меню поиск email
№1, январь 2019 - Наука и технологии

Всю зиму в плавках

Почти полвека назад Камчатка осталась без света из-за циклона. Сильный ветер и гололед на проводах обесточили большую часть полуострова. На восстановление ушло 3 месяца. Этот урок в Камчатскэнерго усвоили хорошо и, испробовав все возможные способы, в последующие годы полностью избавились от «ледовой зависимости». Рецепты камчатских энергетиков могут быть полезны и для других.

Часть первая. Стихийно-историческая

Такого не было 100 лет 

23 января 1971 года на Камчатку ­обрушился один из самых разрушительных циклонов в истории полуострова. Все началось с легкого снегопада, но уже ночью выпала месячная норма осадков, за вторые сутки – еще одна, а снег все не прекращался. Вдобавок подул штормовой ветер с порывами скоростью свыше 30 м/с. Так продолжалось 10 дней, и, как говорили синоптики, ничего подобного юг Камчатки не испытывал 100 лет. Позже специалисты подсчитают: в Петропавловске-Камчатском за время этого снежного Армагеддона выпало 585 мм осадков (для столицы полуострова – это ­полугодовая норма, а, к примеру, для Москвы – двухлетняя). Гололедная же нагрузка на провода достигала 26 кг на погонный метр линии (для сравнения: столько весит небольшая стиральная машинка) – линии, которая была построена по единым для всей страны нормативам и рассчитана на «материковые» условия.

Погружение во тьму

ЛЭП не выдержали тяжести льда на вторые сутки. Вышла из строя единственная «стодесятка» – линия до подстанции «Приморской» в Вилючинске. Почти весь Петропавловск-Камчатский погрузился во тьму, остановились 18 котельных, водонасосные станции. Самый крупный в то время энергоисточник, ТЭЦ-1, остался без нагрузки, работал на собственные нужды. Многие районы города лишились воды, а от снега рухнула воздушная телефонная связь. 

«Это была адская работа»

Городу срочно была нужна энергия. Газета «Камчатская правда» в те дни писала: «То, что сейчас делают электрики, – настоящий подвиг. Подвиг в самом высоком смысле этого слова. В пургу, в ураганный ветер, когда высоковольтные провода раскачиваются как нитки и как нитки же рвутся, идти на их восстановление могут только добровольцы, герои».

На предприятиях Камчатскэнерго была объявлена всеобщая мобилизация, люди трудились по 12–16 часов. «Это была адская работа, – вспоминал бывший директор ТЭЦ-2 Владимир Семчев. – Мы с напарником Николаем Плюсниным (он электромонтер, а я – инженер релейной службы и автоматики) занимались тем, что срубали топорами с ВЛ 110 кВ грозозащитные тросы, на которых наросло по 20 см льда. Снег ослепляет, ветер с ног валит, а мы вдвоем забираемся наверх, каждый на свою ветку. Я рублю трос на своей стороне, а напарник мертвой хваткой держится за конструкции опоры. Что происходит ­внизу, из-за пурги не видно. Когда трос со льдом сруб­лен, происходит резкий рывок и опору буквально проворачивает в воздухе. Мгновение – и уже висишь на монтажном поясе на высоте проводов. Затем рубит напарник, и все повторяется. Потом мы занимались линиями 0,4 кВ. Их порвало буквально все. Восстанавливали с утра до ночи. На ночлег устраивались в любом доме, докуда дотянули провода».

18_Гололедные явления на ВЛ, 1971 г.jpg

На проводах на Камчатке может нарастать  больше 10 см льда. Но с этим научились бороться.

Часть вторая. Поучительная 

Миллион не на ветер 

Ущерб, нанесенный стихией камчатской энерго­системе, оказался огромным: было уничтожено практически 70% линий электропередачи различного класса. С актами, альбомом фотографий с мест обрывов и с письмом-ходатайством об оказании помощи местные энергетики направили «ходока» в Москву, к министру Петру Непорожнему. Того услышанное и увиденное впечатлило, и он поручил выделить средства на восстановительные работы. Но весь вопрос: сколько? За это отвечал начальник ГлавПЭО Мхитарьян, который, в свою очередь, впечатлился настойчивостью камчатского гостя и в конце концов, как утверждают знакомые с ситуацией люди, выпалил: «Опять явился этот Остап Бендер! Дай ему миллион, и ни копейки меньше!» 

Перепробовали все

Победить гололед камчатские энергетики пытались разными способами. На подстанции «Крашенинникова» установили реактор мощностью 100 Мвар. Обычно такие используют для компенсации ­емкостного зарядного тока линий 220 кВ и выше. При риске возникновения гололеда на ЛЭП реактор включался, линии загружались дополнительным током и провода нагревались, но возникал побочный эффект – понижалось напряжение. 

Для подстанции «Елизово» была разработана другая схема: в кольцо линий Елизово – Водозабор – Коряки – Елизово дополнительно включили трансформатор, благодаря чему к току нагрузки был добавлен дополнительный контурный ток. Эффект получился тот же – линии нагревались, гололед на них не налипал. Этот принцип используется и сегодня: везде, где есть параллельные ВЛ, установлены специальные контурные трансформаторы индивидуального назначения, которые позволяют проводить предупредительные плавки гололеда без отключения потребителей и снижения надежности электроснабжения. На вооружение был взят и опыт сахалинских коллег, которые плавили лед на радиальных линиях постоянным током. При этом камчатские энергетики этот опыт творчески переосмыслили: впервые в СССР они вместе с сотрудниками профильного НИИ соорудили для этих целей управляемое выпрямительное устройство, которое может дать 50 кВ и 1000 А постоянного тока. Оно используется на очень протяженных, длиной до 300 км, линиях Елизово – Мильково и Елизово – Апача. 

На ВЛ 220 кВ от Авачи до Мутновской ГеоЭС был опробован вариант подачи переменного тока напряжением 35 кВ, но продолжительность плавки в данном случае доходила до 6 часов и далеко не всегда была эффективна. Исправить ситуацию помогла конденсаторная установка, которая позволила уменьшить сопротивление линии. Здесь же провели успешные испытания ноу-хау специа­листов Камчатскэнерго, которое теперь широко используется для определения начала образования гололеда. Принцип основывается на затухании ВЧ-сигнала.

Пляски в сторону 

По форме гололед бывает круглым и эллипсовидным. Последний вызывает «пляску» и закручивание­раскручивание проводов, которые входят в резонанс и в итоге вызывают сильную ударную ­нагрузку. Если линия в течение 10–12 ч не успокоится, то может произойти разрушение линейной ­арматуры. ­Чтобы исключить такую «пляску», в проектах ВЛ преду­сматривается навешивание специальных грузиков на определенном расстоянии, которые препятствуют схлестыванию проводов. Для того чтобы повысить надежность склонной к «пляскам» Мутновской линии, помимо грузиков решили установить межфазные изолирующие распорки. Проблема была в том, что производители выпускали их только для треуголь­ной подвески проводов, а на Камчатке она горизонтальная. Тогда начальник района высоковольтных сетей Леонид Безотечество изготовил распорки самостоятельно. Каждая была длиной 7 метров и выдерживала 25 кг льда на погонный метр провода. Установили их на самых опасных участках ВЛ в районе вулкана Горелого.

Эффект тетивы: за и против 

Еще одну проблему создавало налипание мокрого снега, которое трудно отслеживать на протяженных радиальных ВЛ – таких как линия до поселка Милькова. При включении схемы плавки снег сначала опадал в пролетах ЛЭП на отдельных участках, а затем начинал срываться лавинообразно. Освободившийся провод, как спущенная тетива лука, подскакивал вверх и разрушал подвесные изоляторы, а нередко даже забрасывал гирлянды изоляторов на траверсы опор.

Этот фактор, а также трудности сборки схем плавки в непогоду, отсутствие точной информации о начавшемся налипании снега вывели специалистов Камчатскэнерго на главную идею: упреждать налипание везде, где это возможно. Для этого стали использоваться контурные трансформаторы, реакторы, перераспределение нагрузки путем отключения части линий 110 кВ и постановки их на прогрев по схемам плавки. Там, где профилактика невозможна, а риск налипания большой (такие места были определены еще в советское время), усилили контроль с помощью осмотров и использования метода затухания ВЧ-сигнала. При возникновении угрозы повреждения линий они отключались на плавку. 

А вот в районе поселка Ганалы, где на пролете регулярно происходило мощное налипание снега, эффект тетивы обернули на пользу. Провод там провисал почти до земли, а диаметр нароста достигал 20 см. Его сбивали вручную ударом штанги. В какой-то момент возникла идея сконструировать устройство, которое будет делать все само, без участия человека. Приспособление придумал и внедрил Леонид Безотечество: на проводе была закреплена «подушка», при отклонении гирлянды из-за налипания снега через рычажную систему взводился молот-ударник, и когда он поднимался вверх до определенного значения, то срабатывал храповик, молот бил по «подушке» и снег осыпался. Наблюдения показали, что механизм работает, а опасные налипания на этом участке прекратились.

12 (2).jpg

Часть третья. Вдохновляющая

Полная и безоговорочная победа 

Это была длительная, сложная, но интересная и творческая работа, результаты которой сегодня очевидны: энергосистема стала практически неуязвима для гололеда и налипания мокрого снега. Дело дошло до того, что Минэнерго исключило РЭУ ­Камчатскэнерго из «гололедного списка». Мотивировали тем, что на полуострове связанных с обледенением повреждений проводов нет. Пришлось доказывать, что лед никуда не делся, просто с ним научились бороться – и предприя­тие вновь включили в приказ. Документ позволяет энергосистемам, где есть соответствующие погодные явления, по своему усмотрению повышать сечение провода на одну ступень выше норматива.


Алексей Гаврилов, фото из архива пресс-службы Камчатскэнерго

Теги: #Наука и технологии

Оцените статью: