Итак, давайте теперь посмотрим более детально на конструктив опор самого высокого рабочего номинального напряжения на постсоветском пространстве (в том числе и на Украине) — 750 кВ.
В Росси и Казахстане, конечно, стоит и транзит 1150 кВ, но работает он на напряжении 500 кВ.
Марок нормальных (не специализированных, типа переходных) опор 750 кВ не так уж и много, а конкретно на Украине — и того меньше.
Несмотря на то, что большинство ВЛ 750 кВ строились ещё при Союзе и, казалось бы, должны быть одинаковы везде, тем не менее различия имеются. Например, на Украине начисто отсутствуют промежуточные опоры типа «набла», присутствующие в российской энергосистеме (и позволяющие чётко идентифицировать конкретную ВЛ).
Судя по тому, что в последующем подобные опоры перестали применяться, их сочли неудачными.
ВЛ 750 кВ советским проектировщикам свалились не внезапно – до них они успели получить богатый опыт проектирования воздушных линий разных классов напряжений. Естественно, в данном случае наиболее важен опыт, полученный на наиболее близком классе напряжения – 500 кВ, на котором к этому времени успели наэкспериментироваться и поэтому на более высокий класс напряжения не потащили прикольные, но больно не унифицированные «многоноги».
Однако сказать, что на 750 кВ сразу попали в точку – тоже нельзя: было как минимум две типовых серии, вторая из которых (10224тм или 3.407.2-134), выпущенная в 1983 году, применяется до сих пор.
Начнём знакомство с анкерно-угловых (на самом деле – унифицированных, выполняющих роль анкерных, анкерно-угловых и концевых) опор. Тут многообразием решений не пахнет, они все поголовно (напомню — речь про нормальные опоры) трёхстоечные. Всё разнообразие сводится к разному возрасту (типовых серий 750 кВ — две) и исполнению оттяжек:
1) оттяжки крепятся на соседнюю стойку, у крайней стойки на стойку-сателлит (старые анкерно-угловые опоры);
2) на опорах типа УСК750 они закреплены на специальной консоли, расположенной на самой стойке;
3) симбиоз этих решений (современные анкерно-угловые опоры типа УС750).
Не сложно заметить, что конструктив у них, в общем, одинаковый – это трёхстоечные опоры со стволом (отличающимся по конкретному конструктиву, но тем не менее весьма схожему), представляющим из себя усечённую четырёхгранную пирамиду. Типовые подставки (+5, +10, +15 метров) фактически являются продолжением ствола, и неопытному глазу плохо различимы.
Завалить подобную опору целиком, ПМСМ – задача сильно не тривиальная. Да и более простая задача – уронить хотя бы одну стойку – тоже не очень-то и проста. По рёбрам ствола идут уголки (называемые поясами, для УС750 – уголок 200х200х12), соответственно, рассчитывать на его серьёзное повреждение осколками не приходится. При этом разрушение одного (из четырёх) поясов вряд ли приведёт к обрушению стойки, если только не попасть удачно прямо перед каким-либо катаклизмом типа урагана или гололёда.
Интересный момент – анкерно-угловая опора отнюдь не чемпион среди типовых опор по воспринимаемым нагрузкам, из-за своей трёхстоечности. И на самом деле, одна стойка фактически рассчитана на тяжение пяти проводов АС400/51. А, например, двухцепная анкерно-угловая опора 220 кВ (какая-нибудь У220-2+14) – на шесть, две цепи по три фазы. Ещё более впечатляющее тяжение воспринимает двухцепная анкерно-угловая опора 330 кВ (например, У330-2+14) – двенадцать проводов, две цепи по три фазы по два провода в фазе (это кстати, хорошо видно по тем же поясам – у этой опоры уголок уже 200х200х30). Так что, если вдруг конкретной стойки опоры ВЛ 750 кВ не найдётся на складе, то в аварийном порядке вполне можно приспособить опору 330 кВ.
Что проиллюстрировать принципиальную возможность такой комбинации, можно прокатиться по МКАДу, думаю, москвичи легко узнают развязку с Боровским шоссе и ТЭЦ-26.
Подбить же одним попаданием два пояса – тут нужна либо суперточность, чтобы попасть прямо в верх опоры, где все пояса сходятся, либо супермощность, благо база опоры (расстояние между узлами крепления к фундаменту) составляют 8,7 (для базовой опоры), 10,4 (с подставкой +5), 12,0 (+9) и 13,7 (+15) метров.
Между самими стойками – 21 метр по осям. Но фактически это расстояние может быть и больше.
В общем, очевидно, что уронить анкерно-угловую опору весьма затруднительно. А поставить – посмотрим дальше.
Теперь посмотрим на более массовые и хлипкие промежуточные опоры.
На самом деле, это не одна опора, а целое семейство. Дело в том, что из-за значительного расстояния между ногами (более тридцати метров) частенько (особенно в горной местности) образуется значительный перепад по высоте. Чтобы не устраивать в таком случае какие-то пляски с бубном в виде раскопок/насыпаний грунта, изменяют длины ног. Такие опоры называются косогорными.
Как видим, принципиальная схема опор тоже одинаковая – это портальные опоры с оттяжками. Точек крепления - четыре: две — металлические ноги, две — железобетонные якоря на две оттяжки. Уязвимое место очевидно — это сами ноги, при разрушении или значительном повреждении (приводящем опять же к разрушению) которых опора падает на бок.
Разрушение якорей для оттяжек или самих оттяжек к серьёзным последствиям скорее всего не приведёт, если, опять же, не попасть в какой-либо экстремальный режим, потому что они предназначены по большей степени для компенсации тяжений в соседних пролётах.
Нога, однако, тоже не подарок – это перевязанных между собой четыре уголка 90х90х6.
И благодаря Укрэнерго мы чётко знаем, что может такую опору завалить, и сколько времени нужно, чтобы её поставить назад:
Предположительно на заходах ВЛ 750 кВ на Южноукраинскую АЭС два комбайнёра умудрились не заметить немаленькую (высота – 41 м, база – 33,6 м, расстояние между якорями оттяжек – 24,9 м) опору ПП750. Похоже, товарищи практически одновременно врезались в ногу и якорь, причём при этом траверсу опоры развернуло.
Хорошо видно, что на следующую опору катастрофа коллеги фактически не отразилась – никакого эффекта домино не получилось.
Промежуточные опоры практически не рассчитаны на продольное тяжение (за это отвечают анкерные опоры), поэтому теоретически, при падении одной промежуточной опоры, на следующую придётся тяжение проводов неаварийного пролёта. И вполне может её завалить, вызвав таким образом своеобразное домино. Подобное, например, произошло в московский ледяной дождь 2010 года. Однако, на ВЛ 750 кВ подобное событие маловероятно, в силу некоторых особенностей, что и подтверждает фото выше – никаких серьёзных проблем, кроме отклонённых гирлянд, у следующей опоры не видать.
На устранение подобной аварии украинские энергетики потратили всего восемь дней.
Всего – это по их мнению. Я не специалист по срокам устранения аварий, но простенькая прикидка: один день – на обследование и расчистку, один день на транспортировку, пара – на сборку, один – на установку опоры и ещё один – на подвеску проводов – позволяет предположить, что результат, в общем, хороший, но не выдающийся.
Что в итоге имеем? Два комбайна (не знаю их эквивалента в вооружениях, но, наверное, это не меньше «Калибра», причём исключительно точно приложенного) завалили промежуточную опору 750 кВ и через 8 дней линия была восстановлена. Конечно, экономический эффект достаточно солиден: куча специалистов со специализированной техникой, опора и материалы в несколько миллионов рублей/гривен, простой линии. Однако и переоценивать его не стоит: специалисты эти вместе с техникой для таких работ и наняты, опора и материалы, скорее всего, со склада, а влияние одной ВЛ, даже 750 кВ, на энергосистему всё-таки не так уж и значительно, даже с учётом того, что это линия выдаёт мощность с АЭС. По сравнению, например, с генераторным трансформатором, который при попадании того же «Калибра», гарантированно выключает из энергосистемы энергоблок на время замены (если есть в наличии – несколько суток, а если нет – несколько месяцев). Сравнение, думаю, не в пользу ВЛ.
Ну и чтобы закончить с опорами 750 кВ, посмотрим ещё один тип промежуточных опор – портальные свободностоящие (ПС750):
Свободностоящие опоры ставятся в определённых условиях (например, на пересечениях с коммуникациями). Представляют из себя вполне обычную W-образную траверсу, установленную на двух пирамидальных стойках. Применяются также с подставками +5 и +10 метров. С одной стороны, ясно, что разрушение одной из стоек тоже приводит к обрушению опоры, с другой – пояса стоек, конечно, не анкерные, но тоже совсем не слабые – от 180х180х11 (внизу, у опоры с 10-метровой подставкой) до 125х125х8 (вверху). И база у них тоже совсем не мелкая – от 6,4 до 8,1 метров при расстоянии между осями стоек в 17 метров.
И ещё один момент. При всей несокрушимости опор ВЛ частенько они отключаются даже от близкого разрыва. Дело в том, что изоляция фазных проводов от стальных заземлённых конструкций опор осуществляется с помощью специальных изолирующих элементов – изоляторов. Самым массовым изолятором (а на ВЛ 750 кВ – практически единственным) является стеклянный. А устойчивость закалённого стекла к осколкам оставляет желать лучшего. Соответственно, при разрушении некоторого числа изоляторов возможен электрический пробой между фазным проводом и конструкцией опоры, приводящий к срабатыванию релейной защиты и отключению линии.
Однако эффект от разрушения изоляторов неочевиден и кратковременен. Например, на представленном фото гирлянда изоляторов слева вверху практически не утратила функциональности (её пробьёт только при очень неблагоприятных погодных условиях), справа вверху – скорее всего, ВЛ будет работать в ясную погоду, и только гирлянда внизу очевидно нефункциональна. Но даже она сохранила целостность конструкции и не дала упасть проводу на землю, соответственно, весьма ремонтопригодна – замена битых изоляторов, наверное, самый распространённых в сетях вид ремонта.
Надеюсь, после прочтения данной статьи стало более понятно, почему я считаю атаки на воздушные линии достаточно бессмысленным делом…
