литых токопроводах типа ТКЛ все три фазы залиты в один блок и, следовательно, такой токопровод будет очень устойчив к большим динамическим токам. Чтобы получить высокие значения токов динамической стойкости для пофазно-изолированных литых токопроводов, необходимо использовать специальные сложные крепления, и тем не менее тех же значений токов динамической стойкости как для ТКЛ, достичь для ТПЛ очень сложно.
Что касается механической прочности, огнестойкости и стойкости к агрессивным средам, то при выборе типа литого токопровода нужно учитывать, что токопроводы типа ТКЛ имеют предпочтение перед токопроводами ТПЛ. Это связано с тем, что изоляция ТПЛ состоит из электротехнической бумаги, пропитанной эпоксидной смолой, а изоляция ТКЛ на 85‑90 процентов состоит из кварцевого песка, и лишь остальная его часть – это эпоксидная смола.
По уровню изоляции конструкция ТПЛ позволяет изготавливать токопроводы на номинальные напряжения до 35 кВ и выше, в то время как токопроводы типа ТКЛ возможно изготавливать лишь на напряжение до 24 кВ, и, следовательно, по этому признаку ТПЛ имеют преимущества перед токопроводами типа ТКЛ.
Кроме того, преимуществом токопроводов ТПЛ является меньший удельный вес, то есть вес одного погонного метра, что снижает требования к прочности строительной части здания, а также позволяет упростить монтаж.
С другой стороны, для токопроводов низких напряжений до 1 кВ ТКЛ имеет однозначное преимущество перед ТПЛ за счет своей значительно меньшей стоимости и компактности.
Из всего вышесказанного ясно, что оптимальный выбор типа литого токопровода, прежде всего, зависит от требований заказчика к его номинальным параметрам и условиям эксплуатации токопровода и требует учета многих факторов.
Преимущества и недостатки литых токопроводов
Помимо литых токопроводов на средние напряжения, можно применять также токопроводы с воздушной изоляцией, жесткую ошиновку, а также кабели. Каждый из этих типов имеет свои преимущества и недостатки, поэтому всегда необходимо проводить технико-экономическое обоснование при выборе типа токопровода.
Применение литых токопроводов экономически обосновано по сравнению с кабелем в изоляции из сшитого полиэтилена и токопроводом с воздушной изоляцией в диапазоне номинальных токов от 1000 А до 6500 А, а в случае двух параллельных литых токопроводов – до 12 000 А.
Для кабелей, чтобы обеспечить пропускание таких токов, необходимо параллельно прокладывать их большое количество, что часто весьма затруднительно и затратно. Кроме того, срок службы кабелей почти в три раза меньше срока службы литых токопроводов.
Применение токопроводов с воздушной изоляцией на такие токи по сравнению с литым токопроводом может быть значительно дороже из‑за необходимости изготовления специального фундамента для крепления токопровода и более сложного монтажа вследствие применения сварных работ.
Использование литых токопроводов вполне обосновано и даже может быть необходимо, если место их расположения очень ограничено и имеется много поворотов, если требуется высокая безопасность для работающего персонала и т. д. Максимальный экономический эффект при применении токопроводов с литой изоляцией с номинальным напряжением от 6 до 35 кВ достигается при строительстве новых компактных закрытых ПС на ограниченных площадях, при реконструкциях существующих закрытых ПС, на ГЭС с высокой плотностью установленного оборудования и большим числом отпаек у токопровода, а также на нефтеперерабатывающих заводах, морских газо-нефтедобывающих платформах, где требуются повышенные требования к степеням защиты, химической стойкости и крайне ограничено место для их монтажа и т. д.
Основными преимуществами литых токопроводов являются:
1) компактные размеры токопроводов и недорогой монтаж;
2) любая геометрическая форма и малые радиусы изгиба;
3) высокая механическая прочность изоляции;
4) высокая пожаро- и взрывобезопасность;
5) высокая устойчивость к токам короткого замыкания;
6) высокие перегрузочные способности;
7) высокая устойчивость в сейсмических районах;
8) высокая химическая стойкость;
9) малые удельные потери мощности;
10) большой срок службы.
К основным недостаткам литых токопроводов можно отнести:
1) относительно высокую стоимость;
2) наличие большого числа болтовых соединений;
3) специальные требования к хранению и такелажу;
4) высокие требования к качеству монтажа.
Первые два пункта из перечисленных недостатков в настоящее время уже нашли свое частичное решение.
По поводу стоимости литых токопроводов – на самом деле, если учитывать в стоимости токопровода также стоимость монтажа и эксплуатации токопроводов, то тогда цены на литые токопроводы будут сравнимы с ценой на кабель и другие виды токопроводов. Кроме того, стоимость на литые токопроводы можно оптимизировать. Очень интересным является предложение российской фирмы «РТК-ЭЛЕКТРО-М» комбинировать применение литых токопроводов ТПЛ с открытыми токопроводами собственного производства (жесткая ошиновка). Там, где достаточно места для прохождения токопровода и нет обслуживающего персонала, целесообразно применять открытые токопроводы, а при входе в помещение, где место ограничено и находится рабочий персонал, – устанавливать токопроводы ТПЛ. В настоящее время подобный проект разрабатывается и внедряется на строящейся подстанции 220 / 10 кВ «Ступино». Это позволяет значительно сократить расходы на применение токопровода, поскольку вместо дорогих литых токопроводов наружной установки используются более дешевые открытые токопроводы.
Что касается большого количества болтовых соединений, то уже сейчас фирма «РТК-ЭЛЕКТРО-М» предлагает литые токопроводы ТПЛ со сварными соединениями. Эта разработка российской фирмы сейчас находится на стадии патентования. Однако необходимо отметить, что применение сварных соединений значительно усложняет и удорожает процесс монтажа токопровода.
Что касается пунктов 3 и 4, нужно отметить следующее.
Нарушение требований завода-изготовителя по вопросу хранения и такелажа литых токопроводов может привести к серьезному повреждению изоляции токопровода и, как следствие, к электрическому пробою. Были отмечены случаи, когда токопроводы типа ТПЛ внутренней установки хранились под снегом и дождем без соответствующего укрытия, когда секции токопровода перетаскивались по рассыпанному гравию с места на место, что повреждало его изоляцию, или их бросали на землю; когда по смонтированному на объекте токопроводу ходил рабочий персонал и т. д. Понятно, что такие токопроводы не обеспечат их безаварийную работу и поэтому поврежденные секции должны быть обязательно заменены. Чтобы обеспечить качественную работу литых токопроводов, необходимо точно выполнять все требования завода-изготовителя по хранению и такелажу, указанные в его инструкциях.
Что касается монтажа литых токопроводов, то проведение этих работ требует не только обученных шеф-инженеров, но и квалифицированных монтажников со специальными знаниями. К сожалению, основная масса заказчиков не придает этому большого значения, и, как следствие, могут случаться экстренные остановки работы токопровода или даже его разрушение. Наиболее часто встречающиеся ошибки при монтаже литых токопроводов таковы:
1) некачественный монтаж муфт литых токопроводов, из‑за которого внутрь муфт попадает влага, что в дальнейшем приводит к разрушению муфты или секции;
2) неправильно выполненное заземление, из‑за чего в токопроводе возникают электрические разряды;
3) недостаточное усилие затяжки болтов при соединении контактов секций токопровода, из‑за чего наблюдается их недопустимый разогрев.
Интересное решение для обеспечения качества монтажа литых токопроводов предложил российский производитель. Во-первых, это обучение и обязательная аттестация монтажников, которые необходимы, чтобы быть допущенным к монтажу литых токопроводов, а во‑вторых, это ведение шеф-инженером так называемого паспорта монтажа, в котором регистрируется каждый этап монтажа. Например, монтажник не имеет права закрывать муфту токопровода, пока шеф-инженер не проверит усилие затяжки болтов, заземление муфты и т. д. В паспорте указывается, какой именно монтажник проводил монтаж той или иной муфты, что позволяет заметно усилить персональную ответственность как монтажников, так и шеф-инженеров.
Таким образом, что касается специальных требований к монтажу, хранению и такелажу литых токопроводов, то без них применение литых токопроводов просто невозможно. Анализ повреждений литых токопроводов показал, что более 90 процентов таковых возникало в результате некачественного монтажа и плохого хранения токопроводов, причем эти проблемы имели место с продукцией как отечественного, так и зарубежного производства. Можно однозначно сказать, что качество работы литого токопровода в равной мере зависит как от качества изделия, так и от качества его монтажа. Невозможно добиться успеха, если не учитывать это обстоятельство.
Выводы
Литые токопроводы типа ТПЛ и ТКЛ имеют свою определенную нишу для передачи и распределения электроэнергии и будут широко применяться в российской энергетике. Правильный выбор типа литого токопровода зависит от предъявляемых к токопроводу требований и от условий его применения. Применение того или иного типа литого токопровода требует технико-экономического обоснования. В решении определенных задач литые токопроводы имеют ряд преимуществ и достоинств перед кабелем и другими типами токопроводов. Чтобы обеспечить высокое качество литых токопроводов, нужно учитывать все требования завода-изготовителя по монтажу и хранению литых токопроводов.
Сегодня в России работает местный российский производитель качественных литых токопроводов, который занимает ведущие позиции в этой области и конкурирует с зарубежными изготовителями литых токопроводов как у нас в стране, так и за рубежом.

Филиал в г. Санкт-Петербурге:
Россия, 197341, г. Санкт-Петербург,
Коломяжский пр., 27, лит. А,
БЦ «Содружество», пом. 26Н.
тел.: +7 (812) 340-01-55
факс: +7 (812) 340-01-54
Филиал в г. Москве:
Россия, 121471, г. Москва
Рябиновая ул., 26, стр.2,
БЦ «WEST PLAZA», офис 205
тел./факс: +7 (495) 980-53-55
тел./факс: +7 (495) 269-00-82
e-mail: info@rtc-electro-m.ru
www.rtc-electro-m.ru
Кабельная арматура, Изоляция , Кабель, Мощность, Напряжение , Подстанции, Электроэнергия , Энергия , Провод, СРО,
Отправить на Email
-
19.04.2021 18:28:43Подстанция станет музеем
170
В историческом здании подстанции 330 кВ «Волхов-Северная» на Полюстровском проспекте открылся музей, посвященный истории первой понижающей подстанции Петербурга, построенной в СССР по плану ГОЭЛРО. Музей организован по принципу постоянно действующей экспозиции с посещением в составе экскурсионной группы.
Подстанции, Электроэнергетика
19.04.2021 18:28:43На подстанциях Югры установлена защита мгновенного действия159
Специалисты «Россети Тюмень» на 7 месяцев раньше запланированного срока завершили установку микропроцессорных терминалов на четырех подстанциях в Советском и Кондинском районах Югры.
Подстанции, Россети
19.04.2021 04:54:53Агрегированное управление спросом: соответствуют ли эффекты «пилота» ожиданиям отрасли?217
В настоящее время в ЕЭС России реализуется два механизма экономического управления спросом — ценозависимое снижение потребления на оптовом рынке (ЦЗСП) и пилотный проект агрегированного управления спросом на электроэнергию потребителей розничного рынка.
Электроэнергетика, Электропотребление, Электроэнергия, Энергетические системы
-
14.01.2015 19:27:18 Антон КАНАРЕЙКИН«Прорыв» обеспечит лидерство России в мировой энергетике
3433
Проект «Прорыв» позволит российским атомщикам закрепить мировое лидерство в ядерной энергетике, заявил глава Росатома Сергей Кириенко на конференции по новой технологической платформе атомной энергетики.
Электрические сети, Атомная энергетика, АЭС, Мощность, Росатом, Кабельная арматура
14.01.2015 19:27:23С юбилеем! ЗАО «ЗЭТО» – 55 лет!7154
У западной границы России расположен второй по величине город Псковской области – Великие Луки, известный как промышленная столица региона. Датой основания города принято считать 1166 год – год первого упоминания о Луках в Новгородской летописи. Теперь это крупный промышленный и культурный центр.
Провод, АЭС, ЕЭС, Изолятор, Мощность, Напряжение, ОГК, Подстанции, РусГидро, Сети, ТГК, Трансформаторы, ФСК, Энергия, Кабельная арматура, Электростанция, СРО
14.01.2015 19:27:27 Ирина КРИВОШАПКАПопали под стандарт, или Новый регламент должностных обязанностей5714
Общероссийское отраслевое объединение работодателей электроэнергетики (Объединение РаЭл) – один из ключевых участников проекта по разработке профессиональных стандартов в отраслях ТЭКа в рамках реализации Указа президента России о разработке в 2013‑2014 годах не менее восьмисот профстандартов.
Энергосбыт, АЭС, Возобновляемая энергетика, ГАЭС, Генерация, Гидроэнергетика, ЕЭС, Минэнерго, ОГК, РусГидро, Сети, ТГК, Энергия, Кабельная арматура, Провод, Электростанция, Электроэнергетика, СРО
14.01.2015 19:27:20 Беседовал Сергей БелавинУральский опыт2652
Принцип «кто не рискует, тот не пьет шампанского» абсолютно неприменим к энергетике, и вовсе не потому, что в этой отрасли нет смельчаков – совсем напротив.
Электроэнергетика, Мощность, МРСК, Сети, Приборы учета, Электроэнергия, Энергия, Smart Grid, Кабельная арматура, Провод, Электрические сети
14.01.2015 19:27:15 Игорь ГЛЕБОВПрезидент России обсудил с главой Siemens перспективы сотрудничества2526
В резиденции Ново-Огарево 27 марта состоялась встреча президента России Владимира Путина с главой компании Siemens AG Джо Кэзером (на фото), в ходе которой обсуждались проекты Siemens, которые компания осуществляет в России в области энергетики, железнодорожного транспорта
и городской инфраструктуры.СРО, Газпром, Турбины, Кабельная арматура, Электроэнергетика
-
12.05.2018 05:55:14Цифровизация: от концепции – к практическим решениям
26419
Круглый стол «Цифровые технологии в управлении энергетическими системами», организованный «Энергетикой и промышленностью России» в рамках Российского международного энергетического форума, мы стремились сориентировать на предельно конкретные вопросы. В начале мероприятия модератор – главный редактор «ЭПР» Валерий Пресняков отметил, что участникам предоставляется возможность рассказать о своих практических решениях, так или иначе нацелен...
Инновации
12.06.2018 19:59:26 Славяна РУМЯНЦЕВАЦифровизация энергетики: от «интеллектуальных» турбин до «умных» сетей24695
Никогда прежде мир не был так тесно связан и настолько «оцифрован», как сегодня. Дигитализация уже превратилась в неотъемлемую часть настоящего.
Цифровизация, Smart Grid, Инновации, Турбины
19.06.2018 13:52:08 Павел ШАЦКИЙ, первый заместитель генерального директора ООО «Газпром энергохолдинг»ДПМ-2: драйвер роста или обуза для потребителей?22221
Философский вопрос о первичности «курицы или яйца» в случае с перспективами российской энергетики звучит так: стимулировать ли инвестиции в энергетику с целью технологического прорыва в целом ряде секторов экономики или сдерживать тарифы, чтобы дать фору для развития несырьевым секторам?
Электроэнергетика, Инвестиции
25.11.2019 09:04:52 Славяна РУМЯНЦЕВАКто виноват, что в Японии «запретили» микроволновки15870
Микроволновая печь, как и составляющий ее основу магнетрон, до сих пор имеют множество противников. Масса негативных мифов о СВЧ-печах находят своих почитателей, а фейковые новости о вреде бытовой техники распространяются по всему миру.
Инновации
21.10.2018 06:54:56К обновлению с КОММодом: роли и декорации очередной модернизации15042
ДПМ-2, ДПМ-штрих и, наконец, новое, пока неизвестное широкой отраслевой публике понятие – КОММод, обозначают одну программу, цели и суть которой заключаются в модернизации генерирующих мощностей отечественной энергетики. Все просто и сложно одновременно, поскольку профессиональное сообщество разделилось на тех, кто ждет от грядущей программы прорывных результатов, и на тех, кто осторожно заявляет о назревших рисках.
Модернизация в энергетике