Zariadenie nadzemných elektrických vedení s rôznym napätím

Preprava elektrickej energie na stredné a veľké vzdialenosti sa najčastejšie uskutočňuje elektrickým vedením umiestneným pod holým nebom. Ich dizajn musí vždy spĺňať dve hlavné požiadavky:

1. Vysoká spoľahlivosť prenosu energie;

2. Zabezpečenie bezpečnosti ľudí, zvierat a zariadení.

Počas prevádzky pod vplyvom rôznych prírodných javov spojených s hurikánovými nárazmi vetra, ľadom, mrazom sú elektrické vedenia pravidelne vystavené zvýšenému mechanickému zaťaženiu.

Pre komplexné riešenie problémov bezpečnej prepravy elektrickej energie musia energetici zdvihnúť silové vodiče do veľkej výšky, rozmiestniť ich v priestore, izolovať ich od stavebných prvkov a nainštalovať prúdovými vodičmi so zvýšenými prierezmi na vysoké podpery. pre silu.

Všeobecné usporiadanie a usporiadanie nadzemných elektrických vedení

Schematicky môže byť znázornené akékoľvek vedenie na prenos energie:

• podpery inštalované v zemi;

• drôty, cez ktoré preteká prúd;

• lineárne armatúry namontované na podperách;

• izolátory pripevnené k armatúre a udržiavajúce orientáciu vodičov vo vzduchu.

Okrem prvkov nadzemných vedení je potrebné zahrnúť:

• základy pre podpery;

• systém ochrany pred bleskom;

• uzemňovacie zariadenia.

Podpory sú:

1. kotvenie navrhnuté tak, aby odolalo silám napnutých drôtov a vybavené napínacími zariadeniami na armatúrach;

2. medziľahlý, používa sa na upevnenie drôtov cez nosné svorky.

Vzdialenosť na zemi medzi dvoma kotvovými podperami sa nazýva kotevný úsek alebo rozpätie a pre medziľahlé podpery medzi sebou alebo s kotvou - medziľahlé.

Keď nadzemné elektrické vedenie prechádza cez vodné bariéry, inžinierske stavby alebo iné kritické objekty, potom sa na koncoch takejto časti inštalujú podpery s napínačmi drôtu a vzdialenosť medzi nimi sa nazýva stredná kotviaca časť.

Drôty medzi podperami nie sú nikdy ťahané ako šnúra – v priamke. Vo vzduchu vždy mierne klesajú, berúc do úvahy poveternostné podmienky. Zároveň by sa však mala brať do úvahy bezpečnosť ich vzdialenosti od pozemných objektov:

• koľajnicové povrchy;

• kontaktné drôty;

• dopravné diaľnice;

• drôty komunikačných vedení alebo iných nadzemných vedení;

• priemyselné a iné zariadenia.

Zavesenie drôtu z napnutého stavu sa nazýva visiaca šípka… Odhaduje sa rôznymi spôsobmi medzi podperami, pretože ich vrcholy môžu byť umiestnené na rovnakej úrovni alebo s prevýšeniami.

Priehyb vo vzťahu k najvyššiemu podpernému bodu je vždy väčší ako priehyb nižšieho bodu.

Rozmery, dĺžka a konštrukcia každého typu nadzemného prenosového vedenia závisia od typu prúdu (striedavého alebo jednosmerného) elektrickej energie ním dopravovanej a od veľkosti jeho napätia, ktoré môže byť menšie ako 0,4 kV alebo môže dosiahnuť 1150 kV.

Drôtové usporiadanie nadzemných vedení

Pretože elektrický prúd tečie iba v uzavretej slučke, spotrebitelia sú napájané najmenej dvoma vodičmi. Podľa tohto princípu sa vytvárajú jednoduché vzdušné vedenia jednofázovým striedavým prúdom s napätím 220 V. Zložitejšie elektrické obvody prenášajú energiu v troj- alebo štvorvodičovom obvode s pevne izolovanou alebo uzemnenou nulou.

Priemer a kov pre drôt sa vyberajú pre návrhové zaťaženie každého vedenia. Najbežnejšími materiálmi sú hliník a oceľ. Môžu byť vyrobené ako jeden monolitický vodič pre nízkonapäťové obvody alebo tkané z viacvodičových štruktúr pre vysokonapäťové prenosové vedenia.

Vnútorný medzidrôtový priestor môže byť vyplnený neutrálnym mazivom, ktoré zvyšuje tepelnú odolnosť alebo nie.

Viacdrôtové konštrukcie vyrobené z hliníkových vodičov, ktoré prenášajú dobrý prúd, sú vytvorené s oceľovými jadrami, ktoré sú navrhnuté tak, aby odolávali mechanickému namáhaniu a zabránili zlomeniu.

GOST poskytuje klasifikáciu otvorených vodičov pre nadzemné elektrické vedenia a určuje ich označenie: M, A, AC, PSO, PS, ACKC, ASKP, ACS, ACO, ACS. V tomto prípade sú jednožilové drôty označené veľkosťou priemeru. Napríklad skratka PSO-5 znie „oceľový drôt vyrobený s jedným jadrom s priemerom 5 mm.» Viacvodičové vodiče pre elektrické vedenia používajú iné označenie vrátane dvojmiestneho označenia zapísaného ako zlomok:

• prvá je celková plocha prierezu hliníkových drôtov v mm štvorcových;

• druhá je plocha prierezu oceľovej vložky (mm štvorcových).

Okrem otvorených kovových vodičov sa v moderných nadzemných vedeniach stále viac používajú vodiče:

• samonosná izolácia;

• chránená extrudovaným polymérom, ktorý zabraňuje vzniku skratov pri zmietaní fáz vetrom alebo pri odhodení cudzích predmetov zo zeme.

VL v samonosné samonosné izolované vodiče postupne nahrádzajú staré nezateplené konštrukcie. Stále častejšie sa používajú vo vnútorných sieťach vyrobených z medených alebo hliníkových jadier pokrytých gumou s ochrannou vrstvou z dielektrických vláknitých materiálov alebo zlúčenín PVC bez dodatočnej vonkajšej ochrany.

Aby sa vylúčil výskyt korónového výboja s dlhou dĺžkou, drôty s VL-330 kV a vyšším napätím sú rozdelené do ďalších tokov.

Na VL-330 sú dva vodiče inštalované horizontálne, na vedení 500 kV sa zvyšujú na tri a sú umiestnené vo vrcholoch rovnostranného trojuholníka. Pre nadzemné vedenia 750 a 1150 kV sa používa oddelenie 4, 5 alebo 8 prúdov, ktoré sa nachádzajú v rohoch ich vlastných rovnostranných polygónov.

Vznik "koróny" vedie nielen k energetickým stratám, ale skresľuje aj tvar sínusového kmitania. Preto s ňou bojujú pomocou konštruktívnych metód.

Podporné zariadenie

Na upevnenie drôtov elektrického obvodu sa zvyčajne vytvárajú podpery.Ale na paralelných úsekoch dvoch vedení je možné použiť jednu spoločnú podperu, ktorá je určená na ich spoločnú inštaláciu. Takéto konštrukcie sa nazývajú dvojokruhové.

Materiál na výrobu podpier môže byť:

1. profilované rohy rôznych značiek ocele;

2. guľatina stavebného dreva impregnovaná zlúčeninami proti hnilobe;

3. železobetónové konštrukcie so spevnenými prútmi.

Nosné konštrukcie vyrobené z dreva sú najlacnejšie, ale aj pri dobrej impregnácii a správnej údržbe neslúžia viac ako 50 ÷ 60 rokov.

Podľa technického projektu sa podpery nadzemných vedení nad 1 kV líšia od nízkonapäťových v zložitosti a výške uchytenia drôtov.

Vyrábajú sa vo forme podlhovastých hranolov alebo kužeľov so širokou základňou v spodnej časti.

Každá nosná konštrukcia je vypočítaná na mechanickú pevnosť a stabilitu, existuje dostatočná konštrukčná rezerva pre existujúce zaťaženie. Treba však mať na pamäti, že počas prevádzky sú možné porušenia jeho rôznych prvkov v dôsledku korózie, nárazu, nedodržania inštalačnej technológie.

To vedie k oslabeniu tuhosti jedinej konštrukcie, deformáciám a niekedy aj k padaniu podpier.Často k takýmto prípadom dochádza vtedy, keď ľudia pracujú na podperách, demontujú alebo ťahajú drôty, pričom vznikajú premenlivé osové sily.

Z tohto dôvodu sa prevzatie tímu montážnikov na práce vo výške od nosnej konštrukcie vykonáva po kontrole ich technického stavu s posúdením kvality jej zakopanej časti v zemi.

Izolačné zariadenie

Na nadzemných elektrických vedeniach sú výrobky vyrobené z materiálov s vysokými dielektrickými vlastnosťami s odpor ÷ Ohm. M. Nazývajú sa izolátory a sú vyrobené z:

• porcelán (keramika);

• sklo;

• polymérne materiály.

Konštrukcia a rozmery izolátorov závisia od:

• na veľkosti dynamického a statického zaťaženia, ktoré na ne pôsobí;

• hodnoty efektívneho napätia elektrickej inštalácie;

• prevádzkové podmienky.

Zložitý tvar povrchu, pracujúci pod vplyvom rôznych atmosférických javov, vytvára zvýšenú dráhu pre tok prípadného elektrického výboja.

Izolátory inštalované na nadzemných vedeniach na upevnenie drôtov sú rozdelené do dvoch skupín:

1. špendlík;

2. pozastavený.

Keramické modely

Porcelánové alebo keramické kolíky s jednoduchými izolátormi našli väčšie uplatnenie na nadzemných vedeniach do 1 kV, aj keď fungujú na vedeniach do 35 kV vrátane. Používajú sa však pod podmienkou upevnenia drôtov s malým prierezom, ktoré vytvárajú malé ťažné sily.

Girlandy závesných porcelánových izolátorov sú inštalované na vedeniach 35 kV.

Súprava jednoduchého porcelánového závesného izolátora obsahuje dielektrické telo a uzáver z kujnej liatiny. Obe časti drží pohromade špeciálna oceľová tyč. Celkový počet takýchto prvkov v girlande je určený:

• hodnota napätia nadzemného vedenia;

• nosné konštrukcie;

• vlastnosti prevádzky zariadenia.

Keď sa napätie siete zvyšuje, počet izolátorov v reťazci sa pridáva. Napríklad pre nadzemné vedenia 35 kV stačí nainštalovať 2 alebo 3 z nich a pre 110 kV je už potrebných 6 ÷ 7.

Sklenené izolátory

Tieto vzory majú oproti porcelánu niekoľko výhod:

• absencia vnútorných defektov v izolačnom materiáli, ktoré ovplyvňujú tvorbu netesností;

• zvýšená pevnosť voči torzným silám;

• priehľadnosť štruktúry, ktorá umožňuje vizuálne posúdenie stavu a pozorovanie polarizačného uhla svetelného toku;

• nedostatok známok starnutia;

• menšie zaťaženie ako je vaša vlastná hmotnosť;

• automatizácia výroby a tavenia.

Nevýhody sklenených izolátorov sú:

• slabá odolnosť proti vandalizmu;

• nízka rázová húževnatosť;

• možnosť poškodenia počas prepravy a inštalácie mechanickými silami.

Polymérové ​​izolátory

Majú zvýšenú mechanickú pevnosť a hmotnosť, zníženú až o 90% v porovnaní s keramickými a sklenenými náprotivkami. Medzi ďalšie výhody patrí:

• jednoduchosť inštalácie;

• väčšia odolnosť voči znečisteniu z atmosféry, čo však nevylučuje potrebu pravidelného čistenia ich povrchu;

• hydrofóbnosť;

• dobrá náchylnosť na prepätie;

• zvýšená odolnosť proti vandalizmu.

Trvanlivosť polymérových materiálov závisí aj od prevádzkových podmienok. V prostredí ovzdušia so zvýšeným znečistením z priemyselných podnikov môžu polyméry vykazovať javy „krehkého lomu“, ktoré spočívajú v postupnej zmene vlastností vnútornej štruktúry pod vplyvom chemických reakcií zo škodlivín a atmosférickej vlhkosti vyskytujúcej sa v kombinácii s elektrickými procesmi. .

Keď vandali vystrelia výstrelom alebo guľkou do polymérových izolantov, väčšinou nedôjde k úplnému zničeniu materiálu, ako je sklo, najčastejšie guľka alebo guľka preletí priamo alebo sa zasekne v tele sukne. Dielektrické vlastnosti sú však stále podceňované a poškodené prvky v girlande vyžadujú výmenu.

Preto by sa takéto zariadenie malo pravidelne kontrolovať metódami vizuálnej kontroly. A odhaliť takéto poškodenie bez optických nástrojov je takmer nemožné.

Armatúry vzduchového vedenia

Na upevnenie izolátorov na podperu nadzemného vedenia, ich montáž do girlandy a inštaláciu vodičov pod napätím sa vyrábajú špeciálne upevňovacie prvky, ktoré sa zvyčajne nazývajú armatúry.

Podľa vykonávaných úloh sú armatúry rozdelené do nasledujúcich skupín:

• konektor určený na pripojenie závesných prvkov rôznymi spôsobmi;

• napínanie, ktoré slúži na pripevnenie napínacích konzol na drôty a girlandy kotevných podpier;

• podopieranie, zadržiavanie upevňovacích prvkov drôtov, slučiek a uzlov obrazoviek;

• ochranné určené na zachovanie prevádzky zariadení nadzemného vedenia pri vystavení atmosférickým výbojom a mechanickým vibráciám;

• konektory pozostávajúce z oválnych konektorov a termitových patrón;

• kontakt;

• špirála;

• inštalácia kolíkových izolátorov;

• inštalácia samonosných izolovaných drôtov.

Každá z uvedených skupín má široký sortiment detailov a vyžaduje si dôkladnejšie štúdium. Napríklad iba ochranné príslušenstvo zahŕňa:

• ochranné rohy;

• krúžky a obrazovky;

• zachytávače;

• tlmiče vibrácií.

Ochranné trúbky vytvárajú iskrisko, odvádzajú vznikajúci elektrický oblúk, keď dôjde k izolácii, a tým chránia zariadenia nadzemného vedenia.

Krúžky a sitá odvádzajú oblúk od povrchu izolátora, zlepšujú rozloženie napätia po celej ploche struny.

Zvodiče prepätia chránia zariadenia pred prepätiami generovanými bleskom.Môžu byť použité na báze rúrkových konštrukcií vyrobených z vinylových plastových alebo vlákno-bakelitových rúrok s elektródami, alebo môžu byť vyrobené z ventilových prvkov.

Tlmiče vibrácií fungujú na lanách a drôtoch, zabraňujú poškodeniu od únavového namáhania spôsobeného vibráciami a vibráciami.

Uzemňovacie zariadenia nadzemných vedení

Potreba opätovného uzemnenia podpier vzdušného vedenia je spôsobená požiadavkami na bezpečnú prevádzku v prípade núdzových režimov a bleskových prepätí. Slučkový odpor uzemňovacieho zariadenia nesmie presiahnuť 30 ohmov.

Pre kovové podpery musia byť všetky upevňovacie prvky a výstuže spojené s drôtom PEN a pre železobetón spája kombinovaná nula všetky podpery a výstuže podpier.

Na podperách vyrobených z dreva, kovu a železobetónu nie sú čapy a háky pri inštalácii samonosných izolovaných izolovaných drôtov uzemnené, s výnimkou prípadov, keď je potrebné vykonať opakované uzemnenie na ochranu pred prepätím.

Háčiky a kolíky namontované na podpere sú spojené so zemnou slučkou zváraním pomocou oceľového drôtu alebo tyče s priemerom nie tenším ako 6 mm s povinnou prítomnosťou antikorózneho povlaku.

Kovová výstuž sa používa na železobetónové podpery na uzemnenie. Všetky kontaktné spojenia uzemňovacích vodičov sú privarené alebo utiahnuté špeciálnou skrutkou.

Podpery nadzemných elektrických vedení s napätím 330 kV a viac nie sú uzemnené z dôvodu zložitosti realizácie technických riešení na zabezpečenie bezpečnej veľkosti dotykového a krokového napätia.V tomto prípade sú funkcie ochranného uzemnenia priradené vysokorýchlostným tratiam.