4.5. Выбор сечений проводов воздушных линий. Провода вл

1.2. Провода вл и тросы

На ВЛ применяются неизолированные провода, т. е. без изолирующих покровов. Наиболее распространены на ВЛ провода алюминиевые, сталеалюминиевые, а также из сплавов алюминия-–АН, АЖ. Медные провода в настоя-щее время не используются на ВЛ без специальных техни-ко-экономических обоснований. Обычно не рекомендуется применять на ВЛ стальные провода.

Грозозащитные тросы, как правило, выполняются из стали. В последние годы грозозащитные тросы ис-пользуются для организации высокочастотных каналовсвязи. Такие тросы выполняются сталеалюминиевыми.

Конструкции и общий вид неизолированных проводов приведены на рис. 1.2, а. Однопроволочный провод (рис. 1.2, б) состоит из одной круглой проволоки. Такие провода дешевле многопроволочных, однако они менее гибки и имеют меньшую механическую прочность. Мно-гопроволочные провода из

Рис. 1.1. Промежуточная металлическая опора одноцепной линии:

1– провода; 2 –изоляторы; 3 –грозо-защитный трос; 4 – тросостойка; 5– траверсы, опоры; 6–стойка опоры; 7– фундамент опоры

одного металла (рис. 1.2, в) состоят из нескольких свитых между собой проволок. При увеличении сечения растет число проволок. В многопроволочных проводах из двух метал-лов–сталеалюминиевых проводах (рис. 1.2, г)–внутрен- ние проволоки (сердечник провода) выполняются из стали, а верхние – из алюминия.

Рис. 1.2. Конструкции проводов ВЛ:

а–общий вид многопроволочного провода; б–сечение однопроволочного прово- да; в, г – сечения многопроволочных проводов из одного и двух металлов; д – сечение пустотелого провода

Стальной сердечник увеличивает механическую проч-ность, алюминий же – токопроводящая часть провода. По-лые провода (рис. 1.2,(3) изготовляют из плоских проволок, соединенных друг с другом в паз, что обеспечивает конст-руктивную прочность провода. У таких проводов больший по сравнению со сплошными диаметр, благодаря чему по-вышается напряжение появления коронирующего разряда на проводах и значительно снижаются потери энергии на корону. Полые провода применяются на ВЛ редко, они главным образом используются для ошиновки подстанций 330 кВ и выше. Для снижения потерь электроэнергии на корону ВЛ при U ном 330 кВ каждая фаза ВЛрасщепляет- ся на несколько проводов.

Материал проводов должен иметь высокую электриче- скую проводимость. На первом месте по проводимости сто- ит медь, затем алюминий; сталь имеет значительно более низкую проводимость. Провода и тросы должны быть вы- полнены из металла, обладающего достаточной прочно- стью. По механической прочности на первом месте стоит сталь. Материал проводов и тросов должен быть стойким по отношению к коррозии и химическим воздействиям.

Медь при своих высоких качествах – хорошей проводи- мости, большой механической прочности и коррозионной стойкости – дорога и дефицитна. Поэтому в настоящее время медные провода для выполнения ВЛ не применяют- ся. Их использование допускается в контактных сетях, се- тях специальных производств (шахт, рудников и др.).

Алюминий – наиболее распространенный в природе ме- талл. Его удельная проводимость составляет 65,5 % прово- димости меди. Большая проводимость, легкость и распро- страненность в природе алюминия привели к эффективно- му использованию его в качестве токопроводящего металла для проводов и кабелей. Основной недостаток алюминия - относительно малая механическая прочность. Алюминиевые однопроволочные провода вообще не выпус- каются из-за их низкой прочности. Многопроволочные алю- миниевые провода обычно применяют только в распредели- тельных сетях напряжением до 35 кВ, а в сетях с более высоким напряжением используются сталеалюминиевые провода. В соответствии с ГОСТ 839-80 выпускаются алю- миниевые провода марок А и АКП. Провод марки А состо- ит из алюминиевых проволок одного диаметра (число про- волок от 7 до 61), скрученных концентрическими повивами; АКП - провод марки А, но его межпроволочное простран- ство заполнено нейтральной смазкой повышенной термо- стойкости, противодействующей появлению коррозии. Кор- розионно-стойкий провод АКП применяется для ВЛ вблизи морских побережий, соленых озер и химических пред- приятий.

Провода из сплавов алюминия (АН - нетермообрабо- танный, АЖ – термообработанный сплав) имеют большую механическую прочность и примерно такую же проводи- мость, как и провода марки А.

Сталеалюминиевые провода наиболее широко применя- ются на ВЛ. Проводимость стального сердечника не учи- тывается, а за электрическое сопротивление принимается только сопротивление алюминиевой части. В соответствии с ГОСТ 839-80 выпускаются сталеалюминиевые провода марок АС, АСКС, АСКП, АСК.

Провод марки АС состоит из стального сердечника и алю- миниевых проволок. Провод предназначается для ВЛ при прокладке их на суше, кроме районов с загрязненным вред- ными химическими соединениями воздухом. Коррозионно- стойкие провода АСКС, АСКП, АСК предназначены для ВЛ, проходящих по побережьям морей, соленых озер и в промышленных районах с загрязненным воздухом; АСКС и АСКП – это провода марки АС, но межпроволоч- ное пространство стального сердечника (С) или всего про- вода (П) заполнено нейтральной смазкой повышенной тер- мостойкости; АСК – провод марки АСКС, но стальной сер- дечник изолирован двумя лентами полиэтиленовой пленки.

В обозначение марки провода вводится номинальное се- чение алюминиевой части провода и сечение стального сер- дечника, например АС 120/19 или АСКС 150/34.

studfiles.net

1.2. Провода вл и тросы

Рис. 1.1. Промежуточная металлическая опора одноцепной линии:

Рис. 1.2. Конструкции проводов ВЛ:

studfiles.net

ПРОВОДА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ — Мегаобучалка

Провода предназначены для передачи ЭЭ. Наряду с хорошей элек-тропроводностью (возможно меньшим электрическим сопротивлением), достаточной механической прочностью и устойчивостью против корро-зии, они должны удовлетворять условиям экономичности. С этой целью применяют провода из наиболее дешёвых металлов – алюминия, стали, специальных сплавов алюминия. Хотя медь обладает наибольшей прово-димостью, медные провода из-за высокой стоимости и необходимости для других целей в новых линиях не используются. Их использование допус-кается в контактных сетях, в сетях горных предприятий.

На ВЛ применяются преимущественно неизолированные (голые) провода. По конструктивному исполнению провода могут быть одно- и мно-гопроволочными, полыми (рис. 2.8). Однопроволочные, преимущественно

а) б) в) г) д)

Рис. 2.8. Конструкции неизолированных проводов ВЛ:

а –однопроволочный; б –многопроволочный; в –сталеалюминиевый; г –многопроволочный с наполнителем; д –полый

стальные провода, используются ограниченно в низковольтных сетях. Для придания им гибкости и большей механической прочности провода изго-тавливают многопроволочными из одного металла (алюминия или стали)

и из двух металлов (комбинированные) – алюминия и стали. Сталь в про-воде увеличивает механическую прочность.

Исходя из условий механической прочности, алюминиевые провода марок А и АКП (рис. 2.8) применяют на ВЛ напряжением до 35 кВ. ВЛ 6-35 кВ могут также выполняться сталеалюминиевыми проводами, а выше 35 кВ линии монтируются исключительно сталеалюминиевыми проводами. Сталеалюминиевые провода имеют вокруг стального сердеч-ника повивы из алюминиевых проволок. Площадь сечения стальной части обычно в 4 – 8 раз меньше алюминиевой, но сталь воспринимает около 30...40% всей механической нагрузки; также провода используются на линиях с длинными пролётами и на территориях с более тяжёлыми кли-матическими условиями (с большей толщиной стенки гололёда). В марке сталеалюминиевых проводов указывается сечение алюминиевой и сталь-ной части, например, АС 70/11, а также данные об антикоррозийной за-щите, например, АСКС, АСКП – такие же провода, как и АС, но с запол-нителем сердечника (С) или всего провода (П) антикоррозийной смазкой; АСК – такой же провод, как и АС, но с сердечником, покрытым полиэти-леновой плёнкой. Провода с антикоррозийной защитой применяются в районах, где воздух загрязнён примесями, действующими разрушающе на алюминий и сталь. Площади сечения проводов нормированы государст-венным стандартом и приводятся в справочной литературе [4, 7].

Повышение диаметров проводов при неизменности расходования проводникового материала может осуществляться применением проводов с наполнителем из диэлектрика и полых проводов (рис. 2.8, г, д). Такое ис-пользование снижает потери на коронирование. Полые провода использу-ются главным образом для ошиновки распределительных устройств 220 кВ

и выше.

Рис. 2.9. Конструктивное исполнение самонесущего изолированного провода

Провода из сплавов аммония (АН – нетермообработанные, АЖ – термообработанные) имеют большую по сравнению с алюминиевыми ме-ханическую прочность и практически такую же электрическую проводи-мость. Они используются на ВЛ напряжением выше 1 кВ в районах с толщиной стенки гололёда до 20 мм.

Всё большее применение находят ВЛ с самонесущими изолирован-ными проводами напряжением 0,38-10 кВ [7, 9]. В линиях напряжением 380/220 В провода состоят из несущего изолированного или неизолиро-ванного провода, являющегося нулевым, трёх изолированных фазных проводов, одного изолированного провода (любой фазы) наружного ос-вещения. Фазные изолированные провода навиты вокруг несущего нуле-вого провода (рис. 2.9). Несущий провод является сталеалюминиевым, а фазные – алюминиевыми. Последние покрыты светостойким термостаби-лизированным (сшитым) полиэтиленом (провод типа АПВ). К преимуще-ствам ВЛ с изолированными проводами перед линиями с голыми прово-дами можно отнести отсутствие изоляторов на опорах, максимальное ис-пользование высоты опоры для подвески проводов; нет необходимости в обрезке деревьев в зоне прохождения линии [10].

ГРОЗОЗАЩИТНЫЕ ТРОСЫ

Грозозащитные тросы наряду с искровыми промежутками, разрядни-ками, ограничителями напряжений и устройствами заземления служат для защиты линии от атмосферных перенапряжений (грозовых разрядов). Тросы подвешивают над фазными проводами (рис. 2.1) на ВЛ напряжени-ем 35 кВ и выше в зависимости от района по грозовой деятельности и ма-териала опор, что регламентируется ПУЭ [2].

В качестве грозозащитных проводов обычно применяют стальные оцинкованные канаты марок С 35, С 50 и С 70, а при использовании тро-сов для высокочастотной связи – сталеалюминиевые провода. Крепление тросов на всех опорах ВЛ напряжением 220-750 кВ должно быть выпол-нено при помощи изолятора, шунтированного искровым промежутком. На линиях 35-110 кВ крепление тросов к металлическим и железобетонным промежуточным опорам осуществляется без изоляции троса.

megaobuchalka.ru

Воздушные линии электропередачи. Провода и грозозащитные тросы.

На воздушных линиях применяются неизолированные провода, т. е. без изолирующих покровов.

Воздушные линии электропередач могут выполняться с одним или несколькими проводами в фазе; во втором случае фаза называется расщепленной.

Диаметр проводов, их сечение и количество в фазе, а также расстояние между проводами расщепленной фазы определяются расчетом.

По конструктивному исполнению делают одно- и многопроволочные провода и полые провода.

Однопроволочные провода состоят из одной круглой проволоки. Они дешевле многопроволочных, но имеют меньшую механическую прочность. Стальные однопроволочные провода (ПСО) применяют редко из-за высокого удельного электрического сопротивления стали. Обычно они используются при небольших нагрузках в сельскохозяйственных сетях. Алюминиевые однопроволочные провода вообще не выпускаются промышленностью из-за низкой механической прочности.

Многопроволочные алюминиевые провода обычно применяются в сетях на 0,38 кВ. При более высоких напряжениях используют сталеалюминиевые провода марок АС, АСКС, АСК и других в зависимости от способа их исполнения. Например, АСК состоит из алюминиевых проволок и стального сердечника из стальных оцинкованных проволок, изолированных двумя лентами из полиэтилентерефталатной плёнки, заполненной смазкой. Стальные многопроволочные провода обозначаются ПМС.

Конструкции и общий вид неизолированных проводов приведены на рис. 1,а. Однопроволочный провод (рис. 1,б) состоит из одной круглой проволоки. Многопроволочные провода из одного металла (рис. 1,в) состоят из нескольких свитых между собой проволок. При увеличении сечения растёт число проволок. В многопроволочных проводах из двух металлов - сталеалюминиевых проводах (рис.1,г) - внутренние проволоки (сердечник провода) выполняется из стали, а верхние - из алюминия.

Стальной сердечник увеличивает механическую прочность, а алюминий является токопроводящей частью провода, так как поверхностный эффект на переменном токе вытесняет линии тока к поверхности проводника.

Полые провода (рис.1,д) изготовляют из плоских проволок, соединенных друг с другом в паз, что обеспечивает конструктивную прочность провода. У таких проводов больший по сравнению со сплошным диаметр, благодаря чему повышается напряжение появления коронирующего разряда на проводах и значительно снижаются потери энергии на корону. Полые провода применяются на воздушных линиях редко. Они главным образом используются для ошиновки подстанций 330 кВ и выше. Для снижения потерь электроэнергии на корону ВЛ при напряжении более 330 кВ каждая фаза воздушной линии расщепляется на несколько проводов.

Материал проводов должен иметь высокую электрическую проводимость. На первом месте по проводимости стоит медь, затем алюминий; сталь имеет значительно более низкую проводимость. Провода и тросы должны быть выполнены из металла, обладающего достаточной прочностью. По механической прочности на первом месте стоит сталь. Материал проводов и тросов должен быть стойким по отношению к коррозии и химическим воздействиям.

Рис. 1. Конструкции проводов воздушных линий:

а - общий вид многопроволочного провода; б - сечение однопроволочного провода; в, г - сечения многопроволочных проводов из одного и двух металлов; д - сечение пуcтотелого провода

Медь при своих высоких качествах - хорошей проводимости, большой механической прочности и коррозионной стойкости - дорога и дефицитна. Поэтому в настоящее время медные провода для выполнения воздушных линий не применяются. Их использование допускается в контактных сетях, сетях специальных производств (шахт, рудников и др.).

Алюминий — наиболее распространенный в природе металл. Его удельная проводимость составляет 65,5% проводимости меди. Большая проводимость, легкость и распространенность в природе алюминия привели к эффективному использованию его в качестве токопроводящего металла для проводов и кабелей. Основной недостаток алюминия - относительно малая механическая прочность.

Алюминиевые провода марок А и АКП из-за недостаточно высоких физико-механических свойств используются, как правило, лишь для подвески на ВЛ напряжением до 35 кВ с небольшими пролетами и в условиях слабогололёдных районов.

Провод марки А состоит из алюминиевых проволок одного диаметра (число проволок от 7 до 61), скрученных концентрическими повивами; АКП -провод марки А, но его межпроволочное пространство заполнено нейтральной смазкой повышенной термостойкости, противодействующей появлению коррозии. Коррозионно-стойкий провод АКП применяется для воздушных линий вблизи морских побережий, солёных озёр и химических предприятий.

Провода из сплавов алюминия (АН - нетермообработанный, АЖ -термообработанный сплав) имеют большую механическую прочность и примерно такую же проводимость, как и провода марки А. С успехом могут применяться как на ВЛ 6-35 кВ (провода марки АН), так и на ВЛ до 110 кВ (провода марки АЖ).

Сталеалюминиевые провода наиболее широко применяются на воздушных линиях. Проводимость стального сердечника не учитывается, а за электрическое сопротивление принимается только сопротивление алюминиевой части. В соответствии с ГОСТ 839-80 выпускаются сталеалюминиевые провода марок АС, АСО, АСУ (нормальной, облегчённой и усиленной конструкции). Провод марки АС состоит из стального сердечника и алюминиевых проволок. Он предназначен для ВЛ при прокладке их на суше, кроме районов с загрязнённым вредными химическими соединениями воздухом. Коррозионно стойкие провода АСКС, АСКП, АСК предназначены для ВЛ, проходящих по побережьям морей, солёных озёр и в промышленных районах с загрязнённым воздухом; АСКС и АСКП – это провода марки АС, но межпроволочное пространство стального сердечника (С) или всего провода (П) заполнено смазкой повышенной термостойкости.

В обозначении марки провода вводится номинальное сечение алюминиевой части провода и сечение стального, например АС 120/19 или АСКС 150/34.

По условиям короны при отметках до 1000 м над уровнем моря ПУЭ рекомендует применять на воздушных линиях провода по табл. 1.

Таблица 1. Рекомендуемые провода для воздушных линий

Напряжение	Сечение провода
110 кВ	АС 70/11
150 кВ	АС 120/19
220 кВ	АС 240/39
330 кВ	АС 600/72
500 кВ	3*АС 300/66, с расщеплённой фазой
-	2*АС 700/86, с расщеплённой фазой

Неизолированные сталеалюминиевые провода нового поколения со сниженным активным сопротивлением переменному току.

Погонное активное сопротивление провода переменному току существенно зависит от параметров скрутки повивов. Основным фактором , определяющим коэффициент добавочных потерь энергии в проводе, является обусловленный скруткой продольный магнитный поток в стальном сердечнике. С ним связаны потери энергии от гистерезиса и вихревых токов в стальных проволоках, а также от неравномерного распределения тока по отдельным повивам.

Вследствие противоположного направления скрутки смежных повивов в проводах общепринятой конструкции магнитодвижущие силы, действующие в сердечнике и создаваемые токами повивов, частично взаимно компенсируются. При чётном числе алюминиевых повивов результирующий продольный магнитный поток оказывается мал и не влияет на активное сопротивление провода.

Однако в проводах с одним и тремя повивами алюминиевых проволок стальной сердечник намагничивается значительным магнитным потоком и добавочные потери энергии в диапазоне нормальных нагрузок составляют соответственно 20-50 и 3-15 %. Необходимость использования проводов с нечётным числом повивов алюминия – это следствие ограничений, накладываемых на допустимое значение диаметра алюминиевых проволок. При диаметре свыше 4,5 мм снижается удельная прочность и гибкость алюминиевой проволоки, а при диаметре 1,5 мм усложняется технология изготовления проволоки и провода в целом.

Активное сопротивление сталеалюминиевых проводов с нечётным числом повивов можно снизить компенсацией продольного магнитного потока в сердечнике или использованием сердечника из новой немагнитной стали. Для компенсации магнитного потока необходимо уменьшить разницу между суммарными поперечными сечениями разнонаправленных алюминиевых повивов, например, за счёт применения в них проволок разного диаметра.

В трёхповивных проводах наилучший эффект достигается при относительном увеличении диаметра проволок второго повива и уменьшении диаметра проволок первого (внутреннего) повива. Компенсация магнитного потока в стальном сердечнике путём снижения относительной доли тока в первом повиве приводит к уменьшению сопротивления провода в целом.

На рис. 2. показаны поперечные сечения энергосберегающих трёхповивных модифицированных и стандартных проводов.

