Основні елементи повітряних ліній електропередач. ЛЕП – це провідна чи кабельна лінія передачі електроенергії

Повітряні лінії електропередач.

p align="justify"> Електричною повітряною лінією ПЛ називається пристрій, що служить для передачі електричної енергії по проводах, розташованим на відкритому повітріта прикріпленим за допомогою ізоляторів та арматури до опор. Повітряні лінії електропередачі діляться на ПЛ напругою до 1000 і вище 1000.

При будівництві повітряних ліній електропередач обсяг земляних робіт незначний. Крім того, вони відрізняються простотою експлуатації та ремонту. Вартість спорудження повітряної лінії приблизно на 25-30% менше, ніж вартість кабельної лінії такої ж довжини. Повітряні лінії поділяються на три класи:

клас I - лінії з номінальною експлуатаційною напругою 35 кВ при споживачах 1 та 2-ї категорій та вище 35 кВ незалежно від категорій споживачів;

клас II - лінії з номінальною експлуатаційною напругою від 1 до 20 кВ при споживачах 1 та 2-ї категорій, а також 35 кВ при споживачах 3-ї категорії;

клас III - лінії з номінальною експлуатаційною напругою 1 кВ та нижче. Характерною особливістю повітряної лінії напругою до 1000 є використання опор для одночасного кріплення на них проводів радіомережі, зовнішнього освітлення, телеуправління, сигналізації.

Основними елементами повітряної лінії є опори, ізолятори та дроти.

Для ліній напругою 1 кВ застосовують опори двох видів: дерев'яні із залізобетонними приставками та залізобетонні.
Для дерев'яних опор використовують колоди, просочені антисептиком, з лісу II сорту - сосни, ялини, модрини, ялиці. Не просочувати колоди можна під час виготовлення опор із лісу листяних порід зимової рубки. Діаметр колод у верхньому висівці повинен становити не менше 15 см для одностійкових опор і не менше 14 см для подвійних та А-подібних опор. Допускається приймати діаметр колод у верхньому висівці не менше 12 см на відгалуженнях, що йдуть до вводів у будівлі та споруди. Залежно від призначення та конструкції розрізняють опори проміжні, кутові, відгалужувальні, перехресні та кінцеві.

Проміжні опори на лінії є найбільш численними, оскільки служать для підтримки проводів на висоті і не розраховані на зусилля, що створюються вздовж лінії у разі обриву проводів. Для сприйняття цього навантаження встановлюють проміжні анкерні опори, розташовуючи їх "ноги" вздовж осі лінії. Для сприйняття зусиль, перпендикулярних до лінії, встановлюють анкерні проміжні опори, маючи "ноги" опори поперек лінії.

Анкерні опори мають більш складну конструкцію та підвищену міцність. Вони також поділяються на проміжні, кутові, відгалужувальні та кінцеві, які підвищують загальну міцність та стійкість лінії.

Відстань між двома анкерними опорами називається анкерним прольотом, а відстань між проміжними опорами – кроком опор.
У місцях зміни напрямку траси повітряної лінії встановлюють кутові опори.

Для електропостачання споживачів, що знаходяться на певній відстані від магістральної повітряної лінії, використовуються відгалужувальні опори, на яких закріплюються дроти, приєднані до повітряної лінії та до введення споживача електроенергії.
Кінцеві опори встановлюють на початку та в кінці повітряної лінії спеціально для сприйняття односторонніх осьових зусиль.
Конструкції різних опор показано на рис. 10.
p align="justify"> При проектуванні повітряної лінії кількість і тип опор визначають залежно від зміни траси, перерізу проводів, кліматичних умов району, ступеня населеності місцевості, рельєфності траси та інших умов.

Для споруд ПЛ напругою вище 1 кВ застосовують переважно залізобетонні та дерев'яні антисептовані опори на залізобетонних приставках. Конструкції цих опор уніфіковані.
Металеві опори використовують головним чином анкерних опор на повітряних лініях напругою вище 1 кВ.
На опорах ПЛ розташування проводів може бути будь-яким, тільки нульовий провід у лініях до 1 кВ розміщують нижче за фазні. При підвісці на опорах проводів зовнішнього освітлення їх мають нижче нульового дроту.
Провід ПЛ напругою до 1 кВ слід підвішувати на висоті не менше 6 м від землі з урахуванням стріли провисання.

Відстань по вертикалі від землі до точки найбільшого провисання дроту називається габаритом дроту ПЛ над землею.
Провід повітряної лінії можуть по трасі зближуватися з іншими лініями, перетинатися з ними і проходити на відстані від об'єктів.
Габаритом зближення проводів ПЛ називається допустима найменша відстань від проводів лінії до об'єктів (будівель, споруд), розташованих паралельно до траси ПЛ, а габаритом перетину - найкоротша відстань по вертикалі від об'єкта, розташованого під лінією (пересіканого) до проводу ПЛ.

Мал. 10. Конструкції дерев'яних опор повітряних ліній електропередач:
а - на напругу нижче 1000, б - на напругу 6 і 10 кВ; 1 - проміжна, 2 - кутова з підкосом, 3 - кутова з відтяжкою, 4 - анкерна

Ізолятори.

Кріплення проводів повітряної лінії на опорах здійснюється за допомогою ізоляторів (рис. 11), що насаджуються на гаки та штирі (рис. 12).
Для повітряних ліній напругою 1000 і нижче використовують ізолятори ТФ-4, ТФ-16, ТФ-20, НС-16, НС-18, АІК-4, а для відгалужень - ШО-12 при перерізі проводів до 4 мм 2 ; ТФ-3, АІК-3 та ШО-16 при перерізі проводів до 16 мм 2 ; ТФ-2, АІК-2, ШО-70 та ШН-1 при перерізі проводів до 50 мм 2 ; ТФ-1 та АІК-1 при перерізі проводів до 95 мм 2 .

Для кріплення проводів повітряних ліній напругою вище 1000 В застосовуються ізолятори ШС, ШД, УШЛ, ШФ6-А та ШФ10-А та підвісні ізолятори.

Всі ізолятори, крім підвісних, щільно навертаються на гаки та штирі, на які попередньо намотують клоччя, просочену суриком або оліфою, або надягають спеціальні пластмасові ковпачки.
Для ПЛ напругою до 1000 застосовуються гаки КН-16, а вище 1000 В - гаки КВ-22, виготовлені з круглої сталі діаметром відповідно 16 і 22 мм 2 . На траверсах опор тих самих повітряних ліній напругою до 1000 при кріпленні проводів використовуються штирі ШТ-Д - для дерев'яних траверс і ШТ-С - для сталевих.

При напрузі повітряних ліній більше 1000 на траверсах опор монтують штирі ЩУ-22 і ШУ-24.

За умовами механічної міцності для повітряних ліній напругою до 1000 В використовуються однодротяні та багато дротяні дроти перетином, не менше: алюмінієві - 16 сталеалюмінієві та біметалічні -10, сталеві багатодротяні - 25, сталеві однодротяні - 13 мм (діаметр).

На повітряній лінії напругою 10 кВ і нижче, що проходить у ненаселеній місцевості, з розрахунковою товщиною шару льоду (стінка ожеледиці) до 10 мм, що утворюється на поверхні дроту, в прольотах без перетинів із спорудами допускається застосування однодротяних сталевих проводів за наявності спеціальної вказівки.
У прольотах, що перетинають трубопроводи, не призначені для горючих рідин та газів, допускається застосування сталевих проводів перетином 25 мм 2 і більше. Для повітряних ліній напругою вище 1000 В застосовують тільки багатодротяні мідні дроти перерізом не менше 10 мм 2 і алюмінієві - перетином не менше 16 мм 2 .

З'єднання проводів один з одним (рис. 62) виконується скручуванням, у сполучному затиску або в плашкових затискачах.

Кріплення проводів ПЛ та ізоляторів здійснюється в'язальним дротом одним із способів, показаних на рис.13.
Сталеві дроти прив'язують м'яким сталевим оцинкованим дротом діаметром 1,5 - 2 мм, а алюмінієві та сталеалюмінієві - алюмінієвим дротом діаметром 2,5 - 3,5 мм (можна використовувати дріт багатодротяних дротів).

Алюмінієві та сталеалюмінієві дроти в місцях кріплення попередньо обмотують алюмінієвою стрічкою для запобігання їх пошкодженню.

На проміжних опорах провід кріплять переважно на головці ізолятора, а на кутових опорах - на шиї, розташовуючи його із зовнішнього боку кута, що утворюється проводами лінії. Провід на головці ізолятора кріплять (рис. 13, а) двома відрізками в'язального дроту. Дріт закручують навколо головки ізолятора так, щоб кінці її різної довжинизнаходилися з обох боків шийки ізолятора, а потім два короткі кінці обмотують 4 - 5 разів навколо дроту, а два довгих - переносять через головку ізолятора і теж кілька разів обмотують навколо дроту. При кріпленні дроту на шийці ізолятора (рис. 13 б) в'язальний дріт охоплює петлею провід і шийку ізолятора, потім один кінець в'язального дроту обмотують навколо дроту в одному напрямку (згори вниз), а інший кінець - у протилежному напрямку (знизу вгору).

На анкерних та кінцевих опорах провід кріплять заглушкою на шийці ізолятора. У місцях переходу ПЛ через залізниці та трамвайні колії, а також на перетинах з іншими силовими лініями та лініями зв'язку застосовують подвійне кріплення проводів.

Усі дерев'яні деталі при складанні опор щільно підганяють одна до одної. Зазор у місцях врубок та стиків не повинен перевищувати 4 мм.
Стійки та приставки до опор повітряних ліній виконують таким чином, щоб деревина у місці сполучення не мала сучків та тріщин, а стик був абсолютно щільним, без просвітів. Робочі поверхні врубок повинні бути суцільного пропилу (без довбання деревини).
Отвори в колодах просвердлюють. Забороняється пропалювання отворів нагрітими стрижнями.

Бандажі для сполучення приставок з опорою виготовляють із м'якого сталевого дроту діаметром 4 - 5 мм. Усі витки бандажа повинні бути рівномірно натягнуті та щільно прилягати один до одного. У разі обриву одного витка весь бандаж слід замінити на новий.

При з'єднанні проводів і тросів ПЛ напругою вище 1000 В кожному прольоті допускається не більше одного з'єднання на кожен провід або трос.

При використанні зварювання для з'єднання проводів не повинно бути перепалювання дротів зовнішнього повива або порушення зварювання при перегинанні з'єднаних проводів.

Металеві опори, що виступають металеві частини залізобетонних опор та всі металеві деталідерев'яних та залізобетонних опор ПЛ захищають антикорозійними покриттями, тобто. фарбують. Місця монтажного зварювання металевих опор ґрунтують і фарбують на ширину 50 - 100 мм вздовж зварного шва відразу після зварних робіт. Частини конструкцій, що підлягають бетонуванню, покриваються цементним молоком.

Мал. 14. Способи кріплення дротів в'язкою до ізоляторів:
а - головна в'язка, б - бічна в'язка

У процесі експлуатації повітряні лінії електропередачі періодично оглядають, а також виробляють профілактичні виміри та перевірки. Величину загнивання деревини вимірюють на глибині 0,3 - 0,5 м. Опора або приставка вважається непридатною для подальшої експлуатації, якщо глибина загнивання радіусом колоди становить більше 3 см при діаметрі колоди більше 25 см.

Позачергові огляди ПЛ проводяться після аварій, ураганів, при пожежі поблизу лінії, під час льодоходів, ожеледиць, морозу нижче -40 °С тощо.

При виявленні на дроті обриву кількох дротів загальним перерізом до 17% перерізу дроту місце обриву перекривають ремонтною муфтою або бандажом. Ремонтну муфту на сталеалюмінієвому дроті встановлюють при обриві до 34% дротів. Якщо обірвано Велика кількістьжил, провід має бути розрізаний та з'єднаний за допомогою сполучного затиску.

Ізолятори можуть мати пробої, опіки глазурі, оплавлення металевих частин і навіть руйнування порцеляни. Це відбувається у разі пробою ізоляторів електричною дугою, а також при погіршенні їх електричних характеристиквнаслідок старіння в процесі експлуатації. Часто пробої ізоляторів відбуваються через сильне забруднення їх поверхні і при напругах, що перевищують робоче. Дані про дефекти, виявлені під час оглядів ізоляторів, заносять до журналу дефектів, і на основі цих даних складають плани ремонтних робіт повітряних ліній.

Кабельні лінії електропередач.

Кабельною лінією називається лінія для передачі електричної енергії або окремих імпульсів, що складається з одного або кількох паралельних кабелів з сполучними та кінцевими муфтами (закладками) та кріпильними деталями.

Над підземними кабельними лініями встановлюють охоронні зони розмір яких залежить від напруги цієї лінії. Так, для кабельних ліній напругою до 1000 В охоронна зона має розмір майданчика по 1 м з кожного боку крайніх кабелів. У містах під тротуарами лінія повинна проходити на відстані 0,6 м від будівель та споруд та 1 м від проїжджої частини.
Для кабельних ліній напругою вище 1000 В охоронна зона має розмір по 1 м з кожної сторони крайніх кабелів.

Підводні кабельні лінії напругою до 1000 і вище мають охоронну зону, що визначається паралельними прямими на відстані 100 м від крайніх кабелів.

Трасу кабелю вибирають з урахуванням найменшої його витрати та забезпечення безпеки від механічних пошкоджень, корозії, вібрації, перегріву та можливості пошкоджень сусідніх кабелів у разі короткого замикання одному з них.

При прокладанні кабелів необхідно дотримуватись гранично допустимих радіусів їх вигину, перевищення яких призводить до порушення цілісності ізоляції жил.

Прокладання кабелю в землі під будинками, а також через підвальні та складські приміщення забороняється.

Відстань між кабелем та фундаментами будівель має становити не менше 0,6 м.

При прокладанні кабелю в зоні насаджень відстань між кабелем і стовбурами дерев повинна бути не менше 2 м, а в зеленій зоні з чагарниковими посадками допускається 0,75 м. У разі прокладання кабелю паралельно теплопроводу відстань у світлі від кабелю до стінки каналу теплопроводу повинна бути менше 2 м, до осі колії залізниці- щонайменше 3,25 м, а електрифікованої дороги - щонайменше 10,75 м.

При прокладанні кабелю паралельно трамвайним коліям відстань між кабелем і віссю трамвайної колії має становити не менше 2,75 м.
У місцях перетину залізниць та автомобільних доріг, а також трамвайних колій кабелі прокладають у тунелях, блоках або трубах по всій ширині зони відчуження на глибині не менше 1 м від полотна дороги та не менше 0,5 м від дна водовідвідних канав, а за відсутності зони відчуження кабелі прокладають безпосередньо на ділянці перетину або на відстані 2 м по обидва боки полотна дороги.

Кабелі укладають "змійкою" із запасом, рівним 1 - 3 % його довжини, щоб унеможливити виникнення небезпечних механічних напруг при зміщеннях ґрунту та температурних деформаціях. Укладати кінець кабелю як кілець забороняється.

Кількість сполучних муфт на кабелі має бути найменшою, тому кабель прокладають повними будівельними довжинами. На 1 км кабельних ліній може бути не більше чотирьох муфт для трижильних кабелів напругою до 10 кВ перетином до 3х95 мм 2 і п'яти муфт для перерізів від 3х120 до 3x240 мм 2 . Для одножильних кабелів допускається трохи більше двох муфт на 1 км кабельних ліній.

Для з'єднань або кінцювань кабелю роблять обробку кінців, тобто ступінчасте видалення захисних та ізоляційних матеріалів. Розміри обробки визначаються конструкцією муфти, яку будуть використовувати для з'єднання кабелю, напругою кабелю і перетином його струмопровідних жил.
Готове оброблення кінця трижильного кабелю з паперовою ізоляцією показано на рис. 15.

З'єднання кінців кабелю напругою до 1000 В здійснюється в чавунних (рис. 16) або епоксидних муфтах, а напругою 6 і 10 кВ - в епоксидних (рис. 17) або свинцевих муфтах.


Мал. 16. Сполучна чавунна муфта:
1 - верхня муфта, 2 - підмотування зі смоляної стрічки, 3 - порцелянова розпірка, 4 - кришка, 5 - стягуючий болт, 6 -провід заземлення, 7 - нижня напівмуфта, 8 - сполучна гільза

З'єднання струмопровідних жил кабелю напругою до 1000 виконують опресовуванням в гільзі (рис. 18). Для цього підбирають по перерізу з'єднуються струмопровідних жил гільзу, пуансон і матрицю, а також механізм для опресування (прес-кліщі, гідропрес та ін), зачищають до металевого блиску внутрішню поверхню гільзи сталевим йоржом (рис, 18 а), а жили, що з'єднуються - щіткою – на кардоленти (рис. 18, б). Закруглюють багатодротяні секторні жили кабелю універсальними плоскогубцями. Вводять жили в гільзу (рис. 18 в) так, щоб їх торці стикалися і розташовувалися в середині гільзи.

Мал. 17. Сполучна епоксидна муфта:
1 - дротяний бандаж, 2 - корпус муфти, 3 - бандаж із суворих ниток, 4 - розпірка, 5 - підмотування жили, 6 - провід заземлення, 7 - з'єднання жил, 8 - герметизуюча підмотування


Мал. 18. З'єднання мідних жил кабелю обпресуванням:

а - зачистка внутрішньої поверхні гільзи сталевим дротяним йоржом, б - зачистка жили щіткою з кардоленти, - установка гільзи на жилах, що з'єднуються, г - опресовування гільзи в пресі, д - готове з'єднання; 1 - мідна гільза, 2 - йорж, 3 - щітка, 4 - жила, 5 - прес

Встановлюють гільзу врівень у ложі матриці (рис. 18, г), потім опресовують гільзу двома вдавлюваннями, по одному на кожну жилу (рис. 18, д). Вдавлювання проводять таким чином, щоб шайба пуансона в кінці процесу упиралася в торець (плічки) матриці. Залишкову товщину кабелю (мм) перевіряють за допомогою спеціального штангенциркуля або кронциркуля (величина Н на рис. 19):

4,5 ± 0,2 - при перерізі жил, що з'єднуються 16 - 50 мм 2

8,2 ± 0,2 - при перерізі жил, що з'єднуються, 70 і 95 мм 2

12,5 ± 0,2 - при перерізі жил, що з'єднуються, 120 і 150 мм 2

14,4 ± 0,2 - при перерізі жил, що з'єднуються, 185 і 240 мм 2

Якість спресованих контактів кабелю перевіряють зовнішнім оглядом. При цьому звертають увагу на лунки вдавлювання, які повинні розташовуватися співвісно та симетрично щодо середини гільзи або трубчастої частини наконечника. У місцях вдавлювання пуансону повинно бути надривів чи тріщин.

Щоб забезпечити відповідну якість опресування кабелів, необхідно виконувати такі умови виконання робіт:
застосовувати наконечники та гільзи, переріз яких відповідає конструкції жил кабелю, що підлягає кінцюванню або з'єднанню;
використовувати матриці та пуансони, що відповідають типорозмірам наконечників або гільз, що застосовуються під час опресування;
не змінювати переріз жили кабелю для полегшення введення жили в наконечник або гільзу шляхом видалення одного з дротів;

не проводити опресування без попереднього зачищення та мастила кварцово-вазелінової пастою контактних поверхонь наконечників та гільз на алюмінієвих жилах; закінчувати опресування не раніше, ніж шайба пуансона підійде впритул до торця матриці.

Після з'єднання жил кабелю знімають металевий поясок між першим і другим кільцевими надрізами оболонки і на край поясної ізоляції, що знаходилася під нею, накладають бандаж з 5 - 6 витків суворих ниток, після чого встановлюють між жилами розпірні пластини так, щоб жили кабелю утримувалися на певній відстані один від друга та від корпусу муфти.
Укладають кінці кабелю в муфту, попередньо намотавши I на кабель у місцях входу та виходу його з муфти 5 - 7 шарів смоляної стрічки, а потім скріплюють обидві половинки муфти болтами. Заземлювальний провідник, припаяний до броні та оболонки кабелю, заводять під кріпильні болти і таким чином міцно закріплюють його на муфті.

Операції обробки кінців кабелів напругою 6 і 10 кВ в свинцевій муфті мало чим відрізняються від аналогічних операцій з'єднання їх в чавунній муфті.

Кабельні лінії можуть забезпечувати надійну та довговічну роботу, але лише за умови дотримання технології монтажних робіт та всіх вимог правил технічної експлуатації.

Якість і надійність змонтованих кабельних муфт і закладень можуть бути підвищені, якщо застосовувати при монтажі комплект необхідного інструментута пристроїв для оброблення кабелю та з'єднання жил, розігріву кабельної маси тощо. Велике значенняпідвищення якості виконуваних робіт має кваліфікація персоналу.

Для кабельних з'єднань застосовуються комплекти паперових роликів, рулонів та бобін бавовняної пряжі, але не допускається, щоб вони мали складки, надірвані та зім'яті місця, були забруднені.

Такі комплекти постачають у банках залежно від розміру муфт за номерами. Банку на місці монтажу перед вживанням має бути відкрито та розігріто до температури 70 - 80 °C. Розігріті ролики та рулони перевіряють на відсутність вологи шляхом занурення паперових стрічок у розігрітий до температури 150 °З парафін. При цьому не повинно спостерігатися потріскування та виділення піни. Якщо вода виявиться, комплект роликів і рулонів бракують.
Надійність кабельних ліній під час експлуатації підтримує виконання комплексу заходів, включаючи контроль за нагріванням кабелю, огляди, ремонти, профілактичні випробування.

Для забезпечення тривалої роботи кабельної лінії необхідно стежити за температурою жил кабелю, оскільки перегрів ізоляції викликає прискорення старіння та різке скорочення терміну служби кабелю. Максимально допустима температура струмопровідних жил кабелю визначається конструкцією кабелю. Так, для кабелів напругою 10 кВ з паперовою ізоляцією і в'язким просоченням, що не стікає, допускається температура не більше 60 °С; для кабелів напругою 0,66 - 6 кВ з гумовою ізоляцією і в'язким просоченням, що не стікає - 65 °С; для кабелів напругою до 6 кВ із пластмасовою (з поліетилену, самозагасаючого поліетилену та полівінілхлоридного пластикату) ізоляцією - 70 °С; для кабелів напругою 6 кВ з паперовою ізоляцією та збідненим просоченням - 75 °С; для кабелів напругою 6 кВ з пластмасовою (з вулканізованого або самозагасаючого поліетилену або паперовою ізоляцією та в'язким або збідненим просоченням - 80 °С).

Довго допустимі струмові навантаження на кабелі з ізоляцією з просоченого паперу, гуми та пластмаси вибирають за діючими ГОСТами. Кабельні лінії напругою 6 - 10 кВ, що несуть навантаження менше від номінальних, можуть бути короткочасно перевантаженими на величину, яка залежить від виду прокладки. Так, наприклад, кабель, прокладений у землі і що має коефіцієнт попереднього навантаження 0,6, може бути перевантажений на 35% протягом півгодини, на 30% - 1 год і на 15% - 3 год, а при коефіцієнті попереднього навантаження 0,8 - на 20% протягом півгодини, на 15% - 1 год. і на 10% - 3 год.

Для кабельних ліній, що перебувають у експлуатації понад 15 років, навантаження знижується на 10%.

Надійність роботи кабельної лінії значною мірою залежить від правильної організації експлуатаційного нагляду за станом ліній та їх трас шляхом періодичних оглядів. Планові огляди дозволяють виявити різні порушення на кабельних трасах (виробництво земляних робіт, складування вантажів, посадка дерев тощо), а також тріщини та сколи на ізоляторах кінцевих муфт, ослаблення їх кріплень, наявність пташиних гнізд тощо.

Велику небезпеку для цілості кабелів є розкопки землі, що виробляються на трасах або поблизу них. Організація, що експлуатує підземні кабелі, повинна виділяти спостерігача під час виробництва розкопок з метою унеможливлення пошкоджень кабелю.

Місця виробництва земляних робіт за ступенем небезпеки пошкодження кабелів поділяються на дві зони:

І зона - ділянка землі, розташована на трасі кабелю або на відстані до 1 м від крайнього кабелю напругою вище 1000 В;

ІІ зона - ділянка землі, розташована від крайнього кабелю на відстані понад 1 м.

При роботі в І зоні забороняється:

застосування екскаваторів та інших землерийних машин;
використання ударних механізмів (клин-баби, шар-баби та ін.) на відстані ближче 5 м;

застосування механізмів для розкопки ґрунту (відбійних молотків, електромолотків та ін.) на глибину вище 0,4 м за нормальної глибини закладення кабелю (0,7 - 1 м); виконання земляних робіт у зимовий час без попереднього відігріву ґрунту;

виконання робіт без нагляду представником організації, що експлуатує кабельну лінію.

Щоб своєчасно виявити дефекти ізоляції кабелю, з'єднувальних та кінцевих муфт та попередити раптовий вихід кабелю з ладу або руйнування його струмами коротких замикань, проводять профілактичні випробування кабельних ліній підвищеною напругою. постійного струму.

Повітряні лінії (ПЛ)служать передачі електроенергії по проводам, прокладеним на свіжому повітрі і закріпленим на спеціальних опорах чи кронштейнах інженерних споруд з допомогою ізоляторів і арматури. Основними конструктивними елементами ПЛ є дроти, захисні троси, опори, ізолятори та лінійна арматура. У міських умовах ПЛ набули найбільшого поширення на околицях, а також у районах забудови до п'яти поверхів. Елементи ПЛ повинні мати достатню механічну міцність, тому при їх проектуванні, крім електричних, роблять і механічні розрахунки для визначення не тільки матеріалу та перерізу проводів, а й типу ізоляторів та опор, відстані між проводами та опорами тощо.

Залежно від призначення та місця встановлення розрізняють наступні видиопор:

проміжні, призначені підтримки проводів на прямих ділянках ліній. Відстань між опорами (прольоти) становить 35-45 м для напруги до 1000 і близько 60 м для напруги 6-10 кВ. Кріплення проводів тут проводиться за допомогою штирьових ізоляторів (не наглухо);

анкерні, що мають більш жорстку та міцну конструкціющоб сприймати поздовжні зусилля від різниці тяжіння по проводах і підтримувати (у разі обриву) всі дроти, що залишилися в анкерному прольоті. Ці опори встановлюються також на прямих ділянках траси (з прольотом близько 250 м для напруги 6-10 кВ) та на перетинах з різними спорудами. Кріплення проводів на анкерних опорах проводиться наглухо до підвісних або штирових ізоляторів;

кінцеві, що встановлюються на початку та в кінці лінії. Вони є різновидом анкерних опор і повинні витримувати одностороннє тяжіння проводів, що постійно діє;

кутові, які встановлюються у місцях зміни напрямку траси. Ці опори зміцнюються підкосами чи металевими відтяжками;

спеціальні або перехідні, що встановлюються у місцях перетинів ПЛ із спорудами чи перешкодами (річками, залізницями тощо). Вони відрізняються від інших опор даної лінії по висоті чи конструкції.

Для виготовлення опор застосовують дерево, метал чи залізобетон.

Дерев'яні опори в залежності від конструкції можуть бути:

одинарними;

А-подібними, що складаються з двох стійок, що сходяться біля вершини і розходяться біля основи;

триногими, що складаються з трьох, що сходяться до вершини і розходяться в основі стійок;

П-подібними, що складаються з двох стійок, з'єднаних зверху горизонтальною траверсою;

АП-подібними, що складаються з двох А-подібних опор, з'єднаних горизонтальною траверсою;

складовими, що складаються зі стійки та приставки (пасинка), що приєднується до неї бандажом із сталевого дроту.

Для збільшення терміну служби дерев'яні опорипросочують антисептиками, які значно уповільнюють процес гниття деревини. В експлуатації антисептування проводиться шляхом накладання антисептичного бандажу в місцях, схильних до гниття, з промазуванням антисептичною пастою всіх тріщин, місць сполучення і врубок.

Металеві опори виготовляють з труб або профільної сталі, залізобетонні - у вигляді порожнистих круглих або прямокутних стійок з перерізом, що зменшується до вершини опори.

Для кріплення проводів ПЛ до опор застосовуються ізолятори та гаки, а для кріплення до траверси - ізолятори та штирі. Ізолятори можуть бути фарфоровими або скляними штиревого або підвісного (у місцях анкерного кріплення) виконання (рис. 1, а-в). Їх міцно навертають на гаки або штирі за допомогою спеціальних поліетиленових ковпачків або клоччя, просоченого суриком або оліфою.

Малюнок 1. а - штирьовий 6-10 кВ; б - штирьовий 35 кВ; в - підвісний; г, д - стрижневі полімерні

Ізолятори повітряних ліній виготовляються з порцеляни або загартованого скла - матеріалів, що володіють високою механічною та електричною міцністю та стійкістю до атмосферних впливів. Істотною перевагою скляних ізоляторів є те, що при пошкодженні загартоване скло розсилається. Це полегшує перебування пошкоджених ізоляторів на лінії.

За конструкцією ізолятори поділяють на штирьові та підвісні.

Штирьові ізолятори застосовуються на лініях напругою до 1 кВ, 6-10 кВ і рідко 35 кВ (рис. 1, а, б). Вони кріпляться до опор за допомогою гаків або штирів.

Підвісні ізолятори (рис. 1, в) використовуються на ПЛ напругою 35 кВ та вище. Вони складаються з порцелянової або скляної ізолюючої частини 1, шапки з ковкого чавуну 2, металевого стрижня 3 і цементної зв'язки 4. Підвісні ізолятори збирають у гірлянди, які бувають підтримуючими (на проміжних опорах) та натяжними (на анкерних опорах). Число ізоляторів у гірлянді визначається напругою лінії; 35 кВ – 3-4 ізолятори, 110 кВ – 6-8.

Застосовуються полімерні ізолятори (рис. 1, г). Вони є стрижневим елементом зі склопластику, на якому розміщено захисне покриття з ребрами з фторопласту або кремнійорганічної гуми:

До проводів ПЛ висуваються вимоги достатньої механічної міцності. Вони можуть бути одно-або багатодротяними. Однодротяні дроти із сталі застосовуються виключно для ліній напругою до 1000 В; багатодротяні дроти зі сталі, біметалу, алюмінію та його сплавів набули переважного поширення завдяки підвищеній механічній міцності та гнучкості. Найчастіше на ПЛ напругою до 6-10 кВ використовуються алюмінієві багатодротяні дроти марки А та сталеві оцинковані дроти марки ПС.

Сталеалюмінієві дроти (рис. 2, в) застосовують на ПЛ напругою вище 1 кВ. Вони випускаються з різним співвідношенням перерізів алюмінієвої та сталевої частин. Чим менше це співвідношення, тим більшу механічну міцність має провід і тому використовується на територіях з більш важкими кліматичними умовами (з більшою товщиною стінки ожеледиці). У марці сталеалюмінієвих проводів вказуються перерізи алюмінієвої та сталевої частин, наприклад, АС 95/16.

Малюнок 2. а - загальний вигляд багатодротяного дроту; б - переріз алюмінієвого дроту; в - переріз сталеалюміневого дроту

Проводи зі сплавів алюмінію (АН – не термооброблений, АЖ – термооброблений) мають велику, порівняно з алюмінієвими, механічну міцність і практично таку ж електричну провідність. Вони використовуються на ПЛ напругою вище 1 кВ у районах із товщиною стінки ожеледиці до 20 мм.

Проводи мають у своєму розпорядженні різними способами. На одноланцюгових лініях їх, як правило, мають трикутник.

В даний час широко використовуються так звані самонесучі ізольовані дроти (СІП) напругою до 10 кВ. У лінії напругою 380 проводи складаються з несучого неізольованого проводу, що є нульовим, трьох ізольованих лінійних проводів, одного ізольованого проводу зовнішнього освітлення. Лінійні ізольовані дроти навиті навколо несучого нульового дроту. Несучий дріт є сталеалюмінієвим, а лінійні - алюмінієвими. Останні покриті світлостійким термостабілізованим (зшитим) поліетиленом (провід типу АПВ). До переваг ПЛ із ізольованими проводами перед лініями з голими проводами можна віднести відсутність ізоляторів на опорах, максимальне використання висоти опори для підвіски проводів; немає потреби в обрізанні дерев у зоні проходження лінії.

Для відгалужень від ліній напругою до 1000 В до введення в будівлі використовуються ізольовані дроти марки АПР або АВТ. Вони мають несучий сталевий трос та ізоляцію, стійку до атмосферних впливів.

Кріплення проводів до опор здійснюється різними способами, залежно від місця їх розташування на ізоляторі. На проміжних опорах дроти кріплять до штирьових ізоляторів затискачами або в'язальним дротом з того ж матеріалу, що й провід, причому останній у місці кріплення не повинен мати вигинів. Провіди, розташовані на головці ізолятора, кріпляться головною в'язкою, на шийці ізолятора - бічною в'язкою.

На анкерних, кутових і кінцевих опорах дроти напругою до 1000 В кріплять закручуванням дротів так званої «заглушкою», дроти напругою 6-10 кВ - петлею. На анкерних та кутових опорах, у місцях переходу через залізниці, проїзди, трамвайні колії та на перетинах з різними силовими лініями та лініями зв'язку застосовують подвійний підвіс проводів.

З'єднання проводів проводять плашковими затискачами, обтиснутим овальним з'єднувачем, овальним з'єднувачем, скрученим спеціальним пристроєм. У деяких випадках застосовують зварювання за допомогою термітних патронів та спеціального апарату. Для однодротяних сталевих проводів можна застосовувати зварювання внахлестку з використанням невеликих трансформаторів. У прольотах між опорами не допускається мати більше двох з'єднань проводів, а в прольотах перетинів ПЛ з різними спорудами з'єднання проводів не допускається. На опорах з'єднання має бути виконане так, щоб воно не зазнавало механічних зусиль.

Лінійна арматура застосовується для кріплення проводів до ізоляторів та ізоляторів до опор та ділиться на такі основні види: затискачі, зчіпна арматура, з'єднувачі та ін.

Затискачі служать для закріплення проводів і тросів і прикріплення їх до гірлянд ізоляторів і поділяються на підтримувальні, що підвішуються на проміжних опорах, і натяжні, що застосовуються на опорах анкерного типу (рис. 3 а, б, в).

Малюнок 3. а - підтримуючий затискач; б - болтовий натяжний затискач; в - пресований натяжний затискач; г - підтримуюча гірлянда ізоляторів; д – дистанційна розпірка; е - овальний з'єднувач; ж - пресований з'єднувач

Зчіпна арматура призначена для підвіски гірлянд на опорах та з'єднання багатоланцюгових гірлянд один з одним і включає скоби, сережки, вушка, коромисла. Скоба служить для приєднання гірлянди до траверс опори. Підтримуюча гірлянда (рис. 3 г) закріплюється на траверсі проміжної опори за допомогою сережки 1, яка іншою стороною вставляється в шапку верхнього підвісного ізолятора 2. Вушко 3 використовується для прикріплення до нижнього ізолятора гірлянди підтримуючого затиску 4.

З'єднувачі застосовуються для з'єднання окремих ділянок дроту. Вони бувають овальні та пресовані. У овальних з'єднувачах дроти або стискаються, або скручуються (рис. 3, е). Пресовані з'єднувачі (рис. 3 ж) застосовуються для з'єднання проводів великих перерізів. У сталеалюмінієвих проводах сталева та алюмінієва частини опресовуються окремо.

Троси поряд із іскровими проміжками, розрядниками та пристроями заземлення служать для захисту ліній від грозових перенапруг. Їх підвішують над фазними проводами на ПЛ напругою 35 кВ і вище, залежно від району з грозової діяльності та матеріалу опор, що регламентується «Правилами влаштування електроустановок». Грозозахисні троси зазвичай виконують зі сталі, але при використанні їх як високочастотні канали зв'язку - зі сталі та алюмінію. На лініях 35-110 кВ кріплення троса до металевих та залізобетонних проміжних опор здійснюється без ізоляції троса.

Для захисту від грозових перенапруг ділянок ПЛ зі зниженим порівняно з іншою лінією рівнем ізоляції застосовують трубчасті розрядники.

На ПЛ заземлюються всі металеві та залізобетонні опори, на яких підвішено грозозахисні троси або встановлені інші засоби грозозахисту (розрядники, іскрові проміжки) ліній напругою 6-35 кВ. На лініях до 1 кВ з глухозаземленою нейтраллю гаки та штирі фазних проводів, що встановлюються на залізобетонних опорах, а також арматура цих опор повинні бути приєднані до нульового дроту.

Розшифровка ЛЕП - абревіатура від словосполучення "лінія електропередачі". ЛЕП це найважливіший компонентенергетичних систем, який служить передачі електроенергії від генеруючих пристроїв до розподільних, перетворювальних і, зрештою, до споживачів.

Класифікація

Передача електричної енергії здійснюється за металевими проводами, де провідником є ​​мідь або алюміній. Розрізняється спосіб прокладання проводів:

• По повітрю – повітряними линями;
• У ґрунті (воді) – кабельними лініями;
• Газоізольовані лінії.

Перелічені види ЛЕП є основними. Проводяться експерименти з бездротової передачі енергії, але в даний час такий спосіб не знайшов поширення на практиці, за винятком малопотужних пристроїв.

Повітряні лінії електропередач

Повітряні лінії електропередач, ВЛЕП, характеризуються високою складністю. Їхня конструкція, порядок експлуатації регламентуються спеціальною документацією. ПЛ характеризуються тим, що електроенергія передається проводами, прокладеними на відкритому повітрі. Для забезпечення безпеки, зменшення втрат склад ПЛ досить складний.

Склад ПЛ

Що таке ПЛ? Це не високовольтна лінія, як інколи вважають. ПЛ – це цілий комплекс конструкцій та обладнання. Основні елементи, з яких складається будь-яка лінія електропередач:

• Токонесучі дроти;
• Несучі опори;
• Ізолятори.

Інші компоненти також важливі, але їх тип, номенклатура та кількість залежать від різних факторів:

• Арматура;
• Грозозахисні троси;
• Пристрої заземлення;
• Розрядники;
• Пристрої секціонування;
• Маркування для запобігання літальним апаратам;
• Допоміжне обладнання (апаратура накладання зв'язку, дистанційного контролю);
• Волоконно-оптична лінія зв'язку.

До складу арматури входять кріпильні вироби для з'єднання ізоляторів, дротів, кріплення їх до опор.

До відома.Розрядники, заземлення та пристрої грозозахисту служать для забезпечення безпеки та підвищення надійності при виникненні стрибків напруги, у тому числі під час грози.

Пристрої секціонування дозволяють проводити відключення частини ЛЄП на період проведення регламентних або аварійних робіт.

Апаратура високочастотного та оптоволоконного зв'язку призначена для здійснення диспетчерського віддаленого контролю та управління роботою лінії, пристроїв секціонування, підстанції та розподільчих пристроїв.

Документи, що регулюють ПЛ

Основними документами, що регулюють будь-яку ЛЕП, є Будівельні норми та правила (СНіП), а також Правила влаштування електроустановок ПУЕ. Дані документи регламентують проектування, конструкцію, будівництво та експлуатацію повітряних ліній електропередач.

Класифікація ПЛ

Велика різноманітність конструкцій та типів повітряних ліній дозволяє виділити у них групи, об'єднані загальними ознаками.

За родом струму

Більшість існуючих ЛЕП призначено для роботи з змінним струмомщо пов'язано з простотою перетворення напруги за величиною.

Окремі типи ліній працюють із постійним струмом. Вони призначені для деяких сфер застосування (живлення контактної мережі, потужних споживачів постійного струму), але загальна довжина невелика, незважаючи на менші втрати на ємнісній та індуктивній складових.

За призначенням

• Міжсистемні (далекі) – для поєднання кількох енергетичних систем. Сюди відносяться ПЛ 500 кВ та вище;
• Магістральні – для об'єднання електростанцій у мережу в межах однієї енергосистеми та подачі електроенергії на вузлові підстанції;
• Розподільні – для зв'язку великих підприємств та населених пунктівіз вузловими підстанціями;
• ПЛ сільськогосподарських споживачів;
• Міська та сільська розподільна мережа.

За режимом роботи нейтралів в електроустановках

• Мережі з глухозаземленою нейтраллю;
• Мережі із ізольованою нейтраллю;
• З резонансно-заземленою нейтраллю;
• Із ефективно-заземленою нейтраллю.

За режимом роботи в залежності від механічного стану

Основний режим роботи ПЛ – нормальний, коли всі дроти та троси перебувають у справному стані. Можуть бути випадки, коли частина проводів відсутня, але ЛЕП експлуатується:

• При повному чи частковому обриві – аварійний режим;
• Під час монтажу дротів, опор – монтажний режим.

Основні елементи ПЛ

• Траса – розташування осі ЛЕП щодо землі;
• Фундамент опори – конструкція у ґрунті, на яку спирається опора, передаючи їй навантаження від зовнішніх впливів;
• Довжина прольоту – відстань між центрами сусідніх опор;
• Стріла провісу – відстань між нижньою точкою дроту та умовною прямою між точками підвісу дротів;
• Габарит дроту – відстань від нижньої частини дроту до землі.

Кабельні лінії електропередач

Що таке кабельна ЛЕП? Даний тип ліній електропередач відрізняється від ПЛ тим, що дроти різних фаз ізольовані та об'єднані в єдиний кабель.

За умовами проходження

За умовами проходження КЛ поділяють на:

• Підземні;
• Підводні;
• По спорудах.

Кабельні споруди

Крім того, що кабель може бути у воді або землі, частина його обов'язково проходить по кабельним спорудам, до яких відносяться:

• Кабельні канали;
• Кабельна камера;
• Кабельна шахта;
• Подвійна підлога;
• Кабельна галерея.

Цей перелік неповний, основна відмінність кабельних споруд від інших – вони призначені виключно для монтажу кабелю разом із пристроями кріплення, силовими муфтами та відгалуженнями.

За типом ізоляції

Найбільшого поширення набули кабельні лінії з твердою ізоляцією:

• Полівінілхлоридна;
• Олійно-паперова;
• Гумо-паперова;
• Поліетиленова (пошитий поліетилен);
• Етилен-пропіленова.

Рідше зустрічаються рідинна та газова ізоляції.

Втрати у ЛЕП

Втрати в передавальних лініях мають різну природу та поділяються на:

• Втрати на нагрівання:
• Втрати на коронні розряди:
• Втрати на радіовипромінювання;
• Втрати передачі реактивної потужності.

Опори ЛЕП та інші елементи

Основний елемент для кріплення дротів лінії електропередач – опора. Опори ЛЕП поділяються на два типи:

• Анкерні (кінцеві), на яких розташовані пристрої кріплення та натягу дроту;
• Проміжні.

Опори можуть встановлюватися безпосередньо в ґрунт або фундамент. За матеріалом виготовлення:

• Дерев'яні;
• Сталеві;
• Залізобетонні.

Ізолятори та арматура

Ізолятори призначені для кріплення та ізолювання проводів ЛЕП. Найбільшу перевагу отримали підвісні ізолятори, які дозволяють з окремих елементів зробити будь-яку довжину залежно від вимог. Як правило, що вища напруга в кВ, то більшу довжину має гірлянда ізоляторів.

Виготовляються з:

• Порцеляна;
• Скло;
• Полімерні матеріали.

Арматура використовується для з'єднання ланцюжків ізоляторів, кріплення їх до опор та проводів. У кабельних лініях арматури також відносяться сполучні муфти.

Захисні пристрої

Як захист використовуються грозозахисні провідники, розрядники та пристрої заземлення. Заземлення металевих опор проводиться шляхом механічного кріплення несучої конструкції до заземлюючого контуру. Особливо важливим є заземлення залізобетонних опор, оскільки при витіканнях струму він починає протікати через арматуру бетону, надаючи руйнівний вплив. Шкода, завдана опорі, візуально видно не буде.

Важливо!Для найкращого захистуохоронний провід розміщується вище за всіх інших.

Технічні характеристики

Технічна характеристикаЛЕП залежить не тільки від переданої напруги та потужності. Повинні враховуватися такі фактори:

• Місто чи нежитлова зона;
• Домінуючі погодні умови (діапазон температур, швидкість вітру);
• Стан ґрунту (твердий, рухомий).

Що таке ЛЕП? Будь-яка лінія електропередач – це сильне джерело електромагнітного поля. Розташовані поблизу житла високовольтні лінії негативно впливають здоров'я. Визначення мінімальної шкоди здоров'ю та навколишньому середовищівідіграє важливу роль у проектуванні ЛЕП.

Технічні розрахунки здійснюють для того, щоб визначити, який тип лінії слід використовувати для досягнення найбільшої ефективності.

Відео

Посилено розвивається промисловість вимагає запровадження сучасних потужностей освіти і передачі електроенергії.

Кабельні лінії інтегруються в кабельну систему комунікацій, яка є фундаментом великої енергетичної системи.

Повітряні та кабельні лінії електропередач застосовуються в сучасному будівництві. Позитивною особливістюкабельних ліній є можливість їх проведення в малодоступних місцях. Останнім часом повітряні лінії сміливо замінюють кабельними, внаслідок обмеження земельних ділянок – необхідних для встановлення фіксуючих опор.

Технічна характеристика енергокабелів

Відповідно до ГОСТу, кабелі виробляють силового та контрольного призначення. Кабельні силові лінії призначені передавати, розподіляти електроенергію в електроустановках. Контрольні – використовують із організації ланцюгів контролю, передачі сигналів, ДК і автоматики. Лінії електричної передачі (ЛЕП) від 6 до 10 кВ і більше виконуються силовим кабелем.

Усередині СК може бути 1, 2, 3 або 4 ізольовані жили, герметично закупорених захисною плівкою (Рис.1).

Рис.1 Трижильний СК «ААБ»: 1 – сегментні жили; 2,3,4 – ізолюючий матеріал; 5-герметична оболонка; 6,7,8 - завершальний захисний покрив.

Струмопровідні жили бувають алюмінієвого та мідного походження, в конструкції СК зазвичай використовують алюмінієвий матеріал. Жили можуть бути багатодротяні та однодротяні (при маркуванні додається значення «ож»).

Ізоляція.При виготовленні кабелю проводять ізоляцію жил, вона може виконуватися спеціальним гумовим, паперовим чи пластмасовим матеріалом. Для силових конструкцій, найчастіше, застосовують ізоляцію з пластмасового матеріалу та, просоченого спеціальним складом, паперу.

У кабелів з напругою до 10 кВ, окремо ізолюється кожна жилка (паперова ізоляція). Потім здійснюють поясну ізоляцію – усі жили разом ізолюють від оболонки. Зазори між жилами наповнюються паперовими джгутами.

Згадана техніка ізоляції робить кабель меншим у діаметрі, наділяє його потрібною електроміцністю.

Захисна оболонка . Застосовують як герметизуючий матеріал, запобігаючи пошкодженню кабельної конструкції у разі впливу зовнішніх факторів.

Оболонка може бути виконана:

• часто з алюмінію;
• свинцю (для кабельної лінії електропередач у воді);
• гуми (поліхлоропреновий каучук);
• пластику (матеріал полівінілхлорид).

Захисний шар. Виконує свої функції щодо кабельної оболонки. Служить перепоною від зовнішніх впливів, захищає внутрішню структуру від механічних пошкоджень та утворення корозії. Залежно від призначення кабелю його захисний покрив може складатися з подушки, броні та зовнішнього покриву.

Броньовані конструкції застосовують у створенні кабельних ліній електропередач , що використовуються для прокладання у воді та землі. Їх захисний шар, із зовнішнього боку, забезпечується додатково запобіжним від хімічних впливів пластом.

Правила маркування

Маркування силових кабелів складають із символів, що позначають матеріал, що застосовується для виготовлення: жил, ізоляції, оболонки та захисного шару. Найменування дуже важливе при виборі кабелів для прокладання повітряних та кабельних ліній електропередач.

Використання мідних жил немає символіки, алюмінієві – на початку назви, відзначають буквою «А».

Позначення також не має паперова ізоляція, інші ізолюючі матеріали:

• П – поліетиленова;
• В – полівінілхлоридна;
• Р – гумова ізоляція.

Наступний символ відповідає матеріалу, з якого виконана захисна оболонка:

• А – алюміній;
• В – полівінілхлорид;
• С – свинець;
• П – поліетилен;
• Р – гума.

Завершується маркування літерами, що вказують на вигляд захисного шару:

• Г – відсутня броня та зовнішнє перегороджувальне покриття;
• (Г) – гофрований алюмінієвий шар;
• Т – посилений свинцевий шар;
• Шв – гладкий алюмінієвий шар у полівінілхлоридовому шлангу.

Літера «В», що стоїть наприкінці маркування, – кабель з збідненим просоченням. Кабельні лінії електропередач з збідненою просоченою ізоляцією і свинцевою оболонкою прокладають на трасах з перепадом висот до 100 м. Обмеження виключаються при використанні в конструкції алюмінієвої оболонки.

Літера «Ц» – говорить про застосування паперової ізоляції просоченої масою, що не стікає, виготовленої на основі церезину. Кабель цього типу використовують для організації кабельних ліній електропередач на крутонахильних трасах. Без обмеження у перепадах висот. Після буквеного маркування ставляться цифри, що позначають переріз струмопровідних жил.

Монтаж кабельних ліній

Монтаж високовольтних ліній електропередач може здійснюватись як усередині, так і зовні споруд.

Повітряні та кабельні лінії електропередач мають між собою значні відмінності. ПЛ - використовують для передачі енергії або її розподілу по проводах, що проходять на відкритому повітрі. Повітряні кабельні лінії кріпляться до опор за допомогою кронштейнів та арматури.

Кабельні лінії електропередач прокладають:

• У земляних траншеях. Щоб унеможливити пошкодження нової кабельної лінії під час її прокладання в траншеї, дно рову засипають шаром піску або провіяною землею. Таким чином роблять м'яку подушку товщиною 10 см. Після прокладання підземної кабельної лінії її засипають м'яким земляним шаром товщиною 10 см. Поверх нього кладуть бетонні плити, необхідні для виключення механічних пошкоджень, рів засинають і утрамбовують землею.

Підземні кабельні лінії крім переваг мають великий недолік. При пошкодженні кабельної системи доведеться розкривати траншею, перекривати проїжджу або пішохідну зону. Незважаючи на це, прокладання кабельних ліній електропередач у траншеях часто використовується на внутрішніх територіях житлових масивів.

• В азбестоцементних трубах . Нові кабельні лінії можуть прокладатися під проїжджою та пішохідною частиною, з використанням азбестових труб.

У земляні канави укладають від 6 до 10 труб, з відривом 25-75 метрів будують колодязі, з яких монтують кабельні лінії електропередач.

Основними перевагами даного методуПрокладка є захист кабельної лінії електропередач від пошкоджень. Оперативність та простота заміни ділянки пошкодженої кабельної системи, без необхідності розкриття пішохідних зон. Але й вартість такої конструкції досить висока.

• У тунелях та підземних колекторах . Даний вид проекту кабельної лінії розробили у зв'язку з обмеженим обсягом необхідних потужностей, промисловими підприємствами сучасних міст.

Подібний метод прокладання дає змогу оперативно здійснювати пошук ушкоджень, своєчасно виконувати ремонтні роботи. Частина пошкодженої кабельної лінії легко замінюється на нову, після чого на краях вставки монтують муфти. Недоліком є ​​погане охолодження кабельної лінії електропередач, що необхідно врахувати під час вибору перерізу.

Кабельні лінії зв'язку прокладають у колекторах. Якщо у проекті кабельна лініязв'язку перетинається з іншою кабельною системою, вона повинна розташовуватися на рівень вище силового кабелю. А високовольтні кабельні лінії повинні проходити на рівень нижче, під меншим кабелем напруги.

Паспорт для наявної кабельної лінії

Кабельна лінія електропередач повинна мати техпаспорт для записів технічного стану системи. У паспорт кабельної лінії зразок можна завантажити в інтернеті, заносяться інженером, відповідальним за виконання експлуатаційних робіт, дані про проведені випробування. Ведеться запис про ремонтних роботах, про появу механічних та корозійних ушкоджень

На проект кабельної лінії заводиться архів, де збирається вся наступна технічна документація. Крім паспорта до неї входять: протоколи, акти, відмітки про пошкодження, розрахунок втрат у кабелі, дані про навантаження та перевантаження на лінії.

Безпека робіт у охоронній зоні ЛЕП

Охоронна зона для повітряних ЛЕП, згідно з СНІП та ПУЕ, є простір, що йде вздовж прокладених ліній. Вертикальні паралельні площини, розташовані по обидва боки лінії, обмежують простір.

Для кабельних ліній, прокладених під землею, охоронний простір створюється на ділянці землі, що обмежується паралельними вертикальними площинами з обох боків лінії (відстань один метр від крайніх кабелів).

Повітряна лінія електропередач(ПЛ) – пристрій, призначений для передачі або розподілу електричної енергії по проводах із захисною ізолюючою оболонкою (ВЛЗ) або неізольованими проводами (ПЛ), що знаходяться на відкритому повітрі і прикріплені за допомогою траверс (кронштейнів), ізоляторів та лінійної арматури до опор або інших інженерних споруд (мостів, шляхопроводів). Головними елементами ПЛ є:

• дроти;
• захисні троси;
• опора, що підтримує дроти та тороси на певній висоті над рівнем землі або води;
• ізолятори, що ізолюють дроти від тіла опори;
• лінійна арматура.

За початок та за кінець повітряної лінії приймають лінійні портали розподільчих пристроїв. За конструктивним пристроєм ПЛ діляться на одноланцюгові та багатоцінні, як правило 2-ланцюгові.

Зазвичай ПЛ складається з трьох фаз, тому опори одноланцюгових ПЛ напругою вище 1 кВ розраховані на підвіску трьох фазних проводів (одного ланцюга) (рис. 1), на опорах дволанцюгових ПЛ підвішують шість проводів (два паралельно йдуть ланцюги). При необхідності над фазними проводами підвішується один або два грозозахисні троси. На опорах ПЛ розподільної мережі напругою до 1 кВ підвішується від 5 до 12 проводів для електропостачання різних споживачів по одній ПЛ (зовнішнє та внутрішнє освітлення, електросилове господарство, побутові навантаження). ПЛ напругою до 1 кВ з глухозаземленной нейтраллю крім фазних забезпечена нульовим проводом.

Мал. 1. Фрагменти ПЛ 220 кВ:а – одноланцюговий; б – дволанцюговий

Проводи повітряних ліній електропередачі в основному виготовляються з алюмінію та його сплавів, у деяких випадках з міді та її сплавів, виконуються з холоднотягнутого дроту, що володіє достатньою механічною міцністю. Однак найбільшого поширення набули багатодротяні дроти з двох металів з хорошими механічними характеристикамита відносно невисокою вартістю. До дротів такого типу відносяться сталеалюмінієві дроти з відношенням площ поперечного перерізу алюмінієвої та сталевої частини від 4,0 до 8,0. Приклади розташування фазних проводів та грозозахисних тросів показані на рис. 2 а конструктивні параметри ПЛ стандартного ряду напруг наведені в табл. 1.

Мал. 2. : а – трикутне; б – горизонтальне; в – шестикутне «бочкою»; г – зворотною «ялинкою»

Таблиця 1. Конструктивні параметри повітряних ліній

Для всіх наведених варіантів розташування фазних проводів на опорах характерне несиметричне розташування проводів один до одного. Відповідно це веде до неоднакового реактивного опору та провідності різних фаз, обумовлених взаємною індуктивністю між проводами лінії та як наслідок до несиметрії фазних напруг та падіння напруги.

Щоб зробити ємність і індуктивність всіх трьох фаз ланцюга однаковими, лінії електропередачі застосовують транспозицію проводів, тобто. взаємно змінюють їх розташування один щодо одного, при цьому кожен провід фази проходить одну третину шляху (рис. 3). Одне таке потрійне рух називається циклом транспозиції.

Мал. 3. Схема повного циклу транспозиції ділянок повітряної лінії електропередачі: 1, 2, 3 – фазні дроти

Транспозицію фазних проводів повітряної лінії електропередач з неізольованими проводами застосовують на напругу 110 кВ і вище і при протяжності лінії 100 км і більше. Один із варіантів монтажу проводів на транспозиційній опорі показано на рис. 4. Слід зазначити, що транспозицію струмопровідних жил іноді застосовують і в КЛ, крім того сучасні технологіїпроектування та споруди ПЛ дозволяють технічно реалізувати управління параметрами лінії (керовані самокомпенсовані лінії та компактні повітряні лінії понад високої напруги).

Мал. 4.

Проводи та захисні троси ПЛ у певних місцях повинні бути жорстко закріплені на натяжних ізоляторах анкерних опор (кінцеві опори 1 та 7, що встановлюються на початку та кінці ПЛ, як це показано на рис. 5 та натягнуті до заданого тяжіння. Між анкерними опорами встановлюють проміжні опори , необхідні для підтримки проводів і тросів, за допомогою підтримуючих гірлянд ізоляторів з підтримуючими затискачами, на заданій висоті (опори 2, 3, 6), що встановлюються на прямому ділянці ПЛ; (опори 2 і 3), що встановлюються в прольоті перетину повітряною лінією будь-якої природної перешкоди або інженерної споруди, наприклад, залізниці або шосе.

Мал. 5.

Відстань між анкерними опорами називають анкерним прольотом повітряної лінії електропередачі (рис. 6). Горизонтальна відстань між точками кріплення дроту на сусідніх опорах називається довжиною прольоту L . Ескіз прольоту ПЛ показаний на рис. 7. Довжину прольоту вибирають в основному з економічних міркувань, крім перехідних прольотів, враховуючи як висоту опор, так і провисання проводів і тросів, а також кількість опор та ізоляторів по всій довжині ПЛ.

Мал. 6. : 1 – підтримуюча гірлянда ізоляторів; 2 – натяжна гірлянда; 3 – проміжна опора; 4 – анкерна опора

Найменшу відстань по вертикалі від землі до дроту при його найбільшому провисанні називають габаритом лінії до землі. h . Габарит лінії повинен витримуватися для всіх номінальних напруг з урахуванням небезпеки перекриття повітряного проміжку між фазними проводами та найвищою точкою місцевості. Також необхідно враховувати екологічні аспекти впливу високих напруженостей електромагнітного поля на живі організми та рослини.

Найбільше відхилення фазного дроту f п або грозозахисного троса f т від горизонталі під дією рівномірно розподіленого навантаження від власної маси, маси ожеледиці та тиску вітру називають стрілою провисання. Для запобігання схльостування проводів стріла провісу троса виконується менше стріли провісу дроту на 0,5 - 1,5 м.

Конструктивні елементи ПЛ, такі як фазні проводи, троси, гірлянди ізоляторів мають значну масу тому сили, що діють на одну опору, досягає сотень тисяч ньютон (Н). Сили тяжіння на провід від ваги дроту, ваги натяжних гірлянд ізоляторів та ожеледних утворень спрямовані нормалі вниз, а сили, обумовлені вітровим натиском, нормалі у бік від вектора вітрового потоку, як це показано на рис. 7.

Мал. 7.

З метою зменшення індуктивного опору та збільшення пропускну здатністьВЛ далеких передач використовують різні варіантикомпактних ЛЕП, характерною особливістю яких є зменшення відстані між фазними проводами. Компактні ЛЕП мають більш вузький просторовий коридор, менший рівень напруженості електричного поля на рівні землі і дозволяють технічно реалізувати управління параметрами лінії (керовані лінії, що самокомпенсуються, і лінії з нетрадиційною конфігурацією розщеплених фаз).

2. Кабельна лінія електропередачі

Кабельна лінія електропередачі (КЛ) складається з одного або кількох кабелів та кабельної арматури для з'єднання кабелів та для приєднання кабелів до електричних апаратів або шин розподільних пристроїв.

На відміну від ПЛ кабелі прокладаються не тільки на відкритому повітрі, а й усередині приміщень (рис. 8), у землі та воді. Тому КЛ схильні до впливу вологи, хімічної агресивності води та ґрунту, механічних ушкоджень під час проведення земляних робіт та зміщення ґрунту під час зливових дощів та паводків. Конструкція кабелю та споруд для прокладання кабелю повинна передбачати захист від зазначених впливів.

Мал. 8.

За значенням номінальної напруги кабелі поділяються на три групи: кабелі низької напруги (До 1 кВ), кабелі середньої напруги(6...35 кВ), кабелі високої напруги(110 кВ та вище). За родом струму розрізняють кабелі змінного та постійного струму.

Силові кабелі виконуються одножильними, двожильними, трижильними, чотирижильними та п'ятижильними.Одножильними виконуються кабелі високої напруги; двожильними – кабелі постійного струму; трижильними – кабелі середньої напруги.

Кабелі низької напруги виконуються з кількістю жил до п'яти. Такі кабелі можуть мати одну, дві або три фазні жили, а також нульову робочу жилу N та нульову захисну жилу РЕ або суміщену нульову робочу та захисну жилу PEN .

За матеріалом струмопровідних жил розрізняють кабелі з алюмінієвими та мідними жилами.Через дефіцитність міді найбільшого поширення набули кабелі з алюмінієвими жилами. Як ізоляційний матеріал використовується кабельний папір, просочений маслоканіфольним складом, пластмаса та гума.Розрізняють кабелі з нормальним просоченням, збідненим просоченням і просоченням складом, що не стікає. Кабелі з збідненим або не просочуванням прокладають по трасі з великим перепадом висот або по вертикальних ділянках траси.

Кабелі високої напруги виконуються маслонаповненими або газонаповненими.У цих кабелях паперова ізоляція заповнюється олією чи газом під тиском.

Захист ізоляції від висихання та попадання повітря та вологи забезпечується накладенням на ізоляцію герметичної оболонки. Захист кабелю від можливих механічних пошкоджень забезпечується бронею. Для захисту від агресивності довкілля служить зовнішній захисний покрив.

Під час вивчення кабельних ліній доцільно відзначити надпровідні кабелі для ліній електропередачв основу конструкції яких покладено явище надпровідності. У спрощеному вигляді явище надпровідностіу металах можна уявити так. Між електронами, як між однойменно зарядженими частинками, діють кулонівські сили відштовхування. Однак при наднизьких температурах для надпровідних матеріалів (а це 27 чистих металів і велика кількість спеціальних сплавів та з'єднань) характер взаємодії електронів між собою та з атомними гратами суттєво видозмінюється. В результаті стає можливим притягування електронів та утворення так званих електронних (куперівських) пар. Виникнення цих пар, їх збільшення, утворення «конденсату» електронних пар пояснює появу надпровідності. З підвищенням температури частина електронів термічно збуджується і перетворюється на одиночний стан. За деякої так званої критичної температури всі електрони стають нормальними і стан надпровідності зникає. Те саме відбувається і при підвищенні напруженості магнітного поля. Критичні температури надпровідних сплавів і сполук, які у техніці, становлять 10 - 18 До, тобто. від -263 до -255°С.

Перші проекти, експериментальні моделі та дослідні зразки таких кабелів у гнучких гофрованих кріостатуючих оболонках були реалізовані лише у 70-80-х роках XX століття. Як надпровідник використовувалися стрічки на основі інтерметалевого з'єднання ніобію з оловом, що охолоджуються рідким гелієм.

У 1986 р. було відкрито явище високотемпературної надпровідності, і вже на початку 1987 р. були отримані такого роду провідники, що являють собою керамічні матеріали, критична температура яких була підвищена до 90 К. Приблизний склад першого високотемпературного надпровідника 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.

Техніко-економічні дослідження показують, що високотемпературні надпровідні кабелі будуть більш ефективними в порівнянні з іншими видами електропередачі вже при потужності, що передається більше 0,4 - 0,6 ГВ·А в залежності від реального об'єкта застосування. Високотемпературні надпровідні кабелі передбачається в майбутньому використовувати в енергетиці як струмопроводи на електростанціях потужністю понад 0,5 ГВт, а також глибоких вводів у мегаполіси та великі енергоємні комплекси. При цьому необхідно реально оцінювати економічні аспекти та повний комплекс робіт із забезпечення надійності таких кабелів в експлуатації.

Однак слід зазначити, що при будівництві нових та реконструкції старих КЛ необхідно керуватися положеннями ПАТ «Россети», згідно з якими на КЛ заборонено застосовувати :

• силові кабелі, що не відповідають чинним вимогам щодо пожежної безпекиі такі, що виділяють великі концентрації токсичних продуктів при горінні;
• кабелі з паперово-масляною ізоляцією та маслонаповнені;
• кабелі, виготовлені за технологією силанольної зшивки (композиції, що зношуються, містять щеплені органофункціональні силанові групи, і зшивання молекулярного ланцюга поліетилену (ПЕ), що призводить до утворення просторової структури, в цьому випадку відбувається за рахунок зв'язку кремній-кисень-кремній (Si-O-Si) , а не вуглець-вуглець (С-С), як це має місце при пероксидному зшиванні).

Кабельну продукцію в залежності від конструкцій поділяють на кабелі , дроти і шнури .

Кабель– повністю готовий до застосування заводський електротехнічний виріб, що складається з однієї або більше ізольованих струмопровідних жил (провідників), ув'язнених, як правило, у металеву або неметалчну оболонку, поверх якої залежно від умов прокладання та експлуатації може бути відповідний захисний покрив, до складу якого може входити броня. Силові кабелі в залежності від класу напруги мають від однієї до п'яти алюмінієвих або мідних жил перерізом від 1,5 до 2000 мм 2 , з них перетином до 16 мм 2 однодротяні, понад багатодротяні.

Дріт- одна неізольована або одна і більше ізольованих жил, поверх яких залежно від умов прокладання та експлуатації може бути неметалічна оболонка, обмотка та (або) обплетення волокнистими матеріалами або дротом.

Шнур- дві або більше ізольованих, або особливо гнучких жил перетином до 1,5 мм 2 , скручених або укладених паралельно, поверх яких залежно від умов прокладання та експлуатації можуть бути накладені неметалічна оболонка та захисні покриття.