Dispozitivul liniilor electrice aeriene cu tensiune diferită

Transportul energiei electrice pe distanțe medii și lungi se realizează cel mai adesea prin intermediul liniilor electrice situate în aer liber. Designul lor trebuie să îndeplinească întotdeauna două cerințe principale:

1. Fiabilitatea transmisiei de mare putere;

2. Asigurarea siguranței oamenilor, animalelor și echipamentelor.

În timpul funcționării sub influența diferitelor fenomene naturale asociate cu rafale de uragan de vânt, gheață, îngheț, liniile electrice sunt supuse periodic la o sarcină mecanică crescută.

Pentru o soluție cuprinzătoare la problemele de transport în siguranță a energiei electrice, inginerii energetici trebuie să ridice firele de alimentare la o înălțime mare, să le distribuie în spațiu, să le izoleze de elementele de construcție și să le instaleze cu fire de curent cu secțiuni transversale crescute pe suporturi înalte. pentru putere.

Aranjamentul general și dispunerea liniilor electrice aeriene

Schematic, orice linie de transport de energie poate fi reprezentată:

• suporturi instalate în pământ;

• fire prin care curge curentul;

• fitinguri liniare montate pe suporti;

• izolatoare fixate de armătură și menținând orientarea firelor în aer.

Pe lângă elementele liniilor aeriene, este necesar să se includă:

• fundații pentru suporturi;

• sistem de protecție împotriva trăsnetului;

• dispozitive de împământare.

Suporturile sunt:

1. ancorare destinată să reziste la forțele firelor tensionate și echipată cu dispozitive de tensionare pe armături;

2. intermediar, folosit pentru fixarea firelor prin clemele de sprijin.

Distanța pe sol dintre două suporturi de ancorare se numește secțiune de ancorare sau deschidere, iar pentru suporturile intermediare între ele sau cu o ancoră - intermediară.

Când o linie electrică aeriană trece prin bariere de apă, structuri de inginerie sau alte obiecte critice, la capetele unei astfel de secțiuni sunt instalate suporturi cu întinzători de sârmă, iar distanța dintre ele se numește secțiune de ancorare intermediară.

Firele dintre suporturi nu sunt niciodată trase ca o sfoară — în linie dreaptă. Întotdeauna se lasă ușor în aer, ținând cont de condițiile meteorologice. Dar, în același timp, trebuie luată în considerare siguranța distanței lor față de obiectele de la sol:

• suprafețe șine;

• fire de contact;

• autostrăzi de transport;

• fire de linii de comunicații sau alte linii aeriene;

• instalații industriale și de altă natură.

Se numește agățarea firului din starea tensionată săgeată agățată… Se estimează în moduri diferite între suporturi, deoarece vârfurile acestora pot fi amplasate la același nivel sau cu cote.

Scăderea relativă la cel mai înalt punct de sprijin este întotdeauna mai mare decât cea a celui mai jos.

Dimensiunile, lungimea și construcția fiecărui tip de linie aeriană de transport depind de tipul de curent (alternant sau direct) al energiei electrice transportate prin acesta și de mărimea tensiunii acesteia, care poate fi mai mică de 0,4 kV sau poate ajunge la 1150 kV.

Dispunerea cablurilor liniilor aeriene

Deoarece curentul electric curge doar într-o buclă închisă, consumatorii sunt alimentați de cel puțin două fire. Conform acestui principiu, liniile aeriene simple sunt create cu curent alternativ monofazat cu o tensiune de 220 V. Circuitele electrice mai complexe transferă energie într-un circuit cu trei sau patru fire cu un zero izolat rigid sau împământat.

Diametrul și metalul pentru sârmă sunt selectate pentru sarcina de proiectare a fiecărei linii. Cele mai comune materiale sunt aluminiul și oțelul. Ele pot fi realizate ca un singur conductor monolit pentru circuite de joasă tensiune sau țesute din structuri cu mai multe fire pentru liniile de transport de înaltă tensiune.

Spațiul interior între fire poate fi umplut cu unsoare neutră, care crește sau nu rezistența la căldură.

Construcțiile cu mai multe fire realizate din conductori de aluminiu care transportă curent bun sunt create cu miezuri de oțel care sunt concepute pentru a suporta stresul mecanic și pentru a preveni ruperea.

GOST oferă o clasificare a conductoarelor deschise pentru liniile electrice aeriene și determină marcarea acestora: M, A, AC, PSO, PS, ACKC, ASKP, ACS, ACO, ACS. În acest caz, firele cu un singur fir sunt indicate de dimensiunea diametrului. De exemplu, abrevierea PSO-5 citește „sârmă de oțel realizată cu un singur miez cu un diametru de 5 mm.» Firele multiconductoare pentru liniile electrice folosesc un marcaj diferit, inclusiv o desemnare din două cifre scrisă ca fracție:

• prima este aria secțiunii transversale totală a firelor de aluminiu în mm pătrați;

• a doua este aria secțiunii transversale a inserției de oțel (mm ²).

Pe lângă conductoarele metalice deschise, conductoarele sunt din ce în ce mai utilizate în liniile aeriene moderne:

• izolatie autoportanta;

• protejat de un polimer extrudat care previne apariția scurtcircuitelor atunci când fazele sunt măturate de vânt sau când obiecte străine sunt aruncate de la sol.

VL v conductoare izolate autoportante înlocuiesc treptat vechile structuri neizolate. Sunt din ce în ce mai utilizate în rețelele interne din miezuri de cupru sau aluminiu acoperite cu cauciuc cu un strat protector de materiale fibroase dielectrice sau compuși PVC fără protecție externă suplimentară.

Pentru a exclude apariția descărcării corona cu o lungime mare, firele cu VL-330 kV și tensiune mai mare sunt împărțite în fluxuri suplimentare.

Pe VL-330, doi conductori sunt instalați orizontal, pe linia de 500 kV cresc la trei și sunt plasați la vârfurile unui triunghi echilateral. Pentru liniile aeriene de 750 și 1150 kV se folosește o separare de 4, 5 sau respectiv 8 cursuri, situate la colțurile propriilor poligoane echilaterale.

Formarea „coronei” duce nu numai la pierderi de energie, ci și distorsionează forma oscilației sinusoidale. Prin urmare, ei luptă folosind metode constructive.

Dispozitiv de sprijin

Suporturile sunt de obicei create pentru a securiza firele unui circuit electric.Dar pe secțiuni paralele a două linii, se poate folosi un suport comun, care este destinat instalării lor în comun. Astfel de construcții se numesc dublu circuit.

Materialul pentru producerea suporturilor poate fi:

1. colțuri profilate de diferite mărci de oțel;

2. busteni de constructii impregnati cu compusi antiputrezire;

3. structuri din beton armat cu bare armate.

Structurile de susținere din lemn sunt cele mai ieftine, dar chiar și cu o bună impregnare și o întreținere adecvată, nu servesc mai mult de 50 ÷ 60 de ani.

Conform proiectului tehnic, suporturile liniilor aeriene de peste 1 kV diferă de cele de joasă tensiune prin complexitatea lor și înălțimea de atașare a firelor.

Sunt realizate sub formă de prisme alungite sau conuri cu o bază largă în partea inferioară.

Fiecare structură de susținere este calculată pentru rezistența mecanică și stabilitate, există o rezervă structurală suficientă pentru sarcinile existente. Dar trebuie avut în vedere că în timpul funcționării, sunt posibile încălcări ale diferitelor sale elemente ca urmare a coroziunii, impactului, nerespectării tehnologiei de instalare.

Aceasta duce la o slăbire a rigidității unei singure structuri, deformări și uneori căderea suporturilor.Adesea astfel de cazuri apar în acele momente când oamenii lucrează la suporturi, demontează sau trag fire, creând forțe axiale variabile.

Din acest motiv, acceptarea unei echipe de instalatori să lucreze la înălțime față de structura de susținere se realizează după verificarea stării tehnice a acestora cu evaluarea calității părții sale îngropate în pământ.

Dispozitiv de izolare

Pe liniile electrice aeriene, produse din materiale cu proprietăți dielectrice ridicate cu rezistenţă ÷ Ohm. M. Se numesc izolatori si sunt alcatuiti din:

• portelan (ceramica);

• sticlă;

• materiale polimerice.

Designul și dimensiunile izolatoarelor depind de:

• asupra mărimii sarcinilor dinamice și statice aplicate acestora;

• valorile tensiunii efective a instalației electrice;

• conditii de operare.

Forma complexă a suprafeței, lucrând sub influența diferitelor fenomene atmosferice, creează o cale crescută pentru curgerea unei posibile descărcări electrice.

Izolatoarele instalate pe liniile aeriene pentru fixarea cablurilor sunt împărțite în două grupuri:

1. pin;

2. suspendat.

Modele ceramice

Știfturile din porțelan sau ceramică cu izolatori unici au găsit o aplicație mai mare pe liniile aeriene de până la 1 kV, deși funcționează pe linii de până la 35 kV inclusiv. Dar sunt utilizate în condiția de a fixa fire cu o secțiune transversală mică, creând forțe mici de tragere.

Ghirlande de izolatoare suspendate din porțelan sunt instalate pe linii de 35 kV.

Setul izolator cu suspensie din porțelan unic include un corp dielectric și un capac din fier maleabil. Ambele părți sunt ținute împreună de o tijă specială de oțel. Numărul total de astfel de elemente din ghirlandă este determinat de:

• valoarea tensiunii liniei aeriene;

• structuri de susținere;

• caracteristicile funcționării echipamentelor.

Pe măsură ce tensiunea rețelei crește, se adaugă numărul de izolatori din șir. De exemplu, pentru liniile aeriene de 35 kV, este suficient să instalați 2 sau 3 dintre ele, iar pentru 110 kV, sunt deja necesare 6 ÷ 7.

Izolatori de sticla

Aceste modele au o serie de avantaje față de porțelan:

• absența defectelor interne ale materialului izolator care afectează formarea scurgerilor de scurgere;

• rezistență crescută la forțele de torsiune;

• transparența structurii, care permite evaluarea vizuală a stării și observarea unghiului de polarizare a fluxului luminos;

• lipsa semnelor de îmbătrânire;

• mai puține sarcini decât greutatea proprie;

• automatizarea producţiei şi a topirii.

Dezavantajele izolatoarelor de sticlă sunt:

• rezistență slabă anti-vandal;

• rezistență scăzută la impact;

• posibilitatea deteriorării în timpul transportului și instalării din cauza forțelor mecanice.

Izolatori polimerici

Au rezistență mecanică și greutate crescute, reduse cu până la 90% în comparație cu omologii din ceramică și sticlă. Beneficiile suplimentare includ:

• ușurință de instalare;

• rezistență mai mare la poluarea din atmosferă, ceea ce, totuși, nu exclude necesitatea curățării periodice a suprafeței acestora;

• hidrofobicitate;

• bună susceptibilitate la supratensiune;

• rezistență crescută la vandal.

Durabilitatea materialelor polimerice depinde și de condițiile de funcționare. Într-un mediu aerian cu poluare crescută de la întreprinderile industriale, polimerii pot prezenta fenomene de „fractură fragilă”, care constă într-o modificare treptată a proprietăților structurii interne sub influența reacțiilor chimice de la poluanți și umiditatea atmosferică care apar în combinație cu procesele electrice. .

Când vandalii împușcă izolatori polimerici cu o lovitură sau un glonț, de obicei nu există o distrugere completă a materialului, cum ar fi sticla. Cel mai adesea, granula sau glonțul zboară direct sau se fixează în corpul fustei. Dar proprietățile dielectrice sunt încă subestimate și elementele deteriorate din ghirlandă necesită înlocuire.

Prin urmare, astfel de echipamente trebuie verificate periodic prin metode de inspecție vizuală. Și este aproape imposibil să detectezi astfel de daune fără instrumente optice.

Fitinguri pentru conducte de aer

Pentru fixarea izolatoarelor pe un suport de linie aeriană, asamblarea acestora în ghirlande și instalarea de fire sub tensiune pe ele, se produc elemente de fixare speciale, care sunt de obicei numite fitinguri.

În funcție de sarcinile efectuate, fitingurile sunt clasificate în următoarele grupe:

• un conector conceput pentru a conecta elementele de suspensie în moduri diferite;

• tensionare, care servește la atașarea consolelor de tensionare la fire și ghirlande de suporturi de ancorare;

• susținerea, efectuarea reținerii elementelor de fixare de fire, bucle și noduri de ecrane;

• dispozitiv de protecție conceput pentru a menține funcționarea echipamentelor de linii aeriene atunci când sunt expuse la descărcări atmosferice și vibrații mecanice;

• conectori formați din conectori ovali și cartușe de termită;

• a lua legatura;

• spirală;

• instalarea izolatoarelor pin;

• instalarea de fire izolate autoportante.

Fiecare dintre grupurile enumerate are o gamă largă de detalii și necesită un studiu mai atent. De exemplu, numai fitingurile de protecție includ:

• coarne de protecție;

• inele și ecrane;

• opritoare;

• amortizoare de vibrații.

Claxoanele de protecție creează un eclator, deviază arcul electric rezultat atunci când are loc izolarea și protejează astfel echipamentele aeriene.

Inelele și ecranele deviază arcul de la suprafața izolatorului, îmbunătățesc distribuția tensiunii pe întreaga zonă a șirului.

Descărcătorul de supratensiune protejează echipamentul de supratensiunile generate de fulgere.Ele pot fi folosite pe baza de structuri tubulare din plastic vinil sau tuburi din fibra-bachelita cu electrozi, sau pot fi realizate din elemente de supape.

Amortizoarele de vibrații funcționează pe frânghii și fire, previn deteriorarea din cauza solicitărilor de oboseală cauzate de vibrații și vibrații.

Dispozitive de împământare ale liniilor aeriene

Necesitatea reîmpământării suporturilor de linii aeriene este cauzată de cerințele de funcționare în siguranță în cazul modurilor de urgență și a supratensiunii fulgerelor. Rezistența buclei a dispozitivului de împământare nu trebuie să depășească 30 ohmi.

Pentru suporturile metalice, toate elementele de fixare și armăturile trebuie conectate la firul PEN, iar pentru betonul armat, un zero combinat conectează toate suporturile și armăturile suporturilor.

Pe suporturile din lemn, metal și beton armat, știfturile și cârligele în timpul instalării firelor izolate autoportante nu sunt împământate, cu excepția cazurilor în care este necesar să se efectueze împământare repetată pentru protecție împotriva supratensiunii.

Cârligele și știfturile montate pe suport sunt conectate la bucla de masă prin sudare cu ajutorul unui fir de oțel sau tijă cu diametrul nu mai subțire de 6 mm cu prezența obligatorie a unui strat anticoroziv.

Armatura metalica se foloseste pe suporturile din beton armat pentru impamantare. Toate conexiunile de contact ale firelor de împământare sunt sudate sau strânse într-un șurub special.

Suporturile liniilor electrice aeriene cu o tensiune de 330 kV și mai mult nu sunt împământate din cauza complexității implementării soluțiilor tehnice pentru a asigura o magnitudine sigură a tensiunii de contact și pas.În acest caz, funcțiile de împământare de protecție sunt atribuite liniilor de mare viteză.