Klasifikacija nadzemnih linija napajanja

Na samom početku 20. stoljeća, izvanredni izumitelj srpskog podrijetla, Nikola Tesla, radio je na bežičnoj opciji za prijenos energije, ali ni nakon jednog stoljeća takvi razvojni postupci nisu dobili velike industrijske aplikacije. Glavni način isporuke energije potrošaču još uvijek su kablovski i nadzemni dalekovodi.

Linija napajanja: svrha i vrste

Linija je možda najosnovnija komponenta električnih mreža, koja je dio sustava elektroenergetske opreme i uređaja, čija je glavna svrha prijenos električne energije iz postrojenja koja ih proizvode (elektrane), pretvaranja i distribucije (energetske podstanice) do potrošača. Općenito, to je naziv svih električnih vodova koji su izvan navedenih električnih postrojenja.

Povijesna zabilješka: prvi dalekovod (DC, 2 kV) izgrađen je u Njemačkoj prema projektu francuskog znanstvenika F. Depreuxa 1882. godine. Dužina je bila oko 57 km i povezivala je gradove München i Miesbach.

Metodom ugradnje i rasporeda razdvajaju se kabelski i nadzemni vodovi. Posljednjih godina, posebno za opskrbu megagradima, izgrađeni su plinoizolirani vodovi. Koriste se za prijenos visokih kapaciteta u uvjetima vrlo gustog razvoja kako bi se spasilo područje zauzeto dalekovodima i osigurali okolišni standardi i zahtjevi.

Kabelske linije nalaze primjenu tamo gdje je raspored zraka otežan ili nemoguć tehničkim ili estetskim parametrima. Zbog komparativne jeftinosti, boljeg održavanja (u prosjeku je vrijeme za otklanjanje nesreće ili kvara 12 puta manje) i velike propusnosti, nadzemni dalekovodi su najviše potrebni.

Definicija. Opća klasifikacija

Električna nadzemna linija (VLEP) - skup uređaja koji se nalaze na otvorenom i dizajnirani su za prijenos električne energije. Struktura nadzemnih vodova uključuje žice, poprečne staze s izolatorima, nosačima. Kao potonji, u nekim se slučajevima mogu koristiti konstrukcijski elementi mostova, nadvožnjaka, zgrada i drugih građevina. U izgradnji i radu nadzemnih vodova i mreža koriste se i različiti pomoćni uređaji (zaštita od groma, uređaji za uzemljenje), dodatna i srodna oprema (visokofrekventne i vlakno-optičke komunikacije, međuprostorni odvodi električne energije) i komponente za označavanje komponenata.

Prema prirodi prenesene energije, nadzemni vodovi se dijele na izmjenične i istosmjerne mreže. Potonji, zbog određenih tehničkih poteškoća i neučinkovitosti, nisu rašireni i koriste se samo za napajanje specijaliziranim potrošačima: pogoni istosmjerne struje, trgovine elektrolizom, gradske kontaktne mreže (elektrificirana vozila).

Prema nazivnom naponu, nadzemni vodovi obično se dijele u dva velika razreda:

1. Niskonaponski napon do 1 kV. Državni standardi definiraju četiri nominalne vrijednosti: 40, 220, 380 i 660 V.
2. Visoki napon, preko 1 kV. Ovdje su definirane dvanaest nazivnih vrijednosti: srednji napon - od 3 do 35 kV, visoki - od 110 do 220 kV, ultra visoki - 330, 500 i 700 kV i ultra visoki - preko 1 MV.

Napomena: svi navedeni podaci odgovaraju interfaznom (linearnom) naponu trofazne mreže (šestero- i dvanaestfazni sustavi nemaju ozbiljnu industrijsku distribuciju).

Od GOELRO-a do UES-a

Sljedeća klasifikacija opisuje infrastrukturu i funkcionalnost nadzemnih vodova.

Prema pokrivenosti teritorija mreže su podijeljene:

• ultra dugačak (napon preko 500 kV), dizajniran za povezivanje regionalnih energetskih sustava;
• prtljažnik (220, 330 kV), koji služi za njihovo formiranje (spajanje elektrana s distribucijskim postrojenjima);
• distribucija (35 - 150 kV), čija je glavna svrha opskrba električnom energijom velikim potrošačima (industrijski objekti, poljoprivredni kompleks i velika naselja);
• opskrba ili opskrba (ispod 20 kV), opskrba energijom za ostale potrošače (gradsku, industrijsku i poljoprivrednu).

Nadzemni vodovi važni su za formiranje Jedinstvenog energetskog sustava zemlje, čiji je temelj postavljen tijekom provođenja plana GOELRO (Državna elektrifikacija Rusije) mlade Sovjetske Republike prije otprilike jednog stoljeća kako bi se osigurala visoka razina pouzdanosti opskrbe energijom, njezina otpornost na greške.

Prema topološkoj strukturi i konfiguraciji, visokonaponski dalekovodi mogu biti otvoreni (radijalni), zatvoreni, s rezervnim (koji sadrži dva ili više izvora) napona.

Prema broju paralelnih krugova koji prolaze jednom trasom, linije se dijele na jedno-, dvokružne i višekružne (krug znači potpuni skup žica trofazne mreže). Ako sklopovi imaju različite nazivne vrijednosti napona, takav se visokonaponski vod naziva kombiniran. Lanci se mogu montirati i na jedan nosač, i na različite. Naravno, u prvom se slučaju povećava masa, dimenzije i složenost nosača, ali se smanjuje zaštitna zona pruge, što u gusto naseljenim područjima ponekad igra presudnu ulogu u pripremi projekta.

Dodatno se koristi razdvajanje nadzemnih vodova i mreža na temelju performansi neutrala (izoliranih, čvrsto uzemljenih itd.) I načina rada (standard, slučaj nužde, instalacija).

Sigurnosna zona

Da bi se osigurala sigurnost, normalno funkcioniranje, lakoća održavanja i popravljanja visokonaponskih vodova, kao i radi sprečavanja ozljeda i smrti, uz trase se uvode zone s posebnim načinom korištenja. Dakle, sigurnosna zona nadzemnih dalekovoda je zemljište i zračni prostor iznad njega, zatvoren između okomitih ravnina koje su na određenoj udaljenosti od vanjskih žica. U sigurnosnim zonama zabranjen je rad podizne opreme, gradnja zgrada i građevina. Minimalna udaljenost od nadzemnog dalekovoda određena je nazivnim naponom.

Pri prelasku vodenih tijela koja nisu u plovidbi, zaštitna zona nadzemnih dalekovoda odgovara sličnim udaljenostima, a za plovne vode njegova se veličina povećava na 100 metara. Osim toga, smjernice određuju najmanje uklanjanje žica s površine zemlje, industrijskih i stambenih zgrada, stabala. Zabranjeno je postavljanje ruta visokog napona preko krovova zgrada (osim proizvodnje, u posebnim slučajevima), preko teritorija dječjih ustanova, stadiona, kulturnih i zabavnih i trgovačkih podova.

Stubovi za dalekovod

Nosači - konstrukcije izrađene od drveta, armiranog betona, metala ili kompozitnih materijala kako bi se osigurala potrebna udaljenost žica i kabela za zaštitu od groma od zemljine površine. Najviše proračunska opcija - drveni stalci, koji su u prošlom stoljeću vrlo rabljeni u izgradnji visokonaponskih vodova, postupno se ukidaju, a novi se gotovo i ne postavljaju. Glavni elementi nosača nadzemnih dalekovoda uključuju:

• temeljni temelji
• stalak,
• podupirači,
• strije.

Dizajni su podijeljeni na sidreni i međufazni. Prvi skup na početku i na kraju crte, pri promjeni smjera rute. Posebna klasa nosača sidara je prijelazna, koja se koristi na sjecištima visokonaponskih vodova s ​​vodenim arterijama, nadvožnjacima i sličnim objektima. To su najmasovnije i najnapućenije građevine. U teškim slučajevima njihova visina može doseći 300 metara!

Čvrstoća i dimenzije konstrukcije međuprostornih nosača, koji se koriste samo za ravne dionice staza, nisu toliko impresivne. Ovisno o namjeni, dijele se na transpozicijske (koriste se za promjenu položaja faznih žica), križne, grane, spuštene i povećane. Od 1976. godine svi su nosači strogo objedinjeni, ali danas je u tijeku postupak odstupanja od masovne uporabe tipičnih proizvoda. Trude se što je više moguće prilagoditi svaku stazu uvjetima reljefa, krajolika i klime.

Žice za nadzemne dalekovode

Glavni zahtjev za VLEP žice je visoka mehanička čvrstoća. Podijeljeni su u dvije klase - neizolirane i izolirane. Mogu se izraditi u obliku višežičnih i jednožičnih vodiča. Potonji, koji se sastoji od jedne bakrene ili čelične jezgre, koristi se samo za izgradnju trasa niskog napona.

Navojene žice za nadzemne dalekovode mogu biti izrađene od čelika, legura na bazi aluminija ili čistog metala, bakra (potonji se, zbog visokih troškova, na dugim rutama, praktički ne koriste). Najčešći vodiči izrađeni su od aluminija (slovo "A" prisutno je u oznaci) ili čelično-aluminijskih legura (razreda AC ili ACS (ojačano)). Konstrukcijski su to upletene čelične žice preko kojih su namotani aluminijski vodiči. Čelik, za zaštitu od korozije, pocinčano.

Izbor sekcije vrši se u skladu s prenesenom snagom dopuštenog pada napona, mehaničkim karakteristikama. Standardni poprečni presjeci žica proizvedenih u Rusiji su 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 i 240. Ideja o minimalnim presjecima žica koje se koriste za izgradnju nadzemnih vodova može se dobiti iz tablice u nastavku.

Podružnice se češće izvode s izoliranim žicama (marke APR, AVT). Proizvodi imaju izolacijski premaz otporan na vremenske uvjete i čelični kabel. Žičani spojevi u rasponima montirani su na mjestima koja nisu izložena mehaničkim naponima. Spajaju se kompresijom (uz uporabu odgovarajućih uređaja i materijala) ili zavarivanjem (s termičkim blokovima ili posebnim uređajem).

Posljednjih godina sve se više koriste samoporne izolirane žice u izgradnji nadzemnih vodova. Za niskonaponske visokonaponske vodove, industrija proizvodi SIP-1, -2 i -4, a za vodove od 10 do 35 kV, SIP-3.

Na putovima s naponima većim od 330 kV, kako bi se spriječilo pražnjenje korone, primjenjuje se split faza - jedna žica velikog presjeka zamijenjena je s nekoliko manjih, međusobno vezanih. S porastom nazivnog napona, njihov broj raste s 2 na 8.

Linearno pojačanje

VLEP fitinzi uključuju poprečne trake, izolatore, stezaljke i ovjese, letvice i nosače, učvršćivače (nosače, stezaljke, hardver).

Glavna funkcija hodnika je pričvršćivanje žica na takav način da osigura potrebnu udaljenost između suprotnih faza. Proizvodi su posebne metalne konstrukcije izrađene od uglova, traka, igle itd. S obojenom ili pocinčanom površinom. Postoji oko dvije desetaka veličina i vrsta trakista, težine od 10 do 50 kg (označene kao TM-1 ... TM22).

Za pouzdano i sigurno pričvršćivanje žica koriste se izolatori.Podijeljeni su u skupine, ovisno o materijalu izrade (porculan, kaljeno staklo, polimeri), funkcionalnoj namjeni (nosač, prolaz, uvod) i načinima pričvršćivanja na tračnice (pribadača, šipka i privjesak). Izolatori se izrađuju pod određenim naponom, što mora biti naznačeno alfanumeričkim oznakama. Glavni zahtjevi za ovu vrstu okova pri postavljanju nadzemnih vodova su mehanička i električna čvrstoća, otpornost na toplinu.

Za smanjenje vibracija vodova i sprječavanje puknuća žica koriste se posebni uređaji za prigušivanje ili prigušne petlje.

Tehničke specifikacije i zaštita

Prilikom projektiranja i ugradnje nadzemnih vodova električne energije uzimaju se u obzir sljedeće važne karakteristike:

• Duljina srednjeg raspona (udaljenost između osi susjednih regala).
• Udaljenost faznih vodiča i najniža je od površine zemlje (dimenzija linije).
• Duljina niza izolatora prema nazivnom naponu.
• Potpuna visina nosača.

Iz tablice možete dobiti predstavu o glavnim parametrima nadzemnih vodova napajanja od 10 kV i više.

Kako bi se spriječilo oštećenje nadzemnih vodova i spriječilo zaustavljanje u hitnim slučajevima tijekom grmljavinske oluje, preko faznih žica pokreće se gromobranski čelični ili čelično-aluminijski kabel s presjekom 50-70 mm.²uzemljen na motkama. Često je šuplji, a ovaj se prostor koristi za organiziranje visokofrekventnih komunikacijskih kanala.

Zaštita od prenapona koji nastaju uslijed udara groma pružaju se odvodnici ventila. U slučaju induciranog udara groma koji nastaje na žicama, dolazi do prekida iskričavog jaza, što rezultira izljevom na nosač koji ima potencijal uzemljenja, a da pritom ne ošteti izolaciju. Otpor nosača smanjuje se pomoću posebnih uređaja za uzemljenje.

Priprema i ugradnja

Tehnološki postupak izgradnje visokonaponskog dalekovoda sastoji se od pripremnih, građevinskih i instalacijskih i pokretačkih radova. Prva uključuje nabavku opreme i materijala, armirano-betonskih i metalnih konstrukcija, proučavanje projekta, pripremu rute i prolaza, izradu PER-a (plan za proizvodnju električnih radova).

Građevinski radovi uključuju kopanje jama, postavljanje i sastavljanje nosača, distribuciju kompleta za pojačanje i uzemljenje duž trase. Izravna instalacija nadzemnih vodova započinje kotrljanjem žica i kablova, spajanjem. Zatim ih treba podići na nosače, ispružiti ih i ugledati strelicama sagiba (najveća udaljenost između žice i ravne linije koja povezuje točke pričvršćivanja s nosačima). Zaključno, žice i kabeli na izolatorima su vezani.

Uz opće sigurnosne mjere, radovi na nadzemnim dalekovodima podrazumijevaju i poštivanje sljedećih pravila:

• Prestanak svih radova kada se približava grmljavinska fronta.
• Osiguravanje zaštite osoblja od utjecaja električnih potencijala izazvanih u žicama (kratki spoj i uzemljenje).
• Zabrana noćnog rada (osim postavljanja raskrižja sa nadvožnjacima, željeznicom), leda, magle, brzine vjetra veće od 15 m / s.

Prije puštanja u pogon provjerite dimenzije progiba i vodova, izmjerite pad napona u priključnicama, otpor uzemljenja.

Servis i popravak

U skladu s propisima o radu, sve nadzemne vodove iznad 1 kV svakih šest mjeseci podvrgavaju se pregledu od strane osoblja za održavanje, inženjersko i tehničko osoblje - jednom godišnje, radi sljedećih kvarova:

• bacanje stranih predmeta na žice;
• puknuće ili izgaranje pojedinih faznih žica, kršenje prilagodbe strelica sag (ne smije prelaziti dizajn za više od 5%);
• oštećenja ili preklapanja izolatora, žica, odvodnika;
• uništavanje nosača;
• kršenja sigurnosne zone (skladištenje stranih predmeta, pronalaženje prevelike opreme, sužavanje širine čistine, zbog rasta stabala i grmlja).

Izvanredni pregledi rute provode se tijekom stvaranja leda, tijekom izlijevanja rijeka, prirodnih i umjetnih požara, kao i nakon automatskog isključivanja. Inspekcije s podizanjem nosača provode se prema potrebi (najmanje 1 puta u 6 godina).

U slučaju kršenja integriteta dijela žičnih žica (do 17% ukupnog presjeka), oštećeno područje popravlja se nanošenjem popravljačke čahure ili zavoja. U slučaju velikih oštećenja, žica se reže i ponovno spaja posebnom stezaljkom.

Tijekom tekućeg popravka dišnih puteva, ispravljeni su nosači i nosači ispravljeni, provjerava se nepropusnost svih navojnih spojeva, obnavlja se zaštitni sloj boje na metalnim konstrukcijama, numeriranje, natpisi i plakati. Izmjerite otpor uzemljenja.

Remont nadzemnih dalekovoda podrazumijeva izvođenje svih tekućih popravaka. Nadalje, provodi se potpuno izvlačenje žica uz mjerenje prijelaznog otpora spojeva i provođenja ispitnih događaja nakon popravka.