Класификация на въздушните електропроводи

В самото начало на 20 век изключителният изобретател на сръбски произход Никола Тесла е работил върху безжична опция за предаване на енергия, но дори и след един век подобни разработки не получават мащабни индустриални приложения. Основният начин за доставяне на енергия на потребителя са все още кабелни и въздушни електропроводи.

Линии за захранване: предназначение и видове

Електропроводът е може би най-основният компонент на електрическите мрежи, който е част от системата на енергийно оборудване и устройства, чиято основна цел е да прехвърля електрическа енергия от инсталации, които я произвеждат (електроцентрали), преобразува и разпространява (електроцентрали) към потребителите. В общия случай това е името на всички електрически линии, които са извън изброените електрически съоръжения.

Историческа бележка: първата електропреносна линия (DC, 2 kV) е построена в Германия по проект на френския учен Ф. Депре през 1882 година. Той имаше дължина от около 57 км и свързваше градовете Мюнхен и Мисбах.

По метода на монтаж и подреждане се разделят кабелни и въздушни електропроводи. През последните години, специално за енергийното снабдяване на мегаполисите, са изградени газоизолирани линии. Те се използват за прехвърляне на високи мощности в условия на много гъсто развитие, за да се спаси зоната, заета от електропроводи и да се гарантират екологични стандарти и изисквания.

Кабелните линии намират приложение, когато подреждането на въздуха е трудно или невъзможно по технически или естетически параметри. Поради сравнителната евтиност, по-добрата поддръжка (средно времето за отстраняване на авария или неизправност е 12 пъти по-малко) и високата пропускателна способност, въздушните електропроводи са най-търсени.

Определение. Обща класификация

Електрическа въздушна линия (VLEP) - набор от устройства, разположени на открито и предназначени за предаване на електричество. Структурата на надземните линии включва проводници, траверси с изолатори, опори. Тъй като последните в някои случаи могат да се използват конструктивни елементи на мостове, надлези, сгради и други конструкции. При изграждането и експлоатацията на въздушни електропроводи и мрежи се използват и различни спомагателни фитинги (мълниезащита, заземяващи устройства), допълнително и свързано оборудване (високочестотни и оптично-оптични комуникации, междинни излитания на енергия) и компоненти, маркиращи компоненти.

По характера на предаваната енергия въздушните линии са разделени на променливи и постоянни мрежи. Последните, поради определени технически затруднения и неефективност, не са широко разпространени и се използват само за захранване на специализирани потребители: задвижвания с постоянен ток, магазини за електролиза, градски контактни мрежи (електрифицирани превозни средства).

Според номиналното напрежение въздушните електропроводи обикновено се разделят на два големи класа:

1. Ниско напрежение, напрежение до 1 kV. Държавните стандарти определят четири номинални стойности: 40, 220, 380 и 660 V.
2. Високо напрежение, над 1 kV. Тук са определени 12 номинални стойности: средно напрежение - от 3 до 35 kV, високо - от 110 до 220 kV, ултра високо - 330, 500 и 700 kV и ултра високо - над 1 MV.

Забележка: всички дадени цифри съответстват на междуфазното (линейно) напрежение на трифазна мрежа (шест- и дванадесетфазни системи нямат сериозно промишлено разпределение).

От GOELRO до UES

Следващата класификация описва инфраструктурата и функционалността на въздушните електропроводи.

Според покритието на територията на мрежата са разделени:

• ултра дълъг (напрежение над 500 kV), предназначен за свързване на регионални енергийни системи;
• багажник (220, 330 kV), служещ за тяхното формиране (свързване на електроцентрали с разпределителни съоръжения);
• разпределение (35 - 150 kV), чиято основна цел е доставката на електроенергия за големи потребители (промишлени съоръжения, селскостопански комплекс и големи населени места);
• захранване или доставка (под 20 kV), осигуряване на доставка на енергия за други потребители (градски, промишлени и селскостопански).

Надземните електропроводи са важни при формирането на Единната енергийна система на страната, основата на която беше положена по време на прилагането на плана GOELRO (Държавна електрификация на Русия) на младата Съветска република преди около век, за да се осигури високо ниво на надеждност на енергоснабдяването, толерантността му.

Според топологичната структура и конфигурация електропроводите с високо напрежение могат да бъдат отворени (радиални), затворени, с резервна (съдържаща два или повече източника) мощност.

По броя на паралелните вериги, минаващи по един маршрут, линиите са разделени на едно-, двойни и многоконтурни (верига означава пълен набор от проводници на трифазна мрежа). Ако веригите имат различни стойности на номиналното напрежение, тогава такава линия с високо напрежение се нарича комбинирана. Веригите могат да бъдат монтирани както на една опора, така и върху различни. Естествено, в първия случай масата, размерите и сложността на опората се увеличават, но защитната зона на линията намалява, което в гъсто населените райони понякога играе решаваща роля при подготовката на проекта.

Освен това се използва разделяне на въздушни линии и мрежи въз основа на работата на неутралите (изолирани, здраво заземени и т.н.) и режима на работа (стандартен, авариен, инсталационен).

Защитна зона

За осигуряване на безопасността, нормалното функциониране, лекотата на поддръжка и ремонт на линии с високо напрежение, както и за предотвратяване на наранявания и смърт, по маршрутите се въвеждат зони със специален режим на работа. По този начин охранителната зона на въздушните електропроводи е парцел и въздушното пространство над него, затворено между вертикални равнини, които са на определено разстояние от външните проводници. В зоните за сигурност забранена работата на повдигащи съоръжения, изграждане на сгради и конструкции. Минималното разстояние от въздушната електропровода се определя от номиналното напрежение.

При пресичане на водоплаващи водни тела защитната зона на надземните електропроводи съответства на подобни разстояния, а за плаващите води нейният размер нараства до 100 метра. В допълнение, указанията определят най-малкото отстраняване на проводници от повърхността на земята, промишлени и жилищни сгради, дървета. Забранено е да се прокарват маршрути с високо напрежение над покривите на сградите (с изключение на производството, в специални случаи), над териториите на детските институции, стадионите, културните и развлекателните и търговски площи.

Пилони за електропроводи

Подпори - конструкции, изработени от дърво, стоманобетон, метал или композитни материали за осигуряване на необходимото разстояние от проводници и мълниезащитни кабели от земната повърхност. Най-бюджетният вариант - дървени стелажи, използвани много широко през миналия век при изграждането на линии с високо напрежение, постепенно се извеждат от експлоатация, а нови почти не се инсталират. Основните елементи на опорите на въздушните електропроводи включват:

• фундаментни основи
• багажник,
• подпори,
• стрии.

Дизайните са разделени на котва и междинни. Първият набор в началото и края на линията, при промяна на посоката на маршрута. Специален клас анкерни опори е преходен, използван в пресечните точки на високоволтовите електропроводи с водни артерии, надлези и други подобни обекти. Това са най-масивните и силно натоварени конструкции. В трудни случаи височината им може да достигне 300 метра!

Силата и размерите на конструкцията на междинните опори, използвани само за прави участъци от коловози, не са толкова впечатляващи. В зависимост от целта те се разделят на транспозиционни (използвани за промяна на местоположението на фазовите проводници), напречни, разклонени, спуснати и увеличени. От 1976 г. всички опори са строго обединени, но в наши дни тече процес на отдалечаване от масовото използване на типични продукти. Те се опитват да адаптират всяка песен колкото е възможно повече към условията на релеф, пейзаж и климат.

Проводници за въздушни електропроводи

Основното изискване за проводниците VLEP е високата механична якост. Те са разделени на два класа - неизолирани и изолирани. Те могат да бъдат направени под формата на многожични и едножилни проводници. Последните, състоящи се от едно медно или стоманено ядро, се използват само за изграждане на трасета с ниско напрежение.

Нанизаните проводници за въздушни електропроводи могат да бъдат направени от стомана, сплави на базата на алуминий или чист метал, мед (последните, поради високата цена, на дълги маршрути, практически не се използват). Най-често срещаните проводници са направени от алуминий (буквата "А" присъства в обозначението) или стомано-алуминиеви сплави (клас AC или ACS (подсилени)). В структурно отношение те са усукани стоманени проводници, над които са навити алуминиеви проводници. Стомана, за защита от корозия, поцинкована.

Изборът на секцията се извършва в съответствие с предаваната мощност на допустимия спад на напрежението, механични характеристики. Стандартните напречни сечения на проводници, произведени в Русия, са 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 и 240. Идея за минималните напречни сечения на проводниците, използвани за изграждането на въздушни линии, може да бъде получена от таблицата по-долу.

Клоните се изпълняват по-често с изолирани проводници (марки APR, AVT). Продуктите имат устойчиво на атмосферни влияния покритие и кабел от стоманен лагер. Кабелните връзки в пролетите се монтират на места, които не са подложени на механично напрежение. Те се сплескват чрез компресия (с използването на подходящи устройства и материали) или чрез заваряване (с термитни блокове или специален апарат).

През последните години самоносещите изолирани проводници все повече се използват при изграждането на въздушни линии. За линии с високо напрежение с ниско напрежение промишлеността произвежда SIP-1, -2 и -4, а за линии 10-35 kV - SIP-3.

По трасета с напрежения над 330 kV, за да се предотврати изпускането на корона, се практикува използването на сплит фаза - един проводник с голямо напречно сечение се заменя с няколко по-малки, свързани помежду си. С увеличаване на номиналното напрежение броят им се увеличава от 2 на 8.

Линейна армировка

Фитингите VLEP включват траверси, изолатори, скоби и окачвания, тапицерии и скоби, крепежни елементи (скоби, скоби, хардуер).

Основната функция на траверса е да закрепи проводниците по такъв начин, че да осигури необходимото разстояние между противоположните фази. Продуктите са специални метални конструкции, изработени от ъгли, ленти, щифтове и др. С боядисана или поцинкована повърхност. Има около две дузини размери и видове траверси, с тегло от 10 до 50 кг (обозначени като TM-1 ... TM22).

Изолаторите се използват за надеждно и безопасно закрепване на проводници.Те са разделени на групи, в зависимост от материала на производство (порцелан, закалено стъкло, полимери), функционално предназначение (опора, преминаване, въвеждане) и методи на закрепване към траверси (щифт, пръчка и висулка). Изолаторите се правят под определено напрежение, което трябва да бъде посочено в буквено-цифровата маркировка. Основните изисквания за този тип фитинги при инсталиране на въздушни електропроводи са механична и електрическа якост, устойчивост на топлина.

За да се намали вибрацията на линията и да се предотврати счупване на проводници, се използват специални демпферни устройства или амортисьорни контури.

Технически спецификации и защита

При проектиране и инсталиране на въздушни електропроводи се вземат предвид следните важни характеристики:

• Дължината на междинния педя (разстоянието между осите на съседни стелажи).
• Разстоянието между фазовите проводници и най-ниското е от земната повърхност (размер на линията).
• Дължината на низа на изолаторите според номиналното напрежение.
• Пълната височина на опорите.

Можете да получите представа за основните параметри на въздушните електропроводи от 10 kV и повече от таблицата.

За да се предотврати повреда на въздушните линии и да се предотврати аварийно спиране по време на гръмотевична буря, върху фазови проводници се пуска стоманена или стоманено-алуминиева кабелна гръмоотвод с напречно сечение 50-70 мм.²заземен на стълбове. Често тя е куха и това пространство се използва за организиране на високочестотни комуникационни канали.

Защита срещу пренапрежение, произтичащи от удари на мълния, се осигурява от клапанови разрядници. В случай на индуциран импулс на мълния, възникващ върху проводниците, се получава разпадане на искровия просвет, в резултат на което разрядът се влива в опора с потенциал на земята, без да се повреди изолацията. Съпротивлението на опората се намалява с помощта на специални заземяващи устройства.

Подготовка и монтаж

Технологичният процес на изграждане на електропровода за високо напрежение се състои от подготвителни, строителни и монтажни и пускови работи. Първият включва закупуване на оборудване и материали, стоманобетон и метални конструкции, проучване на проекта, подготовка на маршрута и пикета, разработване на PER (план за производство на електрически работи).

Строителните работи включват копаене на ями, инсталиране и сглобяване на опори, разпределяне на арматурни и заземяващи комплекти по трасето. Директното инсталиране на въздушни електропроводи започва с навиване на проводниците и кабелите, осъществяване на връзки. След това следва тяхното издигане до опорите, напрежение, оглед на стрелките на провисването (най-голямото разстояние между жицата и правия ред, свързващи точките на закрепване й с опорите). В заключение, проводниците и кабелите на изолаторите са вързани.

В допълнение към общите мерки за безопасност, работата по въздушните електропроводи предполага спазване на следните правила:

• Спирането на цялата работа при приближаване на гръмотевичен фронт.
• Гарантиране на защитата на персонала от въздействието на електрически потенциали, предизвикани в проводниците (къси и заземяващи).
• Забрана за работа през нощта (с изключение на инсталирането на кръстовища с надлези, железопътни линии), лед, мъгла със скорост на вятъра над 15 m / s.

Преди пускане в експлоатация проверете размерите на провисването и линията, измерете спада на напрежението в съединителите, съпротивлението на заземяващите устройства.

Сервиз и ремонт

Според работните разпоредби всички въздушни линии над 1 kV на всеки шест месеца подлежат на проверка от обслужващ персонал, инженерно-технически персонал - веднъж годишно за следните неизправности:

• хвърляне на чужди предмети върху проводници;
• скъсване или изгаряне на отделни фазови проводници, нарушаване на настройката на стрелките на провисването (не трябва да надвишава проекта с повече от 5%);
• повреда или припокриване на изолатори, струни, разрядник;
• унищожаване на опори;
• нарушения в зоната за сигурност (съхраняване на чужди предмети, намиране на извънгабаритно оборудване, стесняване на ширината на сечището, поради растежа на дървета и храсти).

Извънредни инспекции на маршрута се извършват по време на образуването на лед, по време на разливане на реки, природни и причинени от човека пожари, както и след автоматично спиране. Инспекциите с повдигане на опорите се извършват при необходимост (поне 1 път на 6 години).

В случай на нарушение на целостта на част от проводниците на проводниците (до 17% от общото напречно сечение), повредената зона се ремонтира чрез прилагане на ремонтна втулка или превръзка. В случай на големи повреди, жицата се нарязва и отново се свързва със специална скоба.

По време на текущия ремонт на дихателните пътища ричащите опори и подпори се изправят, проверява се херметичността на всички резбови фуги, възстановява се защитното покритие на металните конструкции, номерирането, знаците и плакатите. Измервайте съпротивлението на заземяващите устройства.

Основният ремонт на въздушните електропроводи предполага извършването на всички текущи ремонти. Освен това се извършва пълно изтегляне на проводниците с измерването на преходното съпротивление на съединителите и провеждането на изпитвателни мероприятия след ремонт.