УДК 69.331.438
Технические меры безопасности в местах пересечения на общих опорах
линий связи и линий электропередач
В.А. Сенченко,
ведущий специалист по охране труда
Волгоградского филиала ПАО «Ростелеком»
E-mail: vladimir.senchenko1973@gmail.com
Т.Т. Каверзнева,
доцент Высшей школы Техносферной безопасности,
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
E-mail: kaverztt@mail.ru
Аннотация
В развитии энергетической отрасли России отмечается устойчивый рост спроса на электрическую энергию. Причем, значительный рост потребления электроэнергии приходится на крупные города. В сельской местности, в основном, потребление электроэнергии снижается, что можно объяснить тенденцией оттока трудоспособного населения из села и деревень в города из-за отсутствия постоянной работы. Однако, при вложении инвестиций в агропромышленный комплекс, при развитии фермерских хозяйств потребность в электроэнергии возрастает и в селах. Кроме того, необходимо отметить масштабное внедрение цифрового телевидения и современных средств коммуникации в дачных поселках и деревнях. Таким образом, в последнее десятилетие потребность в электроэнергии во всей стране значительно выросла, что обусловило рост услуг связи и коммуникаций, а также потребителей этих услуг.
Так как самым простым и экономически выгодным способом предоставления услуг связи и электроснабжения потребителей является прокладка воздушных линий связи и воздушных линий электропередач, чаще всего происходит подключение новых потребителей к уже существующим старым (иногда сильно изношенным) линиям. Помимо возможных перегрузок линий, в узлах пересечения воздушных линий связи (ВЛС) и воздушных линий электропередач (ВЛЭ) формируется «клубок» проводов, сильно затрудняющий проведение последующих монтажных и ремонтных работ. Появление подобного «клубка» создает дополнительный риск травмирования работника при работе на высоте.
В целях снижения трудоемкости обслуживания и повышения безопасности при эксплуатации, монтаже и обслуживании линий связи и линий электропередач, в узловых местах пересечения предложено конструктивное решение в виде траверсы, позволяющей, во-первых, обеспечить большее количество точек крепления и, во-вторых, осуществить разнесение линий связи и линий электропередач по разным плоскостям.
Ключевые слова
Опора воздушной линии связи, опора воздушной линии электропередач, траверса, безопасность работ на высоте..
Technical security measures in the crossroads areas on general support of
communication lines and electrical transmission lines
V.A. Senchenko,
Leading specialist in labor protection of the Volgograd branch of Rostelecom PJSC
T.T. Kaverzneva, Ph.D. in Engineering, Associate Professor,
Peter the Great Saint-Petersburg Polytechnic University
Annotation
In the development of the energy industry in Russia, there has been a steady growth in the demand for electrical energy. Moreover, a significant increase in electricity consumption accounts for large cities. In rural areas, electricity consumption is mainly decreasing, which can be explained by the tendency of the outflow of the working-age population from the village and villages to the cities due to the lack of permanent work. However, when investing in the agro-industrial complex, with the development of farms, the demand for electricity also increases in villages. In addition, it is necessary to note the large-scale introduction of digital television and modern means of communication in holiday villages and villages. Thus, in the last decade, the demand for electricity throughout the country has increased significantly, which has led to an increase in communications and communications services, as well as consumers of these services.
Since the easiest and most cost-effective way to provide consumer services and power supply is to lay down overhead lines and overhead power lines, it often happens that new customers are connected to already existing old (sometimes heavily worn out) lines. In addition to possible overloads of lines, a “tangle” of wires is formed at the intersections of overhead communication lines (VLS) and overhead transmission lines (VLE), which makes it difficult to carry out subsequent installation and repair work. The appearance of such a "tangle" creates an additional risk of injury to the worker when working at height.
In order to reduce the complexity of maintenance and increase safety during operation, installation and maintenance of communication lines and power lines, a constructive solution has been proposed in junction intersections in the form of a traverse, which allows, firstly, to provide a greater number of attachment points and, secondly, to separate communication lines and power lines on different planes.
Keyword
Overhead line support, overhead power line support, traverse, work safety at height.
Введение
Рост спроса на электрическую энергию является одной из основных тенденций развития электросетевого комплекса во всем мире, в том числе и в России. Спрос на электрическую энергию в России значительно смещается между регионами и населенными пунктами. Наряду со снижением потребления электрической энергии в сельской местности регионов, где наблюдается отток трудоспособного населения в поисках лучших условий работы, в крупных городах запрос растет. В свою очередь, внутри городов электропотребление неоднородно: энергопотребление в промышленных зонах, в зонах строительства объектов офисной и коммерческой недвижимости, жилой зоны могут существенно розниться [1, 2].
Высокие показатели потерь электроэнергии в электрических сетях и большая степень износа последних – одни из наиболее актуальных проблем энергетики нашей страны. По данным "Стратегии развития электросетевого комплекса России", средний уровень потерь в отечественных сетях составляет около 11% от полезного отпуска энергии. Свою лепту в данный показатель вносят и коммерческие потери, связанные с хищением электроэнергии: по приблизительным оценкам специалистов, ежегодно в России разворовывается до 10…12 млрд кВт∙ч электроэнергии [1]. Наиболее велики электрические потери в распределительных сетях в связи с их большой протяженностью и разветвленностью, неравномерностью загрузки фаз и низким напряжением передаваемой электрической энергии. Поскольку половина распределительных сетей уже выработала свой нормативный срок, общий износ мощностей в секторе оценивается в 70% [3, 4]. Приведенные данные делают весьма актуальной замену голых проводов воздушных линий электропередач (ЛЭП) 0,4 кВ на самонесущие изолированные провода (СИП). СИП представляет собой многожильный провод для воздушных линий электропередачи, содержащий изолированные жилы и несущий элемент, предназначенный для крепления или подвески провода [5,6].
Вырос спрос услуг связи и коммуникаций, а также потребителей этих услуг. В условиях большого города прокладка кабелей связи в существующих канализационных сооружениях — дело сложное, а часто и невозможное из-за их перегруженности, высокой арендной платы, межведомственных неувязок. Строительство же новых собственных канализационных сооружений трудоемко, дорого и не везде осуществимо из-за уже сложившейся плотной структуры строений и коммуникаций. Проще подключить абонента через воздушные линии связи. В плотной застройке городской черты, как правило, уже установлены опоры, по которым проложены воздушные линии электропередач. Поэтому экономически выгодней подключить абонента, проложив линию связи на общих опорах с воздушными линиями электропередачи [2, 4, 7], что чаще всего и реализуется.
В условиях отсутствия планомерного, конструктивно проработанного подхода к подключению новых линий связи на общих опорах с воздушными ЛЭП, в густонаселенных районах и наиболее оживленных торговых местах на опорах в узловых местах пересечения воздушных линий связи и воздушных линий электропередач образуется целый клубок хаотично закрепленных линий связи и линий электропередач. Масштабность этой проблемы столь высока, что в местах узловых пересечений линий связи и ЛЭП проведение любых работ, связанных с обслуживанием линий, монтажом, ремонтом становится небезопасным. Причем, эта ситуация развивается не только в Российской Федерации, но и в ряде других стран мира [2, 8].
В структуре профессиональной патологии работников здравоохранения АЗРФ доминировали инфекционные заболевания (туберкулез органов дыхания и хронический вирусный гепатит). Второе место занимали болезни органов дыхания и третье – нервной системы (рис.1).
Основная часть
Отсутствие правил и соответствующих технических решений по надлежащей организации совмещенной прокладки воздушных линий связи на общих опорах с ЛЭП приводит к возникновению на опорах в узловых местах линий пересечения целых клубков из проводов (рис.1). Такие хаотично закрепленные к опорам клубки из проводов линий связи и электропередач не только непривлекательны с эстетической точки зрения, но и являются проблемой обеспечения безопасности при обслуживании, ремонте и монтаже линий. С увеличением потребления электроэнергии и услуг связи, ростом мощности и количества абонентов связи, происходящее неконтролируемое и неорганизованное подключение новых абонентов требует немедленного решения возникшей проблемы, которая наблюдается не только в Российской Федерации, но и в ряде других стран мира (рис. 2).
Техническое обслуживание и ремонт воздушных линий связи и воздушных линий электропередач является обязательным эксплуатационным процессом. В большинстве случаев работа по обслуживанию ВЛС и ВЛЭ осуществляется на высоте и относится к наиболее травмоопасным работам со стабильно высокой долей тяжелого и смертельного травматизма [9, 10]. Правила по охране труда при работе на высоте [11] подразумевают ряд мероприятий организационного и технического характера, выполнение которых должно минимизировать количество несчастных случаев, связанных с работами на высоте.
К техническим мероприятиям, обеспечивающим безопасность работ на высоте, относится система обеспечения безопасности. Она состоит из [12]: а) анкерного устройства; б) привязи (страховочной, для удержания, для позиционирования, для положения сидя); в) соединительно-амортизирующей подсистемы (стропы, канаты, карабины, амортизаторы, средство защиты втягивающегося типа, средство защиты от падения ползункового типа на гибкой или на жесткой анкерной линии). Требования к совместному подвесу линий связи и линий электропередач на общих опорах в Российской Федерации изложено в Правилах устройства электроустановок (Глава 2.4. Воздушные линии электропередачи напряжением до 1 кВ). Существуют технические требования для ВЛС и ВЛЭ по обеспечению безаварийной работы при передаче электроэнергии по ВЛЭ и передаче сигнала электросвязи по ВЛС. Требования направлены на обеспечение электробезопасности работников во время проведения работ по монтажу, ремонту и техническому обслуживанию линий связи и линий электропередач.
Анализируя состояние и масштабность клубков проводов на опорах, приходим к выводу, что застраховаться должным образом с соблюдением необходимых правил безопасности выше места проведения работ в данной ситуации невозможно. Использование автоподъемника не решает проблему доступности к точкам крепления. Таким образом, при монтаже, ремонте и техническом обслуживании опор с клубками проводов существует риск поражения электрическим током, риск падения с высоты работников, риск выхода из строя оборудования связи [9]. Дерево наступления событий (аварийной ситуации, несчастного случая) при несоблюдения требований к совместному подвесу линий связи и линий электропередач на общих опорах приведено на рисунке 3.
Монтаж ВЛЭ посредством провода СИП осуществляют с использованием линейной арматуры для СИП. На опорах ВЛС применяются различные схемы крепления СИП в зависимости от функционального назначения. Технология крепления СИП к опорам уже отработана. В промышленном производстве выпускается линейная арматура для крепления СИП в достаточном количестве. Когда на опоре ВЛЭ или ВЛС крепиться один, два или десять точек крепления, ничего страшного не происходит. Но количество точек крепления не может быть бесконечным, крепление анкерного кронштейна требует определенного места и сама опора имеет конечные размеры. Зная высоту опоры, минимальное допустимое расстояние СИП от земли и ширину анкерных кронштейнов, можно рассчитать, сколько максимально можно повесить проводов на одну опору ВЛС. Затем нужно сделать корректировку на учет реальных условий монтажных работ. Монтажник может закрепить анкерный кронштейн не вплотную к другому, направления проводов могут отличаться от идеального сценария. И доступность места крепления СИП для монтажника с каждым новым СИП уменьшается. Поэтому на узловых пересечениях возникают проблемы в местах крепления проводов СИП, приведенные на рисунках 1 и 2 [13, 14].
На опоре в одной плоскости в теоретическом плане имеется возможность прикрепить четыре кронштейна в четырех точках крепления. Но не всегда направления передачи кабеля совпадают с имеющимися направлениями. Количество точек крепления ограничивает малый периметр. Если увеличить периметр места крепления, то увеличится количество точек крепления в одной плоскости.
Предлагается конструкция двуярусной траверсы различной геометрической формы, которая увеличивает количество точек крепления в одной плоскости, и за счет добавления второй рамы в конструкцию траверсы появляется возможность одновременно крепить на данную траверсу ВЛС и ВЛЭ. Предлагается устанавливать такие траверсы в узловых местах пересечения воздушных линий связи и воздушных линий электропередач.
Рис. 4. Двуярусная траверса
Двуярусная траверса на опору состоит из двух рам (верхней 1 и нижней 2) прямоугольной формы, соединенных по углам перемычками 3 и выполненных из углового профиля. По периметру рам 1 (верхней) и 2 (нижней), неподвижно закреплены анкерные кронштейны 4 для крепления арматуры ВЛС и ВЛЭ. Внутри каждой из рам 1 и 2 посередине неподвижно закреплены перекладины (соответственно 5 и 6), выполненные из углового профиля, предназначенные для крепления траверсы к опоре 7. Каждая рама 1 и 2 крепится к опоре 7 хомутами 8 и 9 с помощью болтов 10. Посредине перекладин 5 и 6 перпендикулярно и неподвижно прикреплены направляющие 11 по обе стороны опоры 7, выполненные из углового профиля и предназначенные для устойчивости крепления двуярусной траверсы к опоре 7. Внутри рам 1 и 2 установлены ребра жесткости (соответственно 12, 13), выполненные из углового профиля, соединяющие конструкции рам 1 и 2 с перекладинами 5, 6.
Устройство работает следующим образом: две одинаковые рамы прямоугольной формы, расположенные между собой на расстоянии 0,5 метра или 1,5 метра (в зависимости от крепления проводов ВЛ и ЛС). Наличие двух параллельно расположенных рам обеспечивает возможность крепить на одной траверсе ВЛС и ВЛЭ, что в итоге упорядочивает эти линии. Двуярусная траверса на опору устанавливается на вершине опоры 7. Крепление траверсы к опоре осуществляется хомутами 8 и 9 через перекладины 5 и 6. Хомуты 8 и 9 закрепляются к перекладинам 5 и 6 с помощью болтов 10. Рамы 1 и 2 имеют в своем составе перекладины 5 и 6 и ребра жесткости 12,13. В каждой раме к перекладинам 5 и 6 перпендикулярно крепятся направляющие 11 по обе стороны опоры 7. Наличие металлических связей внутри рам обеспечивает жесткость всей конструкции каждой рамы и устойчивость всей двуярусной траверсы на опоре в горизонтальной плоскости. Наличие множества анкерных кронштейнов 4 на каждой раме (1 верхней и 2 нижней) позволяет данной траверсе крепить к ней множество проводов ВЛС в одной плоскости и ВЛЭ в другой плоскости, что дает возможность на одной опоре крепить линии связи и линии электропередач и увеличивает пропускную способность на одной опоре 7. Анкерные кронштейны 4 позволяют крепить различные виды зажимов проводов. Конструкция траверсы позволяет прокладывать через нее провода в любом направлении (транзитном, угловом, перпендикулярном).
Качественный отличительный признак двуярусной траверсы на опоре от других траверс – возможность крепить к двуярусной траверсе одновременно линии связи и линии электропередач: к одной раме – линии связи; к другой раме – линии электропередач. Множество точек крепления позволяет ставить данную траверсу в узловых местах пересечения и прохождения проводов ВЛС и ВЛЭ. Конструкция траверсы упорядочивает в одной плоскости место крепления проводов к опоре, что обеспечивает доступ к техническому обслуживанию и ремонту опоры и проходящих через нее проводов. Свободный доступ к каждому месту крепления провода создает более безопасные условия труда при прокладке новых линий, ремонте и техническом обслуживании проводов. Применение данной траверсы в общественных местах создает более эстетичный вид крепления проводов [15].
Чтобы траверса могла вписаться в любой архитектурный облик города, она может быть разных геометрических размеров и форм: двухъярусной, трёхъярусной и так далее. Траверса в зависимости от места установки может иметь декоративный элемент, характерный для данного места. Траверсу можно выполнить так, что она не только не будет портить внешний вид, но и за счет разнообразных декоративных и символичных элементов сможет быть полезной в общественных местах города.
Анализ результатов
В исследовании выявлена проблема, характерная для густонаселенных районов, оживленных торговых мест, состоящая в том, что на воздушных опорах в узловых местах пересечения ВЛС и ВЛЭ образуется целый клубок хаотично закрепленных линий связи и линий электропередач. С увеличением клубка проводов эксплуатация совместно подвешенных проводов становится небезопасной, возрастает трудоемкость обслуживания и ремонта линий связи и линий электропередач, ухудшается эстетичный вид опоры.
Анализ безопасности при проведении работ при монтаже, ремонте и техническом обслуживании опор с клубками проводов показал, что существует риск поражения электрическим током, риск падения с высоты работников, риск выхода из строя оборудования связи. Построено дерево наступления событий (аварийной ситуации, происшествия несчастного случая) при несоблюдении требований к совместному подвесу линий связи и линий электропередач на общих опорах.
Критический анализ мероприятий организационного и технического характера по обеспечению безопасности работ при эксплуатации ВЛС и ВЛЭ и рассмотрение методов по решению выявленных проблем показал, что решение данной проблемы возможно в применении геометрической конструкции траверсы, обеспечивающей большее количество точек крепления и разнесения линий связи и линий электропередач по разным плоскостям. Причем геометрическая форма траверсы может иметь разнообразные элементы дизайна. Применение данного конструктивного решения реализует современный международный подход непрерывного совершенствования состояния условий труда в практику и отвечает принципам надежности [16] и эффективности мероприятий охраны труда [17].
Выводы
Разработанная конструкция траверсы может обеспечить большее количество точек крепления и разнесения линий связи и линий электропередач по разным плоскостям. Это дает возможность соблюсти все необходимые требования безопасности к совместному подвесу линий связи и линий электропередач на общих опорах. Геометрическая форма траверсы может быть различной и иметь элементы дизайна, которые будут вписываться в окружающий вид города и общественных мест.
Литература
- Об утверждении Стратегии развития электросетевого комплекса Российской Федерации: распоряжение Правительства РФ от 03.04.2013 N 511-р (ред. от 29.11.2017)
- Хатунцева Е.А., Хатунцев А.Б. Анализ основных тенденций развития сетей связи на телекоммуникационном рынке России // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. – 2016. – Том 10. – №7. – С. 71-74.
- Козлей С.В., Хацевский К.В. Проблемы эксплуатации кабельных линий 10/0,4 КВ // Актуальные вопросы энергетики. Материалы Международной научно-практической конференции. Омск: Изд-во: Омский государственный технический университет,2017.С. 56-60.
- Р.В. Попов. Вопросы проектирования волоконно-оптических сетей на базе существующих воздушных линий электропередач // Сборник трудов восьмой международной научно-технической конференции. Энергетика: Управление, качество и эффективность использования энергоресурсов [под ред. Н.В. Савина]. Изд-во: Амурский государственный университет (Благовещенск), 2015. С. 469-471.
- ГОСТ Р 52373-2005. Провода самонесущие изолированные и защищенные для воздушных линий электропередачи. – Москва: Стандартинформ, 2005. – 20 с.
- ГОСТ 839-80. Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи. - Москва: Изд-во стандартов, 2005. -19 с.
- Моисеева В.Д. Применение СИП в сельских электрических сетях // Сборник материалов I Всероссийской молодежной научно-практической конференции. Введение в энергетику. Изд-во: Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева (Кемерово), 2014. – 56 с.
- Khatuntsevа E.A. Khatuntsev A.B. Analysis of major trends of communication networks development in Russia. T-Comm. 2016. Vol. 10.No.7, pр. 71-74. (in Russian).
- Пушенко С.Л., Стасева Е.В. Анализ и профилактика производственного травматизма при возведении высотных зданий и выполнении работ на высоте // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2016. № 44-2 (63), с.157-165.
- Причины травматизма и травмоопасные факторы, Электронный ресурс, режим доступа: http://ohrana-bgd.narod.ru/proizv_19.html (дата обращения: 24.07.2018 г.).
- Приказ Минтруда России от 28.03.2014 № 155н «Об утверждении Правил по охране труда при работе на высоте» // «Консультант плюс»: Региональный информационный центр. Источник доступа: http://www.infocom.su. Дата обращения 02.12.2016.
- Сенченко В.А. Безопасность на высоте: воздушные линии связи // Санэпидконтроль. Охрана труда № 3 2016 г. с. 37-42.
- Патент на полезную модель «Траверса опоры воздушной линии электропередач» Номер патента: 167281. Страна: Россия Год: 2016. Дата регистрации: 04.07.2016. Номер заявки: 2016126926/03, Патентообладатель: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, МПК: E04H 12/24.
- Сенченко В.А., Карауш С. А., Каверзнева Т. Т., Пушенко С.Л., Стасева Е.В. Совершенствование технических средств безопасности при выполнении работ на высоте // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2017. № 50(69), с.98-106.
- Патент на полезную модель «Двуярусная траверса на опору» Номер патента: 185033. Страна: Россия Год: 2018. Дата регистрации: 19.11.2018. Номер заявки: 2018133254, Патентообладатель: Донской государственный технический университет, МПК: E04H 12/24.
- Anna Svetlakova, Tatiana Kaverzneva, Dmitriy Tarkhov and Natalia Belina. Analysis of tools for assessing the terms of working environment of foreigners // EECE-2018. MATEC Web of Conferences 245, 12004 (2018). DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201824512004
- Idrisova J.I., Myasnikov V. N., Uljanov A. I., Belina N. V. Increasing the efficiency of labor protection in the enterprise // The 32nd