Drôty a káble nadzemných elektrických vedení

Zapnuté letecké spoločnosti prenos sily napätie nad 1000 V, používajú sa holé vodiče a káble. Vo vonkajšom prostredí sú vystavené atmosfére (vietor, ľad, zmeny teploty) a škodlivým nečistotám z okolitého vzduchu (sírne plyny z chemických závodov, morská soľ), a preto musia mať dostatočnú mechanickú pevnosť a byť odolné voči korózii (hrdza).

Najväčšie uplatnenie v nadzemných vedeniach našli v súčasnosti oceľovo-hliníkové vodiče.

Predtým sa na nadzemných vedeniach používali medené drôty a teraz sa používa hliník, oceľ-hliník a oceľ av niektorých prípadoch drôty zo špeciálnych hliníkových zliatin - eldrium atď. Káble na ochranu pred bleskom sú zvyčajne vyrobené z ocele.

Vyznačujú sa dizajnom:

a) viacžilové vodiče z jedného kovu pozostávajúce (v závislosti od prierezu vodiča) zo 7; 19 a 37 samostatné drôty skrútené dohromady (obr. 1, b);

b) jednodrôtové drôty pozostávajúce z jedného plného drôtu (obr. 1, a);

c) lankové vodiče z dvoch kovov – ocele a hliníka alebo ocele a bronzu.Oceľovo-hliníkové vodiče konvenčného prevedenia (trieda AC) pozostávajú z pozinkovaného oceľového jadra (jednodrôtového alebo stočeného zo 7 alebo 19 drôtov), ​​okolo ktorého je umiestnená hliníková časť pozostávajúca zo 6, 24 alebo viacerých drôtov (obr. 1). , °C).

Ryža. 1. Konštrukcia drôtov nadzemných vedení: a — jednožilové drôty; b — lankové vodiče; c — oceľovo-hliníkové drôty.

Konštrukčné údaje holých hliníkových a oceľovo-hliníkových vodičov sú v GOST 839-80.

Pozri tiež: Konštrukcie z holých drôtov pre nadzemné elektrické vedenia

Výber vzduchových vedení zahŕňa zváženie niekoľkých faktorov, z ktorých jedným z najvýznamnejších je dlhodobé vykurovanie elektrickým prúdom. Zahrievanie drôtov obmedzuje prenosovú kapacitu vzdušného vedenia, vedie ku korózii drôtov, ich strate mechanickej pevnosti, zvýšeniu priehybu atď. Teplota vodičov závisí od aktuálneho zaťaženia a poveternostných podmienok trasy trolejového vedenia.

Nosnosť drôtov je výrazne ovplyvnená poveternostnými podmienkami – rýchlosťou vetra, okolitou teplotou a slnečným žiarením, ktoré sa v priebehu roka značne menia.

Zmena rýchlosti vetra má vraj väčší vplyv ako zmena teploty vzduchu. Slabý vietor s rýchlosťou 0,6 m/s zvyšuje priepustnosť drôtov o 140% v porovnaní so statickým vzduchom, zatiaľ čo zvýšenie teploty okolia o 10°C ju znižuje o 10-15%.

Medené drôty

Moje drôty, vyrobené z pevne ťahaného medeného drôtu, majú nízky odpor (r = 18,0 Ohm x mm2/ km) a dobrú mechanickú pevnosť: maximálna pevnosť v ťahu sp = 36 ... 40 kgf / mm2, úspešne odolávajú atmosférickým vplyvom a korózii zo škodlivých nečistoty vo vzduchu.

Medené drôty sú označené písmenom M s pridaním menovitého prierezu drôtu. Takže medený drôt s menovitým prierezom 50 mm2 označený M - 50.

V súčasnosti je meď nedostatkovým a drahým materiálom, preto sa prakticky nepoužíva ako vodiče pre nadzemné elektrické vedenia.V 60. rokoch sa pre úsporu medi prestali vyrábať medené, bronzové a oceľovo-bronzové vodiče.

Hliníkové drôty

Hliníkové drôty sa líšia od medených drôtov s oveľa nižšou hmotnosťou, mierne vyšším špecifickým odporom (r = 28,7 ... 28,8 Ohm x mm2/ km) a menšou mechanickou pevnosťou: sp = 15,6 kgf / mm2 — pre vodiče vodičov triedy AT a sp = 16 … 18 kgf / mm2 drôtu Atp.

Hliníkové drôty sa používajú hlavne v miestnych sieťach. Nízka mechanická pevnosť týchto drôtov neumožňuje vysoké napätie. Aby ste sa vyhli veľkým šípom a zabezpečili potrebné PUE minimálna veľkosť vedenia k zemi, je potrebné zmenšiť vzdialenosť medzi podperami a to zvyšuje náklady na vedenie.

Aby sa zvýšila mechanická pevnosť hliníkových drôtov, sú vyrobené z viacpramenných, tvrdo ťahaných drôtov. Hliníkové drôty dobre znášajú poveternostné vplyvy a nevydržia vplyv škodlivých nečistôt zo vzduchu.

Preto sa pre vzdušné vedenia budované v blízkosti morských brehov, soľných jazier a chemických závodov odporúčajú hliníkové vodiče značky AKP chránené proti korózii (hliníkové odolné voči korózii, s vyplnením priestoru medzi vodičmi neutrálnym mazivom). Hliníkové vodiče sú označené písmenom A s pridaním menovitého prierezu vodiča.

Oceľové drôty

Oceľové drôty majú vysokú mechanickú pevnosť: maximálna pevnosť v pretrhnutí sp = 55 ... 70 kgf / mm2... Oceľové drôty sú jednožilové alebo viacžilové.

Elektrický odpor oceľových drôtov je oveľa vyšší ako u hliníkových a v sieťach striedavého prúdu závisí od množstva prúdu pretekajúceho drôtom. Oceľové drôty sa používajú v miestnych sieťach s napätím do 10 kV pri prenose relatívne malého výkonu, kedy je výstavba vedení s hliníkovými drôtmi menej rentabilná.

Významnou nevýhodou oceľových drôtov a káblov je ich náchylnosť na koróziu. Na zníženie korózie sú drôty galvanizované. K dispozícii sú dve značky splietaného oceľového drôtu: PS (oceľový drôt) a PMS (medený oceľový drôt). Drôty PS majú prímes medi do 0,2% a drôty PSO sa vyrábajú s priemerom 3; 3,5; 5 mm. Oceľové viacžilové káble na ochranu pred bleskom sa vyrábajú v triedach S-35, S-50 a S-70.

Oceľovo-hliníkové drôty

Oceľovo-hliníkové vodiče majú rovnaký odpor ako hliníkové vodiče rovnakého prierezu, pretože pri elektrických výpočtoch oceľovo-hliníkových vodičov sa neberie do úvahy vodivosť oceľovej časti pre jej nevýznamnosť v porovnaní s vodivosťou vodiča. hliníková časť vodičov.

Konštrukčné oceľové drôty tvoria vnútro oceľového hliníkového drôtu a hliníkové drôty tvoria vonkajšok. Oceľ je určená na zvýšenie mechanickej pevnosti, hliník je vodivá časť.

Pri oceľovo-hliníkových drôtoch dochádza k dodatočným vnútorným napätiam v hliníkovej časti drôtu v dôsledku rozdielnych koeficientov tepelnej rozťažnosti hliníka a ocele.

Povinné obmedzenie napätia drôtu pri priemernej ročnej teplote pre všetky vodiče je potrebné, aby sa zabránilo rýchlemu únavovému opotrebovaniu vodičov v dôsledku vibrácií.

Experimentálne sa zistilo, že hliník začína strácať svoje pevnostné vlastnosti pri teplotách nad 65 ° C. Berúc do úvahy túto skutočnosť, pri výbere maximálnej prevádzkovej teploty oceľovo-hliníkových drôtov sa odporúča naplánovať zníženie pevnosti hliníka o 12 — 15 % (čo je 7 — 8 % strata pevnosti drôtu ako celku) ) počas celej doby ich životnosti, čo približne zodpovedá nepretržitej prevádzke drôtu 50 rokov pri teplote 90 °C. že celková strata mechanickej pevnosti v dôsledku krátkodobého núdzového preťaženia drôtov nepresiahne 1 %.

Vyrábajú sa tieto značky oceľovo-hliníkových drôtov (GOST 839-80):

AC - drôt pozostávajúci z jadra - pozinkovaných oceľových drôtov a jednej alebo viacerých vonkajších vrstiev hliníkových drôtov. Drôt je určený na kladenie na súši, s výnimkou oblastí so znečisteným vzduchom škodlivými chemickými zlúčeninami;

DOTAZ, ASKP — podobný drôtu značky AC, ale s oceľovým jadrom (C) alebo celým drôtom (P) naplneným mazivom, ktoré pôsobí proti korózii drôtu. Určené na pokládku pozdĺž pobrežia morí, soľných jazier a v priemyselných oblastiach so znečisteným vzduchom;

ASK — rovnaký ako drôt ASK, ale s oceľovým jadrom izolovaným plastovým plášťom. V označení drôtu za písmenom A môže byť písmeno P, ktoré znamená, že drôt má zvýšenú mechanickú pevnosť (napríklad APSK).

Oceľovo-hliníkové drôty všetkých značiek sa vyrábajú s rôznym pomerom prierezu hliníkovej časti drôtu k prierezu oceľového jadra: v rozmedzí 6,0 ... 6,16 - pre prevádzku drôtu v strednom podmienky mechanického zaťaženia; 4,29 ... 4,39 — zvýšená pevnosť; 0,65 … 1,46 — obzvlášť zosilnená pevnosť: 7,71 … 8,03 — ľahká konštrukcia a 12,22 … 18,09 — obzvlášť ľahká.

Svetelné drôty sa používajú na novovybudovaných a rekonštruovaných tratiach v priestoroch, kde hrúbka ľadovej steny nepresahuje 20 mm. Vystužené oceľovo-hliníkové vodiče sa odporúčajú na použitie v oblastiach s hrúbkou ľadovej steny väčšou ako 20 mm. Špeciálne silné drôty sa používajú na realizáciu veľkých vzdialeností pri prechodoch cez vodné plochy a inžinierske stavby.

Pre úplnejšiu charakteristiku oceľovo-hliníkových vodičov sa do označenia značky drôtu zapisuje menovitý prierez vodiča a prierez oceľového jadra, napríklad: AC-150/24 alebo ASKS-150 /34.

Aldrei drôty

Aldry drôty majú približne rovnaký elektrický odpor ako hliníkové drôty, ale majú väčšiu mechanickú pevnosť. Aldry je hliníková zliatina s menším množstvom železa («0,2 %), horčíka (» 0,7 %) a kremíka (»0,8 %); z hľadiska odolnosti proti korózii sa vyrovná hliníku. Nevýhodou Aldrey drôtov je ich nízka odolnosť voči vibráciám.

Umiestnenie vodičov nadzemného vedenia

Vodiče na podperách nadzemných vedení môžu byť umiestnené rôznymi spôsobmi: na jednokruhových vedeniach — v trojuholníku alebo vodorovne; na líniách s dvojitým reťazcom — reverzný strom alebo šesťuholník (vo forme «sudu»).

Usporiadanie drôtov v trojuholníku (obr. 2, a) sa používa na vedeniach s napätím do 20 kV, vrátane vedení s napätím 35 ... 330 kV s kovovými a železobetónovými podperami.

Horizontálne usporiadanie drôtov (obr. 2, b) sa použije na vedeniach 35 ... 220 kV s drevenými podperami. Toto usporiadanie drôtov je najlepšie z hľadiska pracovných podmienok, pretože umožňuje použitie spodných podpier a vylučuje zapletenie drôtov pri zostupe ľadu a drôtovom tanci.

Na vedeniach s dvoma hodnotami sú vodiče umiestnené buď s reverzným stromom (obr. 2, c), čo je vhodné pre podmienky inštalácie, ale zvyšuje hmotnosť podpier a vyžaduje zavesenie dvoch ochranných káblov alebo šesťuholníka ( Obr. 2, G).

Posledný spôsob je výhodnejší.Odporúča sa používať na dvojhodnotových vedeniach s napätím 35 ... 330 kV.

Všetky tieto možnosti sa vyznačujú asymetrickým usporiadaním drôtov voči sebe, čo vedie k rozdielu v elektrických parametroch fáz. Pre rovnicu týchto parametrov sa používa transpozícia drôtov, t.j. vzájomné umiestnenie vodičov voči sebe na rôznych úsekoch vedenia sa postupne na podperách mení. V tomto prípade vodič každej fázy prechádza jednou tretinou dĺžky vedenia na jednom mieste, druhým na druhom a tretím na treťom mieste (obr. 3.).

Ryža. 2. Usporiadanie drôtov a ochranných káblov na podperách: a — s trojuholníkom; b - horizontálne; c — reverzný strom; d — šesťuholník (sud).

Ryža. 3… Schéma transpozície jednovodičového vedenia.

Výpočet mechanickej časti trolejového vedenia sa vykonáva na základe opakovateľnosti rýchlosti vetra a hrúbky ľadovej steny na drôtoch, ktorá spĺňa požiadavky na spoľahlivosť a kapitalizáciu určitej triedy vzdušných vedení.

Nadzemné vedenia rôznych tried pri prechode rovnakým terénom, najmä na spoločnej trase, musia byť navrhnuté pre rôzne zaťaženie vetrom a ľadom.

Káble na ochranu pred bleskom nadzemných elektrických vedení

Káble na ochranu pred bleskom sú zavesené nad drôtmi, aby ich chránili pred atmosférickými prepätiami. Na vedeniach s napätím pod 220 kV sú káble zavesené len na prístupoch k rozvodniam. Tým sa znižuje pravdepodobnosť prekrývania drôtov v blízkosti rozvodne. Na tratiach s napätím 220 kV a vyšším sú káble zavesené po celej trati. Zvyčajne sa používajú oceľové laná.

Predtým boli káble vedení všetkých menovitých napätí pevne uzemnené na každej podpere. Prevádzkové skúsenosti ukazujú, že prúdy sa objavujú v uzavretých obvodoch uzemňovacieho systému — káble — podpery. Vznikli v dôsledku pôsobenia EMF indukovaného v kábloch elektromagnetickou indukciou. Súčasne dochádza v mnohých prípadoch k významným stratám výkonu v opakovane uzemnených kábloch, najmä v vedeniach ultravysokého napätia.

Štúdie ukázali, že zavesením káblov so zvýšenou vodivosťou (oceľ-hliník) na izolátoroch môžu byť káble použité ako komunikačné vodiče a ako prúdové vodiče na napájanie spotrebičov s nízkou spotrebou energie.

Aby sa zabezpečila primeraná úroveň ochrany pred bleskom pre vedenia, káble musia byť spojené so zemou cez iskriská.