В настоящее время государство и частный сектор запланировали, а в некоторых случаях уже приступили к реализации масштабных производственных проектов. Например, в Якутии и Иркутской области в ближайшее десятилетие только в сфере металлургии и золотодобычи получат развитие проекты по строительству и модернизации таких объектов, как:

• ОАО   «Сибцветметниипроект», Холоднинский ГОК — 35 МВт, 220 млн кВт•ч/год;
• ОАО «ЗАБАЙКАЛИНВЕСТ», Чинейский ГОК — 67-207 МВт, 1000 млн кВт•ч/год;
• ЗАО «СЭМЗ», Электрометаллургический завод в г. Братске — 90 МВт, 675 млн кВт•ч/год.

И это лишь часть проектов региона. Энергосистема Новосибирской области также имеет обоснованные потребности в модернизации сетей передачи электроэнергии. По оценкам ОАО «СО ЕЭС», прирост нагрузки в данном регионе к 2016 году составит 265 МВт, по оценкам администрации области — 511 МВт. И это лишь поверхностные факты, приводящие к необходимости решить задачу передачи повышенных мощностей по новым и существующим электрическим сетям.

Очевидно, что одной из самых важных составляющих технического и технологического перевооружения предприятий является использование энергосберегающей и высокоэффективной кабельно-проводниковой продукции, способствующей:

• увеличению пропускной способности электросетей;
• снижению потерь электроэнергии при передаче;
• обеспечению бесперебойности энергоснабжения в сложных природных условиях;
• повышению надёжности и долговечности высоковольтных воздушных линий электропередачи.

Предлагаем сравнить несколько наиболее инновационных вариантов проводов для ВЛ, использованных в ряде пилотных проектов в отечественных электросетях.

ПРОВОД МАРКИ ACCR
(Aluminium Conductor Composite Reinforced)

В проводе используется сердечник из метал-локомпозита, в обёртке из высокотемпературных алюминий-цирконидных (Al-Zr) проводов — конструкция, где и композитный сердечник, и наружные пучки AL-Zr обеспечивают прочность кабеля и повышение проводимости. Композитный сердечник состоит из волокна алюминиевой керамики высокой чистоты (оксид алюминия Al₂O₃). Наружные «пряди» Al-Zr являются температуростойким сплавом, который позволяет непрерывно работать при 210°С, с пиковыми нагрузками до 240°С. Для сравнения: заявленная рабочая температура сталеалюминиевого провода АС (ACSR) — 70°C, а максимально допустимая — 90°C. Основные достоинства провода: сердечник в 2 раза легче стального аналога, обладает более высокой электропроводностью, имеет коэффициент теплового расширения в половину такой же величины для стали. Среди недостатков следует отметить сложность проектирования линий с таким проводом и высокую стоимость самого провода.

ПРОВОД МАРКИ GTACSR
(«Gapped» TAL alloy Aluminium Conductor Steel Reinforced)

Это провод с зазором (gap — зазор, англ.), изготовленный из алюминиевых сплавов, стойких к высоким температурам. Алюминиевые проводники внутреннего слоя, ближайшего к сердечнику, имеют трапецеидальное сечение. Внутренний слой изготовлен таким образом, что между ним и стальным сердечником есть зазор, заполненный смазкой, стойкой к воздействию температуры. Такая конструкция обеспечивает скольжение алюминиевых слоёв относительно стального сердечника. Основные достоинства: малое удлинение (провисание) провода вследствие роста температуры, определяемое только линейным коэффициентом расширения стали; исключение механического натяжения алюминиевого слоя; увеличение передаваемой мощности. Несмотря на более высокие потери при использовании высокотемпературного режима, данный вариант быстро завоевывает признание в Европе, где удовлетворение роста потребления электроэнергии ограничено отсутствием земель для строительства новых ВЛ.

ПРОВОД МАРКИ АССС™
(Aluminium Conductor Composite Core)

Одна из причин появления проводов с композитным сердечником — желание избежать одной из основных эксплуатационных проблем, имеющихся у стальных сердечников, — перегрев в условиях пиковых электрических нагрузок, что приводит к растяжению провода и провисанию ниже допустимой нормы. Провод с сердечником из композитов обладает более низким коэффициентом термического расширения, и поэтому он менее подвержен тепловому расширению и соответственно к существенно меньшей стреле провеса.

При испытании провод АССС™ с сердечником диаметром 9,5 мм подвергался растягивающей нагрузке 18567 кг при температуре окружающей среды. В результате оказалось, что провод АССС™ может непрерывно работать при рабочей температуре 180°С и выдерживать кратковременные скачки до 200°С с провисанием не более 10% от величины провисания провода со стальным сердечником. В отличие от обычных проводников со стальным сердечником, которые имеют относительно высокий коэффициент термического расширения 11,5x10^-6/°C, сердечник проводника АССС™ стабилен по размерам с коэффициентом термического расширения 1,6x10^-6/°C. В протяжённой многоцепной линии провода с композитным сердечником могут передать в 2 раза больше мощности по сравнению с обычным сталеалюминиевым проводом сравнимого сечения. При более высокой стоимости проводов АССС™ общий экономический эффект от их применения обеспечивает высокую окупаемость.

В 2012 году провода АССС™ были успешно использованы:

• Китай. ВЛ в провинции Фуджиан протяжённостью 60 км. Применение данного провода позволило избежать замены всех 150 опор (за исключением 7 опор), снизив материальные затраты и уменьшив стоимость проекта;
• США. Реконструкция ВЛ 345 кВ Valley в Южном Техасе протяжённостью 450 км. Применение провода АССС™ позволило значительно повысить энергоэффективность электропередачи, сократив потери;
• Россия. Проект реконструкции ПС «Восточная-Инская» и ВЛ 110 кВ в Новосибирской области. Применение АССС™ Helsinki 160 с заменой провода АС 150/24 позволяет увеличить передаваемую мощность при более низких потерях передачи электроэнергии. Снижение потерь на 10% достигается за счёт наличия в конструкции провода ACCC™ материала с максимальной проводимостью — термообработанного алюминия. По сравнению с заменой на стандартный провод АС 240/39 выбранное решение увеличивает на 33% пропускную способность линии без значительной модернизации инфраструктуры.

Сегодня у проводов марки АССС™ существует и ещё одно важное преимущество. Бельгийская компания LAMIFIL совместно с ООО НПК «Сим-Росс» инвестировала средства в проект строительства завода по производству проводов для ВЛ на территории Российской Федерации. В 2012 г. состоялся технологический запуск предприятия. Первыми выпускаемыми разновидностями продукции станут провода LAMIFIL с Z-образным сечением верхних повивов, следующий этап — производство GAP-провода и провода с композитным сердечником АССС™, что, безусловно, обеспечит дополнительные возможности для внедрения инновационных электротехнических решений в нашей стране.