En kraftlinje er en ledning eller kabellinje for overføring av elektrisitet. Overhead og kabel kraftledninger 110 kV dekoding

Den fremragende oppfinneren av serbisk opprinnelse Nikola Tesla jobbet med et trådløst alternativ for overføring av elektrisitet helt på begynnelsen av 1900-tallet, men selv et århundre senere fikk ikke slike utviklinger storstilt industriell anvendelse. Kabel og luftledninger er fortsatt hovedmetoden for å levere energi til forbrukerne.

Kraftledninger: formål og typer

En kraftoverføringslinje er kanskje den mest grunnleggende komponenten i elektriske nettverk, en del av et system av energiutstyr og enheter, hvis hovedformål er overføring av elektrisk energi fra installasjoner som produserer den (kraftverk), konverterer og distribuerer den ( elektriske transformatorstasjoner) til forbrukere. I generelle tilfeller er dette navnet som gis til alle elektriske linjer plassert utenfor de oppførte elektriske strukturene.

Historisk informasjon: den første kraftoverføringslinjen (likestrøm, spenning 2 kV) ble bygget i Tyskland i henhold til designet til den franske forskeren F. Depres i 1882. Den hadde en lengde på rundt 57 km og koblet sammen byene München og Miesbach.

I henhold til metoden for installasjon og arrangement er kabel og luftledninger delt. I i fjor, spesielt for strømforsyning til megabyer, bygges gassisolerte linjer. De brukes til å overføre høye krefter i svært tette bygningerå spare plass okkupert av kraftledninger og sikre miljøstandarder og krav.

Kabelledninger brukes der installasjon av luftledninger er vanskelig eller umulig på grunn av tekniske eller estetiske parametere. På grunn av deres komparative billighet, bedre vedlikeholdsmuligheter (i gjennomsnitt er tiden for å eliminere en ulykke eller funksjonsfeil 12 ganger mindre) og høy gjennomstrømning, er luftledninger mest etterspurt.

Definisjon. Generell klassifisering

Elektrisk luftledning (OHL) er et sett med enheter plassert i friluft og beregnet for overføring av elektrisitet. Luftledningene inkluderer ledninger, traverser med isolatorer og støtter. I noen tilfeller kan sistnevnte være strukturelle elementer av broer, overganger, bygninger og andre strukturer. Under bygging og drift av luftledninger og nettverk, brukes også ulike hjelpeutstyr (lynvern, jordingsutstyr), tilleggsutstyr og relatert utstyr (høyfrekvent og fiberoptisk kommunikasjon, mellomkraftuttak) og komponentmerkingselementer. .

Basert på type energi som overføres, er luftledninger delt inn i AC- og DC-nettverk. Sistnevnte, på grunn av visse tekniske vanskeligheter og ineffektivitet, er ikke mye brukt og brukes bare til strømforsyning til spesialiserte forbrukere: DC-stasjoner, elektrolysebutikker, bykontaktnettverk (elektrifisert transport).

Basert på nominell spenning er luftledninger vanligvis delt inn i to store klasser:

1. Lav spenning, spenning opptil 1 kV. Statlige standarder Fire nominelle verdier er definert: 40, 220, 380 og 660 V.
2. Høy spenning, over 1 kV. Tolv nominelle verdier er definert her: middels spenning - fra 3 til 35 kV, høy - fra 110 til 220 kV, ultrahøy - 330, 500 og 700 kV og ultrahøy - over 1 MV.

Merk: alle oppgitte tall tilsvarer fase-til-fase (linje-til-linje) spenningen til et trefaset nettverk (seks- og tolvfasesystemer er ikke mye brukt industrielt).

Fra GOELRO til UES

Den følgende klassifiseringen beskriver infrastrukturen og funksjonaliteten til luftledninger.

Basert på territoriumdekning er nettverk delt inn i:

• for ultra-langdistanse (spenning over 500 kV), beregnet for kommunikasjon av regionale energisystemer;
• hovedlinjer (220, 330 kV), som tjener til dannelsen (forbinder kraftverk med distribusjonsanlegg);
• distribusjon (35 - 150 kV), hvis hovedformål er å levere strøm til store forbrukere (industrianlegg, landbrukskomplekser og store befolkede områder);
• forsyning eller forsyning (under 20 kV), gir energiforsyning til andre forbrukere (by, industri og landbruk).

Luftledninger er viktige i dannelsen av landets enhetlige energisystem, hvis grunnlag ble lagt under implementeringen av GOELRO-planen (State Electrification of Russia) for den unge sovjetrepublikken for omtrent et århundre siden for å sikre høy level påliteligheten til energiforsyningen, dens feiltoleranse.

I henhold til den topologiske strukturen og konfigurasjonen kan luftledninger være åpne (radial), lukket, med backup (som inneholder to eller flere kilder) strømforsyning.

Basert på antall parallelle kretser som passerer langs en rute, er linjer delt inn i enkelt-, dobbelt- og flerkrets (en krets er et komplett sett med ledninger i et trefasenettverk). Hvis kretsene har forskjellige nominelle spenningsverdier, kalles en slik luftledning kombinert. Kjeder kan festes enten til en støtte eller til forskjellige. Naturligvis, i det første tilfellet, øker vekten, dimensjonene og kompleksiteten til støtten, men sikkerhetssonen til linjen reduseres, som i tettbygde områder noen ganger spiller en avgjørende rolle i utarbeidelsen av prosjektet.

I tillegg brukes separasjonen av luftledninger og nettverk, basert på utformingen av nøytrale (isolerte, solid jordet, etc.) og driftsmodus (standard, nødstilfelle, installasjon).

Sikret territorium

For å sikre sikkerhet, normal funksjon, enkel vedlikehold og reparasjon av luftledninger, samt for å forhindre skader og dødsfall, innføres soner med et spesielt bruksregime langs rutene. Dermed er sikkerhetssonen for luftledninger tomt og luftrommet over det, innelukket mellom vertikale plan som står i en viss avstand fra de ytre ledningene. Drift av løfteutstyr og bygging av bygninger og konstruksjoner er forbudt i beskyttede soner. Minimum avstand fra en luftledning bestemmes av merkespenningen.

Ved kryssing av ikke-navigerbare vannforekomster tilsvarer beskyttelsessonen for luftledninger tilsvarende avstander, og for farbare vannforekomster øker størrelsen til 100 meter. I tillegg bestemmer retningslinjene minimumsavstandene for ledninger fra jordoverflaten, industri- og boligbygg og trær. Det er forbudt å legge høyspentruter over taket på bygninger (unntatt industrielle, i spesielle tilfeller), over territoriene til barneinstitusjoner, stadioner, kultur-, underholdnings- og shoppingområder.

Støtter er konstruksjoner laget av tre, armert betong, metall eller komposittmaterialer for å sikre nødvendig avstand mellom ledninger og lynbeskyttelseskabler fra jordoverflaten. Mest et budsjettalternativ- trestativer, brukt svært mye i forrige århundre ved bygging av høyspentlinjer, blir gradvis tatt ut av drift, og nye blir nesten aldri installert. Hovedelementene i overhead kraftoverføringslinjer inkluderer:

• fundamenter,
• stativer,
• stivere,
• strekkmerker.

Strukturer er delt inn i anker og mellomliggende. De første installeres på begynnelsen og slutten av linjen, når retningen på ruten endres. En spesiell klasse av ankerstøtter er overgangsstøtter, brukt i skjæringspunktene mellom luftledninger med vannarterier, overganger og lignende gjenstander. Dette er de mest massive og høyt belastede strukturene. I vanskelige tilfeller kan høyden deres nå 300 meter!

Styrken og dimensjonene til utformingen av mellomstøtter, brukt bare for rette deler av ruter, er ikke så imponerende. Avhengig av deres formål, er de delt inn i transposisjon (brukes til å endre plasseringen av fasetråder), kryss, gren, redusert og økt. Siden 1976 har alle støttene vært strengt forenet, men i dag er det en prosess for å gå bort fra massebruken av standardprodukter. De prøver å tilpasse hver rute så mye som mulig til forholdene i relieff, landskap og klima.

Hovedkravet for luftledninger er høy mekanisk styrke. De er delt inn i to klasser - ikke-isolerte og isolerte. De kan lages i form av strandede og enkelttrådede ledere. Sistnevnte, som består av en kobber- eller stålkjerne, brukes kun til bygging av lavspentruter.

Strandede ledninger for luftledninger kan være laget av stål, legeringer basert på aluminium eller rent metall, kobber (sistnevnte, på grunn av deres høye kostnader, brukes praktisk talt ikke på lange ruter). De vanligste lederne er laget av aluminium (bokstaven "A" er til stede i betegnelsen) eller stål-aluminiumslegeringer (klasse AC eller ASU (forsterket)). Strukturelt er de vridd ståltråder, på toppen av hvilke aluminiumsledere er viklet. Stål er galvanisert for å beskytte mot korrosjon.

Tverrsnittet velges i henhold til overført effekt, tillatt spenningsfall og mekaniske egenskaper. Standardtverrsnitt av ledninger produsert i Russland er 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 og 240. En ide om minimumstverrsnitt av ledninger som brukes til konstruksjon av luftledninger kan hentes fra tabellen nedenfor.

Grener er ofte laget med isolerte ledninger (merker APR, AVT). Produktene har et værbestandig isolerende belegg og en støttekabel i stål. Ledningsforbindelser i spenn er installert i områder som ikke er utsatt for mekanisk påkjenning. De skjøtes ved krymping (ved hjelp av passende enheter og materialer) eller sveising (med termittblokker eller et spesielt apparat).

De siste årene har selvbærende isolerte ledninger i økende grad blitt brukt i konstruksjonen av luftledninger. For luftledninger med lav spenning produserer industrien klassene SIP-1, -2 og -4, og for 10-35 kV-linjer - SIP-3.

På ruter med spenninger over 330 kV, for å hindre koronautladninger, praktiseres bruk av delt fase - en ledning med stort tverrsnitt erstattes av flere mindre, festet sammen. Med økende merkespenning øker antallet fra 2 til 8.

Lineære beslag

Overhead overføringsledninger inkluderer traverser, isolatorer, klemmer og hengere, strimler og avstandsstykker, festeanordninger (braketter, klemmer, maskinvare).

Traversens hovedfunksjon er å feste ledningene på en slik måte at man sikrer den nødvendige avstanden mellom motsatte faser. Produktene er spesielle metallkonstruksjoner laget av hjørner, lister, stifter etc. med malt eller galvanisert overflate. Det er omtrent to dusin standardstørrelser og typer traverser, som veier fra 10 til 50 kg (utpekt som TM-1...TM22).

Isolatorer brukes til pålitelig og sikker festing av ledninger. De er delt inn i grupper, avhengig av produksjonsmaterialet (porselen, herdet glass, polymerer), funksjonelt formål (støtte, gjennomføring, inngang) og metoder for feste til traversene (tapp, stang og hengende). Isolatorer er produsert for en viss spenning, som må angis i alfanumeriske markeringer. Hovedkravene til denne typen beslag ved installasjon av luftledninger er mekanisk og elektrisk styrke og varmebestandighet.

For å redusere linjevibrasjoner og forhindre ledningsknekk, brukes spesielle dempeanordninger eller dempesløyfer.

Tekniske parametere og beskyttelse

Ved utforming og installasjon av luftledninger tas følgende viktigste egenskaper i betraktning:

• Lengden på mellomspennet (avstanden mellom aksene til tilstøtende stativer).
• Avstanden mellom faseledere og den laveste fra jordoverflaten (linjedimensjon).
• Lengden på isolatorkransen i samsvar med merkespenningen.
• Full høyde på støtter.

Du kan få en ide om hovedparametrene for luftledninger på 10 kV og over fra tabellen.

For å forhindre skade på luftledninger og forhindre nødstans under tordenvær, installeres en stål- eller stål-aluminiumkabel lynavleder med et tverrsnitt på 50-70 mm 2, jordet på støtter, over fasetrådene. Den er ofte laget hul, og denne plassen brukes til å organisere høyfrekvente kommunikasjonskanaler.

Beskyttelse mot overspenninger som oppstår fra lynnedslag er gitt av ventilavledere. Hvis det oppstår en indusert lynimpuls på ledningene, oppstår en sammenbrudd av gnistgapet, som et resultat av at utladningen strømmer til en støtte ved jordpotensial uten å skade isolasjonen. Støttemotstanden reduseres ved hjelp av spesielle jordingsenheter.

Klargjøring og montering

Teknologisk prosess luftledningskonstruksjoner består av forberedende, konstruksjons-, installasjons- og igangkjøringsarbeid. De første inkluderer innkjøp av utstyr og materialer, armert betong og metallkonstruksjoner, studie av prosjektet, rutepreparering og pikettering, utvikling av PPER (arbeidsplan for elektrisk installasjon).

Anleggsarbeidet omfatter graving av groper, montering og montering av støtter, fordeling av armerings- og jordingssett langs traseen. Selve installasjonen av luftledninger begynner med utrulling av ledninger og kabler og tilkopling. Deretter følger løfting av dem på støttene, stramming av dem og syn på synkepilene (den største avstanden mellom ledningen og den rette linjen som forbinder festepunktene til støttene). Til slutt knyttes ledninger og kabler til isolatorer.

I tillegg til generelle sikkerhetstiltak krever arbeid på luftledninger overholdelse av følgende regler:

• Stopp alt arbeid når det nærmer seg tordenvær.
• Sikre beskyttelse av personell mot virkningene av elektriske potensialer indusert i ledninger (kortslutning og jording).
• Forbud mot arbeid om natten (bortsett fra installasjon av kryss med overganger, jernbaner), is, tåke og med vindhastigheter over 15 m/s.

Før igangkjøring, sjekk sag- og linjedimensjonene, mål spenningsfallet i kontaktene og motstanden til jordingsenhetene.

Vedlikehold og reparasjon

Alle luftledninger over 1 kV er i henhold til arbeidsreglementet underlagt tilsyn hvert halvår servicepersonell, av ingeniører og tekniske arbeidere - en gang i året, for følgende feil:

• kaste fremmedlegemer på ledningene;
• brudd eller utbrenthet av individuelle faseledninger, brudd på sagjusteringen (bør ikke overstige designverdiene med mer enn 5%);
• skade eller overlapping av isolatorer, kranser, avledere;
• ødeleggelse av støtter;
• brudd i sikkerhetssonen (lagring av fremmedlegemer, tilstedeværelse av overdimensjonert utstyr, innsnevring av rydningsbredden på grunn av vekst av trær og busker).

Ekstraordinære inspeksjoner av ruten utføres under isdannelse, under elveflom, naturlige og menneskeskapte branner, samt etter automatisk stans. Inspeksjoner med løft på støtter utføres ved behov (minst en gang hvert 6. år).

Hvis det oppdages et brudd på integriteten til en del av ledningsledningene (opptil 17% av det totale tverrsnittet), gjenopprettes det skadede området ved å bruke en reparasjonskobling eller bandasje. Ved større skader kuttes ledningen og kobles til igjen med en spesiell klemme.

I løpet av aktuelle reparasjoner luftrute rette vaklevoren støtter og stivere, sjekk tettheten til alle gjengede forbindelser, gjenopprette det beskyttende malingslaget på metallstrukturer, nummerering, skilt og plakater. Mål motstanden til jordingsenheter.

Overhaling av luftledninger innebærer å utføre alt rutinemessig reparasjonsarbeid. I tillegg utføres en fullstendig etterstramming av ledningene, med måling av overgangsmotstanden til koblingene og testing etter reparasjon.

Luftledninger (OL) tjene til å overføre elektrisitet gjennom ledninger lagt i friluft og festet til spesielle støtter eller braketter av tekniske strukturer ved hjelp av isolatorer og beslag. De viktigste strukturelle elementene i luftledninger er ledninger, beskyttelseskabler, støtter, isolatorer og lineære beslag. I bymiljøer er luftledninger mest utbredt i utkanten, samt i områder med bebyggelse inntil fem etasjer. Elementer av luftledninger må ha tilstrekkelig mekanisk styrke, derfor, ved utforming av dem, i tillegg til elektriske, er det også gjort mekaniske beregninger for å bestemme ikke bare materialet og tverrsnittet til ledningene, men også typen isolatorer og støtter, avstanden mellom ledninger og støtter osv.

Avhengig av formålet og installasjonsstedet, skilles følgende typer støtter:

mellomliggende, designet for å støtte ledninger på rette seksjoner av linjer. Avstanden mellom støtter (spenn) er 35-45 m for spenninger opp til 1000 V og ca. 60 m for spenninger på 6-10 kV. Ledningene festes her ved hjelp av pinneisolatorer (ikke tett);

anker, med en mer stiv og holdbar utforming for å absorbere langsgående krefter fra forskjellen i strekk langs wirene og støtte (i tilfelle brudd) alle vaiere som er igjen i ankerspennet. Disse støttene er også installert på rette deler av traseen (med et spenn på ca. 250 m for en spenning på 6-10 kV) og i kryss med ulike strukturer. Ledninger er festet til å forankre støtter tett til anheng eller pinneisolatorer;

terminal, installert på begynnelsen og slutten av linjen. De er en type ankerstøtter og må tåle den konstante enveisspenningen til ledningene;

kantet, installert på steder der ruteretningen endres. Disse støttene er forsterket med stag eller metallstiver;

spesiell eller overgangsbestemt, installert i skjæringspunktene mellom luftledninger med strukturer eller hindringer (elver, jernbaner, etc.). De skiller seg fra andre støtter av en gitt linje i høyde eller design.

Tre, metall eller armert betong brukes til å lage støtter.

Avhengig av design kan trestøtter være:

enkelt;

A-formet, bestående av to stolper, konvergerende på toppen og divergerende ved bunnen;

trebent, bestående av tre søyler som konvergerer på toppen og divergerer ved bunnen;

U-formet, bestående av to stativer forbundet på toppen med en horisontal tverrstang;

AP-formet, bestående av to A-formede støtter forbundet med en horisontal tverrarm;

kompositt, bestående av et stativ og et vedlegg (stesønn), festet til det med en bandasje laget av ståltråd.

For å øke levetiden er trestøtter impregnert med antiseptika, som reduserer prosessen med treforfall betydelig. I drift utføres antiseptisk behandling ved å påføre en antiseptisk bandasje på steder som er utsatt for råtnende, med antiseptisk pasta påført alle sprekker, skjøter og kutt.

Metallstøtter er laget av rør eller profilstål, armert betong - i form av hule runde eller rektangulære stolper med avtagende tverrsnitt mot toppen av støtten.

Isolatorer og kroker brukes til å feste luftledningsledninger til støtter, og isolatorer og stifter brukes til å feste dem til en travers. Isolatorer kan være porselen eller glass, stift eller opphengt (på steder med ankerfeste) (fig. 1, a-c). De er skrudd fast på kroker eller stifter med spesielle polyetylenhetter eller slep impregnert med rødt bly eller tørkeolje.

Bilde 1. a - pinne 6-10 kV; b - pinne 35 kV; c - suspendert; g, d - polymerstenger

Luftledningsisolatorer er laget av porselen eller herdet glass - materialer med høy mekanisk og elektrisk styrke og motstand mot forvitring. En betydelig fordel med glassisolatorer er at hvis det blir skadet, knuser det herdede glasset. Dette gjør det lettere å lokalisere skadede isolatorer på ledningen.

Ved design er isolatorer delt inn i pinne og anheng.

Pinneisolatorer brukes på linjer med spenninger opp til 1 kV, 6-10 kV og, sjelden, 35 kV (fig. 1, a, b). De er festet til støttene ved hjelp av kroker eller pinner.

Nedhengte isolatorer (fig. 1, c) brukes på luftledninger med en spenning på 35 kV og høyere. De består av en porselens- eller glassisolasjonsdel 1, en hette laget av formbart støpejern 2, en metallstang 3 og en sementbinder 4. Suspenderte isolatorer er satt sammen til girlandere, som kan være støttende (på mellomstøtter) eller oppspenning (på ankerstøtter). Antall isolatorer i kransen bestemmes av linjespenningen; 35 kV - 3-4 isolatorer, 110 kV - 6-8.

Polymerisolatorer brukes også (fig. 1, d). De er et stangelement laget av glassfiber, som et beskyttende belegg med ribber laget av fluoroplast eller silikongummi er plassert på:

Det kreves at luftledningsledningene har tilstrekkelig mekanisk styrke. De kan være enkelt- eller flertråds. Enkeltråds ståltråder brukes utelukkende for linjer med spenninger opp til 1000 V; strandede ledninger laget av stål, bimetall, aluminium og dets legeringer har blitt utbredt på grunn av deres økte mekaniske styrke og fleksibilitet. Oftest, på luftledninger med spenninger opp til 6-10 kV, brukes aluminiumtråder av klasse A og galvaniserte ståltråder av klasse PS.

Stål-aluminiumsledninger (fig. 2, c) brukes på luftledninger med spenninger over 1 kV. De produseres med forskjellige forhold mellom seksjoner av aluminium og ståldeler. Jo lavere dette forholdet er, desto høyere er trådens mekaniske styrke og brukes derfor i områder med mer alvorlige klimatiske forhold (med en tykkere isvegg). Kvaliteten på stål-aluminium-tråder indikerer tverrsnittet til aluminium- og ståldelene, for eksempel AC 95/16.

Figur 2. A - generell form strandet wire; b - tverrsnitt av aluminiumtråd; c - tverrsnitt av stål-aluminiumstråd

Ledninger laget av aluminiumslegeringer (AN - ikke varmebehandlet, AZh - varmebehandlet) har større mekanisk styrke og nesten samme elektriske ledningsevne sammenlignet med aluminiumslegeringer. De brukes på luftledninger med spenninger over 1 kV i områder med isveggtykkelse opp til 20 mm.

Ledningene er plassert forskjellige måter. På enkeltkretslinjer er de vanligvis arrangert i en trekant.

For tiden er såkalte selvbærende isolerte ledninger (SIP) med spenninger opp til 10 kV mye brukt. I en 380 V-ledning består ledningene av en bærer uisolert ledning, som er nøytral, tre isolerte lineære ledninger og en isolert utendørs belysningsledning. Lineære isolerte ledninger er viklet rundt den bærende nøytrale ledningen. Bæretråden er stål-aluminium, og de lineære ledningene er aluminium. Sistnevnte er dekket med lysbestandig varmestabilisert (tverrbundet) polyetylen (tråd av APV-type). Fordelene med luftledninger med isolerte ledninger over linjer med nakne ledninger inkluderer fravær av isolatorer på støttene, maksimal bruk av høyden på støtten for hengende ledninger; det er ikke nødvendig å trimme trær i linjeområdet.

For grener fra linjer med spenninger opp til 1000 V til innganger til bygninger, brukes isolerte ledninger av merket APR eller AVT. De har en bærende stålkabel og værbestandig isolasjon.

Ledninger er festet til støtter på forskjellige måter, avhengig av deres plassering på isolatoren. På mellomstøtter festes ledningene til pinneisolatorer med klemmer eller bindetråd laget av samme materiale som ledningen, og sistnevnte skal ikke ha bøyninger ved festepunktet. Ledningene på hodet til isolatoren er festet med et hodebånd, og på nakken på isolatoren med et sidebånd.

På anker-, hjørne- og endestøtter sikres ledninger med spenninger opp til 1000 V ved å vri ledningene med en såkalt "plugg", ledninger med spenninger på 6-10 kV sikres med en sløyfe. Ved anker- og hjørnestøtter, ved krysningspunkter på tvers av jernbaner, innkjørsler, trikkespor og i kryss med ulike kraft- og kommunikasjonslinjer benyttes dobbel oppheng av vaiere.

Ledningene er koblet til ved hjelp av dyseklemmer, en krympet oval kontakt, en oval kontakt eller en vridd spesialenhet. I noen tilfeller brukes sveising ved bruk av termittpatroner og et spesielt apparat. For solide ståltråder kan overlappsveising brukes ved bruk av små transformatorer. I spenn mellom støtter er det ikke tillatt å ha mer enn to ledningsforbindelser, og i spenn hvor luftledninger krysser ulike konstruksjoner er ledningsforbindelser ikke tillatt. På støtter må forbindelsen utføres på en slik måte at den ikke utsettes for mekanisk påkjenning.

Lineære beslag brukes til å feste ledninger til isolatorer og isolatorer til støtter og er delt inn i følgende hovedtyper: klemmer, koblingsbeslag, koblinger, etc.

Klemmer brukes til å feste ledninger og kabler og feste dem til kranser av isolatorer og er delt inn i støtte, opphengt på mellomstøtter, og spenning, brukt på ankerstøtter (fig. 3, a, b, c).

Figur 3. a - støtteklemme; b - boltspenningsklemme; c - presset spenningsklemme; d - støttekrans av isolatorer; d - avstandsavstandsstykke; e - oval kontakt; g - trykket kontakt

Koblingsbeslag er designet for å henge girlandere på støtter og koble multikjede girlandere med hverandre og inkluderer braketter, øredobber, ører og vippearmer. Braketten brukes til å feste kransen til støttetverrbjelken. Støttekransen (fig. 3, d) festes på traversen til mellomstøtten ved hjelp av ørering 1, hvis andre side settes inn i hetten på den øvre opphengsisolatoren 2. Øye 3 brukes til å feste kransen til støtten. klemme 4 til den nedre isolatoren.

Koblinger brukes til å koble sammen individuelle seksjoner av ledningen. De er ovale og presset. I ovale koblinger er ledningene enten krympet eller vridd (fig. 3, e). Pressede koblinger (fig. 3, g) brukes til å koble ledninger med stort tverrsnitt. I stål-aluminium-tråder krympes stål- og aluminiumsdelene separat.

Kabler, sammen med gnistgap, avledere og jordingsanordninger, tjener til å beskytte linjer mot lynoverslag. De er hengt over faseledningene på luftledninger med en spenning på 35 kV og høyere, avhengig av lynaktivitetsområdet og materialet til støttene, som er regulert av "Regler for bygging av elektriske installasjoner". Lynbeskyttelseskabler er vanligvis laget av stål, men når de brukes som høyfrekvente kommunikasjonskanaler, er de laget av stål og aluminium. På 35-110 kV ledninger festes kabelen til metall og armert betong mellomstøtter uten kabelisolasjon.

For å beskytte mot lynoverspenninger seksjoner av luftledninger med lavere isolasjonsnivå sammenlignet med resten av ledningen, brukes røravledere.

På luftledningen er alle metall- og armert betongstøtter som lynbeskyttelseskabler er opphengt på eller andre lynbeskyttelsesmidler (avledere, gnistgap) på 6-35 kV-ledninger installert, jordet. På linjer opp til 1 kV med en solid jordet nøytral, må krokene og pinnene til fasetråder installert på armert betongstøtter, samt beslagene til disse støttene, kobles til nøytralledningen.

Encyklopedisk YouTube

1 / 5

✪ Hvordan kraftledninger fungerer. Energioverføring over lange avstander. Animert pedagogisk video. / Leksjon 3

✪ Leksjon 261. Energitap i kraftledninger. Betingelse for å matche gjeldende kilde med lasten

✪ Metoder for installasjon av luftledningsstøtter (forelesning)

✪ ✅Hvordan lade en telefon under en høyspentledning med induserte strømmer

✪ Dans av ledninger av luftledning 110 kV

Undertekster

Overhead kraftledninger

Overhead kraftledning(VL) - en enhet designet for å overføre eller distribuere elektrisk energi gjennom ledninger plassert i friluft og festet ved hjelp av traverser (braketter), isolatorer og beslag til støtter eller andre strukturer (broer, overganger).

Sammensetning av VL

• Traverserer
• Seksjoneringsanordninger
• Fiberoptiske kommunikasjonslinjer (i form av separate selvbærende kabler, eller innebygd i en lynbeskyttelseskabel eller strømledning)
• Hjelpeutstyr for operasjonelle behov (høyfrekvent kommunikasjonsutstyr, kapasitivt kraftuttak, etc.)
• Merkeelementer for høyspentledninger og kraftledningsstøtter for å sikre flysikkerheten. Støttene er merket med en kombinasjon av maling av visse farger, ledningene er merket med luftfartsballonger for merking på dagtid. Opplyste gjerdelys brukes til markering på dagtid og om natten.

Dokumenter som regulerer luftledninger

Klassifisering av luftledninger

Etter strømtype

I utgangspunktet brukes luftledninger til å overføre vekselstrøm, og bare i visse tilfeller (for eksempel for tilkobling av kraftsystemer, strømforsyning av kontaktnett, etc.) brukes likestrømslinjer. Likestrømslinjer har lavere tap på grunn av kapasitive og induktive komponenter. Flere likestrømsledninger ble bygget i USSR:

• Høyspent likestrøm linje Moskva-Kashira - Elbe Project,
• Høyspent likestrøm linje Volgograd-Donbass,
• Høyspent likestrømslinje Ekibastuz-Center, etc.

Slike linjer er ikke mye brukt.

Etter formål

• Ultra-langdistanse luftledninger med en spenning på 500 kV og høyere (designet for å koble sammen individuelle kraftsystemer).
• Stamluftledninger med spenninger på 220 og 330 kV (designet for å overføre energi fra kraftige kraftverk, samt å koble sammen kraftsystemer og kombinere kraftverk innenfor kraftsystemer - for eksempel kobler de sammen kraftstasjoner med distribusjonspunkter).
• Distribusjonsluftledninger med spenninger på 35, 110 og 150 kV (designet for strømforsyning til bedrifter og tettsteder i store områder - kobler distribusjonspunkter med forbrukere)
• Luftledninger 20 kV og under, som leverer strøm til forbrukere.

Etter spenning

• Luftledninger opp til 1000 V (luftledninger av laveste spenningsklasse)
• Luftledninger over 1000 V
  • Luftledninger 1-35 kV (luftledninger av mellomspenningsklasse)
  • Luftledninger 35-330 kV (luftledninger av høyspentklasse)
  • Luftledninger 500-750 kV (luftledninger av ultrahøyspenningsklasse)
  • Luftledninger over 750 kV (luftledninger i ultrahøyspenningsklasse)

Disse gruppene er vesentlig forskjellige, hovedsakelig når det gjelder designforhold og strukturer.

I CIS-nettverk med generell vekselstrøm 50 Hz, i henhold til GOST 721-77, bør følgende nominelle fase-til-fase spenninger brukes: 380; (6), 10, 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750 og 1150 kV. Det kan også være nettverk bygget etter utdaterte standarder med nominelle fase-til-fase spenninger: 220, 3 og 150 kV.

Den høyeste spenningsledningen i verden er Ekibastuz-Kokchetav-linjen, den nominelle spenningen er 1150 kV. Imidlertid drives linjen for øyeblikket med halve spenningen - 500 kV.

Nominell spenning for likestrømslinjer er ikke regulert; de mest brukte spenningene er: 150, 400 (Vyborgskaya transformatorstasjon - Finland) og 800 kV.

Andre spenningsklasser kan brukes i spesialnettverk, hovedsakelig for trekkraftnettverk av jernbaner (27,5 kV, 50 Hz AC og 3,3 kV DC), metro (825 V DC), trikker og trolleybusser (600 VDC).

I henhold til driftsmodusen til nøytrale i elektriske installasjoner

• Trefasenett med ujordet (isolert) nøytrale (nøytralen er ikke koblet til jordingsenheten eller er koblet til den gjennom enheter med høy motstand). I CIS brukes denne nøytrale modusen i nettverk med en spenning på 3-35 kV med lave strømmer av enfase jordfeil.
• Trefasenett med resonansjordet (kompensert) nøytrale (nøytral buss er koblet til jord gjennom induktans). I CIS brukes den i nettverk med en spenning på 3-35 kV med høye strømmer av enfase jordfeil.
• Trefasenett med effektivt jordet nøytrale (høy- og ultrahøyspentnettverk, hvis nøytrale er koblet til bakken direkte eller gjennom en liten aktiv motstand). I Russland er dette nettverk med spenninger på 110, 150 og delvis 220 kV, som bruker transformatorer (autotransformatorer krever obligatorisk solid jording av nøytralen).
• Nettverk med solid jordet nøytral (nøytralen til transformatoren eller generatoren er koblet til jordingsenheten direkte eller gjennom lav motstand). Disse inkluderer nett med spenninger mindre enn 1 kV, samt nett med spenninger på 220 kV og høyere.

I henhold til driftsmodus avhengig av den mekaniske tilstanden

• Luftledningen er i normal drift (ledningene og kablene er ikke ødelagt).
• Luftledninger i nøddrift (ved helt eller delvis brudd på ledninger og kabler).
• Luftledninger for installasjonsdriftsmodus (under installasjon av støtter, ledninger og kabler).

Hovedelementer i luftledninger

• Rute- posisjon av luftlinjeaksen på jordoverflaten.
• Piketter(PC) - segmenter som ruten er delt inn i, lengden på PC-en avhenger av merkespenningen til luftledningen og terrengtypen.
• Null stakittskilt markerer begynnelsen av ruten.
• Senterskilt på ruten til luftledningen under bygging, indikerer den midten av støttestedet.
• Produksjonsoppvisning- montering av staket- og senterskilt på ruten i henhold til listen over støtteplassering.
• Støttestiftelse- en struktur som er innebygd i bakken eller hviler på den og overfører belastning til den fra støtter, isolatorer, ledninger (kabler) og fra ytre påvirkninger (is, vind).
• Grunnlag- jorden i den nedre delen av gropen, som tar belastningen.
• Spenn(spennlengde) - avstanden mellom sentrene til to støtter som ledningene er opphengt på. Skille mellomliggende spenn (mellom to tilstøtende mellomstøtter) og anker spenn (mellom ankerstøtter). Overgangsspenn- et spenn som krysser enhver struktur eller naturlig hindring (elv, ravine).
• Linjerotasjonsvinkel- vinkel α mellom retningene til luftledningstraséen i tilstøtende spenn (før og etter svingen).
• Sag- vertikal avstand mellom det laveste punktet på ledningen i spennet og den rette linjen som forbinder festepunktene til støttene.
• Trådstørrelse- vertikal avstand fra ledningen i spennet til de tekniske strukturene som krysses av ruten, jordoverflaten eller vannet.
• Plume (en løkke) - et stykke wire som forbinder de stramme ledningene til tilstøtende ankerspenn på en ankerstøtte.

Installasjon av luftledninger

Installasjon av kraftledninger utføres ved hjelp av "pull" installasjonsmetoden. Dette gjelder spesielt ved vanskelig terreng. Når du velger utstyr for installasjon av kraftledninger, er det nødvendig å ta hensyn til antall ledninger i en fase, deres diameter og maksimal avstand mellom kraftledningsstøtter.

Kabel kraftledninger

Kabel kraftlinje(CL) - en linje for overføring av elektrisitet eller dens individuelle impulser, bestående av en eller flere parallelle kabler med tilkoblings-, låse- og endekoblinger (terminaler) og festemidler, og for oljefylte ledninger, i tillegg, med mateinnretninger og en olje trykkalarmsystem.

Klassifisering

Kabelledninger er klassifisert på samme måte som luftledninger. I tillegg, kabellinjer dele opp:

• i henhold til passasjebetingelsene:
  • underjordiske;
  • av bygninger;
  • under vann.
• etter type isolasjon:
  • væske (impregnert med kabelpetroleumsolje);
  • hard:
    • papir-olje;
    • polyvinylklorid (PVC);
    • gummi-papir (RIP);
    • etylen propylen gummi (EPR).

Isolasjon med gassformige stoffer og enkelte typer flytende og fast isolasjon er ikke oppført her på grunn av deres relativt sjeldne bruk i skrivende stund [ Når?] .

Kabelkonstruksjoner

Kabelstrukturer inkluderer:

• Kabeltunnel- en lukket struktur (korridor) med støttekonstruksjoner plassert i den for å plassere kabler og kabelkoblinger på dem, med fri passasje langs hele lengden, noe som muliggjør kabellegging, reparasjon og inspeksjon av kabellinjer.
• kabelkanal- en ikke-fremkommelig konstruksjon, lukket og delvis eller helt nedgravd i bakken, gulv, tak osv. og beregnet for plassering av kabler i den, hvis installasjon, inspeksjon og reparasjon kun kan gjøres med taket fjernet.
• Kabelgruve- en vertikal kabelkonstruksjon (vanligvis rektangulær i tverrsnitt), hvis høyde er flere ganger større enn siden av seksjonen, utstyrt med braketter eller en stige for folk å bevege seg langs den (gjennom sjakter) eller en vegg som er helt eller delvis avtakbar (ikke-gjennomgående skaft).
• Kabelgulv- del av bygningen begrenset av gulv og tak eller belegg, med en avstand mellom gulv og utstikkende deler av taket eller belegg på minst 1,8 m.
• Dobbeltgulv- et hulrom begrenset av veggene i rommet, taket mellom gulv og gulvet i rommet med avtakbare plater (over hele eller deler av området).
• Kabelblokk- en kabelkonstruksjon med rør (kanaler) for å legge kabler i disse med tilhørende brønner.
• Kabelkamera- en underjordisk kabelkonstruksjon, dekket med en blind avtagbar betongplate, beregnet for legging av kabelkoblinger eller for å trekke kabler inn i blokker. Et kammer som har en luke for å komme inn i det kalles kabelbrønn.
• Kabelstativ- over bakken eller over bakken åpen horisontal eller skråstilt forlenget kabelkonstruksjon. Kabelstativet kan være gjennomgående eller ikke-gjennomføring.
• Kabelgalleri- over bakken eller over bakken lukket (helt eller delvis, for eksempel uten sidevegger) horisontal eller skråstilt forlenget kabelgjennomføringsstruktur.

Brannsikkerhet

Temperaturen inne i kabelkanaler (tunneler) om sommeren bør ikke være mer enn 10 °C høyere enn utelufttemperaturen.

Ved brann i kabelrom går forbrenningen sakte i den innledende perioden og først etter en tid øker forbrenningshastigheten betydelig. Erfaring viser at under reelle branner i kabeltunneler observeres temperaturer på opptil 600 °C og høyere. Dette forklares av det faktum at under reelle forhold brenner kabler som er under strømbelastning i lang tid og hvis isolasjon varmes opp fra innsiden til en temperatur på 80 °C og over. Samtidig antennelse av kabler kan forekomme flere steder og over en betydelig lengde. Dette skyldes det faktum at kabelen er under belastning og isolasjonen varmes opp til en temperatur nær selvtenningstemperaturen.

Kabelen består av mange strukturelle elementer, for fremstillingen av disse brukes et bredt spekter av brennbare materialer, inkludert materialer med lav antennelsestemperatur og materialer som er utsatt for ulm. Også i kabeldesign og kabelkonstruksjoner inkluderer metallelementer. I tilfelle brann eller strømoverbelastning varmes disse elementene opp til en temperatur i størrelsesorden 500-600 ˚C, som overstiger antennelsestemperaturen (250-350 ˚C) for mange polymermaterialer som inngår i kabelstrukturen, og derfor kan de gjentennes av oppvarmede metallelementer etter at tilførselen av brannslukningsmiddel har stoppet. I denne forbindelse er det nødvendig å velge standardindikatorer for tilførsel av brannslukningsmidler for å sikre eliminering av flammende forbrenning, samt å utelukke muligheten for gjentenning.

Lang tid I kabelrom ble det brukt skumslokkeanlegg. Driftserfaring har imidlertid avdekket en rekke mangler:

• begrenset holdbarhet av skumkonsentrater og utillatelig lagring av vandige løsninger;
• jobb ustabilitet;
• vanskeligheter med oppsett;
• nødvendighet spesialbehandling bak doseringsanordningen for skummiddel;
• rask ødeleggelse av skum ved høy (ca. 800 °C) omgivelsestemperatur under brann.

Studier har vist at sprøytet vann har større brannslokkingsevne sammenlignet med luftmekanisk skum, siden det fukter og kjøler brennende kabler og bygningskonstruksjoner godt.

Den lineære hastigheten for flammeutbredelse for kabelkonstruksjoner (kabelbrenning) er 1,1 m/min.

Høytemperatur superledere

HTSC ledning

Tap i kraftledninger

Elektrisitetstap i ledninger avhenger av strømstyrken, derfor økes spenningen mange ganger når den overføres over lange avstander (reduserer strømstyrken med samme antall ganger) ved hjelp av en transformator, som ved overføring av samme kraft kan redusere tapene betydelig. Men når spenningen øker, begynner forskjellige utladningsfenomener å oppstå.

I luftledninger med ultrahøyspent er det aktive effekttap på grunn av korona (koronautladning). Koronautladning oppstår når den elektriske feltstyrken E (\displaystyle E) ved overflaten av ledningen vil overstige terskelverdien E k (\displaystyle E_(k)), som kan beregnes ved å bruke Peaks empiriske formel:
E k = 30 , 3 β (1 + 0,298 r β) (\displaystyle E_(k)=30(,)3\beta \left((1+(\frac (0(,)298)(\sqrt (r) \beta ))))\høyre)) kV/cm,
Hvor r (\displaystyle r)- radius av ledningen i meter, β (\displaystyle \beta )- forholdet mellom lufttetthet og normal.

Den elektriske feltstyrken er direkte proporsjonal med spenningen på ledningen og omvendt proporsjonal med dens radius, slik at du kan bekjempe koronatap ved å øke radiusen til ledningene, og også (i mindre grad) ved å bruke fasedeling, det vil si, ved hjelp av flere ledninger i hver fase holdt av spesielle avstandsstykker i en avstand på 40-50 cm.Korona-tapene er omtrent proporsjonale med produktet U (U − U cr) (\displaystyle U(U-U_(\text(cr)))).

Tap i vekselstrømledninger

En viktig mengde som påvirker effektiviteten til vekselstrømsledninger er mengden som karakteriserer forholdet mellom aktiv og reaktiv effekt i ledningen - cos φ. Aktiv kraft er den delen av den totale kraften som går gjennom ledningene og overføres til lasten; Reaktiv effekt er kraften som genereres av ledningen, dens ladeeffekt (kapasitansen mellom ledningen og bakken), så vel som selve generatoren, og forbrukes av den reaktive belastningen (induktiv belastning). Aktive effekttap i ledningen avhenger også av den overførte reaktive effekten. Jo større flyt av reaktiv effekt, jo større tap av aktiv effekt.

Når vekselstrømledninger er lengre enn flere tusen kilometer, observeres en annen type tap - radioutslipp. Siden denne lengden allerede er sammenlignbar med lengden på en elektromagnetisk bølge med en frekvens på 50 Hz ( λ = c / ν = (\displaystyle \lambda =c/\nu =) 6000 km, kvartbølge vibratorlengde λ / 4 = (\displaystyle \lambda /4=) 1500 km), fungerer ledningen som en strålende antenne.

Naturlig kraft og overføringskapasitet for kraftlinjer

Naturlig kraft

Kraftledninger har induktans og kapasitans. Kapasitiv effekt er proporsjonal med kvadratet av spenningen, og er ikke avhengig av kraften som overføres langs linjen. Linjens induktive kraft er proporsjonal med kvadratet av strømmen, og derfor kraften til linjen. Ved en viss belastning blir den induktive og kapasitive kraften til linjen lik, og de kompenserer hverandre. Linjen blir "ideell" og bruker like mye reaktiv kraft som den produserer. Denne kraften kalles naturlig kraft. Den bestemmes kun av lineær induktans og kapasitans, og er ikke avhengig av lengden på linjen. Ut fra mengden naturlig kraft kan man grovt bedømme kapasiteten til kraftoverføringslinjen. Når du overfører slik kraft på linjen, er det minimale strømtap, driftsmodusen er optimal. Når fasene deles, ved å redusere den induktive reaktansen og øke den kapasitive ledningsevnen til linjen, øker den naturlige kraften. Når avstanden mellom ledningene øker, reduseres den naturlige kraften, og omvendt, for å øke den naturlige kraften er det nødvendig å redusere avstanden mellom ledningene. Kabellinjer med høy kapasitiv ledningsevne og lav induktans har høyest naturlig effekt.

Båndbredde

Kraftoverføringskapasitet betyr den høyeste aktive effekten av tre faser av kraftoverføring, som kan overføres i en langsiktig stabil tilstand, med hensyn til operasjonelle og tekniske begrensninger. Den maksimale overførte aktive kraften for kraftoverføring er begrenset av forholdene for statisk stabilitet til generatorer av kraftstasjoner, sender- og mottaksdelene av det elektriske kraftsystemet og tillatt kraft for oppvarmingsledninger med tillatt strøm. Fra praksisen med å drive elektriske kraftsystemer følger det at gjennomstrømningen av kraftoverføringslinjer på 500 kV og over vanligvis bestemmes av faktoren statisk stabilitet; for kraftoverføringer på 220-330 kV kan det oppstå begrensninger både når det gjelder stabilitet og når det gjelder tillatt oppvarming, 110 kV og under - kun når det gjelder oppvarming.

Kjennetegn på kapasiteten til luftledninger

Innhold:

En av grunnpilarene i moderne sivilisasjon er strømforsyning. Nøkkelrollen i det spilles av kraftoverføringslinjer. Uavhengig av avstanden mellom produksjonsanlegg og sluttforbrukere, er det nødvendig med utvidede ledere for å koble dem sammen. Deretter vil vi snakke mer detaljert om hva disse lederne, kalt kraftlinjer, er.

Hvilke typer luftledninger finnes det?

Ledningene festet til støttene er luftledninger. I dag har man mestret to metoder for å overføre elektrisitet over lange avstander. De er basert på veksel- og likespenninger. Overføring av elektrisitet ved konstant spenning er fortsatt mindre vanlig sammenlignet med vekselspenning. Dette forklares med at likestrøm i seg selv ikke genereres, men hentes fra vekselstrøm.

Av denne grunn, tillegg elektriske biler. Og de begynte å dukke opp relativt nylig, siden de er basert på kraftige halvlederenheter. Slike halvledere dukket opp for bare 20–30 år siden, det vil si omtrent på 90-tallet av det tjuende århundre. Før dette tidspunktet var det derfor allerede bygget et stort antall vekselstrømledninger. Forskjellene mellom kraftlinjer er vist nedenfor i skjemaet.

De største tapene er forårsaket av den aktive motstanden til trådmaterialet. Det spiller ingen rolle hvilken strøm som er direkte eller vekslende. For å overvinne dem økes spenningen i begynnelsen av overføringen så mye som mulig. En million volt-nivået er allerede overskredet. Generator G forsyner vekselstrømledninger gjennom transformator T1. Og på slutten av overføringen synker spenningen. Kraftledningen forsyner last H gjennom transformator T2. En transformator er det enkleste og mest pålitelige spenningskonverteringsverktøyet.

En leser med lite kunnskap om strømforsyning vil mest sannsynlig ha et spørsmål om betydningen av likestrøms kraftoverføring. Og årsakene er rent økonomiske - likestrømsoverføring av elektrisitet i selve kraftledningene gir store besparelser:

1. Generatoren produserer trefasespenning. Derfor er det alltid nødvendig med tre ledninger for vekselstrømforsyning. Og på likestrøm kan all kraften til de tre fasene overføres gjennom to ledninger. Og når du bruker bakken som leder, en ledning om gangen. Følgelig er besparelsene på materialer alene tredelt til fordel for likestrømsledninger.
2. AC elektriske nettverk, når de kombineres til ett felles system, må ha samme fasing (synkronisering). Dette betyr at den momentane spenningsverdien i de tilkoblede elektriske nettverkene må være den samme. Ellers vil det være en potensialforskjell mellom de tilkoblede fasene i de elektriske nettverkene. Som følge av en forbindelse uten innfasing, en ulykke sammenlignbar med kortslutning. Dette er ikke typisk for likestrømsnett i det hele tatt. For dem er det bare den effektive spenningen på tilkoblingstidspunktet som betyr noe.
3. Elektriske kretser som opererer på vekselstrøm er preget av impedans, som er relatert til induktans og kapasitans. AC-strømledninger har også impedans. Jo lengre linjen er, desto større impedans og tap knyttet til den. For DC elektriske kretser eksisterer ikke konseptet med impedans, samt tap forbundet med å endre bevegelsesretningen til den elektriske strømmen.
4. Som allerede nevnt i avsnitt 2, for stabilitet i kraftsystemet, må generatorer synkroniseres. Men jo større systemet som opererer på vekselstrøm, og følgelig antallet elektriske generatorer, desto vanskeligere er det å synkronisere dem. Og for likestrømssystemer vil et hvilket som helst antall generatorer fungere normalt.

På grunn av det faktum at det i dag ikke finnes kraftige nok halvledere eller andre systemer til å konvertere spenningen effektivt og pålitelig, opererer de fleste kraftledninger fortsatt med vekselstrøm. Av denne grunn vil vi videre kun fokusere på dem.

Et annet punkt i klassifiseringen av kraftlinjer er deres formål. I denne forbindelse er linjene delt inn i

• ultra lang,
• hovedlinjer,
• fordeling

Designet deres er fundamentalt forskjellig på grunn av forskjellige spenningsverdier. I ultra-langdistanse kraftledninger, som er systemdannende, brukes således de høyeste spenningene som eksisterer på det nåværende stadiet av teknologiutviklingen. Verdien på 500 kV er minimum for dem. Dette forklares med den betydelige avstanden fra hverandre til kraftige kraftverk, som hver er grunnlaget for et eget energisystem.

Den har sitt eget distribusjonsnettverk, som har som oppgave å forsyne store grupper av sluttforbrukere. De er koblet til distribusjonsstasjoner med spenning på 220 eller 330 kV på oversiden. Disse transformatorstasjonene er sluttforbrukere for hovedkraftledninger. Siden energiflyten allerede er svært nær bebyggelsen, må spenningen reduseres.

Elektrisitetsdistribusjon utføres av kraftledninger med spenninger på 20 og 35 kV for boligsektoren, samt 110 og 150 kV for kraftige industrianlegg. Det neste punktet i klassifisering av kraftledninger er etter spenningsklasse. Ved denne funksjonen kan kraftledninger identifiseres visuelt. Hver spenningsklasse har tilsvarende isolatorer. Designet deres er en slags identifikasjon av kraftledningen. Isolatorer er laget ved å øke antall keramiske kopper i henhold til økningen i spenning. Og dens klasser i kilovolt (inkludert spenninger mellom faser vedtatt for CIS-landene) er som følger:

• 1 (380 V);
• 35 (6, 10, 20);
• 110…220;
• 330…750 (500);
• 750 (1150).

I tillegg til isolatorene er ledningene kjennetegnet. Etter hvert som spenningen øker, blir effekten av elektrisk koronautladning mer uttalt. Dette fenomenet sløser med energi og reduserer effektiviteten til strømforsyningen. Derfor, for å dempe koronautladningen med økende spenning, fra 220 kV, brukes parallelle ledninger - en for hver omtrent 100 kV. Noen av luftledningene (OHL) av forskjellige spenningsklasser er vist nedenfor på bildene:

Kraftledningsstøtter og andre synlige elementer

For å sikre at ledningen holdes sikkert, brukes støtter. I det enkleste tilfellet er dette trestenger. Men denne designen gjelder bare for linjer opp til 35 kV. Og med økningen i verdien av tre, brukes armert betongstøtter i økende grad i denne spenningsklassen. Når spenningen øker, må ledningene heves høyere og avstanden mellom fasene større. Til sammenligning ser støttene slik ut:

Generelt er støtte et eget tema, som er ganske omfattende. Av denne grunn vil vi ikke fordype oss i detaljene om emnet kraftoverføringslinjestøtter her. Men for å kort og konsist vise leseren grunnlaget, vil vi vise bildet:

For å konkludere med informasjonen om luftledninger, vil vi nevne de tilleggselementene som finnes på støttene og er godt synlige. Dette

• lynbeskyttelsessystemer,
• samt reaktorer.

I tillegg til de oppførte elementene, brukes flere flere i kraftoverføringslinjer. Men la oss la dem være utenfor rammen av artikkelen og gå videre til kabler.

Kabellinjer

Luft er en isolator. Luftledninger er basert på denne egenskapen. Men det finnes andre mer effektive isolasjonsmaterialer. Bruken deres gjør det mulig å redusere avstandene mellom faseledere betydelig. Men prisen på en slik kabel er så høy at det ikke kan være snakk om å bruke den i stedet for luftledninger. Av denne grunn legges kabler der det er vanskeligheter med luftledninger.

Overhead kraftledning(VL) - en enhet beregnet på å overføre eller distribuere elektrisk energi gjennom ledninger med en beskyttende isolasjonskappe (VLZ) eller bare ledninger (VL), plassert i friluft og festet ved hjelp av traverser (braketter), isolatorer og lineære beslag til støtter eller andre tekniske strukturer (broer, overganger). Hovedelementene i luftledninger er:

• ledninger;
• sikkerhetskabler;
• støtte støtteledninger og hummocks i en viss høyde over bakken eller vannnivået;
• isolatorer som isolerer ledninger fra støttekroppen;
• lineære beslag.

De lineære portalene til distribusjonsenhetene tas som begynnelsen og slutten av luftledningen. I henhold til deres design er luftledninger delt inn i enkeltkrets og multikrets, vanligvis 2-krets.

Vanligvis består en luftledning av tre faser, så støttene til luftledninger med en krets med spenninger over 1 kV er designet for å henge trefaseledninger (en krets) (fig. 1); seks ledninger (to parallelle kretser) er suspendert på støttene til luftledninger med dobbelt krets. Om nødvendig henges en eller to lynbeskyttelseskabler over fasetrådene. Fra 5 til 12 ledninger henges på luftledningsstøttene til et distribusjonsnettverk med spenninger opp til 1 kV for å levere strøm til forskjellige forbrukere på en luftledning (ekstern og intern belysning, strømforsyning, husholdningsbelastninger). En luftledning med en spenning på opptil 1 kV med en solid jordet nøytral er utstyrt med en nøytral ledning i tillegg til fasene.

Ris. 1. Fragmenter av 220 kV luftledning:a – enkeltkjede; b – dobbeltkjede

Ledninger av luftledninger er hovedsakelig laget av aluminium og dets legeringer, i noen tilfeller av kobber og dets legeringer, og er laget av kaldtrukket ledning med tilstrekkelig mekanisk styrke. Imidlertid er de mest brukte tråder laget av to metaller med gode mekaniske egenskaper og relativt lave kostnader. Ledninger av denne typen inkluderer stål-aluminium-tråder med et arealforhold tverrsnitt aluminium og ståldeler fra 4,0 til 8,0. Eksempler på plassering av faseledninger og lynbeskyttelseskabler er vist i fig. 2, og designparametrene for luftledninger i et standard spenningsområde er gitt i tabellen. 1.

Ris. 2. : a – trekantet; b - horisontal; c - sekskantet "tønne"; d – omvendt "juletre"

Tabell 1. Designparametere for luftledninger

Alle de ovennevnte alternativene for arrangement av faseledninger på støtter er preget av et asymmetrisk arrangement av ledningene i forhold til hverandre. Følgelig fører dette til ulik reaktans og konduktivitet av forskjellige faser, forårsaket av gjensidig induktans mellom ledningene på linjen og, som en konsekvens, til asymmetri av fasespenninger og spenningsfall.

For å gjøre kapasitansen og induktansen til alle tre fasene i kretsen like, brukes transponering av ledninger på kraftledningen, dvs. gjensidig endre deres plassering i forhold til hverandre, med hver fasetråd som går en tredjedel av veien (fig. 3). En slik trippelbevegelse kalles en transponeringssyklus.

Ris. 3. Ordning for hele syklusen for transponering av luftledningsseksjoner: 1, 2, 3 – fase ledninger

Transponering av faseledninger av luftledninger med blanke ledninger brukes for spenninger på 110 kV og høyere og for ledningslengder på 100 km og mer. Et av alternativene for å installere ledninger på en transposisjonsstøtte er vist i fig. 4. Det skal bemerkes at transponering av strømførende ledere noen ganger brukes i CL, i tillegg moderne teknologier design og konstruksjon av luftledninger gjør det mulig å teknisk implementere kontroll av linjeparametere (kontrollerte selvkompenserende linjer og kompakte luftledninger med ultrahøy spenning).

Ris. 4.

Ledninger og beskyttelseskabler til luftledningen på visse steder må festes stivt til ankerstøttenes strekkisolatorer (endestøtter 1 og 7, montert i begynnelsen og slutten av luftledningen, som vist i fig. 5 og strammet til en gitt spenning. Mellomstøtter er installert mellom ankerstøttene, nødvendige for å støtte ledninger og kabler, ved å bruke støttekranser av isolatorer med støtteklemmer, i en gitt høyde (støtter 2, 3, 6), installert på en rett del av overheaden linje; hjørne (støtter 4 og 5), installert ved svinger av luftledningsruten; overgang (støtter 2 og 3), installert i spennet av skjæringspunktet mellom en luftledning med enhver naturlig hindring eller konstruksjon, for eksempel, jernbane eller motorvei.

Ris. 5.

Avstanden mellom ankerstøttene kalles ankerspennet til kraftledningen (fig. 6). Den horisontale avstanden mellom wirefestepunktene på tilstøtende støtter kalles spennlengden L . En skisse av luftledningsspennet er vist i fig. 7. Spennlengden velges hovedsakelig av økonomiske årsaker, bortsett fra overgangsspenn, idet det tas hensyn til både høyden på støttene og nedbøyningen av ledninger og kabler, samt antall støtter og isolatorer langs hele lengden av overhead. linje.

Ris. 6. : 1 - støttekrans av isolatorer; 2 - spenningskrans; 3 - mellomstøtte; 4 – ankerstøtte

Den minste vertikale avstanden fra bakken til ledningen med størst nedbøyning kalles linjedimensjonen til bakken - h . Ledningsdimensjonene skal opprettholdes for alle merkespenninger, med hensyn til risikoen for blokkering av luftspalten mellom faselederne og terrengets høyeste punkt. Det er også nødvendig å ta hensyn til miljøaspektene ved virkningen av høye elektromagnetiske feltstyrker på levende organismer og planter.

Det største avviket til fasetråden f p eller lynbeskyttelseskabel f t fra horisontalen under påvirkning av en jevnt fordelt last fra egen masse, ismasse og vindtrykk kalles en synkepil. For å hindre at ledninger floker seg, er kabelnedhenget 0,5 - 1,5 m mindre enn wirenedhenget.

Strukturelle elementer i luftledninger, som fasetråder, kabler, kranser av isolatorer, har en betydelig masse, slik at kreftene som virker på en støtte når hundretusenvis av Newton (N). Gravitasjonskreftene på ledningen fra vekten av ledningen, vekten av strekkstrengene til isolatorer og isformasjoner er rettet normalt nedover, og kreftene forårsaket av vindtrykk er rettet normalt bort fra vindstrømningsvektoren, som vist i fig. . 7.

Ris. 7.

For å redusere induktiv reaktans og øke kapasiteten til langdistanse overføringslinjer, bruker de ulike alternativer kompakte kraftledninger, karakteristisk trekk som er den reduserte avstanden mellom fasetråder. Kompakte kraftlinjer har en smalere romlig korridor, et lavere nivå av elektrisk feltstyrke på bakkenivå og tillater teknisk implementering av kontroll av linjeparametere (kontrollerte selvkompenserende linjer og linjer med en ukonvensjonell konfigurasjon av delte faser).

2. Kabel kraftledning

Kabel kraftlinje (CL) består av en eller flere kabler og kabelbeslag for tilkobling av kabler og for tilkobling av kabler til elektriske enheter eller distribusjonsenhetsbusser.

I motsetning til luftledninger legges kabler ikke bare utendørs, men også innendørs (fig. 8), i grunn og vann. Derfor er CL-er utsatt for fuktighet, kjemisk aggressivitet av vann og jord, og mekanisk skade under jordarbeid og jordforskyvning under kraftig regn og flom. Utformingen av kabelen og kabelleggingskonstruksjonene skal gi beskyttelse mot spesifiserte påvirkninger.

Ris. 8.

I henhold til merkespenningen er kabler delt inn i tre grupper: kabler lav spenning(opptil 1 kV), kabler middels spenning(6…35 kV), kabler høyspenning(110 kV og over). I henhold til hvilken type strøm de skiller AC og DC kabler.

Strømkabler utføres single-core, to-core, three-core, fire-core og fem-core. Høyspentkabler er laget av enkeltkjerner; to-kjerne – DC-kabler; tre-kjerne – mellomspenningskabler.

Lavspentkabler er laget med opptil fem kjerner. Slike kabler kan ha en, to eller tre faseledere, samt en null arbeidsleder N og null beskyttende kjerne RE eller kombinert null arbeids- og beskyttende kjerne PENN .

Basert på materialet til de strømførende kjernene, kabler med aluminium og kobber ledere. På grunn av mangel på kobber er kabler med aluminiumsledere mest brukt. Brukes som isolasjonsmateriale kabelpapir impregnert med kolofoniumolje, plast og gummi. Det finnes kabler med normal impregnering, utarmet impregnering og impregnering med dryppfri sammensetning. Kabler med uttømt eller ikke-drenerende impregnering legges langs trasé med stor høydeforskjell eller langs vertikale partier av traseen.

Det utføres høyspentkabler oljefylt eller gassfylt. I disse kablene er papirisolasjon fylt med olje eller gass under trykk.

Beskyttelse av isolasjonen mot uttørking og inntrenging av luft og fuktighet sikres ved å påføre et forseglet skall på isolasjonen. Kabelen er beskyttet mot mulig mekanisk skade av rustning. For å beskytte mot aggressiviteten til det ytre miljøet, brukes et eksternt beskyttelsesdeksel.

Når du studerer kabellinjer, er det tilrådelig å merke seg superledende kabler for kraftledninger Designet er basert på fenomenet superledning. I en forenklet form, fenomenet superledning i metaller kan representeres som følger. Coulomb frastøtende krefter virker mellom elektroner som mellom lignende ladede partikler. Ved ultralave temperaturer for superledende materialer (som inkluderer 27 rene metaller og et stort antall spesielle legeringer og forbindelser), endres imidlertid arten av interaksjonen mellom elektroner med hverandre og med atomgitteret betydelig. Som et resultat blir det mulig å tiltrekke seg elektroner og danne såkalte elektronpar (Cooper). Utseendet til disse parene, deres økning og dannelsen av et "kondensat" av elektronpar forklarer utseendet til superledning. Med økende temperatur blir noen elektroner termisk opphisset og går inn i en enkelt tilstand. Ved en viss såkalt kritisk temperatur blir alle elektroner normale og superledningstilstanden forsvinner. Det samme skjer når spenningen øker. magnetisk ihtla. De kritiske temperaturene til superledende legeringer og forbindelser som brukes i teknologi er 10 - 18 K, dvs. fra –263 til –255°С.

De første prosjektene, eksperimentelle modellene og prototypene av slike kabler i fleksible korrugerte kryostatiske kapper ble implementert først på 70-80-tallet av det 20. århundre. Som superleder ble det brukt bånd basert på en intermetallisk forbindelse av niob med tinn, avkjølt med flytende helium.

I 1986 ble fenomenet oppdaget høy temperatur superledning, og allerede i begynnelsen av 1987 ble det skaffet dirigenter av denne typen, som er keramiske materialer, hvis kritiske temperatur ble økt til 90 K. Den omtrentlige sammensetningen av den første høytemperatursuperlederen YBa 2 Cu 3 O 7–d (d< 0,2). Такой сверхпроводник представляет собой неупорядоченную систему мелких кристаллов, имеющих размер от 1 до 10 мкм, находящихся в слабом электрическом контакте друг с другом. К концу XX века были начаты и к этому времени достаточно продвинуты работы по созданию сверхпроводящих кабелей на основе высокотемпературных сверхпроводников. Такие кабели принципиально отличаются от своих предшественников. Жидкий азот, применяемый для охлаждения, на несколько порядков дешевле гелия, а его запасы практически безграничны. Очень важным является то, что жидкий азот при рабочих давлениях 0,8 - 1 МПа является прекрасным диэлектриком, превосходящим по своим свойствам пропиточные составы, используемые в традиционных кабелях.

Mulighetsstudier viser at høytemperatur superledende kabler vil være mer effektive sammenlignet med andre typer kraftoverføring selv med en overført effekt på mer enn 0,4 - 0,6 GVA, avhengig av den faktiske bruken. Høytemperatur-superledende kabler forventes i fremtiden å bli brukt i energisektoren som strømledere ved kraftverk med kapasitet over 0,5 GW, samt dype ledninger inn i megabyer og store energikrevende komplekser. Samtidig er det nødvendig å realistisk vurdere de økonomiske aspektene og hele spekteret av arbeid for å sikre påliteligheten til slike kabler i drift.

Det skal imidlertid bemerkes at når du bygger nye og rekonstruerer gamle kabellinjer, er det nødvendig å bli veiledet av bestemmelsene til PJSC Rosseti, ifølge hvilke det er forbudt å bruke :

• strømkabler som ikke oppfyller gjeldende krav til brannsikkerhet og frigjøring av store konsentrasjoner av giftige produkter under forbrenning;
• kabler med papir-olje isolasjon og oljefylt;
• kabler laget ved bruk av silanol-tverrbindingsteknologi (silanol-tverrbindingssammensetninger inneholder podede organofunksjonelle silangrupper, og tverrbinding av molekylkjeden av polyetylen (PE), som fører til dannelsen av en romlig struktur, i dette tilfellet skjer på grunn av silisium-oksygen-silisium (Si-O-Si) binding, i stedet for karbon-karbon (C-C), som tilfellet er med peroksid-tverrbinding).

Avhengig av design er kabelprodukter delt inn i kabler , ledninger Og ledninger .

Kabel– et fullstendig bruksklar fabrikkprodusert elektrisk produkt, bestående av en eller flere isolerte strømførende kjerner (ledere), vanligvis innelukket i et metall- eller ikke-metallisk skall, på toppen av dette, avhengig av installasjonsforholdene og drift, kan det være et passende beskyttelsesdeksel, som inkluderer rustning kan være inkludert. Strømkabler, avhengig av spenningsklasse, har fra en til fem aluminium- eller kobberkjerner med et tverrsnitt fra 1,5 til 2000 mm 2, hvorav med et tverrsnitt på opptil 16 mm 2 - entråds, over - flertråd.

Ledningen– én uisolert eller én eller flere isolerte ledere, på toppen av disse, avhengig av installasjons- og driftsforhold, kan det være en ikke-metallisk kappe, vikling og (eller) fletting med fibermaterialer eller tråd.

Ledning– to eller flere isolerte eller spesielt fleksible ledere med et tverrsnitt på opptil 1,5 mm 2, tvunnet eller lagt parallelt, på toppen av hvilke, avhengig av installasjons- og driftsforhold, en ikke-metallisk kappe og beskyttende belegg kan påføres anvendt.