Устройството на въздушни електропроводи с различно напрежение

Транспортирането на електрическа енергия на средни и дълги разстояния най -често се извършва по електропроводи, разположени на открито. Техният дизайн винаги трябва да отговаря на две основни изисквания:

1. Надеждност на предаване с висока мощност;

2. Осигуряване на безопасност за хора, животни и оборудване.

По време на работа под въздействието на различни природни явления, свързани с ураганни пориви на вятър, лед, замръзване, електропроводите периодично се подлагат на повишено механично натоварване.

За цялостно решение на проблемите за безопасно транспортиране на електрическа енергия, енергийните инженери трябва да повдигнат захранващите проводници на голяма височина, да ги разпределят в пространството, да ги изолират от строителните елементи и да ги монтират с токови проводници с увеличени напречни сечения на високи опори за здравина.

Общо устройство и оформление на въздушни електропроводи

Схематично всяка линия за пренос на енергия може да бъде представена:

• опори, монтирани в земята;

• проводници, през които преминава ток;

• линейни фитинги, монтирани на опори;

• изолатори, фиксирани към котвата и запазващи ориентацията на проводниците във въздуха.

В допълнение към елементите на въздушните линии е необходимо да се включат:

• основи за опори;

• мълниезащитна система;

• заземяващи устройства.

Подкрепите са:

1. анкериране, проектирано да издържа на силите на опънатите проводници и оборудвано с опъващи устройства върху фитингите;

2. междинни, използвани за закрепване на проводниците чрез поддържащите скоби.

Разстоянието по земята между две котва опори се нарича анкерна секция или участък, а за междинни опори помежду си или с котва — междинно.

Когато въздушен електропровод преминава през водни бариери, инженерни конструкции или други критични обекти, тогава в краищата на такъв участък се монтират подпори с обтегачи на проводници, а разстоянието между тях се нарича междинен анкерен участък.

Проводниците между опорите никога не се дърпат като струна — по права линия. Те винаги леко се провисват, като се намират във въздуха, като се вземат предвид климатичните условия. Но в същото време трябва да се вземе предвид безопасността на тяхното разстояние от наземни обекти:

• релсови повърхности;

• контактни проводници;

• транспортни магистрали;

• проводници на комуникационни линии или други въздушни линии;

• промишлени и други съоръжения.

Отвисването на жицата от обтегнатото състояние се нарича увиснала стрелка… Оценява се по различни начини между опорите, тъй като върховете им могат да бъдат разположени на едно и също ниво или с коти.

Увисването спрямо най -високата опорна точка винаги е по -голямо от това на долната.

Размерите, дължината и конструкцията на всеки тип въздушна преносна линия зависят от вида на тока (променлив или директен) на електрическата енергия, транспортирана през него, и величината на неговото напрежение, което може да бъде по -малко от 0,4 kV или да достигне 1150 kV.

Подреждане на проводници на въздушни линии

Тъй като електрическият ток преминава само в затворен контур, потребителите се захранват от поне два проводника. Според този принцип се създават прости въздушни линии с еднофазен променлив ток с напрежение 220 волта.По-сложните електрически вериги пренасят енергия в три или четирипроводна верига с твърдо изолирана или заземена нула.

Диаметърът и металът за жицата се избират за проектното натоварване на всяка линия. Най -често срещаните материали са алуминий и стомана. Те могат да бъдат направени като единичен монолитен проводник за вериги с ниско напрежение или изтъкани от многожични структури за преносни линии с високо напрежение.

Вътрешното междужично пространство може да бъде запълнено с неутрална грес, което увеличава устойчивостта на топлина или не.

Многожични конструкции, изработени от алуминиеви проводници, които носят добър ток, са създадени със стоманени жила, които са проектирани да поемат механично натоварване от напрежение и да предотвратят счупвания.

ГОСТ предоставя класификация на отворени проводници за въздушни електропроводи и определя тяхната маркировка: M, A, AC, PSO, PS, ACKC, ASKP, ACS, ACO, ACS. В този случай едножичните проводници се обозначават с размера на диаметъра. Например съкращението PSO-5 гласи „стоманена тел. направени с едно ядро ​​с диаметър 5 мм. » Многожилните проводници за електропроводи използват различна маркировка, включително обозначение с две цифри, записани чрез дроб:

• първият е общата площ на напречното сечение на алуминиевите проводници в мм кв;

• втората е площта на напречното сечение на стоманената вложка (мм кв).

В допълнение към отворените метални проводници, проводниците се използват все по -често в съвременните въздушни линии:

• самоносеща изолация;

• защитен от екструдиран полимер, който предпазва от появата на къси съединения, когато фазите се пометат от вятъра или когато чужди предмети се изхвърлят от земята.

ВЛ с самоносещи се самоносещи изолирани проводници постепенно заменят стари неизолирани конструкции. Те се използват все по -често във вътрешни мрежи, изработени от медни или алуминиеви сърцевини, покрити с каучук със защитен слой от диелектрични влакнести материали или PVC съединения без допълнителна външна защита.

За да се изключи появата на коронен разряд с голяма дължина, проводниците с VL-330 kV и по-високо напрежение се разделят на допълнителни потоци.

На VL-330 два проводника са монтирани хоризонтално, на линията 500 kV те се увеличават до три и се поставят на върховете на равностранен триъгълник. За въздушни линии от 750 и 1150 kV се използва разделяне съответно на 4, 5 или 8 потока, разположени в ъглите на техните собствени равностранени полигони.

Образуването на «корона» води не само до загуби на енергия, но и изкривява формата на синусоидалното трептене. Затова те се борят с това, използвайки конструктивни методи.

Поддържащо устройство

Обикновено се създават опори за закрепване на проводниците на една електрическа верига. Но на паралелни участъци от две линии може да се използва една обща опора, която е предназначена за съвместната им инсталация. Такива конструкции се наричат ​​двуконтурни.

Материалът за производство на подпори може да бъде:

1. профилирани ъгли от различни марки стомана;

2. трупи от строителен дървен материал, импрегнирани със съединения против гниене;

3. стоманобетонни конструкции с армирани пръти.

Поддържащите конструкции от дърво са най -евтините, но дори и с добра импрегниране и правилна поддръжка, те служат не повече от 50 ÷ 60 години.

Според техническия проект опорите на въздушни линии над 1 kV се различават от нисковолтовите по своята сложност и височината на закрепването на проводниците.

Изработени са под формата на продълговати призми или конуси с широка основа в долната част.

Всяка опорна конструкция се изчислява за механична якост и стабилност, има достатъчен конструктивен запас за съществуващите товари. Но трябва да се има предвид, че по време на работа са възможни нарушения на различните му елементи в резултат на корозия, удар, неспазване на инсталационната технология.

Това води до отслабване на твърдостта на единична конструкция, деформации и понякога падане на опорите.Често такива случаи се случват в онези моменти, когато хората работят върху опорите, демонтират или дърпат проводници, създавайки променливи аксиални сили.

Поради тази причина приемането на екип от монтьори за работа на височина от носещата конструкция се извършва след проверка на техническото им състояние с оценка за качеството на заровената му част в земята.

Изолационно устройство

На въздушните електропроводи, продукти, изработени от материали с високи диелектрични свойства с съпротивление ÷ Ом. М. Те се наричат ​​изолатори и са направени от:

• порцелан (керамика);

• стъклена чаша;

• полимерни материали.

Дизайнът и размерите на изолаторите зависят от:

• върху големината на приложените към тях динамични и статични натоварвания;

• стойностите на ефективното напрежение на електрическата инсталация;

• условия на експлоатация.

Сложната форма на повърхността, работеща под въздействието на различни атмосферни явления, създава увеличен път за потока на евентуален електрически разряд.

Изолаторите, монтирани на въздушни линии за закрепване на проводници, са разделени на две групи:

1. щифт;

2. спряно.

Керамични модели

Порцелановите или керамичните щифтове с единични изолатори са намерили по -голямо приложение на въздушни линии до 1 kV, въпреки че работят на линии до 35 kV включително. Но те се използват при условие на закрепване на проводници с ниско напречно сечение, създаващи малки теглителни сили.

Гирлянди от окачени порцеланови изолатори се монтират на линии от 35 kV.

Комплектът от единичен порцеланов изолатор за окачване включва диелектрично тяло и капачка, изработена от ковко желязо. И двете части се държат заедно със специален стоманен прът. Общият брой на такива елементи в гирлянда се определя от:

• стойността на напрежението на въздушната линия;

• опорни конструкции;

• особености на работата на оборудването.

С увеличаването на напрежението в мрежата се добавя броят на изолаторите в низа. Например за въздушни линии 35 kV е достатъчно да ги инсталирате 2 или 3, а за 110 kV вече са необходими 6 ÷ 7.

Стъклени изолатори

Тези дизайни имат редица предимства пред порцелановите:

• липсата на вътрешни дефекти в изолационния материал, които влияят върху образуването на течове на изтичане;

• повишена якост до усукващи сили;

• прозрачност на структурата, която позволява визуална оценка на състоянието и наблюдение на ъгъла на поляризация на светлинния поток;

• липса на признаци на стареене;

• по -малко натоварвания от собственото си тегло;

• автоматизация на производството и топенето.

Недостатъците на стъклените изолатори са:

• слаба антивандална устойчивост;

• ниска якост на удар;

• възможността за повреди по време на транспортиране и монтаж от механични сили.

Полимерни изолатори

Те имат повишена механична якост и тегло, намалени с до 90% в сравнение с керамични и стъклени аналози. Допълнителните предимства включват:

• лекота на инсталиране;

• по -голяма устойчивост на замърсяване от атмосферата, което обаче не изключва необходимостта от периодично почистване на повърхността им;

• хидрофобност;

• добра податливост към пренапрежение;

• повишена вандалска съпротива.

Трайността на полимерните материали също зависи от условията на работа. Във въздушна среда с повишено замърсяване от промишлени предприятия, полимерите могат да проявят явления на „чуплива фрактура“, които се състоят в постепенна промяна в свойствата на вътрешната структура под въздействието на химични реакции от замърсители и атмосферна влага, протичащи в комбинация с електрически процеси.

Когато вандалите изстрелват полимерни изолатори с изстрел или куршуми, обикновено няма пълно разрушаване на материала, като стъклото.Най -често пелет или куршум прелитат направо или се забиват в тялото на полата. Но диелектричните свойства все още се подценяват и повредените елементи в гирляндата изискват подмяна.

Следователно, такова оборудване трябва периодично да се проверява чрез методи за визуална проверка. И е почти невъзможно да се открият такива повреди без оптични инструменти.

Фитинги за въздушна линия

За закрепване на изолатори върху опора на въздушна линия, сглобяването им в гирлянди и монтирането на проводници с ток към тях се произвеждат специални крепежни елементи, които обикновено се наричат ​​фитинги.

Според изпълнените задачи фитингите се класифицират в следните групи:

• съединител, предназначен за свързване на окачващи елементи по различни начини;

• опъване, което служи за закрепване на скоби за опъване към проводници и гирлянди от анкерни опори;

• поддържащи, изпълняващи задържането на крепежни елементи на проводници, контури и възли от екрани;

• защитни, предназначени да запазят работата на оборудването на въздушната линия при излагане на атмосферни разряди и механични вибрации;

• свързващи, състоящи се от овални съединители и термитни патрони;

• контакт;

• спирала;

• монтаж на щифтови изолатори;

• монтаж на самоносещи изолирани проводници.

Всяка от изброените групи има широк асортимент от подробности и изисква по -внимателно проучване. Например, само защитни фитинги включват:

• защитни клаксони;

• пръстени и екрани;

• аресторатели;

• амортисьори на вибрации.

Защитните клаксони създават искрова междина, отклоняват възникващата електрическа дъга при настъпване на изолация и по този начин предпазват оборудването на въздушната линия.

Пръстените и екраните отклоняват дъгата от повърхността на изолатора, подобряват разпределението на напрежението по цялата площ на струната.

Ограничителите предпазват оборудването от вълни на пренапрежение, генерирани от мълнии. Те могат да се използват на базата на тръбни конструкции, изработени от винилова пластмаса или влакно-бакелитови тръби с електроди, или могат да бъдат направени от вентилни елементи.

Амортисьорите на вибрации работят върху въжета и проводници, предотвратяват повреди от уморителни напрежения, причинени от вибрации и вибрации.

Заземяващи устройства на въздушни линии

Необходимостта от повторно заземяване на опорите на въздушната линия е причинена от изискванията за безопасна работа в случай на аварийни режими и мълниеносни пренапрежения. Съпротивлението на контура на заземяващото устройство не трябва да надвишава 30 ома.

За метални опори всички крепежни елементи и армировка трябва да бъдат свързани към PEN проводника, а за стоманобетон комбинирана нула свързва всички подпори и подсилване на стойките.

На опори, изработени от дърво, метал и стоманобетон, щифтовете и куките по време на монтажа на самоносещи изолирани изолирани проводници не се заземяват, освен в случаите, когато е необходимо да се извърши многократно заземяване за защита от пренапрежение.

Куките и щифтовете, монтирани на опората, са свързани към заземяващия контур чрез заваряване с помощта на стоманена тел или пръчка с диаметър не по-тънък от 6 mm със задължително наличие на антикорозионно покритие.

На стоманобетонни опори за спускане на заземяване се използва метална армировка. Всички контактни връзки на заземяващите проводници са заварени или затегнати в специален болт.

Опорите на въздушни електропроводи с напрежение 330 kV и повече не са заземени поради сложността на внедряването на технически решения за осигуряване на безопасна величина на допир и стъпково напрежение. В този случай защитните заземяващи функции се възлагат на високоскоростни линии.