Нормування міцності повітряних ліній

За кордоном з середини вісімдесятих років минулого століття проектуються повітряні лінії, міцність яких забезпечує необхідну надійність. МЕК і СІГРЕ рекомендують розглядати повітряну лінію як єдину механічну систему, всі компоненти якої (проміжні та анкерні опори, фундаменти, ізолятори, арматура, проводи і троси) розраховують на певний встановлений нормативний рівень надійності.

Під надійністю повітряної лінії підрозумівають імовірність не руйнування найбільш слабого компонента (проміжної опори) від екстремальних зовнішніх дій за повний строк служби лінії, який приймають 50 років. Надійність інших компонентів приймають більш високою, виходячи з забезпечення очікуваної координації їх механічної міцності для виключення каскадного руйнування повітряної лінії та швидкого відновлення її після аварії.

МЕК рекомендує механізм кількісної оцінки надійності повітряної лінії, в основі якого є не встановлені нормативні навантаження, а визначення безпосередніх розрахункових навантажень, прив’язаних до реальних умов майбутньої експлуатації проектованої лінії. Для повітряних ліній встановлено три рівні (класи) надійності ліній. Кожний рівень характеризується імовірністю відмови (або аварійності) за рік: 0,01; 0,03; 0,001 (1/рік). Цим величинам аварійності відповідає періодичність повторюваності розрахункових навантажень 50, 150, 500 років. Нормовані, згідно МЕК, класи надійності повітряних ліній, наведені у табл. 1.9.

Таблиця 1.9

Клас 1 встановлює мінімальну допустиму надійність для всіх повітряних ліній напругою вище 40 кВ. До класу 2 віднесено повітряні лінії напругою 230 кВ, а до класу 3 – повітряні лінії напругою вище 230 кВ.

В Україні в основу нормування міцності повітряної лінії закладено імовірність рівня безвідмовності конструкції. За кількісну характеристику властивості безвідмовності конструкції прийнята імовірність не перевищення розрахункових навантажень за середній строк служби лінії. При цьому рівень безвідмовності є однаковим, виходячи з умови дії різних кліматичних факторів (ваги ожеледі, максимального вітру, вітрового навантаження на обледенілий провід). Так як строки служби повітряних ліній встановлені нормативними документами, тобто вони – зафіксовані, то непрямими критеріями безвідмовності є середні періоди повторюваності навантажень.

В мережах ОЕС України повітряні лінії електропередавання, виходячи з їх призначення, за рівнем безвідмовності ділять на чотири класи. До 1-ого класу безвідмовності (1КБ) відносяться повітряні лінії напругою до 1 кВ, до 2-ого класу безвідмовності (2КБ) – повітряні лінії напругою 1 кВ - 35 кВ, до 3-ого класу безвідмовності (3КБ) – повітряні лінії напругою 110 кВ - 330 кВ; до 4-ого класу безвідмовності (4КБ) – повітряні лінії напругою 400 кВ - 750 кВ. Кожному класу безвідмовності повітряних ліній відповідає рівень їх надійності, пов’язаний з періодом експлуатації та періодом повторюваності кліматичних навантажень, який кількісно характеризується ймовірністю безвідмовної роботи за визначений період часу.

Розрахунковий строк служби повітряних ліній протягом якого повинен бути забезпечений нормований рівень безвідмовності, прийнятий близьким до строку реального фізичного зношення конструкцій і для повітряних ліній напругою до 1 кВ становить 30 років, для ліній більш високих напруг – 50 років.

Середні періоди повторюваності розрахункових кліматичних навантажень встановлені згідно стандарту МЕК 826 і становлять 50, 150, 500 років для повітряних ліній класів безвідмовності 2, 3 і 4 відповідно. Для повітряних ліній першого класу безвідмовності цей період прийнятий 30 років. Середні періоди повторюваності розрахункових навантажень для всіх класів безвідмовності повинні бути неменше розрахункових строків служби повітряних ліній.

Нормативні строки служби повітряних ліній – відсутні, але встановлені строки служби окремих її елементів (табл. 1.10)

Таблиця 1.10

Виходячи з наведених у табл. 1.10 даних та конструкцій опор, які використовуються на повітряних лініях, середній строк служби ПЛ 110 кВ -330 кВ в середньому становить 35 років, а ПЛ 400 кВ -750 кВ – 50 років. ПУЕ встановлює наступні розрахункові періоди експлуатації для повітряних ліній напругою до 1 кВ – 30 років, а для повітряних ліній напругою 1 кВ і вище – 50 років.

Встановлені періоди повторюваності розрахункових навантажень повинні забезпечувати протягом строку служби рівні безвідмовності повітряних ліній, наведені у табл. 1.11.

Таблиця 1.11