Летние грозы заставили волноваться жителей Апатитов.
И задавать вопросы, например, насколько часты грозы в наших широтах, можно ли их предугадать, как на практике с ними связаны отключения электричества, как грозы влияют на линии электропередач и подстанции? А главное, можно ли каким-то образом предохранить населенные пункты от потери энергии, а распределительные пункты — от порчи во время гроз, ливней и шквалистого ветра? На эти вопросы ответил кандидат технических наук, директор Центра физико-технических проблем энергетики Севера КНЦ РАН Василий Селиванов.

Зависимость современного человека от электрической энергии настолько сильна, что зачастую даже кратковременные перерывы в электроснабжении приводят к катастрофическим последствиям. На фабриках и заводах останавливаются технологические процессы, прекращается движение электрифицированного транспорта, нарушаются связь и работа коммунальных сетей. Все это ведет к многомиллионным потерям и наносит ущерб природе. Но наибольшую опасность представляют нарушения в работе систем жизнеобеспечения.

Василий Николаевич, каковы основные причины аварий в электрических сетях?

В первую очередь это человеческий фактор: вандализм и хищения, ошибки и невнимательность тех, кто отвечает за состояние электросетей, и безответственные действия тех, кто к электросетям отношения не имеет. Устаревшее или низкокачественное оборудование приходит в негодность во время грозы или гололеда, шквалистого ветра и геомагнитных возмущений. Оборвать линии электропередач может упавшее дерево, к обрыву или замыканию может привести устроенное птицами на проводах гнездо или животное, проникшее в электроустановку.

Можно ли как-то обезопасить электрическую сеть от обрывов?

Электросетевые предприятия ведут постоянную работу по профилактике и предотвращению аварий, но полностью их причины, к сожалению, устранить принципиально невозможно. Иногда приходится мириться с возможным ущербом от перерыва электроснабжения и расходами на его восстановление, так как затраты на «страховку от причин» могут быть значительно больше.
Например, некоторые «охотники» любят пострелять по гирляндам изоляторов на высоковольтных воздушных линиях. Поймать и наказать таких вандалов практически невозможно, ведь общая протяженность воздушных линий напряжением 35-330 кВ в Мурманской области превышает шесть тысяч километров, а проходят они в основном по труднодоступной местности. Пусть расстояние между опорами в среднем составляет 200 метров, значит, оснастить какой-то защитой нужно 30000 опор ЛЭП. Вероятно, это можно сделать, но гигантские расходы, в итоге, придется возместить потребителям электроэнергии, то есть нам с вами! А ведь приведенный мною пример — это малая доля всех бед, которые могут случиться с ЛЭП.

В последние годы Апатиты пережили два блэкаута. В январе 2018 года снег, налипший на провода связывающей Апатиты и Питкуль линии, привел к отключению электроснабжения на несколько часов. А вечером 10 июля 2021 года на подстанции Питкуль произошел пожар. И опять мы несколько часов провели без электроэнергии. Почему поселок Питкуль играет такую важную роль в электроснабжении Апатитов?

Из-за исторически сложившейся и не очень надежной схемы электрической сети, спроектированной еще в 30-е годы. Первоначально основным потребителем электроэнергии в Мурманской области была железная дорога. Уже в 1935 году электрифицировали участок от Кандалакши до Апатитов, а в 1939 году на электрическую тягу был переведен весь участок от Кандалакши до Мурманска. Кстати, на юг от Кандалакши электрички пошли значительно позже: в 1973 году до станции Лоухи, а до Беломорска — только в 1989-м! Вдоль железной дороги от Нивских до Туломских ГЭС для питания электропоездов построили цепочку линий электропередачи, соединившую между собой тяговые подстанции. В общих чертах эта схема сохранилась и сейчас, поэтому надежность электроснабжения Апатитов определяется состоянием воздушной линии и подстанции в Питкуле, где расположена одна из таких тяговых подстанций. Город может быть запитан по другой схеме, от Апатитской ТЭЦ, находящейся в ведении ТГК-1, но для этого на принадлежащей РЖД подстанции Питкуль необходимо отключить контролируемую «Колэнерго» линию электропередач. Этот процесс занимает те самые несколько часов, на которые город остается без электричества.

Длительные отключения в последние годы бывают относительно редко. А вот перепады напряжения, когда «свет мигает», случаются гораздо чаще. С чем они связаны?

Действительно, провалы напряжения — кратковременные, на долю секунды — происходят часто, особенно во время грозы. Они являются результатом работы автоматики, устраняющей короткие замыкания на ЛЭП. Когда молния попадает в воздушную линию, происходит перекрытие гирлянды изоляторов, на которой висит токопровод. Это краткое и не очень разрушительное явление, но по образовавшемуся проводящему каналу начинает протекать ток короткого замыкания, который может разрушить и изолятор, и сам провод. Чтобы устранить короткое замыкание, линию временно обесточивают, а затем вновь подают на нее напряжение. Такой процесс называется автоматическим повторным включением, АВП. Дуга гаснет, электроснабжение восстанавливается, но мы успеваем заметить моргание света, а иногда — отключение некоторых электроприборов.
Когда-то внедрение АПВ, значительно сократив время восстановления электроснабжения, стало панацеей для электрических сетей, однако сегодня многие технологические процессы требуют очень высокого качества электроэнергии и не терпят даже кратковременных перерывов. Поэтому технологи и ученые постоянно работают над усилением молниезащиты и резервирования ЛЭП, внедрением источников бесперебойного питания. Для домашнего использования рекомендуется использовать аккумуляторные источники бесперебойного питания, которые не только ликвидируют провалы напряжения, но и позволяют некоторое время обеспечивать электроприборы энергией.

На Кольском полуострове грозы происходят не так часто, как в южных регионах. Почему же именно молнии летом становятся у нас главной причиной отключения электричества?

Дело в том, что на полуострове преобладают скальные грунты с высоким электрическим сопротивлением. Из-за этого хорошее заземление для электроустановок организовать либо вообще невозможно, либо чрезвычайно затратно. А именно заземление является самым важным элементом молниезащиты. Колоссальную энергию молнии необходимо отвести в самую большую емкость, которой мы обладаем — в землю. Если заземление плохое, энергия молнии уходит не в грунт, а в электроустановку, создав в ней губительные перенапряжения.

Можем ли мы защитить себя и свою бытовую технику от молнии? Можно ли предсказать грозу не только по народным приметам?

Молния — это природное явление колоссальной энергии, еще не до конца изученное и далеко не побежденное. Различными техническими мероприятиями можно уменьшить ущерб, наносимый молнией, но защититься на сто процентов получится вряд ли. И, как показывают многолетние наблюдения и опыт эксплуатации электрических сетей, нарастающая в последние годы климатическая неустойчивость приводит к росту грозовой активности. Если у нас нет возможности полностью защититься от молнии, то спрогнозировать грозу и заблаговременно подготовиться к ней вполне в наших силах.
Во всем мире созданы множество систем грозопеленгации, которые позволяют наблюдать за перемещением грозовых фронтов. Есть среди них бесплатные, например, добровольное некоммерческое сообщество грозопеленгации Blitzortung. В сети много интернет-ресурсов, рассказывающих о природе молнии, о ее воздействии и о способах защиты от нее. Советую почитать очень интересные и доходчивые статьи профессора Эдуарда Базеляна, самого авторитетного в России исследователя физики молнии.
Для защиты своих дорогих электроприборов от молнии во время грозы надежнее всего отключить их, вынуть вилки из розеток, отсоединить антенный кабель от телевизора, а проводной кабель интернет-провайдера — от компьютера или роутера (если у вас оптико-волоконные кабели, то этого делать не нужно).

Гроза представляет опасность не только для техники, но и для жизни и здоровья людей, поэтому во время грозы следует придерживаться правилам безопасности, например, рекомендованным МЧС России

• Если вы находитесь в сельской местности: закройте окна, двери, дымоходы и вентиляционные отверстия. Не растапливайте печь, поскольку высокотемпературные газы, выходящие из печной трубы, имеют низкое сопротивление. Не разговаривайте по стационарному телефону: молния иногда попадает в натянутые между столбами провода.
• Во время ударов молнии не подходите близко к электропроводке, молниеотводу, водостокам с крыш, антенне, не стойте рядом с окном, по возможности выключите телевизор, радио и другие электробытовые приборы.
• Если вы находитесь в лесу, то укройтесь на низкорослом участке леса. Не укрывайтесь вблизи высоких деревьев, особенно сосен, дубов и тополей. Не находитесь в водоеме или на его берегу. Отойдите от берега, спуститесь с возвышенного места в низину.
• В степи, поле или при отсутствии укрытия (здания) не ложитесь на землю, подставляя электрическому току все свое тело, а сядьте на корточки в ложбине, овраге или другом естественном углублении, обхватив ноги руками.
• Если грозовой фронт настиг вас во время занятий спортом, немедленно прекратите их. Металлические предметы (мотоцикл, велосипед, ледоруб ) положите в сторону, отойдите от них на 20-30 м.
• Если гроза застала вас в автомобиле, не покидайте его, при этом закройте окна и опустите антенну радиоприемника.

При реализации проекта используются средства поддержки, выделенные АНО «Экспертный Центр ПОРА».