Виды, назначение и техническая характеристика воздушных и кабельных линий

Передача электроэнергии в системах электроснабжения осуществляется воздушными и кабельными линиями, токопроводами и электропроводками. Сечения проводников устройств передачи электроэнергии выбирают по следующим условиям:

  • 1) по нагреву (с учетом нормальных, послеаварийных, ремонтных режимов) максимальным током в течение получаса;
  • 2) экономической плотности тока;
  • 3) условиям динамического действия и нагрева при коротком замыкании.

Сечения проводников, полученные в результате расчета по максимальному току и экономической плотности тока, округляют до ближайшего стандартного. В электроустановках напряжением выше 1 кВ по режиму короткого замыкания проверяют:

  • • кабели, токопроводы, а также опорные и несущие конструкции для них;
  • • воздушные линии при ударном токе короткого замыкания, равном 50 кА и более, для предупреждения схлестывания проводов при динамическом действии токов короткого замыкания.

В электроустановках напряжением ниже 1 кВ проверяют только токопроводы, распределительные щиты и силовые шкафы [26J.

Воздушные линии.

Воздушные линии используют для передачи и распределения электроэнергии по проводам, закрепляемым при помощи изоляторов и линейной арматуры на опорах. Основными элементами воздушных линий являются провода, изоляторы и опоры.

По количеству цепей воздушные линии делят на одно-, двух- и многоцепные. Количество цепей определяется схемой электроснабжения и необходимостью ее резервирования. Если по схеме электроснабжения требуются две цепи, то эти цепи могут быть подвешены на двух отдельных одноцепных воздушных линиях с одноцепными опорами или на одной двухцепной воздушной линии с двухцепными опорами.

В зависимости от способа подвески проводов опоры делят:

  • 1) на промежуточные (провода закреплены в поддерживающих зажимах);
  • 2) анкерные (для натяжения проводов; провода закреплены в натяжных зажимах);
  • 3) угловые (на углах поворота воздушных линий с подвеской проводов в поддерживающих зажимах).

Укрупненно же опоры воздушных линий напряжением выше 1 кВ подразделяют на два вида:

  • • анкерные, полностью воспринимающие тяжение проводов и тросов в смежных пролетах;
  • • промежуточные, не воспринимающие тяжение или воспринимающие частично.

В соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ) пересечения некоторых инженерных сооружений (железных дорог и др.) необходимо выполнять на опорах анкерного типа.

На воздушных линиях применяют деревянные, металлические и железобетонные опоры. Достоинствами дерева как материала для опор являются небольшая масса, высокая эластичность, хорошие электроизоляционные свойства. Недостатком древесины является подверженность ее гниению. Для уменьшения гниения древесины применяют специальные пропитки антисептиком. Гниение древесины в первую очередь происходит в местах соприкосновения опоры с грунтом.

Металлические опоры применяют при больших нагрузках и в основном на воздушных линиях напряжением 35 кВ и выше. В настоящее время металлические опоры для повышения надежности работы электрических сетей стали применять и на напряжение 10 кВ.

По конструктивному исполнению металлические опоры могут быть двух видов: башенные или одностоечные и портальные. Достоинством

металлических опор является высокая прочность, недостатком — их подверженность коррозии, что при эксплуатации требует проведения периодической окраски или нанесения антикоррозийного покрытия. Независимо от конструктивного исполнения металлические опоры выполняют в виде пространственных решетчатых конструкций. На рисунке 1.15 приведена промежуточная металлическая опора одноцепной линии.

Рис. 1.15. Промежуточная металлическая опора одноцепной линии:

1 — провода; 2— гирлянда изоляторов; 3 — грозозащитный трос; 4 — тросостойка; 5 — траверсы опоры; 6 — стойка опоры; 7 — фундамент опоры

Железобетонные опоры, по сравнению с металлическими, более долговечны и экономичны в эксплуатации, так как требуют меньше ухода и ремонта. Основное преимущество — значительное уменьшение расхода стали (на 40—75%), недостаток — большая масса.

По способу изготовления железобетонные опоры делят на бетонируемые на месте установки и заводского изготовления [21J.

Воздушные линии выполняют в основном неизолированными проводами, состоящими из одной (однопроволочные) или нескольких свитых проволок (многопроволочные). Однопроволочные провода применяются на воздушных линиях напряжением до 1 кВ, многопроволочные — на воздушных линиях всех напряжений.

Материалы проводов и тросов должны удовлетворять следующим основным требованиям:

  • 1) иметь высокую электрическую проводимость;
  • 2) обладать достаточной прочностью;
  • 3) выдерживать атмосферные воздействия.

Наибольшей стойкостью обладают медные и бронзовые провода; провода из алюминия подвержены коррозии, стальные провода разрушаются даже в нормальных атмосферных условиях, поэтому их покрывают слоем цинка. Однако для проводов воздушных линий медь является дорогим и дефицитным материалом. Поэтому основными материалами, используемыми для изготовления проводов, является алюминий, сталь и их сплавы.

Для воздушных линий применяют современные неизолированные высоковольтные провода следующих типов:

  • • АСп — компактный провод, обеспечивающий повышенную пропускную способность и низкие тепловые потери;
  • • ACT — высокотемпературный провод с допустимой рабочей температурой 210 °С, повышающий надежность передачи электроэнергии в режиме пиковых нагрузок;
  • • АССС — самый современный и эффективный провод, отличающийся от традиционных проводов высокой прочностью (на 20—25% выше), меньшей массой (на 50—60% меньше), сниженными потерями (на 30—40% ниже), высокой проводимостью (на 25—30% выше) и др.

Марки неизолированных проводов обозначают буквами: АС — ста- леалюминевый провод, т.е. сердечник провода для повышения механической прочности выполнен из стали, а токопроводящая часть — из алюминиевых проволок; АС 50/8 — сталеалюминевый провод сечением алюминиевой части 50 мм2, стального сердечника 8 мм2 (в электрических расчетах учитывается проводимость только алюминиевой части провода); АСО — сталеалюминевые провода облегченной конструкции; АСУ — сталеалюминевые провода усиленной конструкции; ACT — сталеалюминевые провода высокотемпературные (до 210 °С в длительном режиме).

Для повышения надежности функционирования воздушных линий вместо неизолированных проводов применяют самонесущие изолированные провода (СИП) и защищенные провода (ПЗВ). Применение самонесущих изолированных и защищенных проводов при сооружении воздушных линий решает многие проблемы, которые возникают при использовании неизолированных проводов марки АС (устойчивость к погодным условиям, снижение эксплуатационных затрат, не- отключение при схлестывании проводов и др.).

Провода СИП-1, СИП-2, СИП-4, СИП-5 предназначены для электрических сетей 0,6(1) кВ; СИП-3 — для сетей 10, 20 и 35 кВ; СИП-7 — для сетей 110 кВ, представляют собой одножильный провод с токопроводящей жилой из проволок алюминиевого сплава, с защитной изоляцией из трех слоев: экрана по жиле из электропроводящего полиэтилена, слоя изоляции из сшитого полиэтилена и слоя атмосферостойкого трекингостойкого полиэтилена. В таблице 1.3 приведены технические и эксплуатационные характеристики провода СИП-7.

Таблица 1.3

Технические и эксплуатационные характеристики провода СИП-7

Параметр

Значение

Номинальное напряжение, кВ

110

Температура окружающей среды при эксплуатации провода, °С

-60...+50

Минимальная температура прокладки провода без подогрева, °С

-20

Предельная длительно допустимая температура провода, °С

90

Предельно допустимая температура нагрева провода в режиме перегрузки,°С

130

Максимальная температура нагрева провода при КЗ, °С

250

Срок службы, не менее, лет

30

Гарантийный срок эксплуатации провода, лет

3

На линиях напряжением 220 кВ и выше применяют расщепление проводов — подвешивают несколько проводов в фазе. Этим достигается уменьшение напряженности электрического поля около проводов и ослабление ионизации воздуха (короны).

Для уравнивания индуктивных сопротивлений на линиях ВН длиной более 100 км применяют транспозицию проводов: линия делится на три участка, на которых каждый из трех проводов занимает все три возможных положения. В точках линии, где провода линии меняются местами, устанавливаются транспозиционные опоры.

Ветровая нагрузка на воздушные линии приводит к возникновению вибрации проводов, которая имеет место при скоростях ветра 0,6—0,8 м/с. Особенно опасна вибрация проводов на переходах через реки и водные пространства с пролетами длиной более 500 м.

При гололеде из-за ветра наблюдается «пляска» проводов, при которой возможно схлестывание проводов и тросов, приводящее к отключению воздушных линий. Вибрация и «пляска» проводов воздушных линий может привести также к обрывам проводов. Для уменьшения вибрации и «пляски» проводов применяют специальные гасители.

Кроме проводов и опор, третьим основным элементом воздушных линий являются изоляторы. На напряжении 35—220 кВ провода изолируют от опор гирляндами подвесных изоляторов. Для изоляции воздушных линий напряжением 6—35 кВ применяют штыревые изоляторы, на воздушных линиях напряжением 35 кВ могут применяться изоляторы двух типов.

У всех типов изоляторов, применяемых на воздушных линиях, имеются свои достоинства и недостатки. В настоящее время и без учета конкретных условий эксплуатации рейтинг изоляторов выглядит следующим образом: стеклянные, фарфоровые, полимерные.

В последние годы производство и применение полимерных изоляторов в электроустановках высокого напряжения неуклонно расширяется. Из преимуществ полимерных изоляторов можно отметить следующие: в восемь-десять раз меньшая масса (чем у существующих стеклянных и фарфоровых), высокие разрядные характеристики, стойкость к загрязнению, устойчивость к ударам, устойчивость к резким изменениям температуры. Полимерные изоляторы используют при напряжениях 10, 20, 35—500 кВ. Слабым местом в характеристике полимерных изоляторов является окончательно не установленный срок службы.

Важной характеристикой воздушных линий является защита их от дуги, которая выполняется с помощью устройств серии УЗД и от атмосферных перенапряжений — устройствами серии УЗПН или ограничителями перенапряжений (ОПН).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >