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 mm2. 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 Rys. 3 Wyznaczanie bezpiecznych odległości
do PPN z zastosowaniem drabin izolacyjnych do PPN z podnośnika z ramieniem
izolacyjnym
Przewód ochronny
B
A
DV
C
Q
Faza
Zewnętrzna
środkowa
faza
H G F R E
Dh
Wyrównywacz
potencjałów
Rys. 4 Wyznaczanie bezpiecznych odległości do PPN wykonywanych z płozy śmigłowca
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 Rys. 3 Praktyczny przykład pozycji z rys. 2
PPN (obok)
Rys. 4 Schemat badania efektywności Rys.5 Układ pomiaru prądów w układzie
ekranowania ubiorów przewodzących do PPN odizolowanym od ziemi wg PN-EN 60895
Z3) Przyczyny uszkodzeń przewodów badane są różnymi metodami nowoczesnej
diagnostyki
Rys. 1 Zestaw do diagnostyki linii Rys.2 Stanowisko do diagnostyki linii
zamontowany do śmigłowca na pokładzie śmigłowca
Rys. 3 Podwyższona temperatura zacisku dławika w.cz. Przyrost temperatury zacisku
w stosunku do przewodu ok. 60 oC. (z
r. PSE Wschód)
Rys.4 Podwyższona temperatura uchwytu odciągowego i zbocznikowanie  gorącego
połączenia
Z4) Wymiana lub montaż przewodów odgromowych i fazowych może odbywać się pod
napięciem
Rys. 1 Rolki rozmieszczane są co ok. 10 m na Rys.2 Moment nakładania rolki obrotowej
całej długości przęsła
Rys. 3 Przewody wymieniane nawinięte na bębnie Rys. 4 Ciągnięte przewody są podczas
wymagają aby stanowisko wciągarki było całego procesu uziemione poprzez ruchomy
ekwipotecjalne blok
Rys. 5 Schemat możliwości wymiany przewodu Rys.6 Montaż dodatkowej fazy w celu
fazowego pod napięciem wymiany przewodu fazowego pod
napięciem
Z5) Prace eksploatacyjne na przewodach linii przesyłowej pod napięciem
Rys. 1 Praca pod napięciem z wózka na Rys.2 Praca z wózka jezdnego na wiązce
wiązce trójprzewodowej czteroprzewodowej linii 750 kV
Rys. 3 Rozmietlony przewód linii 220 Rys. 4 Zaprasowanie złączki reparacyjnej
kV pod napięciem (z
r. Eltel Rzeszów)
Rys. 5 Uszkodzenia przewodów (ESKOM, RPA)
 Z6) Prace eksploatacyjne przy przewodach oszynowania stacji przesyłowej pod
napięciem
1 2
9
10
4 4 7
8
3 6
5 5
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 Rys. 3 Prace pod napięciem przy
izolacyjnych biegunach odłącznika
Rys. 4 Prace pod napięciem przy oszynowaniu stacji Rys.5 Prace przy przewodach
z platform izolacyjnych na specjalnych pojazdach oszynowania przy użyciu podnośnika
z ramieniem izolacyjnym
Z7) Prace pod napięciem na stacji przy oszynowaniu rurowym
Rys.2 Montaż podestu izolacyjnego
Rys. 3 Wejście na wieże odbywa się po
drabinie izolacyjnej
Rys. 1 Wieża izolacyjna Rys.4 Podnośnik gąsienicowy (z
r. folder EdF)
Z8) Efektywność obsługi przewodów linii przesyłowych zapewniają usługi śmigłowcowe
Rys. 1 Naprawy sieci z płozy śmigłowca  wymiana odstępnika przewodów
Rys. 2 Naprawa rozmielenia przewodu Rys. 3 Montaż na przewodach odgromowych
elementów do odstraszania ptaków
Rys. 4 Montaż kul sygnalizacyjnych Rys.5 Automat do zakładania kul
sygnalizacyjnych
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 przewoz
nych,
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., A
ódz
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., A
ódz
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., A
ódz
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.