Рис. 2. Конструкция трёхповивных проводов:

а) – модифицированного АСМ 400/51; б) – серийного АС 400/51.

За счёт применения модернизированных трёхповивных проводов можно снизить потери электроэнергии на воздушных линиях на 2 - 13 %.

Другим эффективным средством снижения активного сопротивления сталеалюминиевого провода может быть применение сердечника из немагнитной или маломагнитной азотсодержащей стали. В этом случае (независимо от числа повивов алюминия и параметров скрутки) добавочными потерями энергии в проводе, обусловленными сердечником, пренебрегают. Поэтому можно сохранить более технологичную конструкцию сталеалюминиевых проводов.

Наибольший эффект достигается для проводов с одним повивом алюминия. Их активное сопроивление снижается на промышленных частотах на 20 – 50 %, по повышенных – в 3 – 4 раза.

В качестве грозозащитных тросов на линиях 35 кВ применяются, как правило, стальные многожильные оцинкованные канаты сечением 35-50 мм2 и 50-70 мм2 на ВЛ 110-220 кВ. На особо ответственных переходах и в зонах химического воздействия, а также при использовании грозозащитного троса для высокочастотной связи и в случаях, когда это необходимо по условиям термической стойкости, в качестве грозозащитного троса применяют сталеалюминевые провода общего применения или специальные.

Грозотросы нового поколения из азотсодержащей нержавеющей стали. Ежегодно при проведении ревизий и послеаварийных осмотров во многих энергосистемах выявляют и заменяют большое количество грозотросов, непригодных к дальнейшей эксплуатации. Как показывает анализ повреждений воздушных линий, примерно 3–5 % общего числа отказов воздушных линий составляют обрывы грозотросов, поэтому для повышения надёжности воздушных линий следует использовать грозотросы из новой высокопрочной азотсодержащей стали.

В настоящее время освоен серийный выпуск таких тросов для работы в морских условиях и агрессивных средах, для нужд рыболовной и нефтегазодобывающей промышленности, а также электроэнергетики и волоконно-оптических линий связи.

Проволока из азотсодержащей нержавеющей стали обладает исключительной коррозионной стойкостью, поэтому антикоррозионное покрытие (оцинковка или алюминирование) для неё не требуется.

www.eti.su

4.5. Выбор сечений проводов воздушных линий

Для системообразующих линий основной сети Ip определяется по расчетным длительным потокам мощности. Для линий распределительной сетиIp определяется расчетом потокораспределения при прохождении максимума нагрузки энергосистемы.

Полученное по выражению (4.1) сечение округляется до ближайшего стандартного сечения. Шкала стандартных сечений проводов ВЛ составляет следующий ряд:

6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 330, 400, 500, … мм2.

Метод экономической плотности тока достаточно прост, поскольку для выбора сечения используется простейшая формула (4.1). В этом привлекательность метода. Однако этот метод не учитывает ряд факторов, влияющих на стоимость ВЛ. Это, в частности, материал опор, напряжение и количество цепей ВЛ, ее географическое расположение.

Выбранные сечения проводов ВЛ должны удовлетворять ряду технических требований, при которых обеспечивается нормальная эксплуатация линии. Окончательный выбор сечения можно сделать только после проверки выполнения этих технических требований.

Проверка по механической прочности. Провода ВЛ подвергаются внеш-

ним механическим воздействиям. Это, главным образом, ветровые и гололедные нагрузки. С целью обеспечения надежной работы проводов ВЛ в условиях внешних механических воздействий устанавливаются минимальные допустимые сечения проводов Fmin мех по механической прочности, приведенные в табл. 4.2 [4].

Сечение провода, выбранное по (4.1), должно быть проверено по условию

Проверка по условиям короны. Явление общей короны возникает при высокой напряженности электрического поля на поверхности провода и сопровождается характерным потрескиванием и видимым свечением. Процессы ионизации воздуха вокруг коронирующего провода приводят к потерям активной мощности. Уменьшение напряженности на поверхности провода достигается увеличением радиуса (сечения) провода.

Минимальные сечения проводов Fmin кор по условию ограничения потерь на корону приведены в табл. 4.3. Проверка сечений проводов по условиям короны выполняется для ВЛ напряжением 110 кВ и выше. Сечение провода, выбранное по (4.1), должно быть проверено по условию

studfiles.net

Управление эл. Системами

Имеет три основных аспекта:

Оперативное (диспетчерское) управление, проводимое в разрезе отдельных суток и сезонов года
Хозяйственное управление в течение года
Управление развитием систем в многолетнем плане.

Управление электроэнергетическими системами различают по трем признакам:

Технологическому
Территориальному, характеризующими реальную систему как объект управления
Временному, соответствующему задачам управления, изменяющимся во времени.

Районные энергосистемы образуются на территории какого-либо района – облати, края, автономии и т.п. и посредством межсистемных связей образуют объединенные энергетические системы (ОЭС), которые, в свою очередь, образуют Единую энергосистему России (ЕЭС России). Единая энергетическая система России является самой крупной системой мира.

В ее составе имеются ОЭС:

Центра, Северо-Запада, Среднего Поволжья, Северного Кавказа, Урала, Сибири, Востока.

Характеристики оборудования линий электропередач и подстанций

Воздушные линии электропередач (ВЛ) предназначены для передачи электроэнергии на расстояние по проводам. Основными конструктивными элементами ВЛ являются провода, тросы, опоры, изоляторы и линейная арматура. Провода служат для передачи электроэнергии. В верхней части опор над проводами для защиты ВЛ от грозовых перенапряжений монтируют грозозащитные тросы.

Опоры поддерживают провода и тросы на определенной высоте над уровнем земли или воды. Изоляторы изолируют провода от опоры. С помощью линейной арматуры провода закрепляются на изоляторах, а изоляторы на опорах.

В некоторых случаях провода ВЛ с помощью изоляторов и линейной арматуры прикрепляются к кронштейнам инженерных сооружений.

Наибольшее распространение получили одно- и двухцепные ВЛ. Одна цепь трехфазной ВЛ состоит из проводов разных фаз. Две цепи могут располагаться на одних и тех же опорах.

На работу конструктивной части ВЛ оказывают воздействие механические нагрузки от собственного веса проводов и тросов, от гололедных образований на проводах, тросах и опорах, от давления ветра, а также из-за изменений температуры воздуха. Из-за воздействия ветра возникает вибрация проводов (колебания с высокой частотой и незначительной амплитудой), а также пляска проводов (колебания с малой частотой и большой амплитудой). Указанные выше механические нагрузки, вибрация и пляска проводов могут приводить к обрыву проводов, поломке опор, схлестыванию проводов либо сокращению их изоляционных промежутков, что может привести к пробою или перекрытию изоляции. На повреждаемость ВЛ влияет и загрязнение воздуха.

Провода воздушной линии электропередач

На воздушных линиях применяются неизолированные провода, т.е. без изолирующих покровов. Эти провода изготавливают из меди, алюминия и стали без изолирующих покровов. Их применяют главным образом в воздушных сетях, где они подвешиваются к специальным опорам с помощью арматуры и изоляторов, но иногда и во внутренних сетях.

Медь обладает наименьшим удельным электрическим сопротивлением 18 Оммм2/км при 20C. Медь по сравнению с алюминием является более дорогим и дефицитным металлом, поэтому в настоящее время новых воздушных линий с медными проводами не сооружают.

Алюминий обладает в 1,6 раза большим удельным электрическим сопротивлением 29,5 Оммм2/км при 20C.

Сталь обладает значительно более высоким удельным сопротивлением, которое зависит от ее сорта, способа изготовления провода и от величины тока, проходящего по нему. Для предотвращения окисления стальные провода оцинковываются. Стальные провода применяют редко при сравнительно малых нагрузках, характерных для сельских сетей. В отдельных случаях вследствие высокой механической прочности стальные провода применяют при выполнении переходов воздушных линий через широкие реки и другие препятствия.

По конструктивному выполнению различают однопроволочные и многопроволочные провода. Последние часто бывают комбинированными – из алюминия и стали. На линиях иногда применяют расщепление проводов: подвешивают одновременно по несколько проводов на фазу.

Однопроволочный провод состоит из одной круглой проволоки. Многопроволочный провод свивается из отдельных круглых проволок диаметром 2-3 мм. При увеличении сечения провода число проволок возрастает.

Однопроволочные провода дешевле многопроволочных, однако, они мене гибки и имеют меньшую механическую прочность.

В сталеалюминиевых проводах внутреннюю жилу (сердечник провода) выполняют из стали, а верхние из алюминия. Стальной сердечник предназначен для увеличения механической прочности провода; алюминий является токопроводящей частью. Хотя сечение стальной части в среднем в 5 раз меньше сечения алюминиевой части, стальная часть воспринимает около 40% всей механической нагрузки. Сталеалюминиевые провода широко применяют в сетях напряжением 35 кВ и выше.

В марке провода буквой отмечается его материал: медные М, алюминиевые А, сталеалюминиевые АС, стальные однопроволочные ПСО, стальные многопроволочные провода ПС. В обозначении марки провода вводится номинальное сечение алюминиевой части провода и сечение стального сердечника, например АС-120/19.

Провода воздушных линий соединяют при помощи специальных зажимов путем обжатия или опрессования. Концы проводов соединяют термитной сваркой. Посредством термитной сварки создают цельнометаллическое соединение, не изменяющее с течением времени своих электрических характеристик и имеющее хорошие механические характеристики.

Изолированные провода имеют внешние изолирующие, а иногда и защитные покровы. Они используются в основном для внутренних сетей. Токоведущие жилы проводов выполняют из круглой медной или алюминиевой проволоки. Изготавливают одно-, двух-, трех-, четырехжильные и многожильные провода.

Кабелем называют многопроволочный провод или несколько скрученных вместе взаимно изолированных проводов (жил) при выполнении в общей герметической оболочке. Поверх оболочки могут быть наложены защитные покровы. Силовые кабели предназначены для прокладки в земле, под водой, на открытом воздухе и внутри помещений.

Силовые кабели напряжением до 35 кВ включительно изготавливают главным образом с изоляцией из плотной бумаги, пропитанной специальной кабельной массой (компаундом). Применяют также кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией. Токоведущие жилы изготавливают из медных или алюминиевых проволок для уменьшения размеров выполняют секторной формы и между отдельными жилами вставляют специальные жгутики – заполнители из джута. Поверх изоляции кабель опрессовывают бесшовной оболочкой из алюминия или свинца для того, чтобы в изоляцию не попадала влага из воздуха. Для кабелей напряжением до 1 кВ применяют также оболочки из пластмасс.

Для защиты от механичечских повреждений кабель покрывают броней из стальной ленты. Между металлической оболочки кабеля и броней и поверх брони накладывают покровы из джута, пропитанные антикоррозионными составами. В воздухе прокладывают кабели без наружного джутового покрова. Для прокладки в туннелях и других местах, опасных в пожарном отношении, применяют специальные кабели с негорючими защитными покровами. Наибольшее распространение имеют кабельные линии 6-10 кВ, реже 35кВ. Кабельные линии 110 и 220 кВ не получили пока широкого применения, ч то в основном объясняется значительно большей стоимостью кабельных линий по сравнению с воздушными. Кабельные линии 6-35 кВ в 2-3 раза дороже воздушных, а кабельные линии 110 кВ дороже воздушных в 5-8 раз.

При напряжении 35 кВ используются также газонаполненные кабели с избыточным давлением инертного газа (обычно азота). В таких кабелях практически исключены деформации оболочки и образование пустот из-за значительно большого температурного коэффициента линейного расширения кабельной массы по сравнению с температурным коэффициентом линейного расширения кабельной бумаги.

В марке кабеля указывают число и сечение жил кабеля. Например, СБ-395 означает освинцованный двумя стальными лентами трехжильный кабель с медными жилами сечением 95 мм2 , с наружным джутовым покровом; СБГ-395 означает такой же кабель, но без наружного джутового покрова; АСБГ – освинцованный бронированный кабель с алюминиевыми жилами без наружного джутового покрова; ААБГ – кабель с алюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке.

studfiles.net

Провод линии электропередачи — WiKi

Число проводов на опорах может быть разным. Обычно воздушная линия (ВЛ) рассчитана на передачу трёхфазного тока, поэтому опоры одноцепных ВЛ напряжением свыше 1 кВ рассчитаны на подвеску трёх фазных проводов, то есть одной цепи. На опорах двухцепных ВЛ подвешивают две параллельно идущие цепи, то есть 6 проводов.

Также бывают ВЛ с расщеплёнными фазами, когда вместо одного фазного провода большого сечения подвешивается несколько скреплённых между собой проводов меньшего сечения. Расщепление проводов применяется для устранения появления протяжённого коронного разряда (на жаргоне электриков — «короны») на проводах. Появление «короны» не только вызывает дополнительные потери в проводах, но и создаёт дополнительные искажения первоначально синусоидальной формы тока, на работу с которыми сети переменного тока не рассчитаны.

Обычно в каждой фазе ВЛ напряжением 6-220 кВ подвешивают по одному проводу, ВЛ 330 кВ — два провода, расположенных горизонтально, ВЛ 500 кВ — три провода по вершинам треугольника, ВЛ 750 кВ — четыре провода по углам квадрата или пять проводов по углам пятиугольника, ВЛ 1150 кВ — восемь проводов по углам восьмиугольника. Однако при необходимости увеличения пропускной способности линии число проводов в фазе может быть увеличено вне зависимости от класса напряжения линии. Также при необходимости число проводов в фазе может быть уменьшено (на больших переходах).

Для расщеплённых фаз существует понятие эквивалентного радиуса провода, которое рассчитывается по формуле: rPREKV=rPRan−1n{\displaystyle r_{PR}^{EKV}={\sqrt[{n}]{r_{PR}a^{n-1}}}} , где rPREKV{\displaystyle r_{PR}^{EKV}} — эквивалентный радиус провода, n{\displaystyle n} — количество проводов расщеплённой фазы, rPR{\displaystyle r_{PR}} — радиус проводов расщеплённой фазы, a{\displaystyle a} — расстояние между проводами в фазе.

При необходимости (с напряжения 110 кВ — обязательно) над фазными проводами подвешивается один или несколько грозозащитных тросов.

На опорах ВЛ до 1 кВ подвешивается от 5 до 12 проводов для электроснабжения различных потребителей по одной ВЛ (наружное и внутреннее освещение, электросиловое хозяйство, бытовые нагрузки).

ВЛ до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью помимо фазных снабжена нулевым проводом (так называемая «четырёхпроводная сеть»). Иногда на одних и тех же опорах могут быть подвешены провода линий разного напряжения и назначения. Обычно это практикуется для линий низших и средних классов напряжений.

Расположение проводов на опорах может быть:

горизонтальное — в один ярус.
вертикальное — один над другим в два-три яруса.
смешанное — вертикально расположенные провода смещены один относительно другого по горизонтали (разновидности смешанного расположения проводов — «бочка», «ёлка», обратная ёлка" и т. д.).
треугольником — на одноцепных опорах.
по схеме «зигзаг» на промежуточных опорах — на одноцепных ВЛ нижний провод на первой опоре подвешен к нижней траверсе, а на второй — к верхней; нижний провод подвешен наоборот: на первой опоре — к верхней траверсе, на второй — к нижней. Верхний провод крепят на первой опоре с правой стороны верхней траверсы, на второй — с левой. При такой схеме высота подвеса нижних проводов увеличивается в среднем на половину расстояния между нижней и верхней траверсами, что позволяет увеличить пролёт между опорами или уменьшить высоту опор. При подвеске на двухцепных ВЛ можно ещё больше увеличить длину пролётов, но при этом усложняется конструкция опор.

Неизолированные провода описываются ГОСТ 839-80.
- М — провод, состоящий из одной или скрученный из нескольких медных проволок.
- А — провод, состоящий из одной или скрученный из нескольких алюминиевых проволок
- АС — провод, состоящий из сердечника, сплетенного из оцинкованных стальных проволок, и намотки алюминиевых проволок. Получил наибольшее распространение. Также встречается устаревшее обозначение, обозначающее провод марки АС с отношением алюминий/сталь — около 6, например — АС400=АС400/64.
- ПСО и ПС — провода, изготовленные из стали, соответственно однопроволочный и многопроволочный. Провод ПСО — это проволока телеграфная ГОСТ 1668-73.
- АСКС — провод марки АС, но межпроволочное пространство стального сердечника, включая его наружную поверхность, заполнено нейтральной смазкой повышенной нагревостойкости.
- АСКП — провод марки АС, но межпроволочное пространство всего провода, за исключением наружной поверхности, заполнено нейтральной смазкой повышенной нагревостойкости.
- АСУ — сталеалюминиевые провода с усиленным стальным сердечником (устаревшее, провод марки АС с отношением алюминий/сталь — около 4, например — АСУ400=АС400/93).
- АСО — сталеалюминиевые провода с облегчённым стальным сердечником (устаревшее, провод марки АС с отношением алюминий/сталь — около 8, например — АСО400=АС400/51).
- АСУС — сталеалюминиевые провода с особо усиленным стальным сердечником (устаревшее, провод марки АС с отношением алюминий/сталь — меньше 3, например АС70/72, АС95/141).

В марке провода указывается и его номинальное сечение. Например, А-50 означает алюминиевый провод сечением 50 мм². Для стальных однопроволочных проводов в марке указывают диаметр провода. Так, ПСО-5 означает однопроволочный стальной провод диаметром 5 мм. Для сталеалюминевых проводов указывается два числа через дробь, числитель — сечение алюминиевых проводов в мм2, знаменатель — сечение стального сердечника (например АС-400/51).

Изолированные провода (самонесущий изолированный провод, СИП) — многожильные провода для воздушных линий электропередачи, содержащие изолированные жилы и несущий элемент, предназначенный для крепления или подвески провода. Они используются в основном для внутренних сетей. Токоведущие жилы проводов выполняют из круглой медной или алюминиевой проволоки. Изолирующую оболочку выполняют из резины или полихлорвинилового пластиката. Защитные покровы проводов с резиновой изоляцией выполняют в виде оплётки из волокнистых материалов, пропитанной противогнилостным составом. Провода с ПВХ-изоляцией обычно изготовляют без защитных покровов. Применяют также металлические защитные оболочки для защиты от механических повреждений.
Защищённые провода — провода для воздушных линий электропередачи, поверх токопроводящей жилы которых наложена экструдированная полимерная защитная изоляция, исключающая короткое замыкание между проводами при схлёстывании и снижающая вероятность замыкания на землю.

Многопроволочные провода обычно поставляются на стандартных деревянных или металлических барабанах, а однопроволочные — на барабанах или в мотках, упакованных в бумагу и мешковину или полиэтиленовую пленку.

Деревянные барабаны делаются из сосновых или еловых досок. Боковые диски (щёки) барабанов сколочены из двух-трёх слоёв досок и стянуты металлическими шпильками с обеих сторон шейки. В зависимости от диаметра щёк барабаны изготавливают нескольких типоразмеров (номеров). Щёки барабанов большого диаметра снабжены металлическими втулками.

Минимальная длина провода, намотанного на барабан (так называемая строительная длина), нормируется стандартами и зависит от типоразмера барабана и сечения провода.

ru-wiki.org