Nadzemni vodovi dalekovoda: dizajn, sorte, parametri. Nadzemni dalekovod Prema načinu rada ovisno o mehaničkom stanju

Enciklopedijski YouTube

1 / 5

✪ Kako rade električni vodovi. Prijenos energije na velike udaljenosti. Animirani video trening. / Lekcija 3

✪ Lekcija 261 Uvjet za usklađivanje izvora struje s opterećenjem

✪ Metode ugradnje nadzemnih dalekovoda (predavanje)

✪ ✅ Kako napuniti telefon pod visokonaponskom strujom induciranim strujama

✪ Ples žica nadzemnog dalekovoda 110 kV

titlovi

Nadzemni vodovi

Nadzemni dalekovod(VL) - uređaj namijenjen prijenosu ili distribuciji električne energije kroz žice smještene na otvorenom i pričvršćene pomoću traverzi (nosača), izolatora i armatura na nosače ili druge konstrukcije (mostove, nadvožnjake).

Sastav VL

Traverze
Uređaji za pregradnju
Optičke komunikacijske linije (u obliku zasebnih samonosivih kabela, ili ugrađene u gromobranski kabel, strujnu žicu)
Pomoćna oprema za potrebe rada (oprema za visokofrekventnu komunikaciju, kapacitivni odvod snage i dr.)
Elementi za označavanje visokonaponskih žica i stupova dalekovoda za osiguranje sigurnosti letova zrakoplova. Nosači su označeni kombinacijom boja određenih boja, žice - zrakoplovnim balonima za obilježavanje danju. Za označavanje danju i noću koriste se svjetla svjetlosne ograde.

Dokumenti koji reguliraju nadzemne vodove

VL klasifikacija

Po vrsti struje

U osnovi, nadzemni vodovi koriste se za prijenos izmjenične struje, a samo u nekim slučajevima (na primjer, za spajanje elektroenergetskih sustava, napajanje kontaktne mreže i drugo) koriste se vodovi istosmjerne struje. DC vodovi imaju manje kapacitivne i induktivne gubitke. U SSSR-u je izgrađeno nekoliko vodova istosmjerne struje:

Visokonaponska jednosmjerna struja Moskva-Kašira - Projekt "Elba",
Visokonaponska DC linija Volgograd-Donbass,
Visokonaponski istosmjerni vod Ekibastuz-Centar itd.

Takve linije nisu bile široko korištene.

Po dogovoru

Ekstradugi nadzemni vodovi napona od 500 kV i više (predviđeni za povezivanje pojedinačnih elektroenergetskih sustava).
Glavni nadzemni vodovi napona 220 i 330 kV (predviđeni za prijenos energije iz moćnih elektrana, kao i za povezivanje elektroenergetskih sustava i kombiniranje elektrana unutar elektroenergetskih sustava - na primjer, povezivanje elektrana s distribucijskim točkama).
Distribucijski nadzemni vodovi napona 35, 110 i 150 kV (namijenjeni za napajanje poduzeća i naselja u velikim područjima - spajanje distribucijskih mjesta s potrošačima)
VL 20 kV i ispod, opskrbljuju potrošače električnom energijom.

Po naponu

VL do 1000 V (VL najnižeg naponskog razreda)
VL iznad 1000 V
- VL 1-35 kV (VL srednjenaponski razred)
- VL 35-330 kV (VL visokonaponske klase)
- VL 500-750 kV (VL ekstra visokog napona)
- Nadzemni vodovi iznad 750 kV (nadzemni vodovi ultravisokog naponskog razreda)

Ove se skupine značajno razlikuju, uglavnom u pogledu zahtjeva u pogledu uvjeta projektiranja i konstrukcija.

U CIS mrežama Opća namjena izmjenična struja 50 Hz, prema GOST 721-77, moraju se koristiti sljedeći nazivni naponi faza-faza: 380; (6) , 10, 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750 i 1150 kV. Također mogu postojati mreže izgrađene prema zastarjelim standardima s nazivnim međufaznim naponima: 220, 3 i 150 kV.

Najviši naponski dalekovod na svijetu je dalekovod Ekibastuz-Kokchetav, nazivnog napona od 1150 kV. Međutim, trenutno linija radi pod pola napona - 500 kV.

Nazivni napon za istosmjerne vodove nije reguliran, najčešće korišteni naponi su: 150, 400 (Vyborgskaya PS - Finska) i 800 kV.

Druge naponske klase mogu se koristiti u posebnim mrežama, uglavnom za željezničke vučne mreže (27,5 kV, 50 Hz AC i 3,3 kV DC), podzemne (825 V DC), tramvaje i trolejbuse (600 u istosmjernoj struji).

Prema načinu rada neutralnih u električnim instalacijama

Trofazne mreže sa neutemeljen (izolirani) neutralne (nultura nije spojena na uređaj za uzemljenje ili je na njega spojena preko uređaja s velikim otporom). U CIS-u se takav neutralni način koristi u mrežama s naponom od 3-35 kV s niskim strujama jednofaznih zemljospoja.
Trofazne mreže sa rezonantno utemeljeno (kompenzirano) neutralne (neutralna sabirnica je spojena na zemlju preko induktiviteta). U CIS-u se koristi u mrežama s naponom od 3-35 kV s visokim strujama jednofaznih zemljospoja.
Trofazne mreže sa učinkovito utemeljen neutralne (mreže visokog i ekstra visokog napona, čiji su neutrali spojeni na uzemljenje izravno ili preko malog aktivnog otpora). U Rusiji su to mreže napona od 110, 150 i djelomično 220 kV, u kojima se koriste transformatori (autotransformatori zahtijevaju obvezno gluho neutralno uzemljenje).
Mreže sa gluhozemlja neutralni (neutral transformatora ili generatora spojen je na uređaj za uzemljenje izravno ili kroz mali otpor). To uključuje mreže s naponom manjim od 1 kV, kao i mreže s naponom od 220 kV i više.

Prema načinu rada ovisno o mehaničkom stanju

Nadzemni vod normalnog rada (žice i kabeli nisu prekinuti).
Nadzemni vodovi za hitne slučajeve (s potpunim ili djelomičnim lomljenjem žica i kabela).
VL instalacijskog načina rada (tijekom ugradnje nosača, žica i kabela).

Glavni elementi nadzemnih vodova

staza- položaj osi zračnog voda na zemljinoj površini.
Piketi(PC) - segmenti na koje se trasa dijeli, duljina PC ovisi o nazivnom naponu nadzemnog voda i vrsti terena.
Znak nule označava početak rute.
središnja oznaka na trasi nadzemnog voda u izgradnji označava središte mjesta potpore.
Piketiranje proizvodnje- postavljanje piketa i središnjih znakova na trasi u skladu s izjavom o postavljanju potpora.
zaklada za podršku- konstrukcija ugrađena u tlo ili naslonjena na nju i na nju prenosi opterećenje s nosača, izolatora, žica (kablova) i od vanjskih utjecaja (led, vjetar).
temelj temelj- tlo donjeg dijela jame, koje preuzima opterećenje.
raspona(dužina raspona) - udaljenost između središta dvaju nosača na kojima su žice obješene. Razlikovati srednji raspona (između dva susjedna međuoslonca) i sidro raspon (između sidrenih nosača). prijelazni raspon- raspon koji prelazi bilo koju građevinu ili prirodnu prepreku (rijeku, jarugu).
Kut rotacije linije- kut α između smjerova trase nadzemnog voda u susjednim rasponima (prije i poslije skretanja).
Sag- okomita udaljenost između najniže točke žice u rasponu i ravne linije koja povezuje točke njezina pričvršćenja na nosače.
Veličina žice- okomita udaljenost od žice u rasponu do inženjerskih građevina koje presijeca trasa, površina zemlje ili vode.
Perjanica (petlja) - komad žice koji povezuje istegnute žice susjednih sidrenih raspona na nosaču sidra.

Montaža nadzemnih dalekovoda

Ugradnja dalekovoda provodi se metodom "Mounting" "pull-up". To je osobito istinito u slučaju složenog terena. Prilikom odabira opreme za ugradnju dalekovoda potrebno je uzeti u obzir broj žica u fazi, njihov promjer i maksimalnu udaljenost između nosača dalekovoda.

Kabelski vodovi

Kabelski vod(KL) - vod za prijenos električne energije ili njezinih pojedinačnih impulsa, koji se sastoji od jednog ili više paralelnih kabela sa spojnim, zapornim i krajnjim čahurama (stezaljkama) i spojnim elementima, a za vodove punjene uljem, osim toga, s dovodima i alarmni sustav tlaka ulja.

Klasifikacija

Kabelski vodovi se klasificiraju slično kao i nadzemni vodovi. Osim toga, kabelske linije dijele:

prema uvjetima prolaska:
- pod zemljom;
- po zgradama;
- podvodni.
vrsta izolacije:
- tekućina (impregnirana uljem za kabele);
- čvrsta:
  - papir-ulje;
  - polivinil klorid (PVC);
  - guma-papir (RIP);
  - etilen propilen guma (EPR).

Plinovita izolacija i neke vrste tekuće i čvrste izolacije ovdje nisu navedene zbog njihove relativno rijetke upotrebe u vrijeme pisanja [ kada?] .

kabelske konstrukcije

Kabelske strukture uključuju:

kabelski tunel- zatvorenu konstrukciju (hodnik) u kojoj se nalaze potporne konstrukcije za postavljanje kabela i kabelskih kutija na njih, sa slobodnim prolazom cijelom dužinom, što omogućuje polaganje kabela, popravak i pregled kabelskih vodova.
kabelski kanal- neprohodna građevina, zatvorena i djelomično ili potpuno ukopana u tlo, pod, strop i sl., a namijenjena za postavljanje kabela u nju, čije se polaganje, pregled i popravak može vršiti samo sa skidanim stropom.
kabelska osovina- okomita kabelska konstrukcija (obično pravokutnog presjeka), čija je visina nekoliko puta veća od bočne strane presjeka, opremljena nosačima ili ljestvama za kretanje po njoj (prolazna okna) ili zid koji je potpuno ili djelomično uklonjivi (neprohodna okna).
kabelski pod- dio zgrade omeđen podom i podom ili pokrovom, s razmakom između poda i izbočenih dijelova poda ili pokrova od najmanje 1,8 m.
dvostruki pod- šupljina omeđena zidovima prostorije, međukatnim preklapanjem i podom prostorije s pločama koje se mogu ukloniti (na cijelom ili dijelu površine).
kabelski blok- kabelska konstrukcija s cijevima (kanalima) za polaganje kabela u njima s pripadajućim bunarima.
kabelska kamera- podzemna kabelska konstrukcija zatvorena gluhom odvojivom betonskom pločom, namijenjena za polaganje kabelskih kutija ili za uvlačenje kabela u blokove. Zove se komora koja ima otvor za ulazak u nju kabelski bunar.
kabelski stalak- nadzemna ili prizemna otvorena horizontalna ili nagnuta produljena kabelska konstrukcija. Kabelski nadvožnjak može biti prohodan i neprohodan.
kablovska galerija- nadzemna ili zatvorena (u cijelosti ili djelomično, na primjer bez bočnih zidova) horizontalna ili nagnuta produljena kabelska konstrukcija.

Sigurnost od požara

temperatura unutra kabelski kanali(tuneli) ljeti ne smije biti više od 10 °C iznad vanjske temperature.

U slučaju požara u kabelskim prostorijama, u početnom razdoblju razvoj izgaranja je spor i tek nakon nekog vremena brzina širenja izgaranja značajno raste. Praksa pokazuje da se tijekom stvarnih požara u kabelskim tunelima primjećuju temperature do 600 ° C i više. To se objašnjava činjenicom da u stvarnim uvjetima izgaraju kabeli koji su dugo pod strujnim opterećenjem i čija se izolacija zagrijava iznutra do temperature od 80 ° C i više. Može doći do istovremenog zapaljenja kabela na više mjesta i na znatnoj dužini. To je zbog činjenice da je kabel pod opterećenjem i da se njegova izolacija zagrijava na temperaturu blizu temperature samozapaljenja.

Kabel se sastoji od mnogih strukturnih elemenata, za čiju se izradu koristi širok raspon zapaljivih materijala, uključujući materijale s niskom temperaturom paljenja, materijale sklone tinjanju. Također, dizajn kabelskih i kabelskih konstrukcija uključuje metalne elemente. U slučaju požara ili strujnog preopterećenja, ovi elementi se zagrijavaju na temperaturu od oko 500-600 ˚C, što prelazi temperaturu paljenja (250-350 ˚C) mnogih polimernih materijala uključenih u strukturu kabela, te se stoga može se ponovno zapaliti od zagrijanih metalnih elemenata nakon prestanka dovoda sredstva za gašenje požara. S tim u vezi, potrebno je odabrati normativne pokazatelje za opskrbu sredstvima za gašenje požara kako bi se osiguralo uklanjanje vatrenog izgaranja, kao i isključila mogućnost ponovnog paljenja.

Dugo su se u kabelskim sobama koristile instalacije za gašenje pjenom. Međutim, operativno iskustvo otkrilo je niz nedostataka:

ograničeni rok trajanja sredstva za pjenjenje i nedopustivost skladištenja njihovih vodenih otopina;
nestabilnost u radu;
složenost postavljanja;
potreba za posebnom njegom uređaja za doziranje koncentrata pjene;
brzo uništavanje pjene na visokoj (oko 800 ° C) temperaturi okoline tijekom požara.

Istraživanja su pokazala da raspršena voda ima veću sposobnost gašenja požara u odnosu na zračno-mehaničku pjenu, jer dobro vlaži i hladi zapaljene kabele i građevinske konstrukcije.

Linearna brzina širenja plamena za kabelske konstrukcije (sagorijevanje kabela) je 1,1 m/min.

Visokotemperaturni supravodiči

HTS žica

Gubici u dalekovodima

Gubitak električne energije u žicama ovisi o jačini struje, stoga se pri prijenosu na velike udaljenosti napon višestruko povećava (za isti iznos smanjujući jačinu struje) uz pomoć transformatora, koji, kada je prenoseći istu snagu, može značajno smanjiti gubitke. Međutim, kako napon raste, počinju se javljati različite pojave pražnjenja.

U nadzemnim vodovima ultravisokog napona dolazi do gubitaka aktivne snage na koronu (koronsko pražnjenje). Koronsko pražnjenje nastaje kada je jakost električnog polja E (\displaystyle E) na površini žice će premašiti vrijednost praga E k (\displaystyle E_(k)), koji se može izračunati korištenjem Pickove empirijske formule:
E k = 30 , 3 β (1 + 0,298 r β) (\displaystyle E_(k)=30(,)3\beta \left((1+(\frac (0(,)298)(\sqrt (r) \beta))))\desno)) kV/cm,
gdje r (\displaystyle r)- radijus žice u metrima, β (\displaystyle \beta)- omjer gustoće zraka prema normalnoj.

Jačina električnog polja izravno je proporcionalna naponu na žici i obrnuto proporcionalna njenom polumjeru, pa se gubici korone mogu riješiti povećanjem radijusa žica, a također (u manjoj mjeri) korištenjem cijepanja faze, tj. , koristeći nekoliko žica u svakoj fazi koje drže posebni razmaknici na udaljenosti od 40-50 cm Gubitak korone je približno proporcionalan proizvodu U (U − U cr) (\displaystyle U(U-U_(\text(cr)))).

Gubici u vodovima izmjenične struje

Važna vrijednost koja utječe na učinkovitost izmjeničnih dalekovoda je vrijednost koja karakterizira omjer aktivne i jalove snage u vodovu - cos φ. Aktivna snaga - dio ukupne snage koja je prošla kroz žice i prenijela na opterećenje; Jalova snaga je snaga koju generira vod, njegova snaga punjenja (kapacitivnost između voda i zemlje), kao i sam generator, a troši je reaktivno opterećenje (induktivno opterećenje). Gubici aktivne snage u vodovu također ovise o prenesenoj jalove snage. Što je veći protok jalove snage, veći je gubitak aktivne.

S duljinom vodova izmjenične struje većom od nekoliko tisuća kilometara, uočava se još jedna vrsta gubitka - radio emisija. Budući da je takva duljina već usporediva s duljinom elektromagnetskog vala frekvencije od 50 Hz ( λ = c / ν = (\displaystyle \lambda =c/\nu =) 6000 km, četvrtvalna dužina vibratora λ / 4 = (\displaystyle \lambda /4=) 1500 km), žica radi kao antena za zračenje.

Prirodna snaga i prijenosni kapacitet dalekovoda

prirodna snaga

Električni vodovi imaju induktivitet i kapacitet. Kapacitivna snaga je proporcionalna kvadratu napona i ne ovisi o snazi koja se prenosi preko linije. Induktivna snaga voda proporcionalna je kvadratu struje, a time i snazi voda. Pri određenom opterećenju induktivna i kapacitivna snaga voda postaju jednake i međusobno se poništavaju. Linija postaje "idealna", trošeći onoliko jalove snage koliko i proizvodi. Ova snaga se naziva prirodna snaga. Određuje ga samo linearni induktivitet i kapacitet, a ne ovisi o duljini voda. Po vrijednosti prirodne snage može se grubo suditi o prijenosnom kapacitetu dalekovoda. Prilikom prijenosa takve snage na liniji, postoji minimalan gubitak snage, način njegovog rada je optimalan. Prilikom cijepanja faza, smanjenjem induktivnog otpora i povećanjem kapacitivnosti voda povećava se prirodna snaga. S povećanjem udaljenosti između žica, prirodna snaga se smanjuje, i obrnuto, da bi se povećala prirodna snaga, potrebno je smanjiti razmak između žica. Kabelski vodovi visoke kapacitivne vodljivosti i niske induktivnosti imaju najveću prirodnu snagu.

Širina pojasa

Pod kapacitetom prijenosa energije podrazumijeva se maksimalna aktivna snaga triju faza prijenosa energije, koja se može prenositi u dugotrajnom stabilnom stanju, uzimajući u obzir operativna i tehnička ograničenja. Najveća prijenosna aktivna snaga prijenosa električne energije ograničena je uvjetima statičke stabilnosti generatora elektrana, odašiljačkih i prijamnih dijelova elektroenergetskog sustava, te dopuštenom snagom grijaćih vodova s dopuštenom strujom. Iz prakse rada elektroenergetskih sustava proizlazi da je prijenosni kapacitet dalekovoda od 500 kV i više obično određen faktorom statičke stabilnosti, za dalekovode od 220-330 kV ograničenja mogu nastati i u smislu stabilnost i dopušteno grijanje, 110 kV i ispod - samo u grijanju.

Karakteristike propusnog kapaciteta nadzemnih dalekovoda

Prijevoz električne energije na srednje i velike udaljenosti najčešće se obavlja putem dalekovoda koji se nalaze na otvorenom. Njihov dizajn uvijek mora ispunjavati dva osnovna zahtjeva:

1. visoka pouzdanost prijenosa snage;

2. osigurati sigurnost ljudi, životinja i opreme.

Tijekom rada pod utjecajem različitih prirodnih pojava povezanih s uraganskim naletima vjetra, leda, mraza, dalekovodi su povremeno podvrgnuti povećanim mehaničkim opterećenjima.

Za cjelovito rješavanje problema sigurnog transporta električne energije, energetičari moraju podići žice pod naponom na veliku visinu, raširiti ih u prostoru, izolirati od građevinskih elemenata i montirati strujnim vodičima povećanog presjeka na visokoj čvrstoći. podupire.

Opći raspored i raspored nadzemnih dalekovoda

Shematski se može prikazati bilo koji dalekovod:

nosači ugrađeni u zemlju;

žice kroz koje prolazi struja;

linearni okovi postavljeni na nosače;

izolatori pričvršćeni na armature i drže orijentaciju žica u zraku.

Uz elemente nadzemnog voda potrebno je uključiti:

temelji za potpore;

sustav zaštite od munje;

uređaji za uzemljenje.

Podrške su:

1. sidro, dizajnirano da izdrži sile rastegnutih žica i opremljeno uređajima za zatezanje na spojevima;

2. srednji, koristi se za pričvršćivanje žica kroz potporne stezaljke.

Razmak na tlu između dva sidrena oslonca naziva se sidreni presjek ili raspon, a za međunosače između sebe ili sa sidrom - srednji.

Kada nadzemni dalekovod prolazi preko vodenih barijera, inženjerskih konstrukcija ili drugih kritičnih objekata, tada se na krajevima takvog dijela postavljaju nosači s zatezačima žice, a razmak između njih naziva se srednji raspon sidrenja.

Žice između nosača nikada se ne vuku kao struna - u ravnoj liniji. Uvijek se malo popuštaju, nalaze se u zraku, uzimajući u obzir klimatske uvjete. Ali istodobno se nužno uzima u obzir sigurnost njihove udaljenosti do zemnih objekata:

površine tračnica;

kontaktne žice;

prometne autoceste;

žice komunikacijskih vodova ili drugih nadzemnih vodova;

industrijskih i drugih objekata.

Progib žice iz zategnutog stanja naziva se. Procjenjuje se na različite načine između oslonaca jer se gornji dijelovi mogu nalaziti u istoj razini ili s ekscesima.

Progib u odnosu na najvišu točku oslonca uvijek je veći od one donje.

Dimenzije, duljina i izvedba svake vrste nadzemnog dalekovoda ovise o vrsti struje (izmjenične ili izravne) električne energije koja se njime prenosi i veličini njenog napona, koji može biti manji od 0,4 kV ili doseći 1150 kV.

Raspored žica nadzemnih vodova

Ukoliko struja prolazi samo po zatvorenom krugu, tada se potrošači napajaju s najmanje dva vodiča. Prema ovom principu stvaraju se jednostavni nadzemni vodovi jednofazne izmjenične struje napona od 220 volti. Složeniji električni krugovi prenose energiju u trožilnom ili četverožičnom krugu s gluho izoliranom ili uzemljenom nulom.

Promjer i metal za žicu odabiru se prema projektnom opterećenju svake linije. Najčešći materijali su aluminij i čelik. Mogu se izraditi kao jedna monolitna jezgra za niskonaponske krugove ili tkane od višežičnih struktura za visokonaponske dalekovode.

Unutarnji međužični prostor može se ispuniti neutralnim mazivom koji povećava otpornost na toplinu ili biti bez njega.

Napredne strukture od aluminijskih žica koje dobro prolaze struju stvorene su čeličnim jezgrama, koje su dizajnirane da apsorbiraju mehanička vlačna opterećenja i spriječe lomove.

GOST daje klasifikaciju otvorenih žica za nadzemne dalekovode i definira njihovu oznaku: M, A, AC, PSO, PS, ACKC, ASKP, ACS, ACO, ACS. U ovom slučaju, jednožilne žice označene su vrijednošću promjera. Na primjer, kratica PSO-5 glasi „čelična žica. izrađen od jedne jezgre promjera 5 mm. Nasukane žice za dalekovode koriste drugačiju oznaku, uključujući oznaku s dva broja napisana kroz razlomak:

prvi je ukupna površina poprečnog presjeka aluminijskih vodiča u mm kvadratnim;

drugi je površina poprečnog presjeka čeličnog umetka (kvadratni mm).

Osim otvorenih metalnih vodiča, žice se sve više koriste u modernim nadzemnim vodovima:

samonosivi izolirani;

zaštićen ekstrudiranim polimerom koji štiti od nastanka kratkog spoja kada su faze preplavljene vjetrom ili kada se strani predmeti izbace sa zemlje.

Nadzemni vodovi postupno zamjenjuju stare neizolirane strukture. Sve se više koriste u unutarnjim mrežama, izrađuju se od bakrenih ili aluminijskih vodiča prekrivenih gumom sa zaštitnim slojem od dielektričnih vlaknastih materijala ili PVC spojeva bez dodatne vanjske zaštite.

Kako bi se isključila pojava koronskog pražnjenja velike duljine, žice VL-330 kV i višeg napona dijele se u dodatne tokove.

Na VL-330, dvije žice su postavljene vodoravno, na 500 kV liniji su povećane na tri i postavljene duž vrhova jednakostraničnog trokuta. Za nadzemne vodove 750 i 1150 kV koristi se cijepanje na 4, 5 ili 8 tokova, koji se nalaze na uglovima vlastitih jednakostraničnih poligona.

Formiranje "krune" dovodi ne samo do gubitaka snage, već i iskrivljuje oblik sinusne oscilacije. Stoga se protiv toga bori konstruktivnim metodama.

Uređaj za podršku

Obično se stvaraju nosači za pričvršćivanje žica jednog strujni krug. Ali na paralelnim dijelovima dvije linije može se koristiti jedan zajednički nosač, koji je dizajniran za njihovu zajedničku ugradnju. Takvi se dizajni nazivaju dvolančani.

Materijal za izradu nosača može poslužiti:

1. profilirani uglovi od raznih vrsta čelika;

2. građevni trupci impregnirani spojevima protiv truljenja;

3. armiranobetonske konstrukcije s armiranim šipkama.

Drvene potporne konstrukcije su najjeftinije, ali čak i uz dobru impregnaciju i pravilno održavanje, ne traju više od 50-60 godina.

Nadzemni vodovi iznad 1 kV prema tehničkom projektu razlikuju se od niskonaponskih po složenosti i visini žica.

Izrađuju se u obliku izduženih prizmi ili čunjeva sa širokom bazom na dnu.

Bilo koji dizajn potpore izračunat je za mehaničku čvrstoću i stabilnost, ima dovoljnu granicu dizajna za postojeća opterećenja. Ali treba imati na umu da su tijekom rada moguća kršenja njegovih različitih elemenata kao posljedica korozije, udara i nepoštivanja tehnologije instalacije.

To dovodi do slabljenja krutosti jedne strukture, deformacija, a ponekad i pada potpora. Često se takvi slučajevi događaju u onim trenucima kada ljudi rade na podupiračima, rastavljajući ili zatežući žice, stvarajući promjenjive aksijalne sile.

Iz tog razloga, monterskom timu je dopušten rad na visini od konstrukcije nosača nakon provjere njihovog tehničkog stanja uz ocjenu kvalitete njegovog ukopanog dijela u zemlju.

Uređaj izolatora

Na nadzemnim dalekovodima, za odvajanje strujnih dijelova električnog kruga jedan od drugog i od mehaničkih elemenata potporne konstrukcije, koriste se proizvodi od materijala s visokim dielektričnim svojstvima s ÷ Ohm∙m. Zovu se izolatori i izrađuju se od:

porculan (keramika);

staklo;

polimernih materijala.

Dizajn i dimenzije izolatora ovise o:

o veličini dinamičkih i statičkih opterećenja primijenjenih na njih;

vrijednosti radnog napona električne instalacije;

radni uvjeti.

Kompliciran oblik površine, djelujući pod utjecajem raznih atmosferskih pojava, stvara povećanu putanju za protok mogućeg električnog pražnjenja.

Izolatori postavljeni na nadzemne vodove za pričvršćivanje žica podijeljeni su u dvije skupine:

1. igla;

2. suspendiran.

Keramički modeli

Porculanski ili keramički jednostruki izolatori našli su se veću primjenu na nadzemnim vodovima do 1 kV, iako rade na vodovima do uključujući 35 kV. Ali oni se koriste pod uvjetom pričvršćivanja žica niskog presjeka koje stvaraju male vučne sile.

Na vodove od 35 kV postavljaju se vijenci visećih porculanskih izolatora.

Set jednostrukog porculanskog ovjesnog izolatora uključuje dielektrično tijelo i kapu od nodularnog željeza. Oba ova dijela su pričvršćena posebnom čeličnom šipkom. Ukupan broj takvih elemenata u vijencu određen je:

veličina napona nadzemnog voda;

potporne strukture;

značajke rada opreme.

Povećanjem mrežnog napona dodaje se broj izolatora u nizu. Na primjer, za nadzemni vod od 35 kV dovoljno ih je instalirati 2 ili 3, a za 110 kV već će biti potrebno 6 ÷ 7.

Stakleni izolatori

Ovi dizajni imaju nekoliko prednosti u odnosu na porculan:

odsutnost unutarnjih nedostataka u izolacijskom materijalu koji utječu na stvaranje struja propuštanja;

povećana otpornost na torzijske sile;

transparentnost dizajna, što omogućuje vizualnu procjenu stanja i praćenje kuta polarizacije svjetlosnog toka;

nedostatak znakova starenja;

automatizacija proizvodnje i taljenja.

Nedostaci staklenih izolatora su:

slaba antivandalna otpornost;

niska udarna čvrstoća;

mogućnost oštećenja tijekom transporta i montaže od mehaničkih sila.

Polimerni izolatori

Imaju povećanu mehaničku čvrstoću i smanjenu težinu do 90% u usporedbi s keramičkim i staklenim kolegama. Dodatne pogodnosti uključuju:

jednostavnost instalacije;

veća otpornost na onečišćenje iz atmosfere, što, međutim, ne isključuje potrebu za povremenim čišćenjem njihove površine;

hidrofobnost;

dobra osjetljivost na prenapone;

povećana otpornost na vandalizam.

Trajnost polimernih materijala također ovisi o radnim uvjetima. U zračnom okruženju s povećanim onečišćenjem iz industrijskih poduzeća, u polimerima se mogu pojaviti pojave "krhkog loma", koje se sastoje u postupnoj promjeni svojstava unutarnje strukture pod utjecajem kemijskih reakcija iz zagađivača i atmosferske vlage koje se javljaju u kombinaciji s električnim procesa.

Kada gađaju polimerne izolatore sačmom ili mecima, vandali obično ne unište materijal u potpunosti, poput stakla. Najčešće, kuglica ili metak proleti ili se zaglavi u tijelu suknje. Ali dielektrična svojstva su još uvijek podcijenjena, a oštećeni elementi u vijencu zahtijevaju zamjenu.

Stoga se takva oprema mora povremeno provjeravati metodama vizualnog pregleda. I gotovo je nemoguće otkriti takva oštećenja bez optičkih instrumenata.

Priključci za nadzemne vodove

Za pričvršćivanje izolatora na nosač nadzemnih vodova, njihovo sastavljanje u vijence i montažu strujnih žica na njih, proizvode se posebni pričvrsni elementi, koji se obično nazivaju linijskim spojnicama.

Prema izvršenim zadacima, armatura se razvrstava u sljedeće skupine:

spojnica, dizajnirana za spajanje elemenata ovjesa različiti putevi;

napetost, koja se koristi za pričvršćivanje zateznih stezaljki na žice i vijence sidrenih nosača;

podupiranje, izvođenje držanja žičanih učvršćivača, petlji i jedinica za montažu zaslona;

zaštitni, dizajniran za održavanje operativnosti opreme nadzemnih vodova kada je izložen atmosferskim pražnjenjima i mehaničkim vibracijama;

spajanje, koje se sastoji od ovalnih konektora i thermitnih uložaka;

kontakt;

spirala;

ugradnja izolatora igle;

ugradnja SIP žica.

Svaka od ovih skupina ima širok raspon dijelova i zahtijeva pomnije proučavanje. Na primjer, samo zaštitna oprema uključuje:

zaštitni rogovi;

prstenovi i zasloni;

odvodniki;

prigušivači vibracija.

Zaštitne trube stvaraju iskrište, preusmjeravaju električni luk koji nastaje kada dođe do preklapanja izolacije i na taj način štite opremu nadzemnog voda.

Prstenovi i zasloni preusmjeravaju luk s površine izolatora, poboljšavaju raspodjelu napona na cijelom području vijenca.

Odvodnici prenapona štite opremu od prenapona uzrokovanih udarima groma. Mogu se koristiti na bazi cjevastih konstrukcija od vinil plastike ili vlaknasto-bakelitnih cijevi s elektrodama, ili mogu biti izrađene od ventilskih elemenata.

Prigušivači vibracija rade na užadima i žicama, sprječavajući oštećenja od naprezanja od zamora uzrokovanih vibracijama i vibracijama.

Uređaji za uzemljenje nadzemnih vodova

Potreba za ponovnim uzemljenjem nosača nadzemnih vodova uzrokovana je zahtjevima za siguran rad u slučaju izvanrednih stanja i udara groma. Otpor petlje uređaja za uzemljenje ne smije biti veći od 30 ohma.

Za metalne nosače, svi pričvršćivači i okovi moraju biti spojeni na PEN vodič, a za armirani beton, kombinirana nula povezuje sve podupirače i spojeve regala.

Na nosačima izrađenim od drva, metala i armiranog betona igle i kuke se ne uzemljuju kod postavljanja samonoseće izolirane žice s nosećim izoliranim vodičem, osim kada je za zaštitu od prenapona potrebno izvršiti ponovljeno uzemljenje.

Kuke i igle postavljene na oslonac spajaju se na petlju za uzemljenje zavarivanjem, pomoću čelične žice ili šipke promjera ne tanje od 6 mm uz obaveznu prisutnost antikorozivnog premaza.

Na armiranobetonskim nosačima za spuštanje uzemljenja koristi se metalna armatura. Svi kontaktni spojevi vodiča za uzemljenje zavareni su ili stegnuti u posebnom vijčanom spoju.

Nosači nadzemnih dalekovoda napona 330 kV i više nisu uzemljeni zbog složenosti izvedbe tehnička rješenja kako bi se osigurala sigurna vrijednost napona dodira i koraka. Zaštitne funkcije uzemljenja u ovom slučaju dodijeljene su zaštitama vodova velike brzine.

Glavni elementi nadzemnih vodova su žice, izolatori, linearni spojevi, oslonci i temelji. Na nadzemnim vodovima trofazne izmjenične struje obješene su najmanje tri žice koje čine jedan krug; na DC nadzemnim vodovima - najmanje dvije žice.

Prema broju krugova, nadzemni vodovi se dijele na jedan, dva i više krugova. Broj krugova određen je shemom napajanja i potrebom za njegovom redundantnošću. Ako su prema shemi napajanja potrebna dva kruga, tada se ti krugovi mogu objesiti na dva odvojena jednokružna nadzemna voda s jednostrukim nosačima ili na jedan dvokružni nadzemni vod s dvokružnim nosačima. Udaljenost / između susjednih nosača naziva se raspon, a razmak između nosača tipa sidra naziva se sidreni presjek.

Žice obješene na izolatore (A, - duljina vijenca) na nosače (slika 5.1, a) spuštaju se duž linije lanca. Udaljenost od točke ovjesa do najniže točke žice naziva se sag /. Određuje dimenziju prilaza žice zemlji A, koja je za naseljeno područje jednaka: do površine zemlje do 35 i PO kV - 7 m; 220 kV - 8 m; na zgrade ili građevine do 35 kV - 3 m; 110 kV - 4 m; 220 kV - 5 m. Duljina raspona / određena je ekonomskim uvjetima. Duljina raspona do 1 kV obično je 30 ... 75 m; PO kV - 150 ... 200 m; 220 kV - do 400 m.

Vrste električnih stupova

Ovisno o načinu vješanja žica, nosači su:

srednji, na koji su žice pričvršćene u potpornim stezaljkama;
tip sidra, koji se koristi za zatezanje žica; na tim nosačima žice su pričvršćene u zateznim stezaljkama;
kutni, koji se postavljaju pod kutovima rotacije nadzemnog voda s ovjesom žica u potpornim stezaljkama; mogu biti srednji, grana i kut, kraj, sidreni kut.

Povećani, međutim, nosači nadzemnih vodova iznad 1 kV podijeljeni su na dvije vrste sidara, koja u potpunosti percipiraju napetost žica i kabela u susjednim rasponima; srednji, ne percipira napetost žica ili djelomično percipira.

Na nadzemnim vodovima koriste se drveni stupovi (sl. 5L, b, c), drveni stupovi nove generacije (sl. 5.1, d), čelični (sl. 5.1, e) i armiranobetonski stupovi.

Drveni nosači VL

Drveni stupovi nadzemnih vodova još uvijek su rasprostranjeni u zemljama sa šumskim rezervatima. Prednosti drva kao materijala za nosače su: niska specifična težina, visoka mehanička čvrstoća, dobra elektroizolacijska svojstva, prirodni okrugli asortiman. Nedostatak drva je njegovo propadanje, za smanjenje kojeg se koriste antiseptici.

učinkovita metoda Borba protiv truljenja je impregnacija drva uljnim antisepticima. U SAD-u je u tijeku prijelaz na ljepljene drvene stupove.

Za nadzemne vodove napona 20 i 35 kV, na kojima se koriste izolatori igle, preporučljivo je koristiti jednostupne nosače u obliku svijeće s trokutastim rasporedom žica. Na nadzemnim dalekovodima 6-35 kV s izolatorima igle, za bilo koji raspored žica, razmak između njih D, m, ne smije biti manji od vrijednosti određenih formulom

gdje je U - vodovi, kV; - najveći progib koji odgovara ukupnom rasponu, m; b - debljina stijenke leda, mm (ne više od 20 mm).

Za nadzemne vodove od 35 kV i više s visećim izolatorima s vodoravnim rasporedom žica, minimalna udaljenost između žica, m, određena je formulom

Nosač je izrađen od kompozita: gornji dio (sam stalak) izrađen je od trupaca 6,5 ... ili od trupaca dužine 4,5 ... 6,5 m. Kompozitni nosači s armiranobetonskim posinkom kombiniraju prednosti armiranog betona i drva potpore: otpornost na munje i otpornost na propadanje na mjestu kontakta sa tlom. Spajanje stalka s posinkom izvodi se žičanim zavojima od čelične žice promjera 4 ... 6 mm, zategnutim uvijanjem ili zateznim vijkom.

Sidreni i srednji kutni nosači za nadzemne vodove 6-10 kV izrađeni su u obliku A-oblika konstrukcije s kompozitnim nosačima.

Čelični stupovi za prijenos

Široko se koristi na nadzemnim vodovima napona od 35 kV i više.

Prema dizajnu, čelični nosači mogu biti dvije vrste:

toranj ili jednostupni (vidi sliku 5.1, e);
portal, koji se prema načinu fiksiranja dijele na samostojeće nosače i nosače na podupirače.

Prednost čeličnih nosača je njihova visoka čvrstoća, nedostatak je njihova osjetljivost na koroziju, što zahtijeva periodično bojanje ili nanošenje antikorozivnog premaza tijekom rada.

Nosači su izrađeni od čeličnih kutnih valjanih proizvoda (u osnovi se koristi jednakokraki kut); visoki prijelazni oslonci mogu se izraditi od čeličnih cijevi. U spojevima elemenata koristi se čelični lim različitih debljina. Bez obzira na dizajn, čelični nosači izrađuju se u obliku prostornih rešetkastih struktura.

Armiranobetonski stupovi za prijenos struje

U usporedbi s metalnim, izdržljiviji su i ekonomičniji u radu, jer zahtijevaju manje održavanja i popravka (ako uzmemo životni ciklus, onda su armiranobetonski energetski intenzivniji). Glavna prednost armiranobetonskih nosača je smanjenje potrošnje čelika za 40 ... 75%, nedostatak je velika masa. Prema načinu izrade, armiranobetonski nosači se dijele na betonirane na mjestu ugradnje (većim dijelom se takvi nosači koriste u inozemstvu) i montažne.

Traverze se pričvršćuju na trup armiranobetonskog potpornog stupa pomoću vijaka koji se provlače kroz posebne rupe na stupu ili pomoću čeličnih stezaljki koje pokrivaju deblo i imaju klinove za pričvršćivanje krajeva traverznih pojaseva. Metalne traverze su prethodno vruće pocinčane, tako da ne zahtijevaju posebnu njegu i nadzor tijekom rada dulje vrijeme.

Žice nadzemnih vodova izrađuju se neizolirane, sastoje se od jedne ili više upletenih žica. Žice iz jedne žice, koje se nazivaju jednožilne (izrađuju se s poprečnim presjekom od 1 do 10 mm2), imaju manju čvrstoću i koriste se samo na nadzemnim vodovima napona do 1 kV. Višežične žice, upletene od nekoliko žica, koriste se na nadzemnim vodovima svih napona.

Materijali žica i kabela moraju imati visoku električnu vodljivost, dovoljnu čvrstoću, izdržati atmosferske utjecaje (u tom pogledu najotpornije su bakrene i brončane žice; aluminijske žice su podložne koroziji, osobito na morskim obalama, gdje se nalaze soli zrak; čelične žice se uništavaju čak i pod normalnim atmosferskim uvjetima).

Za nadzemne vodove koriste se jednožilne čelične žice promjera 3,5; 4 i 5 mm i bakrene žice promjera do 10 mm. Ograničenje donje granice je zbog činjenice da žice manjeg promjera imaju nedovoljnu mehaničku čvrstoću. Gornja granica je ograničena zbog činjenice da zavoji jednožične žice većeg promjera mogu uzrokovati trajne deformacije u njezinim vanjskim slojevima koje će smanjiti njezinu mehaničku čvrstoću.

Nasukane žice, upletene od nekoliko žica, imaju veliku fleksibilnost; takve žice mogu se izraditi s bilo kojim presjekom (izrađuju se s presjekom od 1,0 do 500 mm2).

Promjeri pojedinih žica i njihov broj biraju se tako da zbroj presjeka pojedinih žica daje traženi ukupni presjek žice.

U pravilu se užete žice izrađuju od okruglih žica, s jednom ili više žica istog promjera smještene u sredini. Duljina upletene žice nešto je veća od duljine žice mjerene duž njezine osi. To uzrokuje povećanje stvarne mase žice za 1 ... 2% u usporedbi s teoretskom masom, koja se dobiva množenjem presjeka žice s duljinom i gustoćom. Svi izračuni pretpostavljaju stvarnu težinu žice kako je navedeno u relevantnim standardima.

Razredi golih žica označavaju:

slova M, A, AC, PS - materijal žice;
brojke - presjek u kvadratnim milimetrima.

Aluminijska žica A može biti:

Stupanj AT (tvrdo ne žareno)
AM (žarene meke) legure AN, AZh;
AS, ASHS - od čelične jezgre i aluminijskih žica;
PS - od čeličnih žica;
PST - izrađen od pocinčane čelične žice.

Na primjer, A50 označava aluminijsku žicu s poprečnim presjekom od 50 mm2;

AC50 / 8 - čelično-aluminijska žica s presjekom aluminijskog dijela od 50 mm2, čelična jezgra od 8 mm2 (u električnim proračunima uzima se u obzir vodljivost samo aluminijskog dijela žice);
PSTZ,5, PST4, PST5 - jednožilne čelične žice, gdje brojevi odgovaraju promjeru žice u milimetrima.

Čelični kabeli koji se koriste na nadzemnim vodovima kao zaštita od munje izrađeni su od pocinčane žice; njihov poprečni presjek mora biti najmanje 25 mm2. Na nadzemnim vodovima napona 35 kV koriste se kabeli presjeka 35 mm2; na PO kV vodovima - 50 mm2; na vodovima od 220 kV i iznad -70 mm2.

Poprečni presjek višežilnih žica različitih razreda određuje se za nadzemne vodove napona do 35 kV prema uvjetima mehaničke čvrstoće, a za nadzemne vodove napona od 1 kV i više - prema uvjetima koronskih gubitaka. Na nadzemnim vodovima, pri križanju različitih inženjerskih objekata (komunikacijski vodovi, željeznice i autoceste i dr.), potrebno je osigurati veću pouzdanost, stoga je potrebno povećati minimalne poprečne presjeke žica u rasponima križanja (tablica 5.2).

Kada struja zraka struji oko žica, usmjerena preko osi nadzemnog voda ili pod određenim kutom prema ovoj osi, na zavjetrinskoj strani žice pojavljuju se turbulencije. Kada se frekvencija stvaranja i kretanja vrtloga poklopi s jednom od frekvencija prirodnih titranja, žica počinje oscilirati u okomitoj ravnini.

Takve oscilacije žice s amplitudom od 2 ... 35 mm, valne duljine od 1 ... 20 m i frekvencije od 5 ... 60 Hz nazivaju se vibracija.

Obično se vibracije žica opažaju pri brzini vjetra od 0,6 ... 12,0 m / s;

Čelične žice nisu dopuštene u rasponima iznad cjevovoda i željezničkih pruga.

Vibracije se obično javljaju u rasponima dužim od 120 m i na otvorenim područjima. Opasnost od vibracija leži u lomljenju pojedinih žica žice u područjima njihovog izlaska iz stezaljki zbog povećanja mehaničkog naprezanja. Varijable nastaju zbog periodičnog savijanja žica kao posljedica vibracija, a glavna vlačna naprezanja su pohranjena u visećoj žici.

U rasponima do 120 m zaštita od vibracija nije potrebna; dijelovi nadzemnih vodova zaštićeni od poprečnih vjetrova ne podliježu zaštiti; na velikim prijelazima rijeka i vodenih prostora potrebna je zaštita bez obzira na žice. Na nadzemnim vodovima s naponom od 35 ... 220 kV i više, zaštita od vibracija se izvodi ugradnjom prigušivača vibracija obješenih na čelični kabel, apsorbirajući energiju vibrirajućih žica uz smanjenje amplitude vibracija u blizini stezaljki.

Kada ima leda, opaža se takozvani ples žica, koji, kao i vibraciju, pobuđuje vjetar, ali se razlikuje od vibracije većom amplitudom, koja doseže 12 ... 14 m, i većom valnom duljinom (s jednom i dva poluvala u letu). U ravnini okomitoj na os nadzemnog voda, žica Na naponu od 35 - 220 kV žice su izolirane od nosača vijencima visećih izolatora. Pin izolatori koriste se za izolaciju nadzemnih vodova 6-35 kV.

Prolazeći kroz žice nadzemnog voda, oslobađa toplinu i zagrijava žicu. Pod utjecajem grijanja žice događa se sljedeće:

produljenje žice, povećanje progiba, promjena udaljenosti do tla;
promjena napetosti žice i njezine sposobnosti da nosi mehaničko opterećenje;
promjena otpora žice, tj. promjena gubitaka električne energije i energije.

Svi se uvjeti mogu promijeniti u prisutnosti konstantnosti parametara okoline ili se mijenjati zajedno, utječući na rad žice nadzemnog voda. Tijekom rada nadzemnog voda smatra se da je pri nazivnoj struji opterećenja temperatura žice 60 ... 70 ″S. Temperatura žice bit će određena istovremenim učinkom stvaranja topline i hlađenja ili hladnjaka. Odvođenje topline nadzemnih vodova povećava se povećanjem brzine vjetra i smanjenjem temperature okolnog zraka.

Sa smanjenjem temperature zraka od +40 do 40 °C i povećanjem brzine vjetra od 1 do 20 m/s, toplinski gubici variraju od 50 do 1000 W/m. Pri pozitivnim temperaturama okoline (0...40 °C) i malim brzinama vjetra (1...5 m/s), gubici topline su 75...200 W/m.

Da biste odredili učinak preopterećenja na povećanje gubitaka, prvo odredite

gdje je RQ - otpor žice na temperaturi od 02, Ohm; R0] - otpor žice pri temperaturi koja odgovara projektnom opterećenju u radnim uvjetima, Ohm; A /.u.s - koeficijent povećanja temperature otpora, Ohm / ° C.

Povećanje otpora žice u usporedbi s otporom koji odgovara izračunatom opterećenju moguće je s preopterećenjem od 30% za 12%, a s preopterećenjem od 50% - za 16%

Može se očekivati povećanje gubitka AU tijekom preopterećenja do 30%:

pri izračunu nadzemnog voda za AU = 5% A? / 30 = 5,6%;
pri izračunavanju nadzemnog voda na A17 = 10% D? / 30 = 11,2%.

Uz preopterećenje nadzemnih vodova do 50%, povećanje gubitka bit će jednako 5,8 odnosno 11,6%. S obzirom na raspored opterećenja, može se primijetiti da kada je nadzemni vod preopterećen do 50%, gubici nakratko premašuju dopuštene standardne vrijednosti za 0,8 ... 1,6%, što ne utječe značajno na kvalitetu električne energije.

Primjena SIP žice

Od početka stoljeća raširile su se niskonaponske nadzemne mreže, izrađene kao samonosivi sustav izoliranih žica (SIW).

SIP se koristi u gradovima kao obvezno polaganje, kao autocesta u ruralnim područjima s malom gustoćom naseljenosti, grane prema potrošačima. Načini polaganja SIP-a su različiti: povlačenje nosača; rastezanje na pročeljima zgrada; polaganje uz fasade.

Dizajn SIP-a (unipolarni oklopni i neoklopni, tripolarni s izoliranim ili golim nosivim neutralnim) općenito se sastoji od bakrene ili aluminijske žičane jezgre vodiča, okružene unutarnjim poluvodičkim ekstrudiranim ekranom, zatim - izolacije od umreženog polietilena, polietilena ili PVC-a . Nepropusnost osigurava traka u prahu i složenom trakom, na čijem se vrhu nalazi metalni zaslon od bakra ili aluminija u obliku spiralno položenih niti ili trake, pomoću ekstrudiranog olova.

Na vrhu oklopa kabela od papira, PVC-a, polietilena, aluminijski oklop izrađen je u obliku mreže od traka i niti. Vanjska zaštita je od PVC-a, polietilena bez gela. Rasponi brtve, izračunati uzimajući u obzir njegovu temperaturu i presjek žica (najmanje 25 mm2 za mrežu i 16 mm2 za grane do potrošačkih ulaza, 10 mm2 za čelično-aluminijsku žicu) kreću se od 40 do 90 m.

Uz neznatno povećanje troškova (oko 20%) u usporedbi s golim žicama, pouzdanost i sigurnost linije opremljene SIP-om povećava se na razinu pouzdanosti i sigurnosti kabelskih vodova. Jedna od prednosti nadzemnih vodova s izoliranim VLI žicama u odnosu na konvencionalne dalekovode je smanjenje gubitaka i snage smanjenjem reaktancije. Mogućnosti pravocrtnog slijeda:

ASB95 - R = 0,31 Ohm / km; X \u003d 0,078 Ohm / km;
SIP495 - 0,33 i 0,078 Ohm / km;
SIP4120 - 0,26 i 0,078 Ohm / km;
AC120 - 0,27 i 0,29 Ohm / km.

Učinak smanjenja gubitaka pri korištenju SIP-a i nepromjenjivosti struje opterećenja može biti od 9 do 47%, gubici snage - 18%.

Nadzemni dalekovodi razlikuju se po nizu kriterija. Dajemo opću klasifikaciju.

I. Po prirodi struje

Crtanje. Nadzemni vod 800 kV istosmjerne struje

Trenutno se prijenos električne energije odvija uglavnom na izmjeničnu struju. To je zbog činjenice da velika većina izvora električne energije proizvodi AC napon(iznimka su neki netradicionalni izvori električne energije, poput solarnih elektrana), a glavni potrošači su AC strojevi.

U nekim slučajevima je poželjniji prijenos istosmjerne struje električne energije. Shema za organiziranje istosmjernog prijenosa prikazana je na donjoj slici. Kako bi se smanjili gubici opterećenja u vodovu tijekom prijenosa električne energije na istosmjernu, kao i na izmjeničnu struju, uz pomoć transformatora povećava se prijenosni napon. Osim toga, prilikom organiziranja prijenosa od izvora do potrošača na istosmjernu struju, potrebno je pretvoriti električnu energiju iz izmjenične struje u istosmjernu (pomoću ispravljača) i obrnuto (pomoću invertera).

Crtanje. Sheme za organiziranje prijenosa električne energije na izmjeničnu (a) i istosmjernu (b) struju: G - generator (izvor energije), T1 - pojačani transformator, T2 - silazni transformator, V - ispravljač, I - inverter, N - opterećenje (potrošač).

Prednosti prijenosa električne energije preko nadzemnih vodova na istosmjernu struju su sljedeće:

Jeftinije je izgraditi nadzemni vod, budući da se prijenos istosmjerne struje može izvesti na jednoj (monopolarni krug) ili dvije (bipolarni krug) žice.
Prijenos električne energije može se obavljati između elektroenergetskih sustava koji nisu sinkronizirani po frekvenciji i fazi.
Prilikom prijenosa velikih količina električne energije na velike udaljenosti gubici u vodovima istosmjerne struje postaju manji nego kod prijenosa na izmjeničnu struju.
Granica prijenosne snage prema uvjetu stabilnosti elektroenergetskog sustava veća je od one kod vodova izmjenične struje.

Glavni nedostatak prijenosa istosmjerne energije je potreba za korištenjem AC u DC pretvarača (ispravljača) i obrnuto, DC u AC (invertori), te povezani dodatni kapitalni troškovi i dodatni gubici za pretvorbu električne energije.

Nadzemni vodovi istosmjerne struje trenutno nisu rasprostranjeni pa ćemo u budućnosti razmotriti postavljanje i rad nadzemnih vodova izmjenične struje.

II. Po dogovoru

Ekstradugi nadzemni vodovi napona od 500 kV i više (predviđeni za povezivanje pojedinačnih elektroenergetskih sustava).
Glavni nadzemni vodovi napona 220 i 330 kV (predviđeni za prijenos energije iz moćnih elektrana, kao i za povezivanje elektroenergetskih sustava i kombiniranje elektrana unutar elektroenergetskih sustava - na primjer, povezivanje elektrana s distribucijskim točkama).
Distribucijski nadzemni vodovi napona 35 i 110 kV (namijenjeni za napajanje poduzeća i naselja velikih područja - spojite distribucijske točke s potrošačima)
VL 20 kV i ispod, opskrbljuju potrošače električnom energijom.

III. Po naponu

VL do 1000 V (niskonaponski VL).
Nadzemni vodovi iznad 1000 V (visokonaponski nadzemni vodovi):

Nadzemni vodovi nazivaju se vodovi namijenjeni prijenosu i distribuciji EE kroz žice smještene na otvorenom i poduprte nosačima i izolatorima. Nadzemni vodovi se grade i rade u raznim klimatskim uvjetima i geografskim područjima, podložnim atmosferskim utjecajima (vjetar, led, kiša, promjene temperature).

U tom smislu, nadzemne vodove treba graditi uzimajući u obzir atmosferske pojave, onečišćenje zraka, uvjete polaganja (rijetko naseljena područja, urbana područja, poduzeća) itd. Iz analize nadzemnih vodova proizlazi da materijali i konstrukcije vodova moraju ispuniti niz zahtjeva: ekonomski prihvatljiva cijena, dobra električna vodljivost i dovoljna mehanička čvrstoća materijala žica i kabela, njihova otpornost na koroziju, kemijski napad; vodovi moraju biti električni i ekološki sigurni, zauzimati minimalnu površinu.

Projektiranje konstrukcija nadzemnih vodova. Glavni konstruktivni elementi nadzemnih vodova su nosači, žice, gromobranski kabeli, izolatori i linearni spojevi.

Prema izvedbi nosača najčešći su nadzemni vodovi s jednim i dva kruga. Na trasi linije mogu se izgraditi do četiri kruga. Trasa linije - pojas zemljišta na kojem se gradi linija. Jedan krug visokonaponskog nadzemnog voda kombinira tri žice (skupove žica) trofaznog voda, u niskonaponskom vodu - od tri do pet žica. Općenito, strukturni dio nadzemnog voda (slika 3.1) karakterizira vrsta nosača, duljina raspona, ukupne dimenzije, fazna konstrukcija i broj izolatora.

Duljine raspona nadzemnih vodova l odabrane su iz ekonomskih razloga, budući da se povećanjem duljine raspona povećava progib žica, potrebno je povećati visinu nosača H kako se ne bi narušila dopuštena veličina linija h (slika 3.1, b), dok će se broj nosača smanjiti i linijski izolatori. Promjer vodova - najmanja udaljenost od najniže točke žice do tla (voda, korito ceste) treba biti takva da osigurava sigurnost ljudi i vozila ispod linije.

Ova udaljenost ovisi o nazivnom naponu voda i uvjetima područja (naseljeno, nenaseljeno). Udaljenost između susjednih faza voda ovisi uglavnom o nazivnom naponu. Dizajn faze nadzemnog voda uglavnom je određen brojem žica u fazi. Ako je faza napravljena od nekoliko žica, naziva se podijeljena. Faze nadzemnih vodova visokog i ultravisokog napona su podijeljene. U ovom slučaju, dvije žice se koriste u jednoj fazi na 330 (220) kV, tri - na 500 kV, četiri ili pet - na 750 kV, osam, jedanaest - na 1150 kV.

Nadzemni vodovi. VL nosači su konstrukcije dizajnirane za podupiranje žica na potrebnoj visini iznad tla, vode ili neke vrste inženjerske konstrukcije. Osim toga, uzemljeni čelični kabeli se po potrebi vješaju na nosače kako bi se žice zaštitile od izravnih udara groma i povezanih prenapona.

Vrste i dizajn nosača su raznoliki. Ovisno o namjeni i smještaju na nadzemnom vodu, dijele se na srednje i sidrene. Nosači se razlikuju po materijalu, dizajnu i načinu pričvršćivanja, vezivanja žica. Ovisno o materijalu su drvene, armiranobetonske i metalne.

srednji oslonci najjednostavniji, služe za podupiranje žica u ravnim dijelovima linije. Oni su najčešći; njihov udio u prosjeku iznosi 80-90% od ukupnog broja nosača nadzemnih vodova. Žice na njih su pričvršćene uz pomoć potpornih (ovjesnih) vijenaca izolatora ili izolatora s iglama. Srednji nosači u normalnom načinu rada opterećuju se uglavnom od vlastite težine žica, kabela i izolatora, viseći vijenci izolatora vise okomito.

Nosači za sidra instaliran na mjestima krutog pričvršćivanja žica; dijele se na terminalne, kutne, srednje i posebne. Nosači za sidrenje, dizajnirani za uzdužne i poprečne komponente napetosti žica (zatezni vijenci izolatora smješteni su vodoravno), doživljavaju najveća opterećenja, stoga su mnogo kompliciraniji i skuplji od srednjih; njihov broj u svakom retku trebao bi biti minimalan.

Konkretno, krajnji i kutni nosači, postavljeni na kraju ili na zavoju linije, doživljavaju stalnu napetost žica i kabela: jednostrano ili rezultantom kuta rotacije; srednja sidra instalirana na dugim ravnim dijelovima također su izračunata za jednostranu napetost, koja se može dogoditi kada se dio žica prekine u rasponu uz oslonac.

Posebni oslonci su sljedećih vrsta: prijelazni - za velike raspone koji prelaze rijeke, klance; odvojci - za izradu grana od glavne linije; transpozicijski - za promjenu redoslijeda položaja žica na nosaču.

Uz namjenu (vrstu), dizajn nosača određuje se brojem nadzemnih vodova i relativnim položajem žica (faza). Nosači (i vodovi) izrađuju se u jednostrukoj ili dvokružnoj izvedbi, dok se žice na nosačima mogu postaviti u trokut, vodoravno, obrnuto božićno drvce i šesterokut ili bačvu (sl. 3.2).

Asimetrični raspored faznih žica jedan u odnosu na drugu (slika 3.2) uzrokuje nejednake induktivnosti i kapacitete različitih faza. Kako bi se osigurala simetrija trofaznog sustava i fazno usklađivanje reaktivnih parametara na dugim vodovima (više od 100 km) s naponom od 110 kV i više, žice u strujnom krugu se preuređuju (transponiraju) pomoću odgovarajućih nosača.

S punim ciklusom transpozicije, svaka žica (faza) ravnomjerno duž dužine linije zauzima serijski položaj sve tri faze na nosaču (slika 3.3).

drveni nosači(sl. 3.4) izrađuju se od bora ili ariša i koriste se na vodovima napona do 110 kV u šumskim područjima, sada sve manje. Glavni elementi nosača su pastorci (prilozi) 1, regali 2, traverze 3, podupirači 4, podvozje 6 i prečke 5. Nosači su jednostavni za proizvodnju, jeftini i laki za transport. Njihov glavni nedostatak je njihova krhkost zbog propadanja drva, unatoč njegovoj obradi antiseptikom. Korištenje armiranobetonskih pastoraka (priključaka) povećava vijek trajanja nosača do 20-25 godina.

Na vodovima napona do 750 kV najviše se koriste armiranobetonski nosači (slika 3.5). Mogu biti samostojeće (srednje) i s nosačima (sidro). Nosači od armiranog betona su izdržljiviji od drvenih, jednostavni za rukovanje, jeftiniji od metalnih.

Metalni (čelični) nosači (slika 3.6) koriste se na vodovima napona od 35 kV i više. Glavni elementi uključuju regale 1, traverze 2, nosače kabela 3, podupirače 4 i temelj 5. Oni su jaki i pouzdani, ali prilično metalo intenzivni, zauzimaju veliku površinu, zahtijevaju posebne armiranobetonske temelje za ugradnju i moraju se bojati tijekom rada za zaštitu od korozije.

Metalni stupovi koriste se u slučajevima kada je tehnički teško i neekonomično graditi nadzemne vodove na drvenim i armiranobetonskim stupovima (prijelaz rijeka, klanaca, izrada slavina od nadzemnih vodova i sl.).

Rusija je razvila jedinstvene metalne i armiranobetonske potpore različite vrste za nadzemne vodove svih napona, što omogućuje njihovu masovnu proizvodnju, ubrzanje i smanjenje troškova izgradnje vodova.

Žice nadzemnih vodova.

Žice su dizajnirane za prijenos električne energije. Uz dobru električnu vodljivost (eventualno niži električni otpor), dovoljnu mehaničku čvrstoću i otpornost na koroziju, moraju zadovoljiti uvjete ekonomičnosti. U tu svrhu koriste se žice od najjeftinijih metala - aluminija, čelika, posebnih aluminijskih legura. Iako bakar ima najveću vodljivost, bakrene žice se ne koriste u novim linijama zbog značajnih troškova i potrebe za drugim namjenama.

Njihova je uporaba dopuštena u kontaktnim mrežama, u mrežama rudarskih poduzeća.

Na nadzemnim vodovima koriste se pretežno neizolirane (gole) žice. Prema izvedbi žice mogu biti jedno- i višežične, šuplje (slika 3.7). Jednožične, uglavnom čelične žice, koriste se u ograničenoj mjeri u niskonaponskim mrežama. Da bi se dobila fleksibilnost i veća mehanička čvrstoća, žice su izrađene od višestruke žice od jednog metala (aluminij ili čelik) i od dva metala (kombinirana) - aluminija i čelika. Čelik u žici povećava mehaničku čvrstoću.

Na temelju uvjeta mehaničke čvrstoće, na nadzemnim vodovima napona do 35 kV koriste se aluminijske žice razreda A i AKP (slika 3.7.). Nadzemni vodovi 6-35 kV mogu se izvesti i čelično-aluminijskim žicama, a iznad 35 kV vodovi se montiraju isključivo čelično-aluminijskim žicama.

Čelično-aluminijske žice imaju slojeve aluminijskih žica oko čelične jezgre. Površina poprečnog presjeka čeličnog dijela je obično 4-8 puta manja od aluminija, ali čelik preuzima oko 30-40% ukupnog mehaničkog opterećenja; takve žice se koriste na prugama s dugim rasponima i u područjima s težim klimatskim uvjetima (s većom debljinom ledene stijenke).

Marka čelično-aluminijskih žica označava poprečni presjek aluminijskih i čeličnih dijelova, na primjer, AC 70/11, kao i podatke o zaštiti od korozije, na primjer, AKS, ASKP - iste žice kao AC, ali s punilom jezgre (C) ili sve žice (P) s antikorozivnom mašću; ASC - ista žica kao AC, ali s jezgrom prekrivenom polietilenskom folijom. Žice s antikorozivnom zaštitom koriste se u područjima gdje je zrak onečišćen nečistoćama koje su destruktivne za aluminij i čelik. Površine poprečnog presjeka žica normalizirane su Državnim standardom.

Povećanje promjera žica s istom potrošnjom materijala vodiča može se izvesti pomoću žica s dielektričnim punilom i šupljih žica (slika 3.7, d, e). Ova upotreba smanjuje gubitke korone (vidi odjeljak 2.2). Šuplje žice se uglavnom koriste za sabirnice rasklopnih uređaja 220 kV i više.

Žice izrađene od aluminijskih legura (AN - toplinski neobrađene, AJ - toplinski obrađene) imaju veću mehaničku čvrstoću u odnosu na aluminij i gotovo istu električnu vodljivost. Koriste se na nadzemnim vodovima napona iznad 1 kV u područjima s debljinom ledene stijenke do 20 mm.

Sve više se koriste nadzemni vodovi sa samonosivim izoliranim žicama napona 0,38-10 kV. U vodovima napona 380/220 V žice se sastoje od noseće gole žice, koja je nula, tri izolirane fazne žice, jedne izolirane žice (bilo koje faze) za vanjsku rasvjetu. Fazno izolirane žice su namotane oko noseće neutralne žice (slika 3.8).

Noseća žica je čelik-aluminij, a fazne žice su aluminijske. Potonji su prekriveni polietilenom (žicom tipa APV) otpornim na toplinu (poprečno povezani). Prednosti nadzemnih vodova s izoliranim žicama u odnosu na vodove s golim žicama uključuju odsutnost izolatora na nosačima, maksimalno korištenje visine nosača za viseće žice; nema potrebe sjeći drveće na području gdje linija prolazi.

Gromobranski kabeli, zajedno sa iskristima, odvodnicima, ograničavačima napona i uzemljivačima, služe za zaštitu vodova od atmosferskih prenapona (munje). Kablovi su obješeni iznad faznih žica (sl. 3.5) na nadzemnim vodovima napona od 35 kV i više, ovisno o području za djelovanje munje i materijalu nosača, što je regulirano Pravilnikom o elektroinstalacijama (PUE) .

Pocinčani čelični užad razreda C 35, C 50 i C 70 obično se koriste kao gromobranske žice, a čelično-aluminijske žice se koriste kada se koriste kabeli za visokofrekventnu komunikaciju. Pričvršćivanje kabela na sve nosače nadzemnih vodova napona 220-750 kV treba izvesti pomoću izolatora koji je ranžiran s iskrim razmakom. Na vodovima 35-110 kV kablovi se pričvršćuju na metalne i armiranobetonske međunosače bez izolacije kabela.

Izolatori zračnih vodova. Izolatori su namijenjeni za izolaciju i pričvršćivanje žica. Izrađene su od porculana i kaljenog stakla - materijala visoke mehaničke i električne čvrstoće i otpornosti na vremenske uvjete. Bitna prednost staklenih izolatora je u tome što se kaljeno staklo razbija kada se oštete. To olakšava pronalaženje oštećenih izolatora na liniji.

Prema dizajnu, načinu pričvršćivanja na nosač, izolatori se dijele na izolatore igle i ovjesne izolatore. Pin izolatori (slika 3.9, a, b) koriste se za vodove napona do 10 kV i rijetko (za male dijelove) 35 kV. Na nosače su pričvršćeni kukama ili iglama. Izolatori ovjesa (slika 3.9, v) koristi se na nadzemnim vodovima napona od 35 kV i više. Sastoje se od porculanskog ili staklenog izolacijskog dijela 1, kape od nodularnog željeza 2, metalne šipke 3 i cementnog veziva 4.

Izolatori su sastavljeni u vijence (slika 3.9, G): podupiranje na međunosačima i zatezanje - na sidro. Broj izolatora u vijencu ovisi o naponu, vrsti i materijalu nosača te onečišćenju atmosfere. Na primjer, u liniji 35 kV - 3-4 izolatora, 220 kV - 12-14; na vodovima s drvenim stupovima, koji imaju povećanu otpornost na munje, broj izolatora u vijencu je za jedan manji nego na vodovima s metalnim stupovima; u zateznim vijencima koji rade u najtežim uvjetima ugrađuju se 1-2 izolatora više nego u potpornim.

Razvijeni su izolatori koji koriste polimerne materijale koji su podvrgnuti eksperimentalnom industrijskom ispitivanju. Oni su štapni element izrađen od stakloplastike, zaštićen premazom s rebrima od fluoroplasta ili silikonske gume. Štapni izolatori, u usporedbi s ovjesnim izolatorima, imaju manju težinu i cijenu, veću mehaničku čvrstoću od onih izrađenih od kaljenog stakla. Glavni problem je osigurati mogućnost njihovog dugoročnog (više od 30 godina) rada.

Linearna armatura namijenjen je za pričvršćivanje žica na izolatore i kabela na nosače i sadrži sljedeće glavne elemente: stezaljke, konektore, odstojnike itd. (Sl. 3.10).

Potporne stezaljke koriste se za ovjes i pričvršćivanje nadzemnih vodova na međunosačima s ograničenom krutošću završetka (slika 3.10, a). Na sidrenim nosačima za kruto pričvršćivanje žica koriste se zatezni vijenci i zatezne stezaljke - napetost i klin (sl. 3.10, b, c). Spojni elementi (naušnice, uši, nosači, klackalice) namijenjeni su za vješanje vijenaca na nosače. Potporni vijenac (slika 3.10, d) pričvršćen je na poprečni dio međunosača uz pomoć naušnice 1 umetnute s druge strane u kapu gornjeg ovjesnog izolatora 2. Ušica 3 služi za pričvršćivanje potpornja. isječak 4 na donji izolator vijenca.

Odstojnici (sl. 3.10, e), postavljeni u rasponima od 330 kV i više vodova s podijeljenim fazama, sprječavaju šibanje, sudare i uvijanje pojedinih faznih žica. Priključci se koriste za spajanje pojedinih dijelova žice pomoću ovalnih ili prešanih konektora (slika 3.10, e, g). U ovalnim konektorima, žice su ili uvijene ili stisnute; u prešanim spojnicama koje se koriste za spajanje čelično-aluminijskih žica velikih presjeka, čelični i aluminijski dijelovi se prešu odvojeno.

Rezultat razvoja EE tehnologije prijenosa na velike udaljenosti su različite mogućnosti kompaktnih dalekovoda, koje karakterizira manji razmak između faza i, kao rezultat, manji induktivni otpori i širina vodova (slika 3.11). Kada koristite nosače "pokrivne vrste" (slika 3.11, a) Smanjenje udaljenosti postiže se pozicioniranjem svih fazno podijeljenih struktura unutar „ovojnog portala“ ili na jednoj strani potpornog stalka (Sl. 3.11, b). Konvergencija faza je osigurana uz pomoć međufaznih izolacijskih odstojnika. Predložene su različite opcije za kompaktne vodove s netradicionalnim rasporedom žica podijeljenih faza (slika 3.11, u i).

Osim smanjenja širine rute po jedinici prenesene snage, mogu se stvoriti kompaktni vodovi za prijenos povećane snage (do 8-10 GW); takvi vodovi uzrokuju manju jakost električnog polja na razini tla i imaju niz drugih tehničkih prednosti.

Kompaktne linije također uključuju kontrolirane samokompenzacijske vodove i kontrolirane vodove s nekonvencionalnom konfiguracijom podijeljenih faza. To su vodovi s dva kruga u kojima su faze različitih krugova istog imena pomaknute u parovima. U tom se slučaju na strujne krugove primjenjuju naponi pomaknuti za određeni kut. Zbog promjene režima uz pomoć posebnih uređaja kuta faznog pomaka, provodi se kontrola parametara linije.