Konštrukcie z holých drôtov pre nadzemné elektrické vedenia

Vodiče nadzemného vedenia, ako aj káble zosilnené v hornej časti podpier elektrického vedenia na ochranu vodičov pred atmosférickými vlnami a priamymi údermi blesku, pracujú v náročných podmienkach, pretože sú vonku a sú vystavené rôznym atmosférickým javom ( vietor , dážď, ľad , teplotné zmeny) a chemické nečistoty vo vonkajšom vzduchu.

Preto spolu s dobrou elektrickou vodivosťou musia mať drôty dostatočnú mechanickú pevnosť a dobre odolávať účinkom atmosférických javov a chemických nečistôt. Navyše ich prevádzka musí byť spojená s najnižšími nákladmi pri zaručení neprerušovaného napájania.

Rôzne prevádzkové podmienky nadzemných elektrických vedení určujú potrebu rôznych konštrukcií vodičov.

Hlavné konštrukcie sú:

1) jednovodičové vodiče vyrobené z jedného kovu,

2) viacžilový jednoduchý kovový vodič,

3) lankové vodiče z dvoch kovov,

4) duté drôty,

5) bimetalové vodiče.

Vďaka väčšej mechanickej pevnosti a pružnosti v porovnaní s jednožilovými vodičmi rovnakého prierezu získali lankové vodiče široké uplatnenie.

Duté alebo duté vodiče sa používajú pre elektrické vedenia s napätím 220 kV a vyšším, pretože vďaka ich veľkým priemerom v porovnaní s viacžilovými vodičmi môžu znížiť alebo dokonca zabrániť korónovým stratám.

Pevné drôty, ako už názov napovedá, sú vyrobené z jedného drôtu.

Jednotlivé kovové drôty pozostávajú z niekoľkých skrútených drôtov (obr. 1). Vodiče majú jeden centrálny vodič, okolo ktorého sú vytvorené po sebe nasledujúce vrstvy (rady) vodičov. Každá nasledujúca vrstva má o 6 drôtov viac ako predchádzajúca. S jedným drôtom v strede je v prvom zákrute 6 drôtov, v druhom - 12, v treťom - 18. Preto sa jedným zákrutom drôt skrúti od 7, s dvoma zákrutami - od 19 a v tri zákruty - z 37 drôtov.

Krútenie susedných nití sa vykonáva v rôznych smeroch, čo poskytuje okrúhlejší tvar a umožňuje získať drôt, ktorý je odolnejší voči odvíjaniu.

V špeciálnych prípadoch sa používajú lankové drôty iných prameňov.

Ryža. 1. Viacvodičové vodiče z jedného kovu: a-7-drôt, b-19-drôt.

Dočasný odpor lankových drôtov je asi 90% súčtu dočasných odporov jednotlivých drôtov. Zníženie dočasného odporu vodiča je vo všeobecnosti spôsobené nerovnomerným rozložením sily pôsobiacej pozdĺž vodiča medzi vodičmi vodiča.

Výhody napínaných drôtov

Lankové drôty majú oproti jednožilovým drôtom množstvo významných výhod:

1.Viacžilové vodiče sú flexibilnejšie ako jednožilové vodiče rovnakého prierezu, čo zaručuje ich väčšiu bezpečnosť a jednoduchosť inštalácie.

Pod vplyvom vetra sa vodiče nadzemných vedení neustále kývajú a niekedy vibrujú, čo spôsobuje dodatočné mechanické namáhanie a únavu kovu.V tomto prípade sa jednovodičové vodiče ničia oveľa rýchlejšie ako viacvodičové.

2. Vysoká maximálna pevnosť materiálu môže byť dosiahnutá len pre drôty s relatívne malými priemermi. Jednovodičové vodiče s prierezmi 25, 35 mm2 a viac by znižovali konečný odpor.

U lankových vodičov nemôže dôjsť k takému výraznému zoslabeniu pevnosti drôtu spôsobenému výrobnými chybami ako pri jednolanových vodičoch.

Uvedené výhody viacžilových drôtov viedli k tomu, že z jednožilových drôtov sa vyrábali len drôty s malými prierezmi. Pri výstavbe vzdušných sietí sa vo väčšine prípadov používajú viacžilové drôty. Hliníkové nadzemné vodiče sa vždy vyrábajú s lankovými vodičmi. Jednovodičové vodiče tohto kovu nemajú potrebnú mechanickú pevnosť a nezabezpečujú spoľahlivosť napájania spotrebiteľov.

Oceľovo-hliníkové vodiče nadzemných elektrických vedení

Túžba zvýšiť mechanickú pevnosť hliníkových drôtov viedla k výrobe hliníkových drôtov s oceľovými jadrami, takzvaných oceľovo-hliníkových.

Oceľovo-hliníkové drôty sa objavili v praxi prenosu energie kvôli túžbe vytvoriť drôt s vysokou mechanickou pevnosťou a dostatočnou elektrickou vodivosťou.Výhodou oceľovo-hliníkových vodičov v porovnaní s ekvivalentnými vodivými medenými vodičmi je výrazne nižšia hmotnosť a výrazne väčší vonkajší priemer drôtu. V dôsledku zväčšenia priemeru, napätia, pri ktorom sa objaví koróna vodiča, je výsledkom zníženie strát koróny.

Jadro drôtu je vyrobené z jedného alebo viacerých točených pozinkovaných oceľových drôtov s dočasným odporom cca 120 kg/mm2. Prúdovou časťou vodiča sú hliníkové vodiče pokrývajúce jadro jednou, dvoma alebo tromi vrstvami.

Pri elektrických výpočtoch oceľovo-hliníkových drôtov sa elektrická vodivosť oceľovej časti drôtu neberie do úvahy, pretože je relatívne malá v porovnaní s vodivosťou hliníkovej časti drôtu.

Mechanické namáhanie (napätie drôtu) je vystavené oceli a hliníku. V oceľovo-hliníkových vodičoch s pomerom hliníkového prierezu k oceľovému prierezu asi 5-6 preberajú hliníkové vodiče 50-60 % celkového namáhania vodiča, zvyšok tvorí oceľové jadro.

Oceľovo-hliníkové drôty sa používajú najmä pri výstavbe regionálnych sietí od 35 do 330 metrov štvorcových.

Odolnosť oceľovo-hliníkových vodičov voči chemickým činidlám vo vzduchu je rovnaká ako odolnosť hliníka a ocele samostatne. Nie je možné položiť oceľovo-hliníkové vodiče v blízkosti morí: dochádza k rýchlemu zničeniu hliníkových vodičov priľahlých k oceľovému jadru pôsobením elektrolytickej korózie.

Ak je potrebné kombinovať nízky aktívny odpor drôtu s veľmi vysokou mechanickou pevnosťou, používajú sa oceľovo-bronzové a oceľovo-hliníkové drôty.

Najbežnejšie oceľovo-hliníkové vodiče značky AC, s pomerom hliníkových a oceľových prierezov cca 5,5-6.

Aldry drôty majú o niečo nižšiu elektrickú vodivosť ako hliník, ale takmer 2-krát vyššiu mechanickú pevnosť. Aldry je hliníková zliatina s malým množstvom horčíka a oxidu kremičitého. Nízka merná hmotnosť jelše a jej vysoká mechanická pevnosť umožňujú dlhé vzdialenosti.

Duté drôty

Konštrukcie z dutého drôtu sú znázornené na obr. 2. V prvom z nich (obr. 2, a) sú na špirálovom jadre nanesené okrúhle medené drôty. V závislosti od prierezu drôtu sa vyrábajú 1-3 drôtové aktíva. Iný typ dutého drôtu (obr. 2.6) je vyrobený z tvarovaných drôtov spojených špeciálnym zámkom.Tento typ dutého drôtu je racionálnejší.

Vedenia s napätím 220 kv a viac, ak sú vyrobené s oceľovo-hliníkovými vodičmi, vyžadujú menšie stavebné a prevádzkové náklady ako vedenia s dutými medenými vodičmi.

Ryža. 2. Duté drôty: a — so skrutkovým jadrom z kruhových drôtov, b — z tvarovaných drôtov so zámkom.

Bimetalové drôty

Túžba spojiť vysokú vodivosť medi s vysokou mechanickou pevnosťou ocele viedla k vytvoreniu bimetalických vodičov. Oceľový drôt je pokrytý vrstvou medi, kovy sú spojené zváraním. Pomer prierezu medi a ocele sa môže značne meniť, čo umožňuje získať drôty s vlastnosťami blízkymi medeným alebo oceľovým drôtom.

Značky moderných holých drôtov a ich dizajn:

• A — drôt stočený z hliníkových drôtov,

• AKP — drôt triedy A, ale medzidrôtový priestor celého drôtu okrem vonkajšieho povrchu je vyplnený neutrálnym mazivom so zvýšenou tepelnou odolnosťou,

• AC – drôt pozostávajúci z oceľového jadra a hliníkových drôtov,

• PÝTA sa — drôt značky AC, ale medzidrôtový priestor oceľového jadra vrátane jeho vonkajšieho povrchu je vyplnený neutrálnym mazivom so zvýšenou tepelnou odolnosťou,

• ASKP — drôt značky AC, ale medzidrôtový priestor celého drôtu okrem vonkajšieho povrchu je vyplnený neutrálnym mazivom so zvýšenou tepelnou odolnosťou,

• ASK — vodič značky AC, ale oceľové jadro je izolované dvoma pásikmi polyetyléntereftalátovej fólie. Viacdrôtové oceľové jadro pod polyetyléntereftalátovými doskami musí byť natreté neutrálnym mazivom so zvýšenou tepelnou odolnosťou,

• AN-drôt skrútený z tepelne neupravených vodičov z hliníkovej zliatiny značky ABE,

• АЖ — drôt stočený z tepelne upravených vodičov z hliníkovej zliatiny značky ABE.