Марка • Оборудование
 Открыть в формате PDF
По оценке НИИЦ МРСК, основанной на данных статистики, главная причина повреждения грозозащитных тросов (около 40%) – их износ и старение. Повреждения, связанные с атмосферными перенапряжениями, составляют 21%, с посторонним вмешательством – 10,6%.
ГРОЗОЗАЩИТА ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЛЭП
Повышение надежности
Дмитрий Зотов, ООО «ЭМ-КАБЕЛЬ», г. Саранск
Компания «ЭМ-КАБЕЛЬ» (входит в ГК «ОПТИКЭНЕРГО») разработала коррозионностойкий грозозащитный трос ГТК. Конструктивно он аналогичен канатам типа ТК и С, традиционно применяемым в качестве грозотросов, имеет несколько разнонаправленных повивов из стальных проволок.
Главное отличие ГТК – это алюминиевое антикоррозионное покрытие, наложенное на сталь методом плакирования, когда под воздействием большой сдавливающей силы происходит холодная сварка тонкого защитного слоя металла с поверхностью другого металла (в данном случае Al со стальной проволокой). Особенность этого метода – взаимная диффузия молекул металлов без нагрева на глубину до 5 мкм.
Диффузия происходит под высоким давлением внутри камеры, в которую экструдированием подается пластичный алюминий, нагретый до 400 °С. Алюминий нагревается исключительно за счет трения и собственной деформации. Полученный продукт можно подвергнуть калибровке или волочению с суммарным обжатием до 95%. При этом хорошая адгезия гарантирует пропорциональное уменьшение диаметра стальной проволоки и алюминиевого покрытия без его отслоения и сдирания. Сталь при волочении приобретает механическую прочность до 1400 МПа в готовом изделии.
СТОЙКОСТЬ К КОРРОЗИИ
Сравним коррозионную стойкость оцинкованной и плакированной алюминием проволок.
При погружении стальной проволоки в раствор электролита на ее поверхности образуются ионы и, как следствие, возникает коррозия. Алюминий тоже подвергается коррозии в электролите.
Снижение массы стали, погруженной в раствор, составляет 0,2 мг/день, что примерно в 20 раз выше скорости коррозии Al. При погружении в раствор электролита соединенных вместе стали и AL скорость коррозии резко изменяется. В этом случае Al выступает в роли катода,
а сталь – в роли анода согласно их потенциалам ионизации. Как следствие, Al расходуется намного быстрее, а сталь не коррозирует и ее масса не изменяется даже
в коррозионно-активной среде (3% NaCl).
Что касается оцинкованной проволоки, то защитное действие цинкового слоя в той же среде длится недолго и в течение пяти лет начинается ее разрушение. Проводник из стали, плакированной Al, напротив, не теряет первоначальную прочность в течение 5 лет и, как ожидается, будет служить на протяжении длительного периода.
Подтверждают эти выводы испытания, проведенные в лаборатории испанской компании TREFINASA [1]. Испытания проводились по стандарту UNE-EN ISO 9227. Их цель состояла в определении устойчивости проволоки с различным защитным покрытием к коррозии. Воздействию соляных брызг (тумана) подверглась проволока из оцинкованной стали ST1 класса A (3 образца); из стали, покрытой Zn-5%Al-ММ (2 образца); из стали, плакированной Al, класса 14SA (5 образцов) и стали, плакированной Al, класса 20SA (5 образцов).
Испытания продолжались 2000 часов, в течение которых отслеживались промежуточные результаты. Например, через 144 ч после начала испытаний белая коррозия проявилась на всех трех проводах из оцинкованной стали, а на третьем образце появились признаки красной коррозии. Белая коррозия появилась также на обоих образцах из стали, покрытой
Zn-5%Al-ММ. Через 864 ч красная коррозия трех образцов из оцинкованной стали усилилась, на образце №2 из стали, покрытой Zn-5%Al-ММ, появились признаки красной коррозии. Через 1000 ч
красная коррозия наблюдалась на всех образцах из оцинкованной стали, поэтому их испытание прекратили. Красная коррозия усилилась на образце №2 из стали, покрытой Zn-5%Al-ММ. На образце №1 красная коррозия не наблюдалась и т.д. К финалу, после 2000 ч испытаний, полностью корродировал образец №2 из стали, покрытой Zn-5%Al-ММ. На всех образцах из стали, плакированной алюминием, обоих классов никаких изменений (даже в точке красной коррозии, появившейся на одном из образцов класса 14SA через 648 ч) не произошло.
Эксперимент показал, что плакированная алюминием сталь значительно более стойка к коррозии, чем оцинкованная.
СТОЙКОСТЬ К ВЫСОКИМ ТЕМПЕРАТУРАМ
Еще один существенный недостаток оцинкованной стали – низкая стойкость к высоким температурам. Перегрев оцинкованного троса свыше 100 °С неизбежно приводит к отслоению цинка. Перегрев может произойти как при разрядах молний, так и при протекании токов КЗ или плавке гололеда. В результате трос остается без антикоррозионного покрытия, что приводит к его обрыву и возникновению аварийной ситуации.
Трос ГТК в аналогичных условиях ведет себя иначе. На фото 1 показаны участки троса после воздействия молнии с переносимым разрядом 40 и 100 Кл, подвергнутые воздействию коррозионно-активной среды (3% NaCl).
Фото 1. Участки троса ГТК после воздействия молнии с переносимым разрядом 40 и 100 Кл
Ясно видно отсутствие коррозии как на соседних с поврежденными проволоках, так и на внутреннем повиве. Отметим также, что поврежденные проволоки не расплетаются, а благодаря особой преформации остаются в повиве, что является еще одним преимуществом ГТК.
Молниестойкость троса ГТК исследовалась в Московском энергетическом институте (МЭИ). Образец растягивался на специальном устройстве с помощью натяжных зажимов НКК-2-1 с усилием, равным среднеэксплуатационной нагрузке 4380 кг. На расстоянии 50 мм от троса располагался высоковольтный электрод. Обратные токопроводы крепились симметрично на расстоянии 0,5–0,75 м от электрода. На электроде с помощью генератора тока формировался импульс тока молнии.
По результатам исследований специалисты МЭИ заключили, что грозозащитный трос ГТК стоек к воздействию тока молнии с переносимым зарядом 100 Кл, суммарная вероятность появления которого в отрицательной и положительной молнии составляет 4,45%. Потеря проч-ности образца грозозащитного троса после воздействия тока молнии с переносимым зарядом 100 Кл составляет 10,5% при допустимой потере 25%.
Таким образом, проведенные исследования показали, что грозозащитные тросы ГТК по своим характеристикам значительно превосходят широко применяемые в настоящее время канаты.
Литература
1. TREFINASA (Trefilado de Navarra S.A.) Informe № 9080438-F.
ООО «ЭМ-КАБЕЛЬ»
430006, г. Саранск,
ул. 2-я Промышленная, 10А
Тел./факс: +7 (8342) 33-31-36, 38-02-07
e-mail: sp@emcable.ru
www.emcable.ru |
