Безопасность выполнения работ,связанных с подъемом на опоры ВЛ 0,4-6-10 кВ

Электросетевое строительство в России активно велось с 60-х до середины 80-х гг. прошлого столетия. В настоящее время нормативные сроки службы этих объектов заканчиваются. Отсутствие необходимых и достаточных инвестиций для реконструкции объектов электроэнергетики на протяжении пос-ледних 10-15 лет привело к накоплению больших объемов «отложенного спроса».

В итоге существует крайне серьезная проблема: с одной стороны – огромное число объектов, требующих незамедлительной реконструкции, исходя из нормативных сроков службы; а с другой – отсутствие финансовых возможностей для ее решения.
Учитывая, что на данный момент в эксплуатации находится несколько сотен тысяч железобетонных опор со сроком службы более 20 лет, проблема обеспечения их надежности имеет принципиальное значение в связи с осложнением обслуживания данного оборудования.
В настоящее время единственным широко распространенным способом диагностики механической части ВЛ-опор остаются внешние осмотры, регламентируемые правилами эксплуатации электроустановок. К сожалению, они не могут рассматриваться как сколько-нибудь серьезный способ определения состояния опор, так как такие конструкции наряду с видимыми дефектами могут иметь и скрытые. При этом, учитывая массовость этих элементов в составе любой электрической сети, вероятность возникновения аварий из-за повреждения механической части отдельных конструкций достаточна высока.
Следует отметить наличие множества процессов, снижающих несущую способность железобетонных стоек опор ВЛ в эксплуатации: это и воздействие грунтово-климатических факторов внешней среды, и влияние вибраций от действия ветровых нагрузок, и другие специфические, в том числе электрофизические, условия функционирования электросети. Для железобетонных конструкций, не имеющих видимых дефектов, комплексные и традиционные обследования имеют примерно одинаковые результаты и временные затраты. В случае, когда имеется скрытый дефект, традиционный способ его определить не может, даже в случае откопки конструкции из земли. В связи с этим при оценке прочности бетонной конструкции традиционный метод может дать приемлемую оценку прочности, тогда как в действительности будет наличие серьезного дефекта.

Причины повреждения опор

В последнее время массовые повреждения ВЛ вызваны в определяющей мере старением основных фондов (только в Бугульминском РЭС-е - 323 км (66,2%) ВЛ-6-10 кВ, срок службы которых составляет более 25 лет). При их проектировании исходили из срока службы 30 лет. Долговременность защиты от коррозии, износа от знакопеременных нагрузок, старение материалов были рассчитаны на эти же сроки. Доля линий со сроком эксплуатации более 30 лет растет, так как новое строительство и реконструкция ВЛ с 1991 г. проводятся в малых объемах. Опоры являются достаточно надежным элементом линий электропередачи, однако их разрушения имеют наиболее тяжелые последствия и приводят к большим затратам, связанным с восстановлением ВЛ, а в определенных моментах и к несчастным случаям, связанным с падением опор.
Рассмотрим некоторые причины повреждения опор:
- износовый характер — его величина определяется нормами проектирования, материалом, из которого изготовлены опоры, уровнем обслуживания при эксплуатации, качеством оценки технического состояния и проведения необходимых ремонтов;
- активное вымывание цементного камня происходит под действием кислой ржавой воды, образующейся из дождевой воды в сочетании с продуктами коррозии металлических траверс опор;
- внешние нагрузки - часто железобетонные опоры под действием данных нагрузок приобретают крен, что создает дополнительный изгибающий момент в стойке опоры, вызванный значительной собственной массой конструкции, способствующей дальнейшему увеличению наклона. От этого несущая способность железобетонных опор резко снижается, что приводит к их разрушению;
- скрытые дефекты - обрывы арматуры, отклонения от проектного армирования, несоответствие классов бетона и стали расчетным, пустоты и раковины в теле бетона и др. Отказы по этим причинам составляют 35,5%;
- воздействие третьих лиц - часто случается так, что лица, управляющие транспортным средством, совершают наезд на опоры ЛЭП и наносят как видимые, так и скрытые повреждения;
- действие растворов хлоридов на стальную арматуру в бетоне - при проникании или введении в бетон солей хлоридов он утрачивает пассивирующее действие на стальную арматуру. На поверхности стали развивается электрохимическая коррозия, результатом которой является растворение стали с образованием слоя продуктов коррозии (ржавчины). Образующиеся продукты коррозии оказывают давление на защитный слой бетона, который, не имея высокой прочности при растягивающих напряжениях, разрушается.
Как правило, деструктивные дефекты наблюдаются в приземной зоне опоры, зоне активных действий людей, животных, механизмов, а также грунтово-климатических факторов. Несмотря на то, что агрессивная пыль или агрессивная атмосфера промышленных центров действуют по всей длине стоек опор, потенциальной зоной надземных разрушений бетона и металла от действия атмосферы принято считать ее слой до высоты 2,5–3,0 м, где идет интенсивный процесс росообразования с конденсацией влаги на стойках опор.

Вопросы диагностики

Согласно п. 4.15.2 «Межотраслевых правил по охране труда (правил безопасности) при эксплуатации электроустановок ПОТ РМ-016-2001» «...подниматься на опору и работать на ней разрешается только после проверки достаточной устойчивости и прочности опоры, особенно ее основания», также в соответствии с п. 4.15.3. «…для определения прочности железобетонных опор и приставок должно проверяться отсутствие недопустимых трещин в бетоне, оседания или вспучивания грунта вокруг опоры, разрушения бетона опоры (приставки) с откапыванием грунта на глубину не менее 0,5 м». Для безопасного выполнения работ электротехнический персонал должен безоговорочно соблюдать требования правил «охраны труда». Но в условиях эксплуатации электрооборудования возникают спорные ситуации:
- внешние осмотры не могут рассматриваться как серьезный способ диагностики, так как наряду с видимыми дефектами конструкции могут иметь скрытые дефекты;
- каким образом электромонтер должен определить состояние железобетонной стойки с откопкой на глубину не менее 0,5 м, если встречаются случаи, когда опора заделана асфальтом, бетоном (с трещинами); установлена в щебенном грунте, в мерзлом грунте (часто в таких ситуациях установка раскрепляющего устройства для укрепления опоры также бывает невозможна);
- если ранее проводились работы с откопкой опоры и подъемом на нее, а в течение нескольких месяцев возникла необходимость повторного подъема, то состояние основания опоры на оседание и вспучивание грунта не определить;
- при откопке опор происходит изменение плотности грунта у основания опор. Каким бы образом ни проводилась трамбовка засыпаемого обратно грунта, довести ее плотность до первоначального состояния не удается. В случае с железобетонными опорами создаются предпосылки к избыточному проникновению влаги и кислорода у основания опор, а именно на участке, особенно подверженному излому, приводящие к образованию трещин в результате действия перепада температур и других факторов. В случае с деревянными опорами, разрыхление основания приводит к ускорению процесса гниения за счет увеличения доступа кислорода, что приводит к снижению срока службы опор. Нельзя оставить без внимания и тот факт, что во время откопки электромонтер не произвольно наносит повреждения лопатой или трамбовкой, ухудшая техническое состояние опоры. То есть от ударов появляются трещины и сколы на железобетонной стойке, а на деревянной происходит нарушение поверхностного защитного (пропитанного антисептиком) слоя, тем самым увеличивая доступ разрушающей влаги и кислорода в тело стойки. Также уменьшение плотности грунта приводит к увеличению сопротивления заземления.

Трудозатраты на ремонт опор

В Бугульминских Электрических Сетях провели анализ работ, связанных с откопкой опор, и установили, что на откопку и осмотр одностоечной опоры в мягком грунте затрачивается минимум 15 мин., а на двухстоечную и трехстоечную 30 мин. и 50 мин. соответственно при количестве «откапывающих» 2 человека. На основании этих данных получается, что при осуществлении допуска бригады допускающим затрачивается минимум 30 мин. только на откопку и осмотр основания стойки опоры. Причем хотелось бы обратить внимание, что при расчете затрат на техническое обслуживание и капитальный ремонт откопка опор в объем работ не включена.
Учитывая погодные условия, состояние грунта в местах откопки опор, большой объем работы, становится ясна причина срабатывания «человеческого фактора». Электромонтер может пренебречь правилами техники безопасности при выполнении работ, то есть осуществить подъем на опору, предварительно не убедившись в ее достаточной устойчивости и прочности. Хочется обратить внимание на массовость этого факта, по неофициальным опросным данным коллег из других регионов, следует отметить, что это не единичные случаи, а часто допускаемые на производстве.
Мы произвели расчет времени, необходимого на откопку опор во время допусков и производства технического обслуживания ВЛ в разрезе Бугульминского РЭС.
За 1 рабочий день осуществляется минимум 2 допуска бригад с откопкой 2 одностоечных опор и затрачиванием 30 мин. рабочего времени. В среднем за 1 год производится около 480 допусков с подъемом на опору и общим временем откопки 240 ч., что составляет 30 рабочих дней.
Во время технического обслуживания из-за отсутствия подъездных путей для автовышки в среднем приходится подниматься на 30% от общего числа опор, на которых производятся работы, что составляет примерно 3290 шт. и общим временем откопки 822,5 ч., что составляет 102 рабочих дня.
На основании вышеизложенного рассчитываем, что на 1 км ЛЭП в среднем затрачивается 50 мин. рабочего времени, то есть на откопку опор по Бугульминским Электрическим Сетям ежегодно при техническом обслуживании затрачивается 5391 ч., что составляет около 674 рабочих дней (неучтенного времени при расчете затрат на техническое обслуживание).
Одним из вариантов решения вопросов является «работа с применением автовышки». Хотя есть работы, которые нельзя выполнить с автовышки, например, перетяжка провода. В идеале при данной работе на каждой опоре анкерного пролета необходимо, чтобы находился электромонтер.
Для сравнения провели замеры времени работы по техническому обслуживанию (замена изолятора на разъединители по технологической карте №01 ООО «ИЦ «Энергопрогресс») двумя способами. Первый способ - работа, производимая вручную, второй – работа, производимая с применением автовышки. Результаты приведены в табл. №1.
Проведенный хронометраж работы с применением автовышки и без нее показал, что:
- в первом случае трудозатраты работы, проводимой вручную (перевозка персонала бригадным автомобилем УАЗ), бригадой из трех человек (мастер и 2 электромонтера) составила 3,12 ч., что составляет в стоимостном выражении 3021,7 руб.
- во втором случае трудозатраты работы проводимой с применением автовышки (АПТ-14 на базе ГАЗ 3307), бригадой из трех человек (мастер и 2 электромонтера) составила 2,08 ч., что составляет в стоимостном выражении 2427,6 руб.
Несмотря на то, что трудозатраты при выполнении работы с применением автовышки меньше, чем при выполнении работ вручную, показатель затрат на 1 ч. работы с автовышкой в стоимостном выражении (2427,6/2,08)=1167,11 руб./ч. выше, чем показатель затрат при выполнении работы вручную (3021,7/3,12)=968,49 руб./ч.
На основании проделанных замеров следует сделать вывод: работы, проводимые с применением автовышки, в том числе подготовка рабочего места, в значительной степени сокращают производственный процесс (на 62 мин.), снижая факторы риска связанные с подъемом на опору электромонтера и в то же время затратнее.
Но и в этом случае есть недостатки:
- присутствует вероятность падения не раскрепленной опоры на автовышку при наличии в ней скрытого дефекта;
- отсутствие подъездных путей для транспорта и осложнение проезда в зимнее время года;
- обучение и обязательное присутствие лица, ответственного за производство работ с применением автовышки;
- удорожание производственного процесса (расходы на эксплуатацию спецавтотранспорта).
Существует и второй вариант выполнения работ - это работа с раскрепляющим устройством. При данном методе время затрачивается практически, как и при работе вручную (время на установку раскрепляющего устройства составляет около 15 мин.). Но данный метод не всегда применим из-за невозможности установить раскрепляющее устройство в мерзлом грунте, асфальте, бетоне и т.п.

Вопросы и задачи

Исходя из вышесказанного, можем выделить основные и косвенные факторы, влияющие в той или иной степени на работы, связанные с откопкой опор. К основным факторам относятся:
- невозможность откопки опор , закрепленных в бетонированных, асфальтированных, каменистых, промерзших основаниях (нет определенных рекомендаций);
- применение специальных механизмов и раскрепляющих устройств не является полноценными мерами безопасности, при применении которых могли бы устраниться все описанные выше факторы.
К косвенным относятся:
- влияние самого процесса откопки опор на их техническое состояние,
- большие затраты рабочего времени персонала при безупречном выполнении требований правил, в идеале после откопки нужно еще и помыть опору (в сырую погоду после откопки часть грунта остается на стойке, затрудняя ее осмотр на наличие дефектов),
- срабатывание «человеческого фактора» при выполнении пункта 4.15.3. правил ПОТ РМ-016-2001.
Возникает вопрос, как производить работы, связанные с подъемом на опору электромонтера при соблюдении всех пунктов правил, если существующие методы не в полной мере применимы для полноценного выполнения работ, связанных с эксплуатацией ВЛ?
Повышение качества эксплуатации и проведение своевременного ремонта в сочетании с экономией трудовых и финансовых ресурсов является одной из основных задач сетевого предприятия. Решение отдельно рассмотренного нами вопроса по выполнению работ, связанных с откопкой опор, является одной из составляющих из целого ряда вопросов, влияющих на такие показатели, как безопасное выполнение работ, снижение трудозатрат, рациональное использование трудовых ресурсов, снижение затрат на использование спецавтотранспорта.
Назрела необходимость в разработке новых альтернативных методов определения технического состояния опор для определения их прочности перед подъемом, удовлетворяющим всем показателям, перечисленным выше. К решению данной проблемы необходимо привлечь специализированные организации, имеющие соответствующую научно-исследовательскую базу для разработки новой методики или технических средств. Это дает мгновенный результат обследования технического состояния опоры. В дальнейшем необходимо обращение к составителям «Межотраслевых правил по охране труда при эксплуатации электроустановок» с предложением о внесении изменений в пункты правил №4.15.12 и №4.15.3, основанных на накопленном опыте организаций, занимающихся эксплуатацией электрических сетей.
Решая вопросы безопасного выполнения работ, а они взаимосвязаны, мы решаем вопросы, связанные с эффективным использованием трудовых и финансовых ресурсов, играющих определенную роль в экономичной и надежной работе электрической сети в целом.

Республика Татарстан, г. Бугульма, ул. Тургенева, д. 29-А, тел. 8 (85594) 4-97-24, факс 8 (85594) 4-97-65,
е-mail: Office@bes.tatenergo.ru