Эксплуатация оборудования электрических подстанций и сетей

ФГБОУ ВО

СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Е. Е. ПРИВАЛОВ, А.В. ЕФАНОВ, С.С. ЯСТРЕБОВ,

В.А. ЯРОШ

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

ПОДСТАНЦИЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 

Под редакцией 

доцента Е.Е. Привалова 

Учебное пособие 

Ставрополь

2020

УДК 621.311 

Рецензенты:

кандидаты технических наук, доцент В. Н. Шемякин;

кандидат технических наук, доцент В. Г. Жданов

(кафедра Электроснабжения и эксплуатации электрооборудования)

Эксплуатация оборудования электрических подстанций и сетей: учебное пособие. 

/ Е.Е. Привалов, А.В. Ефанов, С.С. Ястребов, В.А. Ярош, под ред. Е.Е. Привалова. –
Ставрополь: Изд-во ПАРАГРАФ, 2020. - 171с.

В учебном пособии изложены вопросы обслуживания оборудования электрических 

подстанций и сетей. Пособие содержит часть теоретического и практического 
материала лекций и лабораторного практикума по дисциплине модуля «Техническое 
обслуживание оборудования электрических подстанций и сетей». 

Пособие предназначено для специалистов среднего звена, обучающихся по 

направлению 13.02.07 Электроснабжение (по отраслям) базового уровня подготовки 
технического профиля.

УДК 621.311 

 Е.Е. Привалов, А.В. Ефанов, С.С. 

Ястребов, В.А. Ярош 2020

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………..5

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ………………………………………………………..6

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОИЗВОДСТВЕ И 
РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 

1 ТИПЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ …………………………………8
2 2 ПОСТРОЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ………………………..11
3 СТРУКТУРА И ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ ………………………………………..13
4 ПОТРЕБИТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ………………………21
5 ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ …...24

ГЛАВА 2. КОНСТРУКЦИЯ ВОЗДУШНЫХ

И КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 

1. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ………………………………………….28
2. ЭЛЕМЕНТЫ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ …………………………………..29
3. КОНСТРУКЦИИ СИЛОВЫХ И КОНТРОЛЬНЫХ КАБЕЛЕЙ ………..39
4. СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ И КОНЦЕВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ …………………42
5. РАЗМЕЩЕНИЕ СИЛОВЫХ И КОНТРОЛЬНЫХ КАБЕЛЕЙ …………50

ГЛАВА 3. ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ВОЗДУНЫХ

ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 

1. ОБХОД И ОСМОТР ЛИНИЙ …………………………………………….56
2. ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ И ПРОВЕРКИ ……………...61
3. ТЕХНОЛОГИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РАБОТ ……………………65
4. КОНТРОЛЬ И ЗАМЕНА ПРОВОДОВ …………………………………..76
5.ЭКСПЛУАТАЦИЯ УСТРОЙСТВ ГРОЗОЗАЩИТЫ ……………………96
6. КОМПЛЕКСНЫЙ РЕМОНТ ……………………………………………...98
7. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЛИНИЙ С ИЗОЛИРОВАННЫМИ
ПРОВОДАМИ ……………………………………………………………100

ГЛАВА 4. ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ВОЗДУШНЫХ 

ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ …………………………………………………..108
2. ИСПЫТАНИЯ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ………………………………109
3. ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ПРОВЕРКИ ЛИНИЙ …………………………….111

ГЛАВА 5. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ 

И РЕМОНТ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 

1. ОСМОТРЫ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ……………………………..…….123
2. ТЕХНИЧЕСКИЙ НАДЗОР ……………………………………………..126
3. ОБСЛУЖИВАНИЕ ЗАЩИТЫ ОБОЛОЧКИ ………………………….132
4. РЕМОНТ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ………………………………………135

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. ПУЭ. ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 
НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000B …………………………………………143

2. ПТЭЭП. НОРМЫ ИСПЫТАНИЙ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ………….151

РАБОТА № 1 
ОСМОТР И ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ОПОР ВОЗДУШНЫХ 
ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ …………………………………………….157

РАБОТА № 2 
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ 
С ИЗОЛИРОВАННЫМИ И ЗАЩИЩЕННЫМИ ПРОВОДАМИ ……...163

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………………………170

ВВЕДЕНИЕ

Модульная дисциплина «Техническое обслуживание оборудования 

электрических подстанций и сетей» тесно связана с дисциплинами
направления 13.02.07 Электроснабжение (по отраслям), преподаваемыми
на электроэнергетическом факультете университета, которые создают
фундамент для специалистов среднего звена базового уровня подготовки.

Целью освоения первого модуля «Техническое обслуживание линий 

распределительных электрических сетей» является приобретение навыков 
по техническому обслуживанию
сетей при
эксплуатации систем 

электроснабжения промышленных и сельскохозяйственных предприятий, а 
также электрооборудования жилого сектора.

Изучение модуля позволит сформировать навыки для решения 

прикладных задач возникающих при плановом техническом обслуживании 
и 
ремонте
воздушных 
и 
кабельных 
линий 
электрических 

распределительных сетей. Развитие профессиональной базы знаний и 
умений необходимо будущим техникам для решения прикладных задач 
возникающих при эксплуатации электрических сетей современных систем 
электроснабжения.

Полученные знания и умения позволят студентам закрепить общие и 

профессиональные компетенции такие как, выбирать способы решения 
задач профессиональной деятельности, применительно к различным 
контекстам; осуществлять поиск, анализ и интерпретацию информации, 
необходимой для выполнения задач профессиональной деятельности;
планировать и реализовывать собственное профессиональное и личностное 
развитие;работать в коллективе и команде, эффективно взаимодействовать 
с коллегами, руководством, клиентами;
содействовать сохранению 

окружающей среды, ресурсосбережению:
эффективно действовать в 

чрезвычайных ситуациях; использовать информационные технологии в 
профессиональной 
деятельности;
пользоваться 
профессиональной 

документацией на государственном и иностранном языках; читать и 
составлять электрические схемы электрических подстанций и сетей;
выполнять
техническое обслуживание оборудования электрических 

подстанций и сетей; выполнять основные виды работ по обслуживанию 
воздушных и кабельных линий электроснабжения; разрабатывать и 
оформлять технологическую и отчетную документацию.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Современные
распределительные 
электрические 
сети 

промышленных и сельскохозяйственных объектов, а также жилого сектора 
находится 
на этапе
модернизации. Помимо организационных 
и 

инженерных мероприятий, проводимых с целью внедрения оптимальной 
структуры управления передачей
электроэнергии
и эксплуатацией

электрических 
сетей,
большой 
объем
работ 
осуществляется
по 

техническому перевооружению линий и сетей.

Основное направление таких работ связано с применением

воздушных линий электропередач с самонесущими изолированными 
проводами, использованием принципиально новых устройств релейной 
защиты и автоматики линий, широким внедрением диагностических 
устройств в районных электрических сетях. 

Основными
особенностями воздушных линий с самонесущими 

изолированными проводами (СИП) по сравнению с традиционными
линиями с применением неизолированных проводов являются:

 наличие изоляции на токоведущих жилах;
 отсутствие траверс и изоляторов;
 минимальное расстояние между токоведущими жилами, которое 

ограничивается только толщиной изоляции и обуславливает малое 
реактивное сопротивление линии.
Таким 
образом,
преимущества 
при
эксплуатации
линий 

электропередач 
с 
СИП
состоят 
в
повышении 
надёжности

распределительных сетей и, как следствие этого, большим снижением
эксплуатационных затрат при техническом обслуживании и ремонтах. 

Преимущества воздушных линий с самонесущими изолированными 

проводами при ремонте и эксплуатации следующие:

 простота конструктивного исполнения опор;
 простота исполнения ответвлений линий с СИП от опоры;
 простота исполнения многоцепных линий, возможность исполнения 

четырёх - и более цепных линий;

 возможность совместной подвески нескольких цепей линий на основе 

СИП с линиями напряжением 6-10кВ и линиями связи;

 уменьшение безопасных расстояний воздушных линий с СИП от 

зданий и инженерных сооружений;

 применение для опор линий с СИП стоек меньшей длины;
 увеличение длины пролётов;

 прокладка линий с СИП по стенам зданий и сооружений;
 эстетичность конструктивного исполнения воздушных линий c СИП

в условиях жилой застройки при отказе от опор на тротуарах и 
монтаже линии по фасадам зданий;

 эстетичность линий с СИП для уличного освещения;
 отсутствие необходимости в вырубке просеки для воздушных линий 

с СИП перед монтажом;

 простота монтажных работ и уменьшение сроков ремонта.

Большие 
изменения, 
в 
связи 
с
применением
модульных 

микроэлектронных устройств, в области оборудования для проведения 
пусконаладочных 
работ, 
профилактических 
измерений 
и 

эксплуатационных испытаний воздушных линий современных на основе 
СИП.

Наряду с внедрением
средств производства и распределения 

электрической 
энергии
последнего 
поколения,
в 
системах 

электроснабжения 
проводятся
работы 
по 
совершенствованию

организационных форм и технологических процессов эксплуатации, 
направленных 
на 
сокращение 
времени 
проведения 
текущих 

профилактических и 
восстановительных 
работ
на 
традиционных 

кабельных, воздушных линиях электропередачи и линиях с СИП.

В связи с этим электротехнический персонал, эксплуатирующий

воздушные линии электропередачи и линии с СИП, должен иметь ясное 
представление о тех процессах и явлениях, которые протекают в их 
электрооборудовании при длительной эксплуатации. 

Знать принципы построения и функционирования части системы 

эксплуатации 
оборудования
традиционных 
воздушных 
линий 

электропередач и с применением СИП, а также о тех мерах, которые 
работники должны
выполнять для поддержания
работоспособного 

состояния районных электрических сетей и городских сетей в целом.

Эффективность функционирования потребителей в значительной 

мере зависит от надежности их электроснабжения. Бесперебойность 
электроснабжения достигается выполнением комплекса мероприятий, 
направленных на поддержание оборудования традиционных воздушных 
линий электропередач и с применением СИП, а также районных и 
городских 
распределительных 
электрических 
сетей 
систем 

электроснабжения в исправном состоянии.

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОИЗВОДСТВЕ И 
РАСПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

1 ТИПЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ

В настоящее 
время электрическую энергию производят
на 

электростанциях с помощью электрических генераторов, вращаемых 
первичными двигателями -
паровыми машинами или турбинами, 

гидравлическими турбинами, двигателями внутреннего сгорания.

Электрические 
станции 
разделяют 
по 
особенностям 

технологического процесса преобразования энергии и виду используемого 
энергетического ресурса. Более 80% станций вырабатывается тепловыми 
электростанциями на органическом топливе, остальная - гидравлическими 
и атомными электростанциями. Использование для производства других 
источников энергии (солнце, ветер, морские приливы, геотермальные воды 
и др.) пока ограничено только опытными или опытно-промышленными 
установками.

В России и большинстве других стран для производства и 

распределения электроэнергии принят трехфазный переменный ток 
частотой 50 Гц, что объясняется большей экономичностью ее передачи на 
большие расстояния, а также использованием в качестве электропровода
надежных асинхронных двигателей переменного тока.

Выгодно сооружать крупные электростанции (сотни тысяч кВт), так 

как себестоимость электроэнергии на них значительно ниже, чем на 
мелких. Наибольший эффект дает сооружение электрических станций 
вблизи потребителей. Однако источники энергии (месторождения нефти, 
газа, угля) находятся в отдалении от городов. 

Перевозка топлива на железнодорожном, водном и других видах 

транспорта чрезвычайно дорога, поэтому строительство электростанций 
ведется, как правило, вблизи источников энергоресурсов, а передача 
электроэнергии осуществляется по воздушным линиям электропередачи 
(ЛЭП) высокого напряжения (рис.1.1).

По 
типу 
первичного 
двигателя 
тепловые 
электростанции 

подразделяют на паротурбинные, газотурбинные и дизельные. Все чаще 
применяют комбинированные схемы с паротурбинными и газотурбинными 
двигателями - парогазовыми энергоустановками. 

Дизельные электростанции используют в качестве автономных 

источников 
для 
резервирования 
электроснабжения ответственных 

потребителей первой категории, а также для производства электроэнергии 
в зонах, где отсутствует централизованное электроснабжение.

Рис.1.1. Обобщенная схема 

«Источники – Линии – Сети - Потребители» 

На тепловых электростанциях в качестве топлива применяют уголь, 

торф, горючие сланцы, газ, мазут. Энергия сжигаемого топлива 
преобразуется в паровом котле в энергию водяного пара, приводящего во 
вращение турбоагрегат (паровую турбину, соединенную с генератором). 

Паровые турбины имеют ряд преимуществ по сравнению с другими

первичными двигателями, которую можно изготовить на частоту вращения 
генератора и соединять с ним с помощью механической связи. Паровые 
турбины обладают равномерным ходом, что важно для получения 
постоянной частоты электрического тока (рис.1.2).

Рис.1.2. Схема строения тепловой электростанции 

Современные газотурбинные установки (ГТУ) обладают не высокой 

экономичностью и потребляют высококачественное топливо (жидкое или 
газообразное). При малых капитальных затратах на сооружение установки
характеризуются высокой маневренностью, поэтому ГТУ используют в 
качестве пиковых энергоустановок. Газотурбинные установки имеют по 
сравнению с паровыми турбинами повышенные шумовые характеристики, 
требующие дополнительной звукоизоляции машинного отделения и 
воздухозаборных 
устройств. 
Воздушный 
компрессор 
потребляет 

значительную долю (50-60%) внутренней мощности газовой турбины.

Для повышения экономичности газовых турбин разработаны 

парогазовые установки (ПГУ). В них топливо сжигается в топке 
парогенератора, пар из которого направляется в паровую турбину. 
Продукты сгорания из парогенератора, после того как они охладятся до 
необходимой температуры, направляются в газовую турбину. Таким 
образом, ПГУ имеет два электрических генератора, приводимых во 
вращение: один - газовой турбиной, другой - паровой турбиной (рис.1.3.).

Рис.1.3. Схема газотурбинной электростанции

комбинированного типа 

При этом мощность газовой турбины составляет около 20% паровой. 

Вследствие специфического соотношения мощностей компрессора и 
газовой турбины диапазон изменения электрической нагрузки ГТУ 
невелик.

Атомные электростанции - это тепловые электростанции, которые 

используют тепловую энергию ядерных реакций. Одним из основных 
элементов атомных электростанций является реактор, в котором имеются 
замедлитель нейтронов и теплоноситель. В связи с аварией в 1986 году на 
Чернобыльской атомной электростанции и другими авариями, например, в 
Японии, приняты меры по повышению их надежности, созданию систем 
аварийной защиты, улучшению технологического процесса, повышению 
квалификации обслуживающего персонала (рис.1.4).

Гидроэлектростанции предназначены для выработки электроэнергии 

и 
сооружаются 
часто 
в 
составе 
гидротехнических 
комплексов, 

одновременно решающих задачи улучшения судоходства, ирригации, 
водоснабжения, защиты от паводков и др. На гидроэлектростанциях 
вырабатывается около 15% всей электроэнергии, производство которой 
осуществляется за счет энергии падающей воды. Высота падения воды 
называется напором. 

Рис.1.4. Принципиальная схема энергоблока Северской АЭС 

Создаваемый с помощью плотины напор определяется разностью 

уровней (бьефов) воды в верхнем (до плотины) и нижнем (после плотины) 
бьефах. Используя полученный перепад уровней воды, приводится в 
движение колесо гидротурбины, на одном валу с которой находится 
электрический синхронный генератор (рис.1.5).

Рис.1.5. Схема плотины гидроэлектростанции