Naprava nadzemnih električnih vodov z različno napetostjo

Prenos električne energije na srednje in dolge razdalje se najpogosteje izvaja preko daljnovodov, ki se nahajajo na prostem. Njihova zasnova mora vedno izpolnjevati dve glavni zahtevi:

1. Visoka zanesljivost prenosa moči;

2. Zagotavljanje varnosti ljudi, živali in opreme.

Med delovanjem pod vplivom različnih naravnih pojavov, povezanih z orkanskimi sunki vetra, ledu, zmrzali, so daljnovodi občasno izpostavljeni povečani mehanski obremenitvi.

Za celovito rešitev problemov varnega transporta električne energije morajo elektroenergetiki dvigniti napajalne žice na veliko višino, jih razporediti po prostoru, izolirati od gradbenih elementov in jih namestiti s tokovnimi vodniki s povečanimi prerezi na visoke nosilce. za moč.

Splošna ureditev in postavitev nadzemnih električnih vodov

Shematično je mogoče predstaviti kateri koli daljnovod:

• podpore, nameščene v tleh;

• žice, skozi katere teče tok;

• linearni fitingi, nameščeni na nosilce;

• izolatorji, pritrjeni na armaturo in ohranjajo usmerjenost žic v zraku.

Poleg elementov nadzemnih vodov je treba vključiti:

• temelji za podpore;

• sistem za zaščito pred strelo;

• ozemljitvene naprave.

Podpore so:

1. sidra, zasnovana tako, da vzdržijo sile napetih žic in opremljena z napenjalnimi napravami na okovih;

2. vmesni, ki se uporablja za pritrditev žic skozi nosilne spone.

Razdalja na tleh med dvema sidrnima nosilcema se imenuje sidrni odsek ali razpon, pri vmesnih nosilcih med seboj ali s sidrom pa vmesni.

Ko nadzemni daljnovod poteka skozi vodne ovire, inženirske objekte ali druge kritične objekte, se na koncih takega odseka namestijo nosilci z napenjalci žice, razdalja med njimi pa se imenuje vmesni sidrni odsek.

Žice med nosilci se nikoli ne vlečejo kot vrvica – v ravni črti. V zraku se glede na vremenske razmere vedno nekoliko povesijo. Toda hkrati je treba upoštevati varnost njihove oddaljenosti od talnih predmetov:

• tirne površine;

• kontaktne žice;

• prometne avtoceste;

• žice komunikacijskih vodov ali drugih nadzemnih vodov;

• industrijskih in drugih objektov.

Obešanje žice iz napetega stanja se imenuje viseča puščica… Med nosilci se ocenjuje na različne načine, saj so njihovi vrhovi lahko nameščeni na isti ravni ali z višinami.

Povešenost glede na najvišjo oporno točko je vedno večja od spodnje.

Mere, dolžina in konstrukcija posameznega tipa nadzemnega daljnovoda so odvisne od vrste toka (izmeničnega ali enosmernega) električne energije, ki se po njem prenaša, in velikosti njegove napetosti, ki je lahko nižja od 0,4 kV ali doseže 1150 kV.

Razporeditev žic nadzemnih vodov

Ker električni tok teče samo v zaprti zanki, se porabniki napajajo iz vsaj dveh žic. Po tem principu so preprosti nadzemni vodi ustvarjeni z enofaznim izmeničnim tokom z napetostjo 220 V. Bolj zapletena električna vezja prenašajo energijo v tri- ali štirižilnem vezju s togo izolirano ali ozemljeno ničlo.

Premer in kovina za žico sta izbrana glede na projektno obremenitev vsake linije. Najpogostejša materiala sta aluminij in jeklo. Lahko so izdelani kot enojni monolitni vodnik za nizkonapetostna vezja ali tkani iz večžičnih struktur za visokonapetostne daljnovode.

Notranji medžični prostor je lahko napolnjen z nevtralno mastjo, ki poveča toplotno odpornost ali ne.

Večžične konstrukcije iz aluminijastih vodnikov, ki prenašajo dober tok, so ustvarjene z jeklenimi jedri, ki so zasnovana tako, da prenesejo mehanske obremenitve in preprečijo zlom.

GOST zagotavlja klasifikacijo odprtih vodnikov za nadzemne daljnovode in določa njihovo oznako: M, A, AC, PSO, PS, ACKC, ASKP, ACS, ACO, ACS. V tem primeru so enožične žice označene z velikostjo premera. Na primer, kratica PSO-5 se glasi "jeklena žica, izdelana z enim jedrom s premerom 5 mm.» Večžilne žice za daljnovode uporabljajo drugačno oznako, vključno z dvomestno oznako, napisano kot ulomek:

• prva je skupna površina prečnega prereza aluminijastih žic v mm kvadratnih;

• druga je površina prečnega prereza jeklenega vložka (mm sq).

Poleg odprtih kovinskih vodnikov se v sodobnih nadzemnih vodih vedno bolj uporabljajo vodniki:

• samonosna izolacija;

• zaščiten z ekstrudiranim polimerom, ki preprečuje nastanek kratkih stikov, ko faze zanese veter ali ko tujke vržemo s tal.

VL v samonosni samonosni izolirani vodniki postopoma nadomeščajo stare neizolirane objekte. Vse pogosteje se uporabljajo v notranjih omrežjih iz bakrenih ali aluminijastih žil, prekritih z gumo z zaščitno plastjo iz dielektričnih vlaknastih materialov ali PVC spojin brez dodatne zunanje zaščite.

Da bi preprečili pojav koronskega praznjenja z veliko dolžino, so žice z VL-330 kV in višjo napetostjo razdeljene na dodatne tokove.

Na VL-330 sta dva vodnika nameščena vodoravno, na liniji 500 kV se povečata na tri in sta nameščena na vrhovih enakostraničnega trikotnika. Za nadzemne vode 750 in 1150 kV se uporablja ločitev 4, 5 ali 8 tokov, ki se nahajajo na vogalih lastnih enakostraničnih mnogokotnikov.

Tvorba "korone" ne vodi le do izgub energije, ampak tudi izkrivlja obliko sinusnega nihanja. Zato se proti njej borijo s konstruktivnimi metodami.

Podporna naprava

Podpore so običajno ustvarjene za pritrditev žic električnega tokokroga.Toda na vzporednih odsekih dveh linij se lahko uporabi ena skupna podpora, ki je namenjena njihovi skupni namestitvi. Takšne konstrukcije se imenujejo dvojno vezje.

Material za izdelavo nosilcev je lahko:

1. profilirani vogali različnih znamk jekla;

2. bruna iz gradbenega lesa, impregnirana s sredstvi proti gnitju;

3. armiranobetonske konstrukcije z armiranimi palicami.

Nosilne konstrukcije iz lesa so najcenejše, vendar tudi z dobro impregnacijo in pravilnim vzdrževanjem ne služijo več kot 50 ÷ 60 let.

V skladu s tehničnim projektom se nosilci nadzemnih vodov nad 1 kV razlikujejo od nizkonapetostnih po kompleksnosti in višini pritrditve žic.

Izdelane so v obliki podolgovatih prizm ali stožcev s širokim dnom na dnu.

Vsaka nosilna konstrukcija je izračunana na mehansko trdnost in stabilnost, obstaja zadostna konstrukcijska rezerva za obstoječe obremenitve. Vendar je treba upoštevati, da so med delovanjem možne kršitve njegovih različnih elementov zaradi korozije, udarca, neupoštevanja tehnologije namestitve.

To vodi do oslabitve togosti posamezne konstrukcije, deformacij in včasih padcev nosilcev.Pogosto se takšni primeri pojavijo v tistih časih, ko ljudje delajo na nosilcih, razstavljajo ali vlečejo žice, kar ustvarja spremenljive aksialne sile.

Zato se sprejem ekipe monterjev za delo na višini od nosilne konstrukcije izvede po preverjanju njihovega tehničnega stanja z oceno kakovosti njegovega pokopanega dela v tleh.

Izolacijska naprava

Na nadzemnih električnih vodih so izdelki iz materialov z visokimi dielektričnimi lastnostmi odpornost ÷ Ohm. M. Imenujejo se izolatorji in so izdelani iz:

• porcelan (keramika);

• steklo;

• polimerni materiali.

Zasnova in dimenzije izolatorjev so odvisne od:

• o velikosti dinamičnih in statičnih obremenitev, ki se nanje nanašajo;

• vrednosti efektivne napetosti električne napeljave;

• pogoji delovanja.

Kompleksna oblika površine, ki deluje pod vplivom različnih atmosferskih pojavov, ustvarja povečano pot za pretok možne električne razelektritve.

Izolatorji, nameščeni na nadzemnih vodih za pritrditev žic, so razdeljeni v dve skupini:

1. zatič;

2. suspendiran.

Keramični modeli

Porcelanski ali keramični zatiči z enojnimi izolatorji so našli večjo uporabo na nadzemnih vodih do 1 kV, čeprav delujejo na vodih do vključno 35 kV. Uporabljajo pa se pod pogojem pritrditve žic z majhnim prečnim prerezom, kar ustvarja majhne vlečne sile.

Girlande iz visečih porcelanskih izolatorjev so nameščene na progah 35 kV.

Komplet enojnega porcelanskega vzmetnega izolatorja vključuje dielektrično ohišje in pokrovček iz tempranega železa. Oba dela drži skupaj posebna jeklena palica. Skupno število takih elementov v girlandi je določeno z:

• vrednost napetosti nadzemnega voda;

• podporne strukture;

• značilnosti delovanja opreme.

Ko napetost omrežja narašča, se dodaja število izolatorjev v nizu. Na primer, za nadzemne vode 35 kV je dovolj, da jih namestite 2 ali 3, za 110 kV pa jih je že potrebnih 6 ÷ 7.

Stekleni izolatorji

Ti modeli imajo številne prednosti pred porcelanom:

• odsotnost notranjih napak v izolacijskem materialu, ki vplivajo na nastanek puščanja puščanja;

• povečana trdnost na torzijske sile;

• preglednost strukture, ki omogoča vizualno oceno stanja in opazovanje polarizacijskega kota svetlobnega toka;

• pomanjkanje znakov staranja;

• manjše obremenitve od lastne teže;

• avtomatizacija proizvodnje in taljenja.

Slabosti steklenih izolatorjev so:

• šibka odpornost proti vandalom;

• nizka udarna trdnost;

• možnost poškodb med transportom in namestitvijo zaradi mehanskih sil.

Polimerni izolatorji

Imajo povečano mehansko trdnost in težo, zmanjšano do 90 % v primerjavi s keramičnimi in steklenimi primerki. Dodatne ugodnosti vključujejo:

• enostavnost namestitve;

• večja odpornost na onesnaženje iz ozračja, kar pa ne izključuje potrebe po rednem čiščenju njihove površine;

• hidrofobnost;

• dobra občutljivost na prenapetost;

• povečana odpornost proti vandalizmu.

Trajnost polimernih materialov je odvisna tudi od delovnih pogojev. V zračnem okolju s povečanim onesnaženjem iz industrijskih podjetij lahko polimeri pokažejo pojave "krhkega loma", ki sestojijo iz postopne spremembe lastnosti notranje strukture pod vplivom kemičnih reakcij onesnaževal in atmosferske vlage, ki se pojavljajo v kombinaciji z električnimi procesi. .

Kadar vandali streljajo polimerne izolatorje s strelom ali kroglo, običajno ne pride do popolnega uničenja materiala, kot je steklo, največkrat se zgodi, da krogla ali krogla prileti naravnost skozi ali se zagozdi v telesu krila. Toda dielektrične lastnosti so še vedno podcenjene in poškodovane elemente v girlandi je treba zamenjati.

Zato je treba takšno opremo redno preverjati z metodami vizualnega pregleda. In takšne poškodbe je skoraj nemogoče odkriti brez optičnih orodij.

Priključki za zračni vod

Za pritrditev izolatorjev na nosilce nadzemnega voda, njihovo sestavljanje v girlande in namestitev žic pod napetostjo na njih se proizvajajo posebni pritrdilni elementi, ki se običajno imenujejo fitingi.

Glede na naloge, ki jih opravljamo, so armature razvrščene v naslednje skupine:

• konektor, namenjen povezovanju elementov vzmetenja na različne načine;

• napenjanje, ki služi za pritrditev napenjalnih nosilcev na žice in girlande sidrnih nosilcev;

• podpora, izvajanje zadrževanja pritrdilnih elementov žic, zank in vozlišč zaslonov;

• zaščita, namenjena ohranjanju delovanja opreme nadzemnega voda, kadar je izpostavljena atmosferskim izpustom in mehanskim vibracijam;

• konektorji, sestavljeni iz ovalnih konektorjev in termitnih kartuš;

• stik;

• spirala;

• namestitev izolatorjev za nožice;

• namestitev samonosnih izoliranih žic.

Vsaka od naštetih skupin ima širok nabor podrobnosti in zahteva natančnejšo študijo. Na primer, samo zaščitna oprema vključuje:

• zaščitni rogovi;

• obroči in zasloni;

• odvodniki;

• blažilci tresljajev.

Zaščitne hupe ustvarijo iskrišče, preusmerijo nastali električni oblok, ko pride do izolacije in tako zaščitijo opremo nadzemnega voda.

Obroči in zasloni preusmerijo lok s površine izolatorja, izboljšajo porazdelitev napetosti po celotnem območju niza.

Prenapetostni odvodniki ščitijo opremo pred prenapetostmi, ki jih povzroča strela.Uporabljajo se lahko na osnovi cevnih struktur iz vinilne plastike ali vlakno-bakelitnih cevi z elektrodami ali pa iz ventilnih elementov.

Dušilniki vibracij delujejo na vrveh in žicah, preprečujejo poškodbe zaradi utrujenosti zaradi tresljajev in tresljajev.

Ozemljitvene naprave nadzemnih vodov

Potreba po ponovnem ozemljitvi nosilcev nadzemnih vodov je posledica zahtev za varno delovanje v primeru izrednih načinov in udarov strele. Upornost zanke ozemljitvene naprave ne sme presegati 30 ohmov.

Pri kovinskih nosilcih morajo biti vsi pritrdilni elementi in ojačitve povezani z žico PEN, pri armiranem betonu pa kombinirana ničla povezuje vse nosilce in ojačitev nosilcev.

Na nosilcih iz lesa, kovine in armiranega betona zatiči in kavlji med namestitvijo samonosnih izoliranih izoliranih žic niso ozemljeni, razen v primerih, ko je za zaščito pred prenapetostjo potrebno izvesti večkratno ozemljitev.

Kavlji in zatiči, nameščeni na nosilcu, so povezani z ozemljitveno zanko z varjenjem z uporabo jeklene žice ali palice s premerom, ki ni tanjši od 6 mm, z obvezno prisotnostjo protikorozijske prevleke.

Kovinska ojačitev se uporablja na armiranobetonskih nosilcih za ozemljitev. Vse kontaktne povezave ozemljitvenih žic so privarjene ali zategnjene v posebnem vijaku.

Nosilci nadzemnih daljnovodov z napetostjo 330 kV in več niso ozemljeni zaradi zapletenosti izvedbe tehničnih rešitev za zagotovitev varne velikosti kontaktne in stopenjske napetosti.V tem primeru so zaščitne ozemljitvene funkcije dodeljene linijam za visoke hitrosti.