В связи с обострением арабо-израильского конфликта стало любопытно, как организовано тамошнее электроснабжение, вообще, с учётом местных реалий в виде повышенного уровня терроризма и в рамках ведущихся боевых действий.
Статья получилась больше техническая, но надеюсь, всё-таки достаточно интересная.
Для начала – интересное (надеюсь) сопоставление нескольких снимков:
На фото – крупнейшая тепловая электростанция Израиля (2,59 ГВт) Орот Рабин, расположенная примерно посередине между Тель-Авивом и Хайфой. Слева вверху – космоснимок Яндекса, на котором ТЭС заретуширована так основательно, что не понятно, что это (наши АЭС, кстати, так не ретушируют). Справа вверху – текущий снимок гугла, по которому можно предположить, что это такое и где тут что. Слева внизу – более старый гугловский снимок, тут уже всё понятно. Но самое интересное – справа внизу, это вырезка с панорамной съёмки, осуществлённой с коптера и выложенной в открытый доступ. Тут уже видно в деталях. Как-то это не ассоциируется с террористической опасностью, благо самый уязвимый объект (что это, будет описано во второй части) хорошо виден.
Израильская энергосистема в силу исторических причин развивалась отдельно от окружающих её арабских энергосистем, даже от египетской (с которым у Израиля самый продолжительный мир – официально ещё с 1979 года). И строилась, очевидно, с учётом местных политических реалий, например, наличия двух границ: признаваемой самим Израилем (и некоторыми государствами) и признанными ООН.
С хорошей точностью можно считать, что на ООНовские границы ориентируются те страны, которые признают Палестину, как отдельное государство. Таковых 138 (практически все Азия, Африка и Южная Америка), это, например, больше, чем у Косово.
Между этими границами находится Палестинская автономия, разделённая на две части: большую – западный берег реки Иордан, и меньшую – сектор Газа. В свете сложных отношений израильтян и палестинцев логичным решением выглядит желание местных энергетиков максимально обезопасить свои сети – и магистральные ВЛ (напряжением 400 кВ) располагаются только на международно признанной израильской территории. В результате места для них не очень-то и много: Израиль – небольшое государство, сильно вытянутое с севера на юг. Эту вытянутость усугубляет наличие Палестинской автономии: если сектор Газа просто невелик (примерно 45х15 км в прыжке), то вот западный берег реки Иордан значительно больше и в самом узком месте (в районе Калькилия – Шфаим) ширина собственно израильской территории составляет всего около 14 километров. С учётом значительной плотности поселений места для обустройства разнесённых кольцевых схем негусто, поэтому сети 400 кВ построены по аналогии со схемой электроснабжения Санкт-Петербурга (точнее, ещё Ленинграда).
Ленинград (вторая по численности населения в СССР/России городская агломерация) крайне затруднительно закольцевать воздушными линиями электропередачи – в силу наличия солидного Финского залива. Поэтому кольцевая схема электроснабжения была обеспечена прогоном четырёх (а местами и более) цепей 330 кВ вдоль южной, восточной и северной границ города (сейчас, правда, оно уже более «кольцевое» за счёт кабельных линий 330 кВ).
Немного теории. Предположим, нам нужно связать три условных энергообъекта так, чтобы к каждому подходило минимум две ВЛ. Это можно организовать тремя разными способами:
1) Разнесённая кольцевая схема – наиболее надёжная и наиболее дорогая (хотя тут могут быть варианты): три одноцепных ВЛ. Самый наглядный пример такой схемы – московское энергокольцо 500 кВ;
2) Совмещённая кольцевая схема – менее надёжная и более дешёвая: три одноцепных ВЛ, подвешенных совместно на двухцепных опорах;
3) Последовательная или радиальная (в зависимости от статуса наших энергообъектов) – в общем аналогичная предыдущей с одним важным отличием (надёжностью работы среднего энергообъекта): две двухцепные ВЛ.
Ленинградская и значительная часть израильской (транзит Гезер – Петах-Тиква – Каесари – Хагит - Заулун) – это совмещение двух последних способов. Соответственно, в обоих случаях доминируют двухцепные опоры.
Недостатки такой схемы очевидны:
1) Обрушение одной-двух опор могут вывести из работы участок транзита;
Хотя своё мнение по поводу ВЛ я уже неоднократно высказывал – это самый деревянный элемент сети. Сложно сломать и легко починить (ну кроме единичных переходов, которыми, к тому же, Израиль не богат).
Но тут имеются свои местные особенности (скорее всего, не конкретно израильские, а присущие всем небольшим энергосистемам). В отличии от СССР/России, где ещё в 60-х годах победили унифицированные опоры (сейчас, правда, пошёл обратный процесс – из-за огромного количества разномастных проводов), в Израиле рулят опоры специализированные (ещё и минимум двух поколений).
Речь идёт о специализации, в первую очередь, анкерных опор. В первых сериях эти опоры делились по сечениям подвешиваемых проводов, а также по схеме нагрузки: концевые (рассчитанные на одностороннее тяжение), анкерные и анкерно-угловые (на поворот в 30, 60 и 90 градусов). Получалось огромное количество различных марок опор (например, ленинградки 110 кВ – КЛБ, АЛБ, УТЛБ, УШЛБ, УДЛБ, каждой по 8 штук (одноцепная/двухцепная, на 4 варианта провода)). Такая специализация позволяла экономить дефицитный металл, но вызывала головную боль у проектировщиков, строителей, да и эксплуатации. При переходе на массовую электрификацию огромной страны, требующую большего количества обученного персонала, в СССР перешли на унифицированные опоры (толпу ленинградок заменили 4 опоры – У1, У2, У3, У4, одноцепная/двухцепная, нормальная/ослабленная). А в Израиле подобные проблемы не сильно актуальны, хотя из-за размеров страны, поэтому специализация опор осталась.
2) Так же работу транзита может повлиять авария на энергообъекте, подключённому по 3-й схеме.
Надо отметить, что вышенаписанное в Израиле понимают и работы по разветвлению магистральных сетей активно ведутся (судя по их аналогу СиПРа (Схемы и Планы Развития) и по космоснимкам).
На распределительные сети (в Израиле два высоких напряжения - 160 и 110 кВ, второе в мизерных количествах) ограничения по территории не распространяются, ВЛ 160 кВ массово заходят на территории Палестинской автономии, в частности, в сектор Газа. Несмотря на солидную разницу в пропускной способности (примерно в 8 раз), с учётом небольшой территории (основная часть Израиля с западным берегом – это примерно 200х80 километров (Московская область грубо – 300х200 км)), распределительные сети 160 кВ вполне себе могут обеспечить работу энергосистемы, если что-то случится в магистральных сетях.
Интересно, что несмотря на общую прочность ВЛ, в их составе имеется весьма уязвимый и очень массовый элемент – это подвесные изоляторы. До появления полимеров изолирующими материалами выступали такие достаточно хрупкие материалы как стекло и фарфор. Не совсем понятно почему, но из этих двух материалов на израильских высоковольтных линиях наиболее распространились фарфоровые, причём не обычные, а длинностержневые.
То, что мы видим на фото, вполне можно считать антитеррористическим мероприятием. Полимерный изолятор в силу конструктива весьма устойчив к механическому воздействию пули/осколка (разве что удачливый снайпер перебьёт полимерный стержень чем-то очень солидным), а вот фарфоровый (как и стеклянный) легко может треснуть или расколоться. Если в случае стеклянного изолятора это небольшая потеря (их в гирлянде 400 кВ должно быть штук двадцать минимум), то в случае длинностержневого фарфорового подобное несчастье может стать фатальным для работы ВЛ. Поэтому, предположительно, была реализована вот такая схема – гирлянда 400 кВ набирается из четырёх изоляторов 110-160 кВ, что обеспечивает её работоспособность в нормальных или даже не очень нормальных условиях (гирлянда рассчитывается на максимально некомфортные условия – дождь или снег) даже при разрушении одного из изоляторов.
То, что это не хитрый план по набору гирлянд 400 кВ из изоляторов более низкого напряжения, говорит наличие подобных решений на линиях 160 кВ.
В России длинностержневые изоляторы имеют место быть (в мизерных количествах), и о подобных решениях у нас речи не идёт.
Самое любопытное, что обычные для России стеклянные изоляторы в Израиле тоже представлены, иногда прямо вместо выбывшего фарфорового:
Почему они не применялись массово – не совсем понятно. Сейчас уже, скорее всего, проигрывают полимерным.
На взгляд мельком, воздушные линии и схемные решения в израильской энергосистеме вполне себе, всякие перегибы типа многоцепных опор вполне можно списать на отсутствие места. С подстанционной частью дела, пожалуй, похуже.
Во второй части рассмотрим, что обеспечило рост израильской энергосистемы и любопытные особенности подстанционного оборудования.