סיווג קווי חשמל תקורה

כבר בתחילת המאה העשרים המציא המצטיין ממוצא סרבי, ניקולה טסלה, עבד על אפשרות אלחוטית להעברת חשמל, אך גם לאחר מאה שנה התפתחויות כאלה לא קיבלו יישומים תעשייתיים רחבי היקף. הדרך העיקרית להעביר אנרגיה לצרכן היא עדיין קווי חשמל כבלים ותקורה.

קווי חשמל: מטרה וסוגים

קו הכוח הוא אולי המרכיב הבסיסי ביותר ברשתות החשמל, המהווה חלק ממערכת ציוד המכשירים וההתקנים, שמטרתם העיקרית היא להעביר אנרגיה חשמלית מפעלים המייצרים אותה (תחנות כוח), הסבה והפצה (תחנות כוח) לצרכנים. במקרים כלליים זהו שם כל קווי החשמל שנמצאים מחוץ למתקני החשמל הרשומים.

הערה היסטורית: קו העברת הכוח הראשון (DC, 2 קילוואט) נבנה בגרמניה על פי פרויקט המדען הצרפתי פ דפרו בשנת 1882. אורכה היה כ- 57 ק"מ וחיבר בין הערים מינכן ומיסבאך.

בשיטת ההתקנה והסידור, מופרדים קווי חשמל כבלים ותקורה. בשנים האחרונות, במיוחד לאספקת אנרגיה של מגנטים, נבנו קווי בידוד גז. הם משמשים להעברת יכולות גבוהות בתנאים של פיתוח צפוף מאוד בכדי להציל את השטח הכבוש על ידי קווי חשמל ולהבטיח תקנים ודרישות סביבתיות.

קווי כבלים מוצאים יישום בו סידור האוויר קשה או בלתי אפשרי על ידי פרמטרים טכניים או אסתטיים. בגלל הזילות ההשוואתית, יכולת התחזוקה טובה יותר (בממוצע, הזמן לחיסול תאונה או תקלה הוא פי 12 פחות) והתפוקה הגבוהה ביותר, קווי כוח תקורה הם המבוקשים ביותר.

הגדרה סיווג כללי

קו תקורה חשמלי (VLEP) - סט מכשירים הממוקם באוויר הפתוח ונועד להעברת חשמל. מבנה קווי התקורה כולל חוטים, חוצים עם מבודדים, תומכים. כמו האחרון, במקרים מסוימים, ניתן להשתמש באלמנטים מבניים של גשרים, מעברים, מבנים ומבנים אחרים. בבנייה והפעלה של קווי חשמל ורשתות תקורה, משתמשים גם באביזרי עזר שונים (הגנת ברק, התקני הארקה), ציוד נוסף וקשור (תקשורת גבוהה ותקשורת סיב אופטית, המראות חשמל ביניים) ורכיבי סימון רכיבים.

מטבעם של האנרגיה המועברת, קווי התקורה מתחלקים לרשתות AC ו- DC. אלה האחרונים, בשל קשיים טכניים מסוימים וחוסר יעילות, אינם נפוצים ומשמשים אך ורק לאספקת חשמל לצרכנים מתמחים: כונני זרם ישר, חנויות אלקטרוליזה, רשתות קשר עירוניות (כלי רכב חשמליים).

על פי המתח המדורג, קווי החשמל העיליים מתחלקים לרוב לשתי מחלקות גדולות:

1. מתח נמוך, מתח עד 1 קילוואט. תקני המדינה מגדירים ארבעה ערכים נומינליים: 40, 220, 380 ו- 660 V.
2. מתח גבוה, מעל 1 קילוואט. כאן מוגדרים שנים עשר ערכים נומינליים: מתח בינוני - בין 3 ל 35 קילוואט, גבוה - מ- 110 עד 220 קילוואט, אולטרה גבוה - 330, 500 ו 700 קילוואט ואולטרה גבוה - מעל 1 מגה וולט.

הערה: כל הנתונים שנמסרו תואמים את המתח בין-שלבי (ליניארי) של רשת תלת-פאזית (מערכות שש-שתים-עשרה פאזות אינן בעלות תפוצה תעשייתית רצינית).

מ- GOELRO ל- UES

הסיווג הבא מתאר את התשתית והפונקציונליות של קווי חשמל עיליים.

על פי הכיסוי של שטח הרשת מחולקים:

• ארוך במיוחד (מתח מעל 500 קילוואט), המיועד לחיבור מערכות אנרגיה אזוריות;
• תא המטען (220, 330 קילוואט) המשמש להקמתם (חיבור תחנות כוח למתקני חלוקה);
• הפצה (35 - 150 קילוואט), אשר מטרתה העיקרית היא אספקת חשמל לצרכנים גדולים (מתקני תעשייה, המתחם החקלאי והתנחלויות גדולות);
• אספקה ​​או אספקה ​​(מתחת ל -20 קילוואט), אספקת אנרגיה לצרכנים אחרים (עירוני, תעשייתי וחקלאי).

קווי חשמל עיליים חשובים בהקמת מערכת האנרגיה המאוחדת של המדינה, שבסיסה הונח במהלך יישום תוכנית GOELRO (החשמל הממלכתי של רוסיה) של הרפובליקה הסובייטית הצעירה לפני כמאה שנה כדי להבטיח רמה גבוהה של אמינות אספקת אנרגיה, סובלנות תקלות שלה.

על פי המבנה הטופולוגי וקווי התצורה, קווי החשמל במתח הגבוה יכולים להיות פתוחים (רדיאליים), סגורים, עם גיבוי (המכיל שני מקורות או יותר).

במספר המעגלים המקבילים העוברים לאורך מסלול אחד, הקווים מחולקים למעגל יחיד, כפול ורב-מעגל (מעגל פירושו מערכת חוטים שלמה של רשת תלת פאזית). אם למעגלים יש ערכי מתח נומינליים שונים, אז קו מתח כזה גבוה נקרא משולב. ניתן להרכיב שרשראות הן על גבי תמיכה אחת והן על גבי שונות. באופן טבעי, במקרה הראשון המסה, הממדים והמורכבות של התמיכה גוברים, אולם אזור ההגנה של הקו פוחת, אשר באזורים מאוכלסים בצפיפות לפעמים יש תפקיד מכריע בהכנת הפרויקט.

בנוסף, נעשה שימוש בהפרדת קווי תקורה ורשתות, על בסיס ביצועי הנייטרלים (מבודדים, מקורקעים וכו ') ומצב ההפעלה (סטנדרט, חירום, התקנה).

אזור אבטחה

כדי להבטיח את הבטיחות, התפקוד התקין, קלות התחזוקה והתיקון של קווי מתח גבוה, כמו גם כדי למנוע פציעות ומקרי מוות, מוצגים אזורים עם אופן שימוש מיוחד במסלולי הדרך. לפיכך, אזור האבטחה של קווי חשמל עיליים הוא חלקת אדמה וחלל האוויר שמעליו, סגור בין מטוסים אנכיים הנמצאים במרחק מסוים מהחוטים החיצוניים. באזורי האבטחה אסרו עבודות של ציוד הרמה, הקמת מבנים ומבנים. המרחק המינימלי מקו הכוח התקורה נקבע על ידי המתח המדורג.

כאשר חוצים גופי מים שאינם ניתנים לניווט, אזור המגן של קווי תמסורת עיליים תואם למרחקים דומים, ועבור מים ניווטים גודלם עולה ל 100 מטר. בנוסף, ההנחיות קובעות את ההסרה הקטנה ביותר של חוטים מעל פני האדמה, מבני תעשייה ומגורים, עצים. אסור להניח נתיבי מתח גבוה מעל גגות הבניינים (למעט ייצור, במקרים מיוחדים), על שטחי מוסדות ילדים, אצטדיונים, רצפות תרבות ובידור ומסחר.

עמודוני קו הילוכים חשמליים

תומך - מבנים העשויים עץ, בטון מזוין, חומרים מתכתיים או מרוכבים בכדי לספק את המרחק הנדרש של חוטים וכבלי הגנה מפני ברקים מפני שטח האדמה. האפשרות התקציבית ביותר - מתלים מעץ, ששימשו שימוש נרחב מאוד במאה שעברה בבניית קווי מתח גבוה - מוציאים בהדרגה, וכמעט שלא מותקנים חדשים. המרכיבים העיקריים של תומכי קווי חשמל עיליים כוללים:

• יסודות יסוד
• מתלים
• תמוכות
• סימני מתיחה.

עיצובים מחולקים לעוגן וביניים. הסט הראשון בתחילת הקצה ובסיומו, כאשר משנים את כיוון המסלול. סוג מיוחד של תומכי עוגן הוא מעבר, המשמש בצמתים של קווי הכוח בעלי מתח גבוה עם עורקי מים, מעברי גשר וחפצים דומים. אלה המבנים המסיביים והעמוסים ביותר. במקרים קשים גובהם יכול להגיע ל -300 מטר!

החוזק והממדים של בניית תומכי הביניים המשמשים רק לקטעי מסילה ישרים אינם כה מרשימים. בהתאם למטרה, הם מחולקים לטרנספוזיציה (המשמשים לשינוי מיקום חוטי פאזה), לחצות, להסתעף, להוריד ולהגדיל. מאז 1976 כל התומכים אוחדו בקפדנות, אך בימינו קיים תהליך של התרחקות מהשימוש ההמוני במוצרים טיפוסיים. הם מנסים להתאים כל מסלול ככל האפשר לתנאי הקלה, נוף ואקלים.

חוטים לקווי חשמל עיליים

הדרישה העיקרית לחוטי VLEP היא חוזק מכני גבוה. הם מחולקים לשתי מעמדות - לא מבודדים ומבודדים. הם יכולים להיעשות בצורה של מוליכים מרובי חוטים וחוטים בודדים. האחרון, המורכב מליבת נחושת או פלדה אחת, משמשים רק לבניית נתיבי מתח נמוך.

חוטים תקועים לקווי חשמל עיליים יכולים להיות עשויים פלדה, סגסוגות המבוססות על אלומיניום או מתכת טהורה, נחושת (אלה האחרונים, בשל העלות הגבוהה, בנתיבים ארוכים, כמעט ולא משמשים). המוליכים הנפוצים ביותר עשויים אלומיניום (האות א 'קיימת בייעוד) או מסגסוגות פלדה-אלומיניום (AC או ACS בדרגה (מחוזק)). מבחינה מבנית מדובר בחוטי פלדה מעוותים שעליהם פותחים מוליכי אלומיניום. פלדה, להגנה מפני קורוזיה, מגולוונת.

הבחירה בקטע מתבצעת בהתאם לעוצמה המועברת של ירידת המתח המותרת, מאפיינים מכניים. חתכים חוטים סטנדרטיים המיוצרים ברוסיה הם 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 ו -240. מושג לגבי חתכי החוטים המינימליים המשמשים לבניית קווי תקורה ניתן לקבל מהטבלה שלהלן.

סניפים מבוצעים לעתים קרובות יותר באמצעות חוטים מבודדים (אפריל, מותגי AVT). למוצרים ציפוי בידוד עמיד בפני מזג אוויר וכבל מיסב פלדה. חיבורי החוט במרווחים מותקנים באזורים שאינם נתונים למתח מכני. הם משוחקים באמצעות דחיסה (בעזרת מכשירים וחומרים מתאימים) או על ידי ריתוך (עם בלוקים טרמיט או מכשיר מיוחד).

בשנים האחרונות משתמשים יותר ויותר בחוטים מבודדים התומכים בבניית קווי תקורה. עבור קווי מתח נמוך-מתח גבוה, התעשייה מייצרת SIP-1, -2 ו- -4, ולקווי 10-35 קילוואט, SIP-3.

בנתיבים עם מתחים מעל 330 קילוואט, כדי למנוע פריקות קורונה, נעשה שימוש בשלב מפוצל - חוט אחד של חתך רוחב גדול מוחלף על ידי כמה קטנים יותר, מהודקים זה בזה. עם עלייה במתח הנומינלי, מספרם עולה מ -2 ל -8.

חיזוק ליניארי

אביזרי VLEP כוללים חוצים, מבודדים, מהדקים ומתלים, חיתוכים וסוגרים, מחברים (סוגריים, מהדק, חומרה).

תפקידו העיקרי של החוצה הוא לחבר את החוטים באופן שיספק את המרחק הדרוש בין השלבים ההפוכים. מוצרים הם מבני מתכת מיוחדים העשויים פינות, רצועה, סיכות וכו 'עם משטח צבוע או מגולוון. ישנם כשני תריסר גדלים וסוגים של חצייה, שמשקלם בין 10 ל -50 ק"ג (מכונה TM-1 ... TM22).

מבודדים משמשים לחיזוק חוטים אמין ובטוח.הם מחולקים לקבוצות, תלוי בחומר הייצור (חרסינה, זכוכית מחוסמת, פולימרים), מטרה פונקציונלית (תמיכה, מעבר, מבוא) ושיטות ההתקשרות לחוצים (סיכה, מוט ותליון). מבודדים מיוצרים תחת מתח מסוים, אותו יש לציין בסימון האלפנומרי. הדרישות העיקריות עבור אביזרי סוג זה בעת התקנת קווי חשמל עיליים הם חוזק מכני וחשמלי, עמידות בחום.

כדי להפחית את רטט הקווים ולמנוע פריצות בחוטי תיל, משתמשים במכשירי דעיכה מיוחדים או לולאות דעיכה.

מפרט טכני והגנה

בעת תכנון והתקנת קווי חשמל עיליים, נלקחים בחשבון המאפיינים החשובים הבאים:

• אורך טווח הביניים (המרחק בין צירי המתלים הסמוכים).
• המרחק בין מוליכי הפאזה לזו הנמוכה ביותר הוא משטח הקרקע (ממד הקו).
• אורך מיתר הבידוד לפי המתח המדורג.
• הגובה המלא של התומכים.

אתה יכול לקבל מושג מהפרמטרים העיקריים של קווי חשמל תקורה של 10 קילוואט ומעלה מהטבלה.

כדי למנוע נזק לקווי תקורה ולמנוע כיבוי חירום במהלך סופת רעמים, מוט ברק כבל פלדה או אלומיניום עם חתך רוחב של 50-70 מ"מ משוגר מעל חוטי פאזה.²מקורקע על מוטות. לעתים קרובות הוא חלול, ומרחב זה משמש לארגון ערוצי תקשורת בתדירות גבוהה.

הגנה מפני מתח מפני נפילות ברקים ניתנת על ידי מפסקי שסתומים. במקרה של דחף ברק המושרה המתעורר על החוטים, מתרחשת פירוט של פער הניצוץ, וכתוצאה מכך הפריקה זורמת לתמיכה בעלת פוטנציאל קרקע מבלי לפגוע בבידוד. ההתנגדות של התמיכה מופחתת באמצעות התקני הארקה מיוחדים.

הכנה והתקנה

התהליך הטכנולוגי של בניית קו החשמל במתח גבוה מורכב מעבודות הכנה, בניה והתקנה והפעלה. הראשון כולל רכישת ציוד וחומרים, מבני בטון מזוין ומתכת, לימוד הפרויקט, הכנת המסלול והמצות, פיתוח ה- PER (תוכנית לייצור עבודות חשמל).

עבודות הבנייה כוללות חפירת בורות, התקנה והרכבת תומכים, חלוקת ערכות חיזוק והארקה לאורך המסלול. התקנה ישירה של קווי חשמל תקורה מתחילה בגלגול החוטים והכבלים, ביצירת חיבורים. לאחר מכן יש להרים אותם על התומכים, נמתחים, רואים את חיצי הסגירה (המרחק הגדול ביותר בין החוט לקו הישר שמחבר את נקודות ההתקשרות שלו לתומכים). לסיכום, החוטים והכבלים על המבודדים קשורים.

בנוסף לאמצעי הבטיחות הכלליים, עבודה על קווי חשמל עיליים רומזת עמידה בכללים הבאים:

• הפסקת כל העבודות כשמתקרבים לחזית סופת רעמים.
• הבטחת הגנה על כוח האדם מפני השפעות פוטנציאלים חשמליים הנגרמים בחוטים (קיצור והארקה).
• איסור עבודות לילה (למעט התקנת צמתים עם מעברים, מסילות ברזל), קרח, ערפל, עם מהירות רוח גבוהה יותר מ -15 מ '/ ש'.

לפני השימוש, בדוק את מידות השקיעה והקו, נמדד את ירידת המתח במחברים, את ההתנגדות של התקני ההארקה.

שירות ותיקון

על פי תקנות העבודה, כל קווי התקורה העולים על 1 קילוואט בכל חצי שנה כפופים לבדיקה על ידי אנשי תחזוקה, אנשי הנדסה וטכניים - פעם בשנה, עבור התקלות הבאות:

• השלכת חפצים זרים על חוטים;
• שבירות או שחיקה של חוטי פאזה פרטניים, הפרה של התאמת חיצי הסגירה (לא תעלה על העיצוב ביותר מ- 5%);
• נזק או חפיפה של מבודדים, מיתרים, מעצר;
• הרס תומכים;
• הפרות באזור האבטחה (אחסון חפצים זרים, מציאת ציוד גדול מדי, צמצום רוחב הקרחת שטח בגלל גידול עצים ושיחים).

בדיקות בלתי רגילות של התוואי מבוצעות במהלך היווצרות קרח, במהלך שפיכת נהרות, שריפות טבעיות ומעשי ידי אדם, וכן לאחר כיבוי אוטומטי. בדיקות עם הרמה על התמיכה מתבצעות לפי הצורך (לפחות פעם אחת תוך 6 שנים).

במקרה של פגיעה בשלמותם של חלק מחוטי החוט (עד 17% מסך החלק הצולב), האזור הפגום מתוקן על ידי החלת שרוול תיקון או תחבושת. במקרה של נזק גדול, החוט נחתך ומחובר מחדש עם מהדק מיוחד.

במהלך התיקון הנוכחי של דרכי הנשימה מיישרים את התומכים הרעועים והתלויים, בודקים את האטימות של כל המפרקים המשורשרים, חוזרים את צבע הצבע המגן על מבני המתכת, המספור, השלטים והכרזות. מדוד את ההתנגדות של התקני הארקה.

שיפוץ קווי חשמל עיליים מרמז על ביצוע כל התיקונים השוטפים. בנוסף, הובלה מלאה של החוטים נעשית באמצעות מדידת התנגדות המעבר של הצימודים וביצוע אירועי בדיקה לאחר תיקון.