plik

Bogumił Dudek

EPC S.A.

Prace przy przewodach pod napięciem na obiektach sieci przesyłowej

Wprowadzenie

Na poprzedniej konferencji Kabel’2010 w referatach [1]: Polska norma PN-EN

50110: Eksploatacja urządzeń elektrycznych, a projektowane zmiany przepisów
państwowych; Modernizacje linii wysokich napięć bez ich wyłączania - prace przy
przewodach;

Tymczasowe techniki utrzymania zasilania energią elektryczną,

zaprezentowano  kilka  ważnych  tematów,  które  wywołały  zainteresowanie.  Tematy  te
prezentowano  w kontekście  doświadczenia  krajowego  i  zagranicznego  z  utrzymania
elektroenergetycznej  sieci  pod  napięciem.  Z perspektywy  roku  tematyka  została
rozwinięta:  trwają  prace  legislacyjne  nad  zmianą  Rozporządzenia  MG,  w  celu
ujednolicenia  wymagań  z  normą  PN-EN  50110-1;  przeprowadzono  modernizacje  jednej
linii  400  kV  wymieniając  przewody  odgromowe  na  OPGW  pod  napięciem  oraz  wzrosło
zainteresowanie  tymczasowymi  technikami  zasilania  energią  elektryczną  zarówno  dla
potrzeb  sieci  przesyłowej  jak  i  dystrybucyjnej  [2-5].  W niniejszym  referacie  te
doświadczenia z ubiegłego roku zostaną krótko scharakteryzowane i bogato zilustrowane.
Prace  przy  przewodach  pod  napięciem  na  obiektach  sieci  przesyłowej  są  efektywne
ekonomicznie i bezpieczniejsze od prac tradycyjnych [6-15].

Charakterystyka ogólna przewodów w obiektach sieci przesyłowych

Obiekty sieci przesyłowej o napięciu znamionowym 110 – 750 kV: linie

napowietrzne i stacje z reguły wyposażone są w przewody gołe stalowo – aluminiowe
o przekrojach 525 i 350 mm

. W ostatnich latach następuje stopniowe wyposażanie sieci

w przewody nowej generacji; na liniach są to przewody segmentowe, stopowe
i wysokotemperaturowe (inaczej: niskozwisowe); przewody odgromowe zastępowane są
przewodami światłowodowymi typu OPGW. Na stacjach oszynowanie jest coraz częściej
wykonane z rur aluminiowych.

W liniach napowietrznych 220 i 400 kV stosuje się przewody wiązkowe dwu- lub

trójprzewodowe, a w linii 750 kV zastosowano wiązkę 4 przewodową.  Linia wyposażona
w  większą  liczbę  przewodów,  w  zależności  od  jej  konfiguracji,  charakteryzuje  się
mniejszymi  stratami  ulotowymi.  Zmniejszenie  strat  związanych  z  ulotem  wpływa
korzystnie  na  obniżenie  poziomu  hałasu  oraz zakłóceń  radioelektrycznych  wytwarzanych
przez linie.  Przewody linii dobierane są w taki  sposób, aby  wykluczyć  lub ograniczyć do
minimum możliwość ich zerwania się [17, 18].

W elektroenergetycznych liniach napowietrznych w Polsce zaleca się stosować

przewody o budowie i właściwościach określonych w polskich normach odpowiadających
międzynarodowej  normalizacji  [16,  19]  .  Przewody  nie  znormalizowane  mogą  być
stosowane  pod  warunkiem,  że  materiały  i  budowa  tych  przewodów  zostaną  wcześniej
zbadane  przez  instytucję  naukowo-badawczą  i  uznane  za  odpowiednie  dla  linii
napowietrznych  albo  jeżeli  przewody  te,  z  dodatnim  wynikiem,  znalazły  powszechne
zastosowanie w praktyce zagranicznej.

Ciekawym kierunkiem obserwowanym w innych krajach jest m.in. stosowanie

przewodów gołych kolorowych – w Polsce jeszcze nie stosowane. Takie rozwiązanie
pozwala na wtapianie linii w krajobraz (rys.1).

Rys.1 Wtapianie linii w krajobraz poprzez zastosowanie kolorowych przewodów

Przewody odgromowe stosuje się w celu ochrony przewodów roboczych przed

wyładowaniami atmosferycznymi. Dodatkową funkcją tych przewodów w ostatnich latach
jest zastosowanie ich w celach telekomunikacyjnych poprzez rozwiązania światłowodowe.
Przewody takie np. typu OPGW są często instalowane w miejsce dotychczasowych
przewodów odgromowych.

Rys.2 Coraz częściej buduje się linie wielotorowe i wielonapięciowe, a przewody fazowe
z reguły są wiązkowe (2-4 przewody na fazę) – od lewej: rozwiązania w Niemczech,
Japonii i Polsce

Z powodu trudności z otrzymaniem zezwoleń lokalizacyjnych dla nowych linii lub

potrzebą ograniczania gruntu zajętego pod te budowle buduje się linie wielotorowe
i wielonapięciowe (Rys.2). Wymaga to nowego podejścia do prac eksploatacyjnych na
takich liniach.

Stosowane natomiast na stacjach przesyłowych szyny zbiorcze są miejscem

połączenia linii oraz transformatorów, tworząc w ten sposób węzeł sieciowy. W zależności
od  czynników,  tj.  wielkości  stacji,  liczby  linii  i  transformatorów,  roli  stacji  w  systemie
elektroenergetycznym,  systemy  szyn  zbiorczych  mogą  być  ukształtowane  w  różnorodny
sposób.  Są  stosowane  układy  z  pojedynczym,  podwójnym,  a  nawet  potrójnym  systemem
szyn. Poszczególne fragmenty szyn mogą być podzielone na sekcje. Do szyn zbiorczych są
przyłączone pola rozdzielni. Pole rozdzielni składa się z toru prądowego oraz wyposażenia
toru  w  urządzenia  główne  i pomocnicze  wraz  z  konstrukcjami  wsporczymi  oraz
przegrodami.  Pola  te  biorą  udział  w transformacji  i  rozdziale  energii  elektrycznej.  Szyny
zbiorcze  wykonane  są  najczęściej  jako  wiązkowe  przewody  gołe  lub  jako  oszynowanie
rurowe  (Rys.3).  Zejścia  do  aparatów  są  z reguły  przewodowe,  ale  spotyka  się  także
bezpośrednie połączenia z szynami rurowymi – (Rys.4).

Rys. 3 Przykładowe rozwiązania oszynowania i zejść przewodowych na stacjach 110 i 400
kV (fot. M.Makuch)

Rys. 4 Różne typy połączeń stosowane na stacjach przesyłowych: połączenie rur
i przewodów oraz osprzętu przewodowego (fot. M.Makuch)

Wybrane prace przy przewodach pod napięciem na obiektach sieci przesyłowej

Różnorodność stosowanych rozwiązań przewodów i oszynowania wymaga

zróżnicowania techniczno – technologicznego wykonywanych prac eksploatacyjnych,
a  pewne  możliwości  zastosowania  prac  pod  napięciem  mogą  dotyczyć  procesów
inwestycyjnych  zwłaszcza  związanych  z  modernizacjami  linii,  przebudowie  ich
w trasie dotychczasowych przebiegów oraz podobnymi pracami na stacjach.

Możliwości wykonawcze prac pod napięciem przy przewodach zależą od ich

dostępności, a więc bezpiecznego zetknięcia z przewodem co wymaga przestrzegania
bezpiecznych  odległości  oraz  uwzględnienia  poziomów  oddziaływania  pól
elektromagnetycznych  i  stosowania  odpowiednich  środków  ochronnych  (rysunki  Z1
i Z2). Aby wcześniej wykryć uszkodzenia przewodów czynnych obiektów sieciowych
prowadzi  się  okresowe  badania  termowizyjne,  które  wyjątkowo  skuteczne  są
w obrębie stacji co wynika z reguły z większych obciążeń prądowych niż na liniach.
Na  liniach  skuteczniejsze  okazuje  się  prowadzenie  diagnostyki  badaniem  zjawiska
korony.  Do  badań  tych  wykorzystuje  się  śmigłowce,  a  nawet  niewielkie  samoloty
(rysunki  Z3).  Odkryte  miejsca  potencjalnych  uszkodzeń  powinny  być  wcześniej,
zanim  pojawi  się  stan  awaryjny,  usunięte.  Ciekawym  przykładem  przeciwdziałania
uszkodzeniom przewodów jest ich dodatkowe zbocznikowanie (Z3, Rys. 4).

Potrzeby inwestycyjne unowocześnienia transmisji telekomunikacyjnych

spowodowały dynamiczny przyrost długości instalowanych przewodów typu OPGW.
Wzorem  wielu  państw  również  w  Polsce  zdecydowano  się  na  zastosowanie
technologii  montażu  lub  wymiany  przewodów  odgromowych  na  typu  OPGW
w warunkach  pracy  linii.  Opanowanie  tych  technologii  wymagało  dobrego
przeszkolenia  i  ćwiczeń  doskonalących  realizację  prac.  Pierwsze  tego  typu  prace
zostały  wykonane  na  linii  jednotorowej  400  kV  Kozienice-  Mory  (Z4,  Rys.  1-4).
Doświadczenia  uzyskane  z  tych  prac  mogą  zaowocować  podjęciem  się  jeszcze
trudniejszych prac z zakresu wymiany przewodów roboczych, fazowych. Możliwości
w tym zakresie przedstawiono na poglądowych ilustracjach Z4, Rys. 5 i 6.

Uszkodzenia przewodów na liniach należy usuwać. W celu wykonania prac

stosuje  się  rowerki  i  wózki  jezdne  oraz  specjalne  pomosty  przeznaczone  także  do
pojedynczych  przewodów  (Z5).  W  miejsce  uszkodzeń,  rozpleceń,  rozmieleń  oplotu
aluminiowego  stosuje  się  złączki  reparacyjne  lub  specjalne  uchwyty  oplotowe.
Niektóre z tego typu uszkodzeń mogą być usuwane przez roboty. W celu szybkiego
dotarcia do miejsc uszkodzeń stosuje się często śmigłowce (Z8, Rys. 2). Opanowano
także  technologie  napraw  przewodu  poprzez  wycięcie  uszkodzonego  odcinka,
i w konsekwencji zaprasowania oddzielnie rdzenia stalowego i oplotu aluminiowego.

Usuwanie pewnych uszkodzeń przewodów na stacjach podobne jest do prac

na liniach napowietrznych. Podobnie zresztą rzecz się ma z odstępnikami.  Zarówno
oszynowanie stacji, zejścia przewodów do aparatów, dłuższe odcinki szyn mogą być
naprawiane i wymieniane pod napięciem (Z6 i Z7). Do prac tych wykorzystywane są
wieże  izolacyjne  oraz  coraz  częściej  podnośniki  z  ramieniem  izolacyjnym.
Rozbudowy  stacji  o  kolejne  pola  często  w  innych  krajach  realizuje  się
z wykorzystaniem  do  transportu  i  osadzenia  na  miejscu  montażu  śmigłowce  (Z8).
Efektywność  obsługi  linii  napowietrznych  z  użyciem  śmigłowców  w  wielu  krajach
stanowi stały element eksploatacji sieci.

Podsumowanie

W sytuacji przywiązywania coraz większej wagi i odpowiedzialności za

bezawaryjne utrzymanie stanu technicznego obiektów sieciowych bezwyłączeniowe
techniki, w tym prace pod napięciem są orężem niezawodnym, nowoczesnym
i bezpiecznym.

Załącznik (Z): Prace przy przewodach pod napięciem na obiektach sieci

przesyłowej

Z1) Możliwości bezpiecznego zetknięcia z przewodem pod napięciem determinują

odległości

Rys. 1 Dostęp do przewodów zwłaszcza pod napięciem wymaga specjalistycznego
przygotowania

Rys. 2 Wyznaczanie bezpiecznych odległości
do PPN z zastosowaniem drabin izolacyjnych

Rys. 3 Wyznaczanie bezpiecznych odległości
do PPN z podnośnika z ramieniem
izolacyjnym

Rys. 4 Wyznaczanie bezpiecznych odległości do PPN wykonywanych z płozy śmigłowca

Faza

środkowa

Wyrównywacz

potencjałów

Zewnętrzna

faza

Przewód ochronny

Z2) Kontakt z przewodem wymaga opanowania zjawisk wynikających z oddziaływania

pola elektromagnetycznego

Rys. 1 Rozkład natężenia pola elektrycznego i magnetycznego na słupie linii 380 kV

Rys. 2 Typowa sylwetka montera podczas
PPN

Rys. 3 Praktyczny przykład pozycji z rys. 2
(obok)

Rys. 4 Schemat badania efektywności
ekranowania ubiorów przewodzących do PPN

Rys.5 Układ pomiaru prądów w układzie
odizolowanym od ziemi wg PN-EN 60895

Z4) Wymiana lub montaż przewodów odgromowych i fazowych może odbywać się pod

napięciem

Rys. 1 Rolki rozmieszczane są co ok. 10 m na
całej długości przęsła

Rys.2 Moment nakładania rolki obrotowej

Rys. 3 Przewody wymieniane nawinięte na bębnie
wymagają aby stanowisko wciągarki było
ekwipotecjalne

Rys. 4 Ciągnięte przewody są podczas
całego procesu uziemione poprzez ruchomy
blok

Rys. 5 Schemat możliwości wymiany przewodu
fazowego pod napięciem

Rys.6 Montaż dodatkowej fazy w celu
wymiany przewodu fazowego pod
napięciem

Z6) Prace eksploatacyjne przy przewodach oszynowania stacji przesyłowej pod

napięciem

Rys. 1 Połączenia przewodowe do aparatury na stacji elektroenergetycznej; 1-, 2-szyny
zbiorcze, 3-odłacznik szynowy, 4-wyłącznik, 5-przekładnik prądowy, 6-przekładnik
napięciowy, 7-odłącznik liniowy, 8-ogranicznik przepięć, 9-pole transformatora, 10-pole linii

Rys.2

Prace pod napięciem na stacji z platform

izolacyjnych

Rys. 3 Prace pod napięciem przy
biegunach odłącznika

Rys. 4

Prace pod napięciem przy oszynowaniu stacji

z platform izolacyjnych na specjalnych pojazdach

Rys.5 Prace przy przewodach
oszynowania przy użyciu podnośnika
z ramieniem izolacyjnym

Literatura

[1]

Referaty XVII Konferencji Szkoleniowo Technicznej: Elektroenergetyczne linie

kablowe i napowietrzne, KABEL’2010, Zakopane 9-12.03.2010

[2]

Dudek B., Pilch W.: Utrzymanie ciągłości zasilania energią elektryczną odbiorców za

pomocą rozwiązań tymczasowych, Energetyka nr 2, 2010

[3]

Dudek B., Pilch W.: Systemy gwarantowanego zasilania. Tymczasowe techniki

utrzymanie zasilania energią elektryczną, Elektroinfo nr 6, 2010 s. 22-26

[4]

Bartodziej

G.,

Tomaszewski

M.:

Problemy

rozległych

awarii

sieci

elektroenergetycznych, Racibórz 2010

[5]

Dobroczek A., Dudek B.: Możliwości zastosowania stacji i pól przewoźnych,

Automatyka elektroenergetyczna nr 3, 2010, s. 30-33

[6]

Dudek B.: Polska norma PN-EN 50110 Eksploatacja urządzeń elektrycznych

a projektowane zmiany przepisów państwowych, Elektroinfo nr 9, 2010 s.50-56

[7]

Szastałło J., Dzięciołowski R., Dobroczek A., Dudek B.: Technika i technologie.

Rozwiązania tymczasowe. Ciągłość zasilania, Energia elektryczna. Biuletyn branżowy
PTPiREE nr 9, 2010 s.13-18

[8]

Dudek B.: Bezwyłączeniowe techniki eksploatacji sieci przesyłowej, Elektroenergetyka

nr 2-3, 2010 s.117 - 128

[9]

Dudek B.: Prace pod napięciem w sieci dystrybucyjnej – podręcznik INPE nr 32, 2010

[10]

Rogiński L., Dudek B.: Wymiana pod napięciem przewodów odgromowych na

OPGW w Polsce X Konferencja Prace Pod Napięciem, 17-18 czerwca 2010 r., Łódź s. 95-
111

[11]

Gacek Z., Dudek B.: Coraz bliżej urządzeń elektrycznych – analiza bezpiecznych

odległości zbliżenia w praktyce krajowej i międzynarodowej X Konferencja Prace Pod
Napięciem, 17-18 czerwca 2010 r., Łódź s. 113-124

[12]

Giża A., Dudek B., Nowikow J.: Ubiory ochronne do prac pod napięciem –

wymagania normalizacyjne, a praktyka; X Konferencja Prace Pod Napięciem, 17-18
czerwca 2010 r., Łódź s.159-178

[13]

Dudek B.: Prace pod napięciem - skąd i dokąd zmierzamy, Biuletyn PSE Operator nr

5, 2010 s. 34-39

[14]

PN-EN 50341-1:2005. Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu przemiennego

powyżej 45 kV. Część 1. Wymagania ogólne – Wspólne specyfikacje.

[15]

Materiały z Międzynarodowych Konferencji Prac Pod Napięciem ICOLIM: Kesthely

1992, Miluza 1994, Wenecja 1996, Lizbona 1998, Madryt 2000, Berlin 2002, Bukareszt
2004, Praga 2006, Toruń 2008.

[16]

Kuczkowska I., Argasińska H.: Komentarz do normy PN-EN 05100-1, Warszawa

2002 r.,

[17]

Kosztaluk R., Mikulski J., Dąbrowski J.: Zawodność przewodów odgromowych,

Przegląd Elektrotechniczny nr 1, 2003 (materiały z Sympozjum EUI’2003),

[18]

Strużewska E.: Przewody odgromowe typu OPGW w liniach NN – doświadczenia

eksploatacyjne PSE SA, Przegląd Elektrotechniczny nr 1, 2005 (materiały z Sympozjum
EUI’2005),

[19]

Standardowe specyfikacje techniczne, Wymagania techniczne dla przewodów, przewodów

odgromowych, OPGW oraz wymagania dla osprzętu przewodów OPGW, PSE – Operator S.A.
dostępne na stronie www.pse-operator.pl.