Ilmajohtojen luokittelu

1900-luvun alussa, serbistä peräisin oleva loistava keksijä Nikola Tesla työskenteli langattoman tehonsyötön vaihtoehdon parissa, mutta jopa vuosisadan jälkeen tällainen kehitys ei saanut laajamittaisia ​​teollisia sovelluksia. Tärkein tapa toimittaa energiaa kuluttajalle on edelleen kaapeli- ja ilmajohdot.

Voimajohdot: tarkoitus ja tyypit

Voimalinja on ehkä sähköverkkojen perusteellisin komponentti, joka on osa voimalaitteiden ja -laitteiden järjestelmää, jonka päätarkoituksena on siirtää sähköenergiaa sitä tuottavilta laitoksilta (voimalaitokset), muuntaa ja jakaa (sähköasemia) kuluttajille. Yleensä tämä on kaikkien sähköjohtojen nimi, jotka ovat lueteltujen sähkölaitteiden ulkopuolella.

Historiallinen huomautus: ensimmäinen voimansiirtolinja (DC, 2 kV) rakennettiin Saksaan ranskalaisen tutkijan F. Depreux'n vuonna 1882 tekemän hankkeen mukaisesti. Sen pituus oli noin 57 km ja se yhdisti Münchenin ja Miesbachin kaupungit.

Asennus- ja järjestelymenetelmällä kaapeli- ja ilmajohdot erotetaan toisistaan. Viime vuosina on rakennettu kaasueristettyjä linjoja erityisesti suurkaupunkien energiansaannille. Niitä käytetään siirtämään suuria kapasiteetteja erittäin tiheissä kehitysolosuhteissa voimajohtojen käyttämän alueen pelastamiseksi ja ympäristöstandardien ja -vaatimusten varmistamiseksi.

Kaapelijohdot ovat sovelluksia, joissa ilman järjestely on vaikeaa tai mahdotonta teknisten tai esteettisten parametrien perusteella. Suhteellisen edullisuuden, paremman huollettavuuden (keskimäärin aika onnettomuuden tai toimintahäiriön poistamiseen on 12 kertaa vähemmän) ja korkean suorituskyvyn takia ilmajohdot ovat eniten kysyttyjä.

Määritelmä. Yleinen luokitus

Sähköinen ilmajohto (VLEP) - joukko laitteita, jotka sijaitsevat ulkona ja on suunniteltu siirtämään sähköä. Ilmajohtojen rakenne sisältää johdot, kulkee eristeillä, tuet. Jälkimmäisenä voidaan joissain tapauksissa käyttää siltojen, ylikiltojen, rakennusten ja muiden rakenteiden rakenneosia. Ilmajohtojen ja verkkojen rakentamisessa ja toiminnassa käytetään myös erilaisia ​​apulaitteita (ukkosuojaus, maadoituslaitteet), lisälaitteita ja niihin liittyviä laitteita (suurtaajuus ja kuituoptinen viestintä, välivirranotot) ja komponentteja merkitseviä komponentteja.

Lähetetyn energian luonteen mukaan ilmajohdot jaetaan vaihto- ja DC-verkkoihin. Jälkimmäiset eivät tiettyjen teknisten vaikeuksien ja tehottomuuksien takia ole laajalle levinneet, ja niitä käytetään vain virransyöttöön erikoistuneille kuluttajille: tasavirtalaitteet, elektrolyysikaupat, kaupunkien yhteysverkot (sähköiset ajoneuvot).

Nimellisjännitteen mukaan ilmajohdot jaetaan yleensä kahteen suureen luokkaan:

1. Pienjännite, jännite jopa 1 kV. Valtion standardit määrittelevät neljä nimellisarvoa: 40, 220, 380 ja 660 V.
2. Korkea jännite, yli 1 kV. Tässä määritetään 12 nimellisarvoa: keskijännite - 3 - 35 kV, korkea - 110 - 220 kV, erittäin korkea - 330, 500 ja 700 kV ja erittäin korkea - yli 1 MV.

Huomaa: kaikki annetut luvut vastaavat kolmivaiheverkon vaiheiden välistä (lineaarista) jännitettä (kuuden- ja kaksitoistafaasijärjestelmillä ei ole vakavaa teollisuusjakaumaa).

GOELROsta UESiin

Seuraava luokittelu kuvaa ilmajohtojen infrastruktuuria ja toiminnallisuutta.

Verkon alueen kattavuuden mukaan jaetaan:

• erittäin pitkä (jännite yli 500 kV), suunniteltu yhdistämään alueelliset energiajärjestelmät;
• runko (220, 330 kV), joka toimii niiden muodostamiseksi (voimalaitosten kytkeminen jakelulaitteisiin);
• jakelu (35 - 150 kV), jonka päätarkoitus on sähkön toimittaminen suurille kuluttajille (teollisuuslaitokset, maatalouskompleksi ja suuret siirtokunnat);
• hankinta tai toimitus (alle 20 kV), mikä tarjoaa energiansaantia muille kuluttajille (kaupunkien, teollisuuden ja maatalouden).

Ilmajohdot ovat tärkeitä muodostettaessa maan yhtenäistä energiajärjestelmää, jonka perusta asetettiin nuoren Neuvostoliiton tasavallan GOELRO-suunnitelman (Venäjän valtion sähköistäminen) toteuttamisen aikana noin sata vuotta sitten energiansaannin korkean luotettavuuden ja vikasietoisuuden varmistamiseksi.

Topologisen rakenteen ja konfiguraation mukaan korkeajännitejohdot voivat olla avoimia (säteittäisiä), suljettuja, varavoimalla (sisältäen kaksi tai useampaa lähdettä).

Yhtä reittiä pitkin kulkevien rinnakkaispiirien lukumäärän mukaan linjat jaetaan yhden-, kaksi- ja monipiireihin (piiri tarkoittaa kokonaista johtosarjaa kolmivaiheverkostoa). Jos piireillä on erilaiset nimellisjännitearvot, niin korkeajännitejohtoa kutsutaan yhdistelmäksi. Ketjut voidaan asentaa sekä yhdelle tuelle että erilaisille. Luonnollisesti ensimmäisessä tapauksessa tuen massa, mitat ja monimutkaisuus kasvavat, mutta linjan suojavyöhyke pienenee, mikä tiheästi asutuilla alueilla on joskus ratkaiseva rooli projektin valmistelussa.

Lisäksi käytetään ilmajohtojen ja verkkojen erottelua neutraalien (eristetty, kiinteästi maadoitettu jne.) Suorituskyvyn ja käyttötavan (vakio, hätä, asennus) perusteella.

Turvavyöhyke

Suurjännitejohtojen turvallisuuden, normaalin toiminnan, helpon ylläpidon ja korjaamisen varmistamiseksi sekä loukkaantumisten ja kuolemien estämiseksi reitit otetaan käyttöön erityisellä käyttömuodolla. Siten ilmajohtojen turvavyöhyke on tontti ja sen yläpuolella oleva ilmatila, joka on suljettu pystysuorien tasojen väliin, jotka ovat tietyn etäisyyden päässä ulkojohdoista. Turvavyöhykkeillä kiellettiin nostolaitteiden työskentely, rakennusten ja rakenteiden rakentaminen. Pienin etäisyys ilmajohdosta määritetään nimellisjännitteellä.

Ylittäessään ei-navigoitavia vesistöjä, voimansiirtolinjojen suojavyöhyke vastaa samanlaisia ​​etäisyyksiä, ja navigoitavissa vesissä sen koko nousee 100 metriin. Lisäksi ohjeissa määritetään pienin johtojen poisto maanpinnasta, teollisuus- ja asuinrakennuksista, puista. On kiellettyä sijoittaa korkeajännitereittejä rakennusten kattojen yli (paitsi tuotantoa varten erityistapauksissa), lastenlaitosten, stadionien, kulttuuri-, viihde- ja kauppapaikkojen alueiden yli.

Voimansiirtolinjan pylväät

Tukit - puusta, teräsbetonista, metallista tai komposiittimateriaaleista valmistetut rakenteet, jotta johtimet ja ukkossuojakaapelit pääsevät vaaditulle etäisyydelle maan pinnasta. Talousarvion kannalta edullisin vaihtoehto - puiset telineet, joita käytettiin erittäin laajasti viime vuosisadalla korkeajännitejohtojen rakentamisessa - poistetaan asteittain, eikä uusia ole juuri asennettu. Ilmajohtojen tuen pääelementtejä ovat:

• perustusperusteet
• teline,
• kannattimet,
• venytysmerkit.

Suunnittelu on jaettu ankkuriin ja välituotteeseen. Ensimmäinen sarja linjan alussa ja lopussa, kun reitin suuntaa muutetaan. Erityinen ankkurituen luokka on siirtymäkausi, jota käytetään korkeajännitevoimalinjojen risteyksissä vesiesteiden, ylikulkuneuvojen ja vastaavien esineiden kanssa. Nämä ovat massiivisimpia ja raskaimmin kuormitettuja rakenteita. Vaikeissa tapauksissa niiden korkeus voi nousta 300 metriin!

Vain suorassa raideosassa käytettävien välituen rakenteen lujuus ja mitat eivät ole niin vaikuttavia. Tarkoituksesta riippuen ne jaetaan transpositionaalisiin (käytetään vaihejohtimien sijainnin muuttamiseen), ristikkäisiin, haarautuneisiin, laskettuihin ja korotettuihin. Vuodesta 1976 lähtien kaikki tuet ovat olleet tiukasti yhtenäisiä, mutta nykyään on meneillään prosessi, jolla poistetaan tyypillisten tuotteiden massakäyttö. He yrittävät mukauttaa jokaisen raidan niin paljon kuin mahdollista helpotuksen, maiseman ja ilmaston olosuhteisiin.

Johdot ilmajohtoihin

VLEP-johtojen päävaatimus on korkea mekaaninen lujuus. Ne on jaettu kahteen luokkaan - eristämättömät ja eristetyt. Ne voidaan valmistaa moni- tai yksijohdinjohtimien muodossa. Jälkimmäisiä, jotka koostuvat yhdestä kupari- tai teräsytimestä, käytetään vain matalajännitereittien rakentamiseen.

Ilmajohtojen kierrelangat voidaan valmistaa teräksestä, alumiiniseoksista tai puhtaasta metallista, kuparista (jälkimmäisiä ei käytännössä käytetä korkeiden kustannusten vuoksi pitkillä reiteillä). Yleisimmät johtimet on valmistettu alumiinista (nimessä on kirjain "A") tai teräs-alumiiniseoksista (luokka AC tai ACS (vahvistettu)). Rakenteellisesti ne ovat kierrettyjä teräslankoja, joiden päälle alumiinijohtimet kierretään. Teräs, suojaa korroosiolta, sinkitty.

Leikkaus valitaan sallitun jännitehäviön lähetystehon, mekaanisten ominaisuuksien mukaan. Venäjällä valmistettujen johtimien vakiopoikkileikkaukset ovat 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 ja 240. Ajatus johtojen rakentamiseen käytettävien johtojen vähimmäispoikkileikkauksista voidaan saada alla olevasta taulukosta.

Haarahaarat tehdään useammin eristetyillä johdoilla (APR, AVT). Tuotteilla on säänkestävä eristepinnoite ja teräslaakeroitu kaapeli. Jännitteiden johtoliitännät on asennettu alueille, joihin ei kohdistu mekaanista rasitusta. Ne silmukoidaan puristamalla (sopivia laitteita ja materiaaleja käyttämällä) tai hitsaamalla (termiittilohkoilla tai erityislaitteella).

Viime vuosina itsekantavia eristettyjä johtimia on käytetty yhä enemmän ilmajohtojen rakentamisessa. Teollisuus tuottaa matalajännitteisille korkeajännitejohdoille SIP-1, -2 ja -4 ja 10-35 kV johdoille SIP-3.

Reiteillä, joiden jännite on yli 330 kV, koronapurkauksen estämiseksi käytetään jaettua vaihetta - yksi poikkileikkaus, jolla on suuri poikkileikkaus, korvataan useilla pienemmillä, toisiinsa sidottuilla. Nimellisjännitteen kasvaessa niiden lukumäärä kasvaa 2: sta 8: een.

Lineaarinen vahvistus

VLEP-liittimiin kuuluvat kulkut, eristimet, kiinnittimet ja jousitukset, koristelistat ja pidikkeet, kiinnikkeet (kiinnikkeet, kiinnikkeet, tarvikkeet).

Poikittaissuunnan päätehtävä on kiinnittää vaijerit siten, että saadaan aikaan tarvittava etäisyys vastakkaisten vaiheiden välillä. Tuotteet ovat erityisiä metallirakenteita, jotka on valmistettu nurkista, liuskoista, tapeista jne., Maalatulla tai sinkityllä pinnalla. Ajoneuvoja on noin kaksikymmentä kokoa ja tyyppiä, jotka painavat 10-50 kg (nimeltään TM-1 ... TM22).

Eristeitä käytetään johtojen luotettavaan ja turvalliseen kiinnitykseen.Ne jaetaan ryhmiin valmistusmateriaalin (posliini, karkaistu lasi, polymeerit), toiminnallisen käyttötarkoituksen (tuki, kulku, johdanto) ja kiinnitysmenetelmien mukaan (nasta, sauva ja riipus). Eristeet tehdään tietyllä jännitteellä, joka on ilmoitettava aakkosnumeerisessa merkinnässä. Tämän tyyppisten liittimien päävaatimuksia asennettaessa ilmajohtoja ovat mekaaninen ja sähköinen lujuus, lämmönkestävyys.

Linjan tärinän vähentämiseksi ja johtimien katkeamisten estämiseksi käytetään erityisiä vaimennuslaitteita tai vaimennuspiirejä.

Tekniset tiedot ja suojaus

Suunniteltaessa ja asennettaessa ilmajohtoja, seuraavat tärkeät ominaisuudet otetaan huomioon:

• Väliaikaväli (vierekkäisten telineiden akselien välinen etäisyys).
• Vaihejohtimien ja pienimmän välinen etäisyys on maanpinnasta (viivamitta).
• Eristyslangan pituus nimellisjännitteen mukaan.
• Tukien täysi korkeus.

Voit saada kuvan taulukosta 10 kV: n ja sitä korkeampien voimajohtojen pääparametreista.

Ilmajohtojen vaurioiden ja hätäkatkaisujen estämiseksi ukonilman aikana teräs- tai teräs-alumiini-kaapelin salaman sauva, jonka poikkileikkaus on 50-70 mm, johdetaan vaihejohtimien yli²maadoitettu sauvoille. Usein se on ontto, ja tätä tilaa käytetään korkean taajuuden viestintäkanavien järjestämiseen.

Suojaus salamaniskujen aiheuttamalta ylijännitteeltä saadaan aikaan venttiilien pysäyttäjillä. Jos johdoille syntyy indusoitu salamaimpulssi, kipinärako hajoaa, minkä seurauksena purkaus virtaa tuelle, jolla on maapotentiaali vahingoittamatta eristystä. Tuen vastus pienenee erityisillä maadoituslaitteilla.

Valmistelu ja asennus

Korkeajännitejohdon rakentamisen tekninen prosessi koostuu valmistelu-, rakennus-, asennus- ja käynnistys töistä. Ensimmäiseen sisältyy laitteiden ja materiaalien, teräsbetonin ja metallirakenteiden hankinta, hankkeen tutkiminen, reitin ja piketin valmistelu, PER: n (sähkötyösuunnitelman) kehittäminen.

Rakennustyöt sisältävät kaivojen kaivamisen, tukien asentamisen ja kokoamisen, raudoitus- ja maadoitussarjojen jakamisen reitin varrella. Ilmajohtojen suora asennus alkaa johtimien ja kaapeleiden vierimisellä, yhteyksien luomisella. Sitten seuraa niiden nousua tuille, jännitystä, nuolen nuoleiden havaitsemista (suurin etäisyys langan ja sen kiinnityskohtia tukiin yhdistävän suoran välillä). Yhteenvetona voidaan todeta, että eristimien johdot ja kaapelit on sidottu.

Yleisten turvallisuustoimenpiteiden lisäksi ilmajohtoihin tehtävä työ edellyttää seuraavien sääntöjen noudattamista:

• Kaikkien töiden lopettaminen lähestyessä ukonilmaa.
• Henkilöstön suojeleminen johtojen aiheuttamilta sähköpotentiaalilta (oikosulku ja maadoitus).
• Yötyön kieltäminen (lukuun ottamatta ylityspaikkojen, rautateiden risteysten asettamista), jää, sumu, tuulen nopeus yli 15 m / s.

Ennen käyttöönottoa tarkista nousun ja linjan mitat, mittaa liittimien jännitehäviöt, maadoituslaitteiden vastus.

Huolto ja korjaus

Työsääntöjen mukaan huoltohenkilökunta, tekninen ja tekninen henkilöstö tarkastavat kaikki yli 1 kV: n ylittävät johdot puolivuosittain seuraavien toimintahäiriöiden varalta:

• vieraiden esineiden heittäminen johtoihin;
• yksittäisten vaihejohtimien katkeaminen tai uupuminen, nousun nuolien säädön rikkominen (ei saisi ylittää suunnitelmaa yli 5%);
• eristimien, merkkijonojen, pidikkeen vaurioituminen tai päällekkäisyys;
• tukien tuhoaminen;
• rikkomukset turvavyöhykkeellä (vieraiden esineiden varastointi, ylisuurten välineiden löytäminen, raivauksen leveyden kaventuminen puiden ja pensaiden kasvun vuoksi).

Reitin ylimääräiset tarkastukset tehdään jään muodostumisen aikana, jokien vuotojen, luonnon- ja ihmisen aiheuttamien tulipalojen aikana sekä automaattisen sammutuksen jälkeen. Tarkastukset, joissa tuet nousevat, tehdään tarpeen mukaan (vähintään kerran kertaan 6 vuodessa).

Jos johtolankojen osan eheys rikkoo (enintään 17% kokonaispoikkileikkauksesta), vaurioitunut alue korjataan asentamalla korjausholkki tai siteet. Suurissa vaurioissa lanka leikataan ja yhdistetään uudelleen erityisellä puristimella.

Hengitysteiden nykyisen korjauksen aikana räikeät tuet ja tukevat oikaistaan, kaikkien kierteitettyjen liitosten tiiviys tarkistetaan, metallirakenteiden suojamaali kerros palautetaan, numerointi, merkit ja julisteet. Mittaa maadoituslaitteiden vastus.

Ilmajohtojen kunnossapito edellyttää kaikkien käynnissä olevien korjausten suorittamista. Lisäksi johtojen täysi vetäminen suoritetaan mittaamalla kytkinten siirtymävastus ja suorittamalla korjauksen jälkeiset testitapahtumat.