Но этот не до конца технически обоснованный документ утерял значимость в связи с принятием в 1998 году нового норматива, ори­ ентированного на применение на ВЛ 6,10 кВ защищенных самонесу­ щих проводов отечественного производства [3]. Сформулированные в нем технические требования к грозозащите ВЛЗ учитывали важность решаемой проблемы и носили более жесткий характер.

А именно, в отличие от прежних требований [2], в новом докумен­ те предписывалось обязательное применение грозозащитных средств на ВЛЗ, проходящих по открытой и высокой местности независимо от числа грозовых часов в году, а также в других зонах с числом грозо­ вых часов в году свыше 40.

Действующие в настоящее время нормативные требования по грозозащите ВЛЗ в общем виде закреплены в последнем, 7-м изда­ нии Главы 2.5 ПУЭ, где рекомендовано устанавливать устройства защиты изоляции проводов ВЛЗ 6-20 кВ при грозовых перекры­ тиях, и конкретизированы в «Методических указаниях по защите распределительных электрических сетей напряжением 0,4-10 кВ от грозовых перенапряжений» [4], разработанных ОАО «РОСЭП», ут­ вержденных ОАО «ФСК ЕЭС» и вступивших в действие с 01.12.2004 г., в соответствии с которыми на ВЛЗ 6-10 кВ, проходящих по на­ селенной местности и зоне с грозовой деятельностью в среднем 20 грозовых часов и более, необходимо предусматривать установку для защиты от грозовых перенапряжений длинно-искровых разрядни­ ков (РДИ).

Эти требования практически означают, что большинство участков ВЛЗ необходимо оборудовать указанными средствами грозозащиты.

2. Длинно-искровые разрядники особый класс грозозащитных устройств

РДИ являются российской разработкой и по своим конструктив­ ным параметрам, техническим характеристикам и функциональным возможностям представляют особый класс устройств грозозащиты, не имеющий мировых аналогов [ 5, 6, 7, 8].

Принцип действия всех видов РДИ заключается в ограничении грозовых перенапряжений на ВЛ за счет искрового перекрытия по по­ верхности изоляционного тела разрядника с длиной канала разряда, в несколько раз превосходящей строительную высоту защищаемой изоляции, и гашении сопровождающих токов промышленной часто-

гы за счет обеспеченного таким образом снижения величины среднего градиента рабочего напряжения вдоль канала грозового перекрытая Главным отличительным достоинством класса длинно-искровых разрядников является их неподверженность разрушениям и повреж­ дениям грозовы ми и дуговыми токами, поскольку они протекают вне

аппаратов, по воздуху вдоль их поверхности.

Это уникальное для грозозащ итны х аппаратов качество наряду с конструктивной простотой предопределило возможность их успеш­ ного применения в качестве эффективного и надежного средства за­ щиты воздуш ны х линий и электрических сетей от грозовых перена­ пряжений и их последствий.

О пы тно-пром ы ш ленная эксплуатация РДИ началась в 2000 году с м ом ента принятия соответствую щ его Постановления НТС РАО «Е Э С Р оссии» о перспективности применения длинно-искровых разрядников разработки «Н П О Стример» для грозозащиты ВЛ 6,10 кВ , реком ендовавш его установку на ВЛ как с защищенными, так и с голыми проводам и, одного из видов РДИ — петлевого разрядника РДИ П -10.

Д анны е разрядники, имею щ ие в соответствии с утвержденными в 2002 году Т ехническим и Условиями официальное сокращенное название Р Д И П -10-4-У Х Л 1, прошли все необходимые испытания и сертиф икацию , приняты М ВК к серийному производству и массовой эксплуатации в энергосистемах.

В настоящ ее время РД И П -10-4-У Х Л 1 находят все более широкое прим енение в различных регионах страны при строительстве новых, реконструкции и техническом перевооружении существующих ВЛ 6, 10 кВ, в соответствии с проектными решениями, базирующимися на необходим ой норм ативно-технической документации, разработан­ ной институтом «ОАО РОСЭП».

3 . Технические характеристики петлевого разрядника

РДИ П -10-4-УХ Л 1 Разрядник предназначен для защиты воздушных линий электро­

передачи напряж ением 6, 10 кВ трехфазного переменного тока с за­

щ ищ енны ми и неизолированны ми проводами от индуктировать грозовы х перенапряж ений и их последствий и рассчитан ДЛ* ра на открытом воздухе при температуре окружающего воздуха

60*С д о плю с 50*С в течение тридцати лет.

Конструктивный эскиз, показывающий общий вид и основные со­ ставные части разрядника приведен на рис. 1а. Разрядник состоит из со­ гнутого в виде петли металлического стержня, покрытого слоем изоля­ ции из полиэтилена высокого давления. Концы изолированной петли закреплены в зажиме крепления, с помощью которого разрядник присо­ единяется к штырю изолятора на опоре ВЛ. Всредней части петли поверх изоляции расположена металлическая трубка. На проводе ВЛ, напротив металлической трубки разрядника, закрепляется универсальный зажим для создания необходимого воздушного искрового промежутка S.

Закрепление изолированной петли разрядника на ВЛ произво­ дится с помощью зажима крепления. Зажим крепления изготовлен из стали, покрытой защитным слоем цинка, и имеет конструкцию, обеспечивающую надежное крепление разрядника к элементам ар­ матуры ВЛ. Конструкция зажима крепления разрядника может быть изменена и иметь форму, адаптированную под конкретные условия крепления разрядника на опоре ВЛ.

Универсальный зажим для провода изготовлен из стали, покрытой защитным слоем цинка. Конструкция зажима позволяет устанавли­ вать его как на неизолированные, так и на защищенные провода, за­ жим для которых имеет прокусывающие шипы.

Принцип работы разрядника основан на использовании эффекта скользящего разряда, который обеспечивает большую длину импуль­ сного перекрытия по поверхности разрядника, и предотвращении за счет этого перехода импульсного перекрытия в силовую дугу тока промышленной частоты.

При возникновении на проводе ВЛ индуктированного грозового импульса искровой воздушный промежуток S между проводом ВЛ и металлической трубкой разрядника пробивается, и напряжение при­ кладывается к изоляции между металлической трубкой и металличес­ ким стержнем петли, имеющим потенциал опоры.

Под воздействием приложенного импульсного напряжения вдоль поверхности изоляции петли от металлической трубки к зажиму крепления разрядника (по одному, или по обоим плечам петли) развивается скользящий разряд. Вследствие эффекта скользящего разряда вольт-секундная характеристика разрядника расположена ниже, чем вольт-секундная характеристика изолятора, т.е. при воз­ действии грозового перенапряжения разрядник перекрывается, а изолятор нет.

ки параллельно ему и расположенным либо непосредственно рядом с изолятором, либо на соседней опоре.

При уровнях индуктированны х перенапряж ений, близких к им­ пульсному напряж ению срабатывания разрядника, возможно пере­ крытие разрядника лиш ь на одной опоре, приводящ ее к однофазному замыканию на землю . Ток замыкания при этом не превышает 10-20 А, и петлевой разрядник с обш ей длиной перекрытия 80 см гарантиро­ ванно исключает возникновение силовой дуги.

4. ТеяияиесяиетребованияноустановкеразрядниковнаВЛ

Надлежащ ая работоспособность разрядников РДИП-10-4-УХЛ1, устанавливаемых на ВЛ 10 кВ , и надеж ность электрической сети в целом обеспечивается при соблю дении следую щ их основных техни­ ческих требований.

Разрядники долж ны устанавливаться на ВЛ и эксплуатироваться

строго в соответствии с «Руководством п о эксплуатации», входящий

в ком плект поставки.

Установка разрядников на ВЛ долж на производиться в комплек­ те с универсальным заж имом, закрепляемым на силовом проводе, за исключением случаев установки разрядника на подвесной изоляции, при которых универсальный зажим не используется.

О собое внимание необходим о обращ ать на правильность установ­ ки воздуш ных искровых промежутков между металлической трубкой разрядника, находящ ейся посередине петли, и силовым проводом, а также между этой трубкой и специальным зажимом на проводе, вхо­ дящ им в комплект разрядника. Неправильная их установка может приводить к ухудш ению защ итных характеристик разрядников и сни­ ж ению эф ф ективности грозозащ иты , а также, что наиболее опасно, в случае касания проводом или зажимом на проводе разрядника — к длительному реж иму протекания тока проводимости между прово­ дом и зазем ленной траверсой опоры по изоляционной поверхности петлевого разрядника. Это мож ет вызвать трекингоэрозионное пов­ реж дение изоляции разрядника и повлечь одноф азное замыкание на зем лю , ток которого способен серьезно повредить или даже пережечь силовой провод.

Н а одноиепны х ВЛ единственно правильной является установка разрядников по одном у на опору с чередованием фаз в любой регу­ лярной последовательности (см . рис.2).

Требования ПУЭ в части грозозащиты, нормирующие наиболь­ шие допустимые сопротивления заземления опор, имеющих уст­ ройства грозозащиты, не следует распространять на опоры с уста­ новленными на них длинно-искровыми разрядниками, поскольку принцип их работы, а также в целом данной системы грозозащиты в корне отличается от ранее известных и применявшихся на ВЛ для защиты от грозовых отключений. Чем выше сопротивления зазем­ ления опор, на которых установлены РДИ, тем выше надежность данной системы защиты от индуктированных перенапряжений, по­ этому снижать величину сопротивлений заземления по условиям грозозащиты нецелесообразно.

На двухцепных ВЛ разрядники должны устанавливаться на обе це­ пи таким образом, чтобы на каждой из опор защищалась только одна пара одноименных фаз, с тем же принципом чередования, что и для одноцепных ВЛ (см. рис.З). Нарушение этого требования создает воз­ можность короткого междуфазного замыкания и отключения линии при индуктированном грозовом перенапряжении.

Рис. 3 Схема размещения разрядников на двухцепной ВЛ.

Разрядники, по возможности, устанавливаются на ВЛ так, чтобы петля разрядника располагалась по отношению к изолятору в сто­ рону направления передачи мощности по линии. Это требование обусловлено соображениями дополнительного повышения надеж­ ности системы грозозащиты и направлено на обеспечение отвода канала дугового замыкания, в случае его возникновения, в сторону от изолятора.

5 . Варианты установки разрядников на разные типы опор

и регламентные проверки

Наиболее типичные варианты крепления петлевого разрядника на опорах ВЛ 10 кВ эскизно представлены на рис. 4 (а, б, в, г, д, е, ж, з) Конструкция узла крепления разрядника имеет разъемное соединение изолированной петли и зажима крепления и предусматривает возмож­ ность его установки на любые типы опор с соблюдением всех необходи­ мых условий, обеспечивающ их его надежное функционирование.

В случае установки разрядников на опоры с подвесной изоляцией (рис.4 в, г) изолированная петля развернута в зажиме крепления на

180 градусов.

При установке разрядника на штырь изолятора Ш Ф -10 (см. рис.4а), или другого изолятора со схож ими конструктивными параметрами, расстояние от юбки изолятора до металлического крепления разряд­ ника долж но быть не м енее 60 мм. Выполнение этого условия обес­ печивает необходим ы й уровень координации защиты изолятора от грозовых перенапряжений.

При установке разрядника на штырь изолятора Ш Ф-20 (см. рис.4б), или аналогичного ему по конструкции, расстояние от юбки изоляторадо металлического крепления разрядника может быть сокращено до 30 мм.

При закреплении на проводе или шлейфе универсального зажимаис­ пользуется установочный калибр. Зажим закрепляется напротив метал­ лической трубки разрядника со смещ ением вдоль провода или шлейфа в сторону узла крепления разрядника таким образом, чтобы воздушный искровой промежуток между металлической трубкой разрядника и про­ водом или шлейфом составлял 40 мм, а между металлической трубкой разрядника и зажимом на проводе или шлейфе — 20 мм.

В случае установки разрядников на опорах с подвесной изоляцией (см . рис. 4 в, г) универсальный зажим на проводе не используется, а необходимы й воздуш ный зазор устанавливается между металличес­ кой трубкой разрядника и поддерживающ им провод зажимом гир­ лянды изоляторов («лодочкой»). Величина зазора должна составлять 40 мм и контролироваться прилагаемым калибром.

Регулировка воздуш ны х искровы х промежутков производится путем изм енения полож ения зажима для крепления на штыре или крюке изолятора, или другом элем енте арматуры ВЛ, и изменения изгиба петли за счет прилож ения усилия к металлической трубке, а также за счет выбора полож ения зажима на проводе или шлейфе.

—надежность крепления разрядника к элементу арматуры;

—отсутствие сильных оплавлений металлической трубки разряд­ ника и зажима на проводе.

6. Выводы

1. Грозозащита распределительных ВЛ, как действенная мера по­ вышения надежности электроснабжения и снижения эксплуатацион­ ных расходов, осуществима с помощью применения длинно-искро- вых разрядников.

2.ВЛЗ 6,10 кВ необходимо в обязательном порядке защищать от фозовых перенапряжений и от пережога проводов, как самого недопустимого из их последствий.

3.Длинно-искровой разрядник петлевого типа РДИП-10-4-УХЛ1 является нормативно узаконенным грозозащитным средством для ВЛ как с защищенными, так и с неизолированными проводами.

4.Установка петлевых разрядников по одному на каждую опору с последовательным чередованием фаз позволяет предотвратить не толь­ ко пережоги проводов при индуктированных грозовых воздействиях, но

иаварийные отключения ВЛ.

5.РДИП-10-4-УХЛ1 является эффективным, надежным и эконо­ мичным грозозащитным устройством благодаря оригинальности реа­ лизуемого принципа действия, конструктивной простоте и неподвер­ женности повреждениям грозовыми и дуговыми токами.

6.Конструктивно-технические параметры разрядника РДИП-10-4-

УХЛ1 обеспечивают возможность и удобство его монтажа на любых ти­ пах опор ВЛ и ВЛЗ, отсутствие необходимости его обслуживания и экс­ плуатационную долговечность.

ЛИТЕРАТУРА

[1]. Markku Kokkonen. «Development of Lightning Protection for CoveredConductor», ICCC, 2000.

[2]. Правила устройства опытно-промышленных воздушных ли­ ний электропередачи напряжением 6 — 20 кВ с проводами SAX. — М.: ОАО «РОСЭП», 1996.

[3]. Правила устройства воздушных линий электропередачи на­ пряжением 6—20 кВ с защищенными проводами (ПУ ВЛЗ 6—20 кВ).— М.: ОАО «РОСЭП»; ОАО «ОРГРЭС», 1998.

[4]. «Методические указания по защите распределительных элек­

трических сетей напряжением 0,4-10 кВ от грозовых перенапряже­ ний».-М.: ОАО «РОСЭП», АО «ФСК ЕЭС», 2004.

[5] . Подпоркин Г.В., Сиваев А.Д. Новая грозозащита линий элект­ ропередачи с помощью длинноискровых разрядников. — Энергетик, 1997 г. № 3, с. 15 - 17.

[6]. Патент Российской Федерации на изобретение № 2096882 от 20.11.97. Линия электропередачи с импульсным грозовым разрядни­ ком /Подпоркин Г.В., Сиваев А.Д. — Изобретения, Бюл. № 32,1997.

[7]. Патент Российской Федерации на изобретение №2100885 от 27.12.97. Импульсный искровой грозовой разрядник для электро­ передачи/ Подпоркин Г.В., Сиваев А.Д. — Изобретения, Бюл. № 36, 1997.

[8]. Грозозащита ВЛ 6-10 кВ длинно-искровыми разрядниками.

—Руководящие материалы по проектированию электроснабжения сельского хозяйства (РУМ), 2000 г., №11, с. 10-36.

10.5. Опыт применения оборудования для подачи химических реагентов в скважины при решении проблем с осложнениями в процессе добычи нефти

Во всех нефтедобывающих компаниях эксплуатация нефтяных скважин осложняется наличием АСПО, неорганических солей, се­ роводорода в добываемом пластовом продукте, образование стой­ ких эмульсий, коррозией оборудования. В ряде случаев осложне­ ния носят комплексный характер и существующие методы борьбы и предупреждения образования отложений неэффективны. Как показывает практика для борьбы с вышеуказанными отложениями при эксплуатации скважины наиболее целесообразно использова­ ние технологий, базирующихся на применении химических реаген­ тов. При этом эффективность технологий существенно зависит от точной и надежной дозировки выбранного химического реагента в заданную точку скважины.

Применяемые в промысловой практике технологии, при которых химические реагенты заканчиваются в межтрубное пространство, не гарантирует постоянное и точное дозирование реагента на при­ ем глубинного насоса. Это связано с высотой и колебаниями дина­ мического уровня, плотностью нефти в межтрубном пространстве выше приема насоса, наличием зоны разгазирования, плотностью химреагента и его растворимостью в нефти и др. В начале перво­

го десятилетия нового столетия специалистами ряда предприятий «АНК «Башнефть» разработаны конструкции и освоено производс­ тво нескольких вйдов капилляров (трубок) для подачи химреаген­ тов в скважину с целью предупреждения образования отложений [31]. Для скважин, оборудованных ЭЦН, разработан специальный кабель с капиллярной трубкой, представляющий собой четырех­ жильный плоский бронированный кабель, предназначенный для питания погружного электродвигателя, содержащий одну полую полиэтиленовую трубку.

Для скважин со штанговыми насосами для подачи химреагента разработаны устройства типа плоского кабеля с тремя трубками с бронепокровом из стальной ленты, позволяющие подавать различ­ ные химические реагенты в заданную точку скважины. Также раз­ работана трубка с оплеткой из стальных оцинкованных проволок, которая может быть применена в составе установок ШГН и ЭЦН.

Специалистами ОАО «АНК «Башнефть» разработана техничес­ кая документация на применение технологии по предупреждению осложнений в скважинном оборудовании с дозированием химре­ агентов в заданную точку скважины по капиллярному каналу при эксплуатации скважины с поверхностным штанговым приводом, а также с погружным электродвигателем. Обеспечивается достав­ ка химреагента в требуемую точку ввода (на прием насоса, в зону перфорации и др.) с наиболее эффективной дозировкой. При этом реагент не расходуется на насыщение столба нефти в затрубном пространстве скважины, адсорбцию его на поверхности обсадной колонны и наружной поверхности НКТ. Обеспечивается наиболее экономичный расход реагента непосредственно на конкретные технологические цели (деэмульсацию, депарафинизацию, предуп­ реждение или удаление солей и др.) и наибольшая эффективность его применения. Схема обустройства скважины, эксплуатируемой с применением УЭЦН, при дозировании химического реагента через капиллярную трубку приведена на рис. 10.3.

Выполняя работы по разработке и изготовлению оснастки, внед­ рению технологии подачи химического реагента в скважины с при­ менением специальных погружных капиллярных устройств спе­ циалистами ОАО «АНК «Башнефть» в 2003-2004 гг. сделан анализ технологической и экономической эффективности от внедрения данного технического решения на 39 скважинах, оборудованных

Рис. 10.4. Оборудование для дозированной подачи химического реагента:

/ — блок подачи реагента; 2 — наземный трубопровод; 3 — устройство ввода,

4 — скважинный трубопровод; 5 — хомут-протектор; 6 — муфта-клапан; 7 — до­ зирующее устройство; 8 — монтажный пояс; 9 — арматура устьевая; 10 — колонна

НКТ; //- УЭЦН.

ческих реагентов в скважины. Освоено серийное производство по­ добного оборудования и его внедрение на промыслах Прикамья и в других регионах страны.

С начала 2001 года ООО «Синергия-Лидер» (г. Пермь) начало производить комплекс оборудования для глубинного дозирования химического реагента непосредственно в лифт скважины. Комп­ лекс (рис. 10.4) состоит из наземной и скважинной частей. Назем­ ная часть включает блок подачи реагента, наземный трубопровод и устройство для прохода через устьевую арматуру. Скважинная часть - скважинный трубопровод и несколько видов устройств дозирова­ ния реагента как в полость НКТ, так и в зону приема насоса. Блоки подачи реагента выпускаются нескольких видов с диапазоном ем­ костей для хранения от 0,2 до 6,0 м3 и объемом подачи химреагента от 0,05 до 125 л/ч.

С экономической точки зрения одним из решающих факторов борьбы с парафином является точная, а иногда и очень малая пода­ ча реагента, поэтому блоки его подачи оснащаются дозировочными насосами. Насосы, производимые в ООО «Синергия-Лидер», вы­ годно отличаются от других электронно-регулируемой подачей и малым потреблением энергии. Другая отличительная особенность данного оборудования — бронированная трубка для подачи хими­ ческих реагентов в заданную зону. Бронированная двумя слоями проволоки тонкостенная нержавеющая трубка покрывается смаз­ кой и термоусадочной пленкой. ООО «Синергия-Лидер» поставляет комплекс оборудования под конкретные скважины, производит его монтаж и сервисное обслуживание.

Универсальное оборудование для дозирования химических реаген­ тов также позволяет производить подачу реагента в системы сбора и подготовки нефти [91,92]. Данным оборудованием можно оснастить любую скважину, независимо от ее назначения, а также использовать химреагенты с разными физико-техническими свойствами для нефтей сразными реологическими параметрами.

На промыслах ООО «ЛУКОЙЛ-Пермь» данное оборудование внедряется с 2003 года для предотвращения АСПО в скважинах, эксплуатируемых установками ШГН. С 2004 года начаты работы по подаче реагента в скважины, эксплуатируемые с применением УЭЦН, для борьбы с высоко вязкими эмульсиями и коррозией. По результатам внедрения оборудования для подачи химреагента на

скважине № 2143, эксплуатируемой УЭЦН, были получены следу­ ющие результаты: наработка оборудования до внедрения была 294 суток после внедрения - увеличилась на 21 сутки; МОП составля­ ла 17 суток после внедрения - составляет 32 суток, Общие затраты на промывку составили 143 тыс. рублей, а общая стоимость ремонта обходилась в 320 тыс. рублей; после внедрения — 28,8 и 160 тыс.

рублей соответственно.

Опыт внедрения оборудования для дозированной подачи хим­ реагента в скважину на промыслах ООО «ЛУКОЙЛ-Пермь» (обра­ ботано 165 скважин к концу 2004 года) показывает: в 3,8 раза сни­ зился объем требуемых промывок, количество текущих подземных ремонтов уменьшилось в 3 раза. За период с января по октябрь 2005 года добыто дополнительно по 144 т нефти на скважину [91]. При применении скважинного трубопровода исключается потеря хими­ ческого реагента, уменьшается дозировка - объем закачиваемого реагента сокращается в два-три раза по сравнению с методом закач­ ки через затрубное пространство; начаты работы по использованию подобного оборудования для закачки метанола в газовые скважины с гидратообразованием и др.