Последствия обрыва 110 кВ над подземным трубопроводом Опции

[belok5]

День добрый. Сразу прошу прощения у модератора, если тема не там.
К сути. Зафиксирован обрыв ЛЭП 110т кВ в точке пересечения с подземным трубопроводом (глубина около метра). Труба по итогу была прожжена насквозь в нескольких местах, плюс имеется подтвержденный каверны - доказан факт наличия подземной дуги. Есть необходимость расчётно/нормативно обосновать безопасные расстояния от трубы до фундамента опоры защитного сооружения.
Идея:
1) рассчитать минимальное расстояние от трубы (условно - электрод 1) до точки приложения по земле 110 кВ (условно - электрод 2), при которых между электродами не возникнет дуги позволяющей нагреть металл до температуры плавления. (Понимаю возможную грубость подсчётов и множество неизвестных, готов обсудить детально с теми, кому интересна тема).
2) при соблюдении п.1 дуги (и прожига, соответственно) не будет, однако негативное влияние на трубу в виде локального повышения температуры с возможным повреждением изоляции возможно. Хочется также найти зону безопасного для трубы падения провода.

[Ваня Иванов]

...К ликбезу готов всегда...
ПыСы. Очень хотелось бы в теме перейти в итоге в техническую плоскость - времени для решения задачи мало, но для грубых расчётов должно хватить.

Уважаемый belok5! Изучая требования и рекомендации всех изданий ПУЭ по данному вопросу, начиная с третьего издания ПУЭ 1965 г. и заканчивая ПУЭ-7 изд. 2003 г., можно убедиться, что во всех изданиях ПУЭ этот вопрос был проработан, мягко выражаясь, недостаточно глубоко. А точнее говоря, абсолютно не проработан! Складывается впечатление, что разработчики ПУЭ считали все ВЛ вечными, несокрушимыми и не подверженными влиянию форс-мажорных обстоятелств.

Приведу лишь некоторые цитаты из ПУЭ-7, так или иначе относящиеся к рассматриваемой нами проблеме, и в которых проскакивают более-менее верные мысли:

2.5.280. Пересечение ВЛ 110 кВ и выше с надземными и наземными магистральными и промысловыми трубопроводами для транспорта горючих жидкостей и газов, как правило, не допускается.
Допускается пересечение этих ВЛ с действующими однониточными наземными магистральными трубопроводами для транспорта горючих жидкостей и газов, а также с действующими техническими коридорами этих трубопроводов при прокладке трубопроводов в насыпи (что эквивалентно подземной прокладке на небольшой глубине, только почему-то не указана минимальная толщина насыпи).
...В пролетах пересечения с ВЛ надземные и наземные трубопроводы для транспорта горючих жидкостей и газов, кроме проложенных в насыпи, следует защищать ограждениями, исключающими попадание проводов на трубопровод как при их обрыве, так и необорванных проводов при падении опор, ограничивающих пролет пересечения.
Ограждения должны быть рассчитаны на нагрузки от воздействия проводов при их обрыве или при падении опор ВЛ, ограничивающих пролет пересечения, и на термическую стойкость при протекании токов КЗ.
Ограждение должно выступать по обе стороны пересечения на расстояние, равное высоте опоры (почему-то не полторы высоты опоры, т.е. с запасом, как это требуется в п.2.5.278).

2.5.290. Вновь сооружаемые подземные магистральные трубопроводы на участках сближения и параллельного следования с ВЛ при прокладке их на расстояниях менее приведенных в п.1 табл. 2.5.40 должны иметь категорию:
...
для нефтепроводов и ВЛ выше1 кВ – не менее III.
Вновь сооружаемые подземные магистральные трубопроводы при пересечении с ВЛ в пределах охранной зоны ВЛ должны соответствовать строительным нормам и правилам (каким?)...

Как известно всем более-менее грамотным инженерам (не только инженерам-электрикам), существуют следующие основные универсальные методы защиты объектов:
- Защита расстоянием (удалением защищаемого объекта на безопасное расстояние от опасного для него объекта или источника опасности);
- Защита временем (сокращение времени воздействия опасного фактора на защищаемый объект);
- Защита укреплением защищаемого объекта (приданием защищаемому объекту качеств, повышающих его устойчивость к воздействию опасных факторов);
- Защита применением внешних искусственных защитных инженерных сооружений;
- Комплексное применение указанных выше методов защиты в различных сочетаниях.

В рассматриваемом случае могут быть реализованы любые из названных выше методов защиты, либо их сочетание в различных комбинациях.
Например, защита расстоянием может быть осуществлена путём заглубления трубопровода на безопасную глубину.
Для защиты временем требуется уменьшение времени уставки отключения данного участка ВЛ-110 кВ при возникновении однофазного замыкания на землю.
Защита путём укрепления защищаемого объекта заключается в применении труб с большей толщиной стенок на участке пересечения
трубопровода с ВЛ-110 кВ на расстояниях в обе стороны не менее 1,5 высоты опоры ВЛ от крайнего провода (для защиты трубопровода в случае падения опоры).
В качестве внешних защитных инженерных сооружений можно, например, применить прокладку защищаемого трубопровода в защитной трубе большего диаметра и толщины стенки, выходящей за габариты ВЛ-110 кВ в месте пересечения трассы на расстояние не менее 1,5 высоты опоры ВЛ. Защитная труба большего диаметра должна быть заземлена с двух сторон с помощью искусственного заземляющего устройства сопротивлением не более 10 Ом и иметь металлическое соединение с защищаемым трубопроводом не менее чем в 2 точках для уравнивания потенциалов.
В случае, если временная остановка существующего защищаемого трубопровода невозможна для его прокладки в защитной трубе большего диаметра, можно защитить его путём продольного разрезания защитной трубы на две части с их последующей сваркой после установки в нужном месте.

Поскольку воздействие на трубопровод поражающего фактора в форме электрического тока большой мощности при обрыве провода ВЛ-110 кВ сходно с ударом молнии, кое-какую полезную информацию можно почерпнуть из РД 91.020.00-КТН-276-07 «Нормы проектирования молниезащиты объектов магистральных нефтепроводов и коммуникаций ОАО АК Транснефть и дочерних акционерных обществ», а также комплекса ГОСТ Р МЭК 62305 по молниезащите.

Все необходимые математические расчёты могу предоставить, за небольшое по меркам предприятий по транспорту нефтепродуктов или газа, материальное вознаграждение в любой валюте (шутка - Ваня Иванов денег с бедных не берёт).