Classificatie van bovengrondse hoogspanningsleidingen

Aan het begin van de 20e eeuw werkte de uitstekende uitvinder van Servische afkomst, Nikola Tesla, aan een draadloze optie voor stroomtransmissie, maar zelfs na een eeuw ontvingen dergelijke ontwikkelingen geen grootschalige industriële toepassingen. De belangrijkste manier om energie aan de consument te leveren, is nog steeds kabel- en bovengrondse hoogspanningsleidingen.

Hoogspanningslijnen: doel en typen

De elektriciteitsleiding is misschien wel de meest elementaire component van elektrische netwerken, die deel uitmaakt van het systeem van elektrische apparatuur en apparaten, waarvan het hoofddoel is om elektrische energie over te dragen van fabrieken die deze produceren (elektriciteitscentrales), omzetten en distribueren (elektriciteitsonderstations) aan consumenten. In het algemeen is dit de naam van alle elektrische leidingen die zich buiten de vermelde elektrische voorzieningen bevinden.

Historische opmerking: de eerste energietransmissielijn (DC, 2 kV) werd gebouwd in Duitsland volgens het project van de Franse wetenschapper F. Depreux in 1882. Het had een lengte van ongeveer 57 km en verbond de steden München en Misbach.

Door de methode van installatie en opstelling worden kabel- en bovenleidingen gescheiden. De laatste jaren zijn, met name voor de energievoorziening van megasteden, gasgeïsoleerde lijnen aangelegd. Ze worden gebruikt om hoge capaciteiten over te dragen in omstandigheden van zeer dichte ontwikkeling om het gebied dