Классификация лэп – что это: классификация линий электропередач, виды, воздушные, высоковольтные, кабельные ЛЭП

Содержание

ЛЭП (линии электропередач): устройство и конструкция

Классификация линий электропередачи

Электричество в наше время это основной вид энергии используемый повсюду. Повсеместное использование её стало возможным благодаря электрическим сетям, которые объединяют источники и потребителей электроэнергии. Линии электропередачи или сокращённо ЛЭП выполняют функцию транспортировки электричества. Они прокладываются либо над поверхностью земли и именуются «воздушными», либо заглубляются в землю и или под воду и именуются «кабельными».

Воздушные линии электропередачи, несмотря на их сложную инфраструктуру получаются более дешёвыми по сравнению с кабельными линиями. Сам по себе высоковольтный кабель является дорогим и сложным изделием. По этой причине этими кабелями прокладываются только некоторые участки на трассе воздушной ЛЭП в тех местах, где невозможно установить опоры с проводами, например через морские проливы, широкие реки и т.п. Кабелями прокладываются электрические сети в населённых пунктах, где сооружение опор также невозможно из-за городской инфраструктуры.

ЛЭП, несмотря на большую протяжённость это всё те же электрические цепи, для которых закон Ома применим так же, как и для остальных. Поэтому экономичность ЛЭП напрямую связана с увеличением напряжения в ней. Сила тока уменьшается, а вместе с ней и потери становятся меньше. По этой причине, чем дальше от электростанции расположены потребители, тем более высоковольтной должна быть ЛЭП. Современные сверхдальние ЛЭП передают электрическую энергию с напряжениями в миллионы вольт.

Но увеличение напряжения с целью уменьшения потерь имеет ограничения. Причиной их является коронный разряд. Это явление проявляется, вызывая ощутимые потери энергии, начиная с напряжений выше 100 киловольт. Жужжание и потрескивание высоковольтных проводов является следствием коронного разряда на них. По этой причине, с целью уменьшения потерь на коронный разряд, начиная с 220 киловольт, применяется два провода и более для каждой фазы воздушной ЛЭП.

Протяжённость линий электропередачи и рабочее напряжение их являются взаимосвязанными.

  • С напряжениями от 500 киловольт работают сверхдальние ЛЭП.
  • 220 и 330 киловольт это напряжения для магистральных линий электропередачи.
  • 150, 110, и 35 киловольт это напряжения распределительных ЛЭП.
  • Напряжения 20 киловольт и менее характерны для местных электросетей, по которым снабжаются электроэнергией конечные потребители.

Опоры для проводов

Кроме проводов в состав линий электропередачи в качестве главных конструктивных элементов входят опоры. Их назначение это удерживание проводов. В каждой ЛЭП есть несколько разновидностей опор, что показано на изображении ниже:

Анкерные опоры воспринимают большие нагрузки и поэтому имеют прочную жёсткую конструкцию, которая может быть весьма разнообразной. Все опоры соприкасаются со слабым или сырым грунтом через бетонный фундамент. В прочном грунте делаются скважины, в которые непосредственно погружаются опоры ЛЭП.  Примеры конструкций металлических анкерных опор показаны на изображении далее:

Опоры также могут быть изготовлены с применением бетона или древесины. Деревянные опоры хотя и менее долговечные, но в полтора раза более дешёвые в сравнении с металлическими и бетонными конструкциями. Особенно оправдано их применение в регионах с сильными морозами и большими запасами древесины. Наиболее широкое распространение деревянные опоры получили в электросетях с напряжением до 1000 Вольт. Конструкция таких опор показана на изображении далее:

Провода линий электропередачи

Провода современных ЛЭП в основном изготовлены из алюминиевой проволоки. Для местных линий электропередачи применяются провода из чистого алюминия. Ограничением является длина пролёта между опорами в 100 – 120 метров. Для более протяжённых пролётов применяются провода из алюминия и стали. Такой провод имеет внутри стальной трос, охваченный алюминиевыми жилами. Трос воспринимает механическую нагрузку, алюминий – электрическую.

Полностью стальные провода применяются только на непротяжённых участках, где необходима максимальная прочность при минимальном весе провода. Все линии электропередачи с напряжением выше 35 киловольт снабжены стальным тросом для защиты от удара молний. Провода из меди и бронзы в настоящее время применяются только в ЛЭП специального назначения. Медная и алюминиевая проволока используется для изготовления полых трубчатых проводов. Это делается для уменьшения потерь в коронном разряде и для уменьшения радиопомех. Изображения проводов различной конструкции показаны далее:

Провод для линий электропередачи выбирается с учётом условий работы и возникающих при этом механических нагрузок. В тёплое время года это ветер, который раскачивает провода и увеличивает нагрузку на разрыв. Зимой к ветру добавляется гололёд. Слой льда на проводах своим весом существенно увеличивает нагрузку на них. Тем более что понижение температуры приводит к уменьшению длины проводов и усиливает внутренне напряжение в их материале.

Изоляторы и арматура

Для безопасного соединения проводов с опорами используются изоляторы. Материалом для них служит либо электротехнический фарфор, либо закалённое стекло, либо полимер, как показано на изображении ниже:

Стеклянные изоляторы при одних и тех же условиях получаются меньше и легче, чем фарфоровые. Конструктивно изоляторы разделяют на штыревые и подвесные. Штыревая конструкция для ЛЭП с напряжением выше 35 киловольт не применяется. Механические нагрузки, воспринимаемые подвесными изоляторами больше, нежели у штыревых изоляторов. По этой причине подвесная конструкция может применяться и на более низких напряжениях вместо штыревых изоляторов.

Подвесной изолятор состоит из отдельных чашек, соединённых в гирлянду. Число чашек зависит от напряжения ЛЭП. Для соединения чашек в гирлянду и всех остальных креплений проводов и изоляторов применяется специальная арматура. Надёжность, прочность и долговечность в условиях открытой среды определяют такие материалы для изготовления арматуры как сталь и чугун. При необходимости получения повышенной стойкости к коррозии выполняется покрытие деталей цинком.

К арматуре относятся различные зажимы, распорки, гасители вибрации, сцепные соединители, промежуточные звенья изоляторов, коромысла. Общее представление об арматуре даёт изображение ниже:

Защитные приспособления

Ещё одним компонентом устройства линий электропередачи являются конструкции защищающие оборудование, присоединённое к ЛЭП от атмосферных и коммутационных перенапряжений. От ударов молний защитой являются трос, протянутый выше всех проводов линии электропередачи и молниеотводы, которые обычно устанавливаются вблизи подстанций. Защитные промежутки располагаются на опорах ЛЭП. Пример такого промежутка показан на изображении слева. Вблизи подстанций устанавливаются трубчатые разрядники, в которых внутри есть искровой промежуток. Если он пробивается и при этом возникает дуга питаемая током короткого замыкания, выделяется газ, который гасит эту дугу.

Все технические и организационные нюансы по устройству линий электропередачи регулируются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Какие – либо отступления от этих правил категорически запрещаются и могут рассматриваться как преступление той или иной тяжести в зависимости от последствий оного.

podvi.ru

Воздушные линии электропередачи

Воздушная линия электропередачи (ВЛ) — устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикреплённым с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и арматуры к опорам или другим сооружениям (мостам, путепроводам).

1.1 Состав вл

  • Провода

  • Траверсы - конструкции, предназначенные для удержания проводов линии электропередачи на опоре.

  • Изоляторы  - устройство для подвешивания и изоляции проводов и кабелей на опорах воздушной линии электропередачи.

  • Арматура - специальные типовые детали, предназначенные для соединения проводов, соединения изоляторов в гирлянды, крепления к ним проводов, подвески гирлянд на опорах линий электропередачи и других функций.

  • Опоры - сооружение для удержания проводов.

  • Грозозащитные тросы  заземлённый протяжённый молниеотвод, натянутый вдоль воздушной линии электропередачи над проводами.

  • Разрядники - электрический аппарат, предназначенный для ограничения перенапряжений в электротехнических установках и электрических сетях.

  • Заземление - при помощи заземления добиваются снижения напряжения прикосновения до безопасного для человека и животных значения.

  • Секционирующие устройства - предназначено для коммутации  воздушных и кабельных линий электропередач.

  • Волоконно-оптические линии связи (в виде отдельных самонесущих кабелей, либо встроенные в грозозащитный трос, силовой провод), предназначенная для передачи информации в оптическом (как правило — ближнем инфракрасном) диапазоне.

  • Вспомогательное оборудование для нужд эксплуатации (аппаратура высокочастотной связи, ёмкостного отбора мощности и др.)

  • Элементы маркировки высоковольтных проводов и опор ЛЭП для обеспечения безопасности полётов воздушных судов. Опоры маркируются сочетанием красок определённых цветов, провода — авиационными шарами для обозначения в дневное время. Для обозначения в дневное и ночное время суток применяются огни светового ограждения.

    1. Классификация вл

1. По роду тока

  1. По назначению

  2. По напряжению

1.2.1 По роду тока

В основном, ВЛ служат для передачи переменного тока и лишь в отдельных случаях (например, для связи энергосистем, питания контактной сети и другие) используются линии постоянного тока. Линии постоянного тока имеют меньшие потери на емкостную и индуктивную составляющие. Так, в Ростовской области была построена экспериментальная линия постоянного тока на 500 кВ. Однако широкого распространения такие линии не получили.

      1. По назначению

  • Сверхдальние ВЛ напряжением 500 кВ и выше (предназначены для связи отдельных энергосистем)

  • Магистральные ВЛ напряжением 220 и 330 кВ (предназначены для передачи энергии от мощных электростанций, а также для связи энергосистем и объединения электростанций внутри энергосистем — к примеру, соединяют электростанции с распределительными пунктами)

  • Распределительные ВЛ напряжением 35, 110 и 150 кВ (предназначены для электроснабжения предприятий и населённых пунктов крупных районов — соединяют распределительные пункты с потребителями)

  • ВЛ 20 кВ и ниже, подводящие электроэнергию к потребителям.

studfiles.net

Воздушная линия электропередачи - это... Что такое Воздушная линия электропередачи?

Линии электропередачи

Линии электропередачи город Шарья

Линия электропередачи (ЛЭП) — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии.

Согласно МПТЭЭП (Межотраслевые правила технической эксплуатации электроустановок потребителей) Линия электропередачи — Электрическая линия, выходящая за пределы электростанции или подстанции и предназначенная для передачи электрической энергии.


Различают воздушные и кабельные линии электропередачи.

По ЛЭП также передают информацию при помощи высокочастотных сигналов, по оценкам в России используется порядка 60 тыс. ВЧ-каналов по ЛЭП. Используются они для диспетчерского управления, передачи телеметрических данных, сигналов релейной защиты и противоаварийной автоматики.

Воздушные линии электропередачи

Воздушная линия электропередачи (ВЛ) — устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикреплённым с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и арматуры к опорам или другим сооружениям (мостам, путепроводам).

Состав ВЛ

Документы, регулирующие ВЛ

Конструкция ВЛ, ее проектирование и строительство регулируются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и Строительными нормами и правилами (СНИП).

Классификация ВЛ

По роду тока
  • ВЛ переменного тока
  • ВЛ постоянного тока

В основном, ВЛ служат для передачи переменного тока и лишь в отдельных случаях (напр., для связи энергосистем, питания контактной сети и др.) используют линии постоянного тока.

Для ВЛ переменного тока принята следующая шкала классов напряжений: переменное — 0.4, 6, 10, (20), 35, 110, 150, 220, 330, 400 (Выборгская ПС - Финляндия), 500 , 750 и 1150 кВ ; постоянное - 400 кВ.

По назначению
  • сверхдальние ВЛ напряжением 500 кВ и выше (предназначены для связи отдельных энергосистем)
  • магистральные ВЛ напряжением 220 и 330 кВ (предназначены для передачи энергии от мощных электростанций, а также для связи энергосистем и объединения электростанций внутри энергосистем — к примеру, соединяют электростанции с распределительными пунктами)
  • распределительные ВЛ напряжением 35, 110 и 150 кВ (предназначены для электроснабжения предприятий и населённых пунктов крупных районов — соединяют распределительные пункты с потребителями)
  • ВЛ 20 кВ и ниже, подводящие электроэнергию к потребителям
По напряжению
  • ВЛ до 1 кВ (ВЛ низшего класса напряжений)
  • ВЛ выше 1 кВ
    • ВЛ 1-35 кВ (ВЛ среднего класса напряжений)
    • ВЛ 110—220 кВ (ВЛ высокого класса напряжений)
    • ВЛ 330—500 кВ (ВЛ сверхвысокого класса напряжений)
    • ВЛ 750 кВ и выше (ВЛ ультравысокого класса напряжений)

Это группы существенно различаются в основном требованиями в части расчётных условий и конструкций.

По режиму работы нейтралей в электроустановках
  • Трехфазные сети с незаземленными (изолированными) нейтралями (нейтраль не присоединена к заземляющему устройству или присоединена к нему через аппараты с большим сопротивлением). В России такой режим нейтрали используется в сетях напряжением 3-35кВ с малыми токами однофазных замыканий на землю.
  • Трехфазные сети с резонансно-заземлёнными (компенсированными) нейтралями (нейтральная шина присоединена к заземлению через индуктивность). В России используется в сетях напряжением 3-35кВ с большими токами однофазных замыканий на землю.
  • Трехфазные сети с эффективно-заземленными нейтралями (сети высокого и сверхвысокого напряжения, нейтрали которых соединены с землей непосредственно или через небольшое активное сопротивление). В России это сети напряжением 110, 150 и частично 220кВ, т.е. сети в которых применяются трансформаторы, а не автотрансформаторы, требующие обязательного глухого заземления нейтрали по режиму работы.
  • Сети с глухозаземлённой нейтралью (нейтраль трансформатора или генератора присоединяется к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление). К ним относятся сети напряжением менее 1кВ, а так же сети напряжением 220кВ и выше.
По режиму работы в зависимости от механического состояния
  • ВЛ нормального режима работы (провода и тросы не оборваны)
  • ВЛ аварийного режима работы (при полном или частичном обрыве проводов и тросов)
  • ВЛ монтажного режима работы (во время монтажа опор, проводов и тросов)

Основные элементы ВЛ

  • Трасса — положение оси ВЛ на земной поверхности.
  • Пикеты (ПК) — отрезки, на которые разбита трасса, длина ПК зависит от номинального напряжения ВЛ и типа местности.
  • Нулевой пикетный знак обозначает начало трассы.
  • Центровой знак обозначает центр расположения опоры в натуре на трассе строящейся ВЛ.
  • Производственный пикетаж — установка пикетных и центровых знаков на трассе в соответствие с ведомостью расстановки опор.
  • Фундамент опоры — конструкция, заделанная в грунт или опирающаяся на него и передающая ему нагрузки от опоры, изоляторов, проводов (тросов) и от внешних воздействий (гололёда, ветра).
  • Основание фундамента — грунт нижней части котлована, воспринимающий нагрузку.
  • Пролёт (длина пролёта) — расстояние между центрами двух опор, на которых подвешены провода. Различают промежуточный (между двумя соседними промежуточными опорами) и анкерный (между анкерными опорами) пролёты. Переходный пролёт — пролёт, пересекающий какое-либо сооружение или естественное препятствие (реку, овраг).
  • Угол поворота линии — угол α между направлениями трассы ВЛ в смежных пролётах (до и после поворота).
  • Стрела провеса — вертикальное расстояние между низшей точкой провода в пролёте и прямой, соединяющей точки его крепления на опорах.
  • Габарит провода — вертикальное расстояние от низшей точки провода в пролёте до пересекаемых инженерных сооружений, поверхности земли или воды.
  • Шлейф (петля) — отрезок провода, соединяющий на анкерной опоре натянутые провода соседних анкерных пролётов.

Кабельные линии электропередачи

Кабельная линия электропередачи (КЛ) —называется линия для передачи электроэнергии или отдельных импульсов ее, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепежными деталями, а для маслонаполненных линий, кроме того, с подпитывающими аппаратами и системой сигнализации давления масла.

По классификации кабельные линии аналогичны воздушным линиям

Кабельные линии делят по условиям прохождения

  • Подземные
  • По сооружениям
  • Подводные
к кабельным сооружениям относятся
  • Кабельный туннель — закрытое сооружение (коридор) с расположенными в нем опорными конструкциями для размещения на них кабелей и кабельных муфт, со свободным проходом по всей длине, позволяющим производить прокладку кабелей, ремонты и осмотры кабельных линий.
  • Кабельный канал — закрытое и заглубленное (частично или полностью) в грунт, пол, перекрытие и т. п. непроходное сооружение, предназначенное для размещения в нем кабелей, укладку, осмотр и ремонт которых возможно производить лишь при снятом перекрытии.
  • Кабельная шахта — вертикальное кабельное сооружение (как правило, прямоугольного сечения), у которого высота в несколько раз больше стороны сечения, снабженное скобами или лестницей для передвижения вдоль него людей (проходные шахты) или съемной полностью или частично стенкой (непроходные шахты).
  • Кабельный этаж — часть здания, ограниченная полом и перекрытием или покрытием, с расстоянием между полом и выступающими частями перекрытия или покрытия не менее 1,8 м.
  • Двойной пол — полость, ограниченная стенами помещения, междуэтажным перекрытием и полом помещения со съемными плитами (на всей или части площади).
  • Кабельный блок — кабельное сооружение с трубами (каналами) для прокладки в них кабелей с относящимися к нему колодцами.
  • Кабельная камера — подземное кабельное сооружение, закрываемое глухой съемной бетонной плитой, предназначенное для укладки кабельных муфт или для протяжки кабелей в блоки. Камера, имеющая люк для входа в нее, называется кабельным колодцем.
  • Кабельная эстакада — надземное или наземное открытое горизонтальное или наклонное протяженное кабельное сооружение. Кабельная эстакада может быть проходной или непроходной.
  • Кабельная галерея  — надземное или наземное закрытое полностью или частично (например, без боковых стен) горизонтальное или наклонное протяженное проходное кабельное сооружение.

По типу изоляции

Изоляция кабельных линий делится на два основных типа:

  • жидкостная
    • кабельным нефтяным маслом
  • твёрдая
    • бумажно-маслянная
    • поливинилхлоридная (ПВХ)
    • резино-бумажная (RIP)
    • сшитый полиэтилен (XLPE)
    • этилен-пропиленовая резина (EPR)

Здесь не указана изоляция газообразными веществами и некоторые виды жидкостной и твёрдой изоляции из-за их относительно редкого применения в момент написания статьи.

Потери в ЛЭП

Потери электроэнергии в проводах зависят от силы тока, поэтому при передаче ее на дальние расстояния, напряжение многократно повышают (во столько же раз уменьшая силу тока) с помощью трансформатора, что при передаче той же мощности позволяет значительно снизить потери. Однако с ростом напряжения начинают происходить различного рода разрядные явления.

Другой важной величиной, влияющей на экономичность ЛЭП, является cos(f) — величина, характеризующая отношение активной и реактивной мощности.

В воздушных линиях сверхвысокого напряжения присутствуют потери активной мощности на корону (коронный разряд). Эти потери зависят во многом от погодных условий (в сухую погоду потери меньше, соответственно в дождь, изморось, снег эти потери возрастают) и расщепления провода в фазах линии. Потери на корону для линий различных напряжений имеют свои значения (для линии ВЛ 500кВ среднегодовые потери на корону составляют около ΔР=9,0 -11,0 кВт/км). Так как коронный разряд зависит от напряжённости на поверхности провода, то для уменьшения этой напряжённости в воздушных линиях свервысокого напряжения применяют расщепление фаз. То есть в место одного провода применяют от трёх и более проводов в фазе. Распологаются эти провода на равном расстоянии друг от друга. Получается эквивалентный радиус расщеплённой фазы, этим уменьшается напряжённость на отдельном проводе, что в свою очередь уменьшает потери на корону.

См. также

Литература

  • Электромонтажные работы. В 11 кн. Кн. 8. Ч. 1. Воздушные линии электропередачи: Учеб. пособие для ПТУ. / Магидин Ф. А.; Под ред. А. Н. Трифонова. — М.: Высшая школа, 1991. — 208 с ISBN 5-06-001074-0
  • Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 648 с.: ил. ББК 31.277.1 Р63
  • Проектирование электрической части станций и подстанций: Учеб. пособие / Петрова С.С.; Под ред. С.А. Мартынова. - Л.: ЛПИ им. М.И. Калашникова, 1980. - 76 с. УДК 621.311.2(0.75.8)

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

Линия электропередачи - это... Что такое Линия электропередачи?

Линии электропередачи Линии электропередачи (Шарья)

Линия электропередачи (ЛЭП) — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока. Также электрическая линия в составе такой системы, выходящая за пределы электростанции или подстанции.[1]

Различают воздушные и кабельные линии электропередачи.

По ЛЭП также передают информацию при помощи высокочастотных сигналов (по оценкам[каким?], в СНГ используется порядка 60 тысяч ВЧ-каналов по ЛЭП) и ВОЛС. Используются они для диспетчерского управления, передачи телеметрических данных, сигналов релейной защиты и противоаварийной автоматики.

Воздушные линии электропередачи

Линия электропередачи 500 кВ

Воздушная линия электропередачи (ВЛ) — устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикреплённым с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и арматуры к опорам или другим сооружениям (мостам, путепроводам).

Состав ВЛ

Документы, регулирующие ВЛ

Конструкция ВЛ, её проектирование и строительство регулируются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и Строительными нормами и правилами (СНиП).

Классификация ВЛ

По роду тока

В основном, ВЛ служат для передачи переменного тока и лишь в отдельных случаях (например, для связи энергосистем, питания контактной сети и другие) используются линии постоянного тока. Линии постоянного тока имеют меньшие потери на емкостную и индуктивную составляющие. Так, в Ростовской области была построена экспериментальная линия постоянного тока на 500 кВ. Однако широкого распространения такие линии не получили.

По назначению
  • сверхдальние ВЛ напряжением 500 кВ и выше (предназначены для связи отдельных энергосистем)
  • магистральные ВЛ напряжением 220 и 330 кВ (предназначены для передачи энергии от мощных электростанций, а также для связи энергосистем и объединения электростанций внутри энергосистем — к примеру, соединяют электростанции с распределительными пунктами)
  • распределительные ВЛ напряжением 35, 110 и 150 кВ (предназначены для электроснабжения предприятий и населённых пунктов крупных районов — соединяют распределительные пункты с потребителями)
  • ВЛ 20 кВ и ниже, подводящие электроэнергию к потребителям.
По напряжению
  • ВЛ до 1000 В (ВЛ низшего класса напряжений)
  • ВЛ выше 1000 В
    • ВЛ 1–35 кВ (ВЛ среднего класса напряжений)
    • ВЛ 110–220 кВ (ВЛ высокого класса напряжений)
    • ВЛ 330–750 кВ (ВЛ сверхвысокого класса напряжений)
    • ВЛ выше 750 кВ (ВЛ ультравысокого класса напряжений)

Эти группы существенно различаются, в основном — требованиями в части расчётных условий и конструкций.

В сетях СНГ общего назначения переменного тока 50 Гц, согласно ГОСТ 721-77, должны использоваться следующие номинальные междуфазные напряжения: 380 В; (6)[2], 10, 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750 и 1150 кВ. Могут также существовать сети, построенные по устаревшим стандартам с номинальными межфазными напряжениями: 220 В, 3 и 150 кВ.

Самой высоковольтной ЛЭП в мире является линия Экибастуз-Кокчетав, номинальное напряжение — 1150 кВ. Однако, в настоящее время линия эксплуатируется под вдвое меньшим напряжением — 500 кВ.

Номинальное напряжение для линий постоянного тока не регламентировано, чаще всего используются напряжения: 150, 400 (Выборгская ПС — Финляндия) и 800 кВ.

В специальных сетях могут использоваться и другие классы напряжений, в основном это касается тяговых сетей железных дорог (27,5 кВ, 50 Гц переменного тока и 3,3 кВ постоянного тока), метрополитена (825 В постоянного тока), трамваев и троллейбусов (600 В постоянного тока).

По режиму работы нейтралей в электроустановках
  • Трёхфазные сети с незаземлёнными (изолированными) нейтралями (нейтраль не присоединена к заземляющему устройству или присоединена к нему через аппараты с больши́м сопротивлением). В СНГ такой режим нейтрали используется в сетях напряжением 3—35 кВ с малыми токами однофазных замыканий на землю.
  • Трёхфазные сети с резонансно-заземлёнными (компенсированными) нейтралями (нейтральная шина присоединена к заземлению через индуктивность). В СНГ используется в сетях напряжением 3–35 кВ с большими токами однофазных замыканий на землю.
  • Трёхфазные сети с эффективно-заземлёнными нейтралями (сети высокого и сверхвысокого напряжения, нейтрали которых соединены с землёй непосредственно или через небольшое активное сопротивление). В России это сети напряжением 110, 150 и частично 220 кВ, в которых применяются трансформаторы (автотрансформаторы требуют обязательного глухого заземления нейтрали).
  • Сети с глухозаземлённой нейтралью (нейтраль трансформатора или генератора присоединяется к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление). К ним относятся сети напряжением менее 1 кВ, а также сети напряжением 220 кВ и выше.
По режиму работы в зависимости от механического состояния
  • ВЛ нормального режима работы (провода и тросы не оборваны)
  • ВЛ аварийного режима работы (при полном или частичном обрыве проводов и тросов)
  • ВЛ монтажного режима работы (во время монтажа опор, проводов и тросов)

Основные элементы ВЛ

  • Трасса — положение оси ВЛ на земной поверхности.
  • Пикеты (ПК) — отрезки, на которые разбита трасса, длина ПК зависит от номинального напряжения ВЛ и типа местности.
  • Нулевой пикетный знак обозначает начало трассы.
  • Центровой знак на трассе строящейся ВЛ обозначает центр расположения опоры.
  • Производственный пикетаж — установка пикетных и центровых знаков на трассе в соответствии с ведомостью расстановки опор.
  • Фундамент опоры — конструкция, заделанная в грунт или опирающаяся на него и передающая ему нагрузку от опоры, изоляторов, проводов (тросов) и от внешних воздействий (гололёда, ветра).
  • Основание фундамента — грунт нижней части котлована, воспринимающий нагрузку.
  • Пролёт (длина пролёта) — расстояние между центрами двух опор, на которых подвешены провода. Различают промежуточный пролёт (между двумя соседними промежуточными опорами) и анкерный пролёт (между анкерными опорами). Переходный пролёт — пролёт, пересекающий какое-либо сооружение или естественное препятствие (реку, овраг).
  • Угол поворота линии — угол α между направлениями трассы ВЛ в смежных пролётах (до и после поворота).
  • Стрела провеса — вертикальное расстояние между низшей точкой провода в пролёте и прямой, соединяющей точки его крепления на опорах.
  • Габарит провода — вертикальное расстояние от провода в пролёте до пересекаемых трассой инженерных сооружений, поверхности земли или воды.
  • Шлейф (петля) — отрезок провода, соединяющий на анкерной опоре натянутые провода соседних анкерных пролётов.

Кабельные линии электропередачи

Кабельная линия электропередачи (КЛ) — линия для передачи электроэнергии или отдельных её импульсов, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепёжными деталями, а для маслонаполненных линий, кроме того, с подпитывающими аппаратами и системой сигнализации давления масла.

По классификации кабельные линии аналогичны воздушным линиям.

Кабельные линии делят по условиям прохождения

  • Подземные
  • По сооружениям
  • Подводные
К кабельным сооружениям относятся
  • Кабельный тоннель — закрытое сооружение (коридор) с расположенными в нём опорными конструкциями для размещения на них кабелей и кабельных муфт, со свободным проходом по всей длине, позволяющим производить прокладку кабелей, ремонт и осмотр кабельных линий.
  • Кабельный канал — непроходное сооружение, закрытое и частично или полностью заглубленное в грунт, пол, перекрытие и т. п. и предназначенное для размещения в нём кабелей, укладку, осмотр и ремонт которых возможно производить лишь при снятом перекрытии.
  • Кабельная шахта — вертикальное кабельное сооружение (как правило, прямоугольного сечения), у которого высота в несколько раз больше стороны сечения, снабженное скобами или лестницей для передвижения вдоль него людей (проходные шахты) или съемной полностью или частично стенкой (непроходные шахты).
  • Кабельный этаж — часть здания, ограниченная полом и перекрытием или покрытием, с расстоянием между полом и выступающими частями перекрытия или покрытия не менее 1,8 м.
  • Двойной пол — полость, ограниченная стенами помещения, междуэтажным перекрытием и полом помещения со съемными плитами (на всей или части площади).
  • Кабельный блок — кабельное сооружение с трубами (каналами) для прокладки в них кабелей с относящимися к нему колодцами.
  • Кабельная камера — подземное кабельное сооружение, закрываемое глухой съемной бетонной плитой, предназначенное для укладки кабельных муфт или для протяжки кабелей в блоки. Камера, имеющая люк для входа в неё, называется кабельным колодцем.
  • Кабельная эстакада — надземное или наземное открытое горизонтальное или наклонное протяженное кабельное сооружение. Кабельная эстакада может быть проходной или непроходной.
  • Кабельная галерея  — надземное или наземное закрытое полностью или частично (например, без боковых стен) горизонтальное или наклонное протяженное проходное кабельное сооружение.
Пожарная безопасность кабельных сооружений

Основная статья: Пожары в электроустановках

При пожарах в кабельных помещениях в начальный период происходит медленное развитие горения и только спустя некоторое время скорость распространения горения существенно увеличивается. Практика свидетельствует, что при реальных пожарах в кабельных туннелях наблюдаются температуры до 600 °C и выше. Это объясняется тем, что в реальных условиях горят кабели, которые длительное время находятся под токовой нагрузкой и изоляция которых прoгревается изнутри до температуры 80 °C и выше. Может возникнуть одновременное воспламенение кабелей в нескольких местах и на значительной длине. Связано это с тем, что кабель находится под нагрузкой и eгo изоляция нагревается до температуры, близкой к температуре самовоспламенения[3].

Кабель состоит из множества конструктивных элементов, для изготовления которых используют широкий спектр горючих материалов, в число которых входят материалы, имеющие низкую температуру воспламенения, материалы склонные к тлению. Также в конструкцию кабеля и кабельных конструкций входят металлические элементы. В случае пожара или токовой перегрузки происходит прогрев этих элементов до температуры порядка 500—600 ˚C, которая превышает температуру воспламенения (250–350 ˚C) многих полимерных материалов, входящих в конструкцию кабеля, в связи с чем возможно их повторное воспламенение от прогретых металлических элементов после прекращения подачи огнетушащего вещества. В связи с этим необходимо выбирать нормативные показатели подачи огнетушащих веществ, чтобы обеспечивать ликвидацию пламенного горения, а также исключить возможность повторного воспламенения[4].

Длительное время в кабельных помещениях применялись установки пенного тушения. Однако опыт эксплуатации выявил ряд недостатков:

  • ограниченный сpoк хранения пенообразователя и недопустимость хранения их водных растворов;
  • неустойчивость в работе;
  • сложность наладки;
  • необходимость специального ухода за устройством дозировки пенообразователя;
  • быстрое разрушение пены при высокой (около 800 °C) температуре среды при пожаре.

Исследования показали, что распыленная вода обладает большей огнетушащей способностью по сравнению с воздушно-механической пеной, так как она хорошо смачивает и охлаждает горящие кабели и строительные конструкции[5].

Линейная скорость распространения пламени для кабельных сооружений (горение кабелей) составляет 1,1 м/мин[6].

По типу изоляции

Изоляция кабельных линий делится на два основных типа:

  • жидкостная
    • кабельным нефтяным маслом
  • твёрдая
    • бумажно-масляная
    • поливинилхлоридная (ПВХ)
    • резино-бумажная (RIP)
    • сшитый полиэтилен (XLPE)
    • этилен-пропиленовая резина (EPR)

Здесь не указана изоляция газообразными веществами и некоторые виды жидкостной и твёрдой изоляции из-за их относительно редкого применения в момент написания статьи.

Высокотемпературные сверхпроводники

HTS кабель

Технология высокотемпературной сверхпроводимости (HTS), разработанная «Sumitomo Electric», применяется в демонстрационной системе силовой сети, запущенной в эксплуатацию в июле 2006 в США (Лонг-Айленд). При напряжении 138 кВ передаётся мощность в 574 МВА на длину 600 метров.

Потери в ЛЭП

Потери электроэнергии в проводах зависят от силы тока, поэтому при передаче её на дальние расстояния, напряжение многократно повышают (во столько же раз уменьшая силу тока) с помощью трансформатора, что при передаче той же мощности позволяет значительно снизить потери. Однако с ростом напряжения начинают происходить различные разрядные явления.

В воздушных линиях сверхвысокого напряжения присутствуют потери активной мощности на корону (коронный разряд). Коронный разряд возникает, когда напряжённость электрического поля E у поверхности провода превысит пороговую величину Eкр, которую можно вычислить по эмпирической формуле Пика: МВ/м, где r - радиус провода в метрах, β - отношение плотности воздуха к нормальной.[7] Напряженность электрического поля прямо пропорциональна напряжению на проводе и обратно пропорциональна его радиусу, поэтому бороться с потерями на корону можно, увеличивая радиус проводов, а также (в меньшей степени) - применяя расщепление фаз, т.е. используя в каждой фазе несколько проводов, удерживаемых специальными распорками на расстоянии 40-50 см. Потери на корону приблизительно пропорциональны произведению U(U-Uкр).

Потери на корону резко возрастают с ростом напряжения, среднегодовые потери на ЛЭП напряжением 500 кВ составляют около 12 кВт/км, при напряжении 750 кВ - 37 кВт/км, при 1150 кВ - 80 кВт/км. Потери также резко возрастают при осадках, особенно изморози, и могут достигать 1200 кВт/км[8].

Потери в ЛЭП переменного тока

Важной величиной, влияющей на экономичность ЛЭП переменного тока, является величина, характеризующая соотношение между активной и реактивной мощностями в линии — cos φ. Активная мощность — часть полной мощности, прошедшей по проводам и переданной в нагрузку; Реактивная мощность — это мощность, которая генерируется линией, её зарядной мощностью (ёмкостью между линией и землёй), а также самим генератором, и потребляется реактивной нагрузкой(индуктивной нагрузкой). Потери активной мощности в линии зависят и от передаваемой реактивной мощности. Чем больше переток реактивной мощности - тем больше потери активной.

При длине ЛЭП переменного тока более нескольких тысяч километров наблюдается ещё один вид потерь — радиоизлучение. Так как такая длина уже сравнима с длиной электромагнитной волны частотой 50 Гц, провод работает как антенна.

См. также

Литература

  • Электромонтажные работы. В 11 кн. Кн. 8. Ч. 1. Воздушные линии электропередачи: Учеб. пособие для ПТУ / Магидин Ф. А.; Под ред. А. Н. Трифонова. — М.: Высшая школа, 1991. — 208 с. — ISBN 5-06-001074-0
  • Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 648 с.: ил. ББК 31.277.1 Р63
  • Проектирование электрической части станций и подстанций: Учеб. пособие / Петрова С.С.; Под ред. С.А. Мартынова. — Л.: ЛПИ им. М. И. Калашникова, 1980. — 76 с. — УДК 621.311.2(0.75.8)

Ссылки

Примечания

dic.academic.ru

Как определить напряжение ЛЭП по виду изоляторов ВЛ?

Итак, перед вами стоит вопрос: "Сколько вольт в ЛЭП?" и нужно узнать напряжение в линии электропередач в киловольтах (кВ). Стандартные значения можно определить по изоляторам ВЛ и внешнему виду проводов ЛЭП на столбах.

Для повышения эффективности передачи электроэнергии и снижения потерь в воздушных и кабельных линиях, электрические сети разбивают на участки с разными классами напряжения ЛЭП.

Классификация ЛЭП по напряжению

  1. Низший класс напряжения ЛЭП – до 1 кВ;
  2. Средний класс напряжения – от 1 кВ до 35 кВ;
  3. Высокий класс напряжения – от 110 кВ до 220 кВ;
  4. Сверхвысокий класс ВЛ – от 330 кВ до 500 кВ;
  5. Ультравысокий класс ВЛ – от 750 кВ. 

Сколько вольт опасно для человека?

Высокое напряжение воздействует на человека опасным для здоровья образом, так как ток (переменный или постоянный) способен не только поразить человека, но и нанести ожоги. Сеть 220 в, 50 Гц уже достаточно опасна так, как считается, что постоянное или переменное напряжение, которое превышает 36 вольт и ток 0,15А убивает человека. В связи с этим, в ряде случаев даже ток осветительной сети может оказаться смертельным для человека. Поэтому высоковольные провода подвешивают на определенной высоте на ЛЭП опорах. Высота столба ЛЭП зависит от стрелы провеса провода, расстояния от провода до поверхности земли, типа опоры и т. п

С ростом рабочего напряжения в проводах ЛЭП увеличиваются размеры и сложность конструкций опор электропередач. Если для передачи напряжения 220/380 В используются обычные железобетонные (иногда деревянные) опоры с фарфоровыми линейными изоляторами, то воздушные линии мощность 500 кВ имеют внешний вид совсем иной. Опора ВЛ 500 кВ представляет собой сборную металлическую П-образную конструкцию высотой до нескольких десятков метров, к которым три провода крепятся с помощью траверс посредством гирлянд изоляторов. В воздушных линиях электропередач максимального напряжения ЛЭП 1150 кВ для каждого из трех проводов предусмотрена отдельностоящая металлическая опора ЛЭП.

Важная роль при прокладке высоковольтных ЛЭП принадлежит типу линейных изоляторов, вид и конструкция которых зависят от напряжения в линии электропередач. Поэтому напряжение ЛЭП легко узнать по внешнему виду изолятора ВЛ.

 Штыревые фарфоровые изоляторы используются для подвешивания самых легких проводов в воздушных линиях небольшой мощности 0,4-10 кВ. Штыревые изоляторы этого типа имеют значительные недостатки, основными из которых являются недостаточная электрическая прочность (ограничение напряжения ЛЭП 0,4-10 кВ) и неудовлетворительный способ закрепления на изоляторе проводов ВЛ, создающие в эксплуатации возможность повреждений проводов в местах их креплений при автоколебаниях подвески. Поэтому в последнее время штыревые изоляторы полностью уступили место подвесным. Изоляторы ВЛ подвесного типа, применяющиеся у нас в контактной сети, имеют несколько иной внешний вид и размеры.

При напряжении в ЛЭП свыше 35 кВ используются подвесные изоляторы ВЛ, внешний вид которых представляет собой фарфоровую или стеклянную тарелку-изолятор, шапки из ковкого чугуна и стержня. Для обеспечения необходимой изоляции изоляторы собирают в гирлянды. Размеры гирлянды зависят от напряжения линии и типа изоляторов высоковольтных линий.

Приблизительно определить напряжение ЛЭП, мощность линии по внешнему виду, простому человеку бывает трудно, но, как правило, это можно сделать простым способом — точно посчитать количество и узнать сколько изоляторов в гирлянде крепления провода (в ЛЭП до 220 кВ), или число проводов в одной связке («пучке») для линий от 330 кВ и выше..

Сколько вольт в высоковольтных проводах ЛЭП?

 Электрические линии малого напряжения - это ЛЭП-35 кВ (напряжение 35000 Вольт) легко определить самому визуально, т.к. они имеют в каждой гирлянде небольшое количество изоляторов - 3-5 штук.

ЛЭП 110 кВ - это уже 6-10 высоковольтных изоляторов в гирляндах, если число тарелок от 10-ти до 15-ти, значит это ВЛ 220 кВ.

Если вы можете видеть, что высоковольтные провода раздваиваются (расщепление) тогда — ЛЭП 330 кВ, если количество проводов подходящих на каждую траверса ЛЭП уже три (в каждой высоковольтной цепи) — то напряжение ВЛ 500 кВ, если количество проводов в связке четыре - мощность ЛЭП 750 кВ.

 Для более точного определения напряжения ВЛ обратитесь к специалистам в местное энергетическое предприятие.

Количество изоляторов на ЛЭП (в гирлянде ВЛ)

Количество подвесных изоляторов в гирляндах ВЛ на металлических и железобетонных опорах ЛЭП в условиях чистой атмосферы (с обычным полевым загрязнением).

Тип изолятора по ГОСТ ВЛ 35 кВ ВЛ 110 кВ ВЛ 150 кВ ВЛ 220 кВ ВЛ 330 кВ ВЛ 500 кВ
ПФ6-А (П-4,5) 3 7 9 13 19 -
ПФ6-Б (ПМ-4,5) 3 7 10 14 20 -
ПФ6-В (ПФЕ-4,5) 3 7 9 13 19 -
(ПФЕ-11) - 6 8 11 16 21
ПФ16-А - 6 8 11 17 23
ПФ20-А (ПФЕ-16) - - - 10 14 20
(ПФ-8,5) - 6 8 11 16 22
(П-11) - 6 8 11 15 21
ПС6-А (ПС-4,5) 3 8 10 14 21 -
ПС-11 (ПС-8,5) 3 7 8 12 17 24
ПС16-А - 6 8 11 16 22
ПС16-Б - 6 8 12 17 24
ПС22-А - - - 10 15 21
ПС30-А - - - 11 16 22

sbk.ltd.ua

КЛАССИФИКАЦИЯ ОПОР ЛЭП ПО ОБЩЕМУ ВИДУ

Это классификация не совсем официальная (некоторые названия, вроде «метапортальных», «пирамидальных» и т.д. в офиц. литературе не встречаются). Во многих старых справочниках, в главах посвящённых разделению опор по внешнему виду, информация поверхностная, например, там зачастую выделены только А-образные, П-образные, столбовые, АП-образные мачты. Об остальных ни слова. Вот и появилась необходимость в моей собственной классификации, так сказать, для личного пользования, но возможно, она будет интересна и вам. В её основе, разделение всех опор на классы, семейства, роды, виды и подвиды (т.е. модификации) по внешнему виду. Ниже представлена лишь обзорная классификация (в основном только классы).

Класс: «Башенные решётчатые опоры»
Классические, самые распространенные из всех опор ЛЭП высокого напряжения. Могут иметь от одного до 9-ти параллельных траверс, и применятся для одно- двух- или многоцепных ЛЭП. Все башенные опоры решётчатые объединяет общая черта – их ствол сужается от базы к верхушке. Подразделяются на два семейства:
-Широкоствольные решётчатые (если основание мачты шире товарного вагона,). Это самые распространенные опоры. Могут быть одноцепными («Крымского типа»), двухцепные (типа «Бочка») и многоцепные («комби»)



Узкоствольные решётчатые (соответственно их основание уже товарного вагона). Класс: «Портальные опоры»
Семейство: Ортопортальные
Опоры из металла, дерева или железобетона (см. также семейство «П-образные столбовые»), напоминающие букву «П» либо букву «Н», имеющие два основания и общий траверс(ы). Пользуются особо широким распространением на ЛЭП 330-750 кВ. Как правило, одноцепные.


Семейство: Метапортальные опоры
Анкеры, иногда напоминающие букву «m». От обычных ортопопортальных отличаются тем, что имеют более двух оснований. Самая широкая разновидность метапортальных опор – подстанционные порталы (офиц. термин) – это конструкции, устанавливаемые перед началом линий, на электроподстанциях.


Семейство: Протопортальные
Зачастую это архаичные, одноцепные опоры, у которых портал ещё окончательно не сформировался. Имеется сросток между стенками портала. Применялись с 30-х годов. Для некоторых таких опор характерно подобие двух букв «Х» стоящих друг на друге, если смотреть на мачту в анфас. Типичные представители – анкер АС и опоры «Свирского типа» (30-е годы), специальная опора АС-40В и т.п.
Класс: «АП-образные опоры»Одноцепные опоры, созданные при помощи сварных металлических труб, МГС либо дерева, в профиль напоминающие букву «А», в анфас букву «П». Сечение труб в этих опорах может достигать 1300 мм, а высота может быть свыше 80 м. На фото пример такой трубчатой опоры при переходе линии 330кВ через Днепр, на Украине. Внутри её стоек, находятся лестницы для подъёма на вершину, а всего опора имеет четыре колена высотой 21 метр каждый (они окрашены в разные цвета), общая высота мачты около 85 метров. Подробнее можно прочитать тут - http://io.ua/s93360.

Класс: «Пирамидальные опоры»
(офиц. термин - трехстоечные раздельностоящие решётчатые опоры)
Трёхстоечные решётчатые опоры, как правило, стоят на поворотах и переходах ЛЭП 500кВ и 750кВ, используются в качестве анкерных (фото).



Класс: «Л-образные (качающиеся) опоры»

Представляют собой плоские Л-образные решётчатые конструкции, шарнирно сочленённые с двумя фундаментами. Наверху опоры – траверса для крепления 4-х несущих тросов, удерживающих опору в вертикальном положении. Ниже расположены ещё три (реже две) траверсы, для подвеса проводов. Л-образные вышки применялись, в частности, как переходные для двух цепей ВЛ 110кВ или 220 кВ. Их применение позволило сэкономить металл и упростить фундамент. Такие опоры было целесообразно применять в заливаемых водою территориях при половодье. Особенности конструкции не дали этим опорам получить широкое распространение.

Класс: «Y-образные опоры» («рюмки»)

Одноцепные мачты напоминающие букву «Y» или рюмку. Существуют разных типов и применяются достаточно давно и у нас и заграницей, в том числе в качестве переходных (например, ПС-101). Всегда выполнены из металла, обычно решётчатые, реже состоят из многогранных гнутых стоек.



Класс: «Дельтавидные опоры»
Одноцепные решётчатые опоры, всегда имеющие широкую базу, а верхушкой они напоминает Y-образные мачты. Широко распространены на Западе (особенно в США). На фото пример дельтавидной опоры ЛЭП в Швейцарии, с железобетонными антилавинными «штанами».

Класс: «Столбовые опоры» (т.е. не решётчатые)
Это опоры, в основе которых деревянные, металлические либо железобетонные столбы. Существуют одностоечные и портальные.
Семейство: Одностоечные столбовые опоры
Одностоечные опоры из железобетона – самые широко распространенные промежуточные опоры ЛЭП на напряжениях 35-220 кВ. Относительно недавно получил распространение прогрессивный тип металлических одностоечных столбовых опор – с применением МГС. Если говорить точнее, то в США такие опоры применяются довольно давно, а в СНГ они только начинают завоёвывать популярность. Применение МГС позволило создавать столбовые многоцепные опоры.



Семейство – Портальные (П-образные) столбовые
Портальные столбовые опоры состоят из двух столбов (деревянных, железобетонных или МГС) скреплённых общей траверсой. Особое распространение у нас получили столбовые одноцепные портальные ж-б опоры ПВС для линий 220 и 330 кВ. Разновидность портальных столбовых опор – «высоковольтные ворота» (опоры с ригелем из железобетона). Часто они имеют более двух стоек в основании и используются в качестве подстанционных порталов.




Семейство – Раздельностоящие столбовые
В отличие от портальных столбовых, не скреплены общей траверсой. Каждая из этих опор поддерживает лишь одну фазу ЛЭП, встречаются редко, в основном на 500кВ.


Класс: V-образные

Промежуточные поры с оттяжками, применяемы на трассах ЛЭП 330-1150кВ, к примеру, опоры типа «Набла» для 750 кВ. Напоминают перевернутый треугольник - наблу. Исключительно одноцепные.

Класс: Опоры типа «Кошка»
Весьма интересные оригинальные опоры, пользуются большой популярности в странах западной Европы, особенно во Франции.

Нестандартные опоры
К ним относятся различные не классифицируемые выше, нестандартные опоры и экзотика, например многочисленные декоративные опоры. Это очень обширная тема, поэтому требует отдельного описания.

Надеюсь, эта подборка заинтересует вас этой темой).
Если заинтересовала, то добро пожаловать на фотогалерею ЛЭП «PowerLiner» www.novoklimov.io.ua Тут вы сможете увидеть более 2300 фото снимков ЛЭП и подстанций России и Украины.
Буду также рад видеть Вас на своём блоге, посвящённом хайвольтаж-трэвеллингу
www.novoklimov.blogspot.com
 

novoklimov.livejournal.com

3.2.3 Конструкции воздушных лэп переменного тока

Воздушная ЛЭП определяется как устройство для передачи электрической энергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным при помощи изоляторов и арматуры к опорам или кронштейнам инженерных сооружений. В этом определении почти все основные элементы воздушной ЛЭП за исключением грозозащитных тросов и фундаментов. Наглядное представление о составе конструктивных элементов воздушной ЛЭП дает рис. 3.6. Естественно, главными элементами являются проводафаз линииА,В,С, непосредственно осуществляющие передачу электроэнергии. Для защиты проводов от прямых ударов молнии служаттросы, монтируемые в верхней части опор на тросостойках.Опорыпредназначены для надежного поддержания проводов и тросов на определенной высоте над поверхностью земли, как при нормальной эксплуатации линии, так и в различных аварийных ситуациях.Изоляторыдолжны обеспечить необходимый промежуток между находящимся под напряжением проводом и заземленным телом опоры.Линейная арматура— это комплекс устройств, с помощью которых провода соединяются, закрепляются на изоляторах, а изоляторы — на опорах. Наконец,фундаментыслужат для обеспечения устойчивого положения опор в пространстве.

Проводниковые материалы, из которых изготавливаются провода воздушных линий электропередачи, т.е. их главные элементы, должны удовлетворять ряду технических и экономических требований. Прежде всего, они должны обладать невысокимудельным электрическим сопротивлением , чтобы потери активной мощности на нагрев проводов и потери напряжения в линии при прочих равных условиях были по возможности минимальны.

Плотность этих материалов также не должна быть высокой, по­скольку при заданном поперечном сечении проводника она определяет удельную нагрузку от собственного веса провода. Еще одним требованием является высокая механическая прочность, оцениваемая по пределу прочности на разрыв. Одновременно проводниковый материал должен обладать стойкостью к атмосферным воздействиям и химическим реагентам, находящимся в воздухе. Наконец, этот материал не должен быть дефицитным и дорогим, чтобы стоимость воздушных линий была бы приемлемой при их массовом строительстве.

Различные материалы в разной степени удовлетворяют этому набору требований, и среди них не существует такого, который был бы вне конкуренции по всем показателям. На сегодня в практике сооружения воздушных ЛЭП используются такие материалы, как медь, алюминий и его сплавы, а также сталь.

На воздушных линиях преимущественно применяются неизолированные провода и тросы. Вместе с тем в последние три десятилетия за рубежом и в 90-е годы XX в. в России на линиях 0,4 и 6–20 кВ стали довольно широко применяться самонесущие изолированные провода (СИП), а на линиях 35 кВ — изолированные. Сооружение линий с такими проводами значительно дороже, однако их повреждаемость существенно ниже. Этим, в основном, и объясняется их все расширяющееся применение.

Разновидности конструкций неизолированных проводов представлены на рис. 3.7. Они включают какмонометаллические (из меди, алюминия, стали), так и биметаллические (сталеалюминиевые) провода.

Однопроволочные провода допускаются к применению лишь на линиях напряжением до 1 кВ. При более высоких номинальных напряжениях используются исключительно многопроволочные конструкции. Из монометаллических в России ограниченно применяются алюминиевые провода — главным образом в местных электрических сетях 0,4 и 6–10 кВ, где длины пролетов не превышают 100–150 м. Расширенные и полые провода разрабатывались для применения на линиях напряжением 220 кВ и выше с целью уменьшения отрицательных последствий явления коронного разряда на проводах. Это явление возникает при определенной напряженности электрического поля на поверхности провода (около 30 кВ/см), которая обратно пропорциональна внешнему диаметру провода.

Применение проводов обычной многопроволочной конструкции с увеличенным по этой причине диаметром неэкономично, поскольку сечение такого провода из-за явления поверхностного эффекта при протекании по нему переменного тока используется не полностью, т.е. какое-то количество материала не работает и является как бы лишним. Пустотелая конструкция позволяет избежать перерасхода цветного металла и удорожания ВЛ. Аналогичные цели преследовались и при создании расширенных проводов за счет размещения внутри многопроволочной конструкции каркасных спиралей или стеклопластиковых наполнителей.

В России основным используемым типом проводов для линий 35–1150 кВ до настоящего времени являются сталеалюминиевые. Они имеют стальной сердечник из 1, 7, 19, 37 или 61 проволоки (соответственно 1, 2, 3, 4 или 5 повивов). На этот сердечник накладываются от 1 до 4 повивов алюминиевых проволок.

Многообразие применяемых типов опор влечет за собой необходимость их классификации по целому ряду признаков. По количеству трехфазных цепей различают опоры:

одноцепные, которые применяются при сооружении линий любых номи­нальных напряжений;

двухцепные, которые в России применяются для линий 35–330 кВ;

многоцепныеопоры в России не применяются.

По способу крепления проводов выделяются промежуточные опоры, на которых провода закрепляются в поддерживающих зажимах. Это основной тип опор, составляющий около 90 % их общего числа. Кроме них выделяются анкерные опоры, на которых провода закрепляются в натяжных зажимах. Эти опоры расположены по концам анкерного пролета.

В качестве материала для изготовления опор используются древесина, железобетон и сталь. Деревянные опоры в России применяют на линиях с номинальным напряжением до 220 кВ включительно.Унифицированные железобетонные опоры в России применяются для сооружения линий с номинальным напряжением до 500 кВ включительно. Металлические опоры применяются в диапазоне номинальных напряжений от 35 до 1150 кВ.

Помимо перечисленных выше выделяется группа опорспециального назначения. К ним относятся транспозиционные, ответвительные и переходные опоры. Транспозиционные опоры устанавливаются по концам участков цикла транспозиции (рис. 3.8).

Под транспозицией понимается циклическая перестановка фаз с целью снижения несимметрии систем векторов токов и напряжений в конце линии (при симметричных системах этих векторов в ее начале), вызываемой различием реактивных параметров фаз (индуктивностей и емкостей) вследствие несимметричного расположения проводов на опорах. На линиях длиной до 100 км обычно осуществляется один цикл транспозиции. Ответвительные опоры служат для выполнения ответвлений от основной линии, а переходные — для осуществления переходов через реки и другие водные пространства. Высота последних в ряде случаев достигает 100 м.

На одноцепных опорах в настоящее время применяют два расположения проводов — по вершинам треугольника (на линиях 35–330 кВ с железо­бетонными и стальными опорами) и горизонтальное (на всех линиях напряжением 220 кВ и выше и на линиях 35–110 кВ с деревянными опорами). На двухцепных опорах рекомендуется расположение проводов по вершинам шестиугольника (типа «бочка»).

Изоляторы воздушных линий изготавливают в основном из фарфора или закаленного стекла. Вместе с тем, в последние два десятилетия все шире начинают применяться и полимерные изоляторы. Фарфор и стекло обладают высокой стойкостью к атмосферным воздействиям, достаточно высокой механической и электрической прочностью. Стеклянные изоляторы легче фарфоровых, лучше противостоят ударным нагрузкам и не растрескиваются, а рассыпаются при пробое, что облегчает визуальное нахождение места повреждения при осмотрах линии.

Конструктивно различаются два вида стеклянных и фарфоровых изоляторов — штыревые и подвесные. Штыревые (рис. 3.9а) применяются на линиях до 35 кВ включительно. Корпус изолятора имеет внутреннюю резьбу и навинчивается на металлический штырь или крюк. Провод укладывается в углубление на головке изолятора и закрепляется проволочной вязкой.

Подвесные изоляторы (рис. 3.9б) применяются на линиях напряжением 35 кВ и выше. Конструкция подвесного тарельчатого изолятора состоит из трех основных элементов:

—стеклянной или фарфоровой изолирующей детали в виде тела вращения с ребрами на нижней поверхности и с внутренней полостью конической или цилиндрической формы;

шапки из ковкого чугуна, в верхней части которой имеется сферическая полость (гнездо), предназначенная для шарнирного сопряжения с другим изолятором;

стержня, нижняя головка которого имеет сферическую поверхность, сопрягаемую с соответствующей поверхностью в гнезде шапки.

Прочное соединение металлических деталей подвесного изолятора с изолирующей деталью достигается за счет конической формы сопрягаемых частей шапки, изолирующей детали и верхней головки стержня, пространство между которыми заполняется цементным раствором. Подвесные изоляторы собираются в гирляндыпутем введения в сферическое гнездо шапки головки стержня смежного изолятора. Количество изоляторов в поддерживающей гирлянде определяется в основном значением номинального напряжения линии, а также степенью загрязненности атмосферы, материалом опоры и типом изолятора и может составлять от 3 до 24 и более.

Стержневые полимерные изоляторыпредставляют собой относительно новое поколение изоляции. Их разработка и внедрение начались в СССР в 70-е годы XX в. В настоящее время в России в эксплуатации находятся более 400 тыс. полимерных изоляторов. Основой их конструкции (рис. 3.9в) являетсястеклопластиковый стержень, воспринимающий всю механическую нагрузку. На концах стержня имеются металлическиефланцыдля крепления к траверсе опоры и соединения с зажимом провода. Электрическую прочность изолятора и необходимую длину пути утечки тока обеспечивает ребристая полимернаяоболочка, защищающая стержень от атмосферных воздействий.

studfiles.net

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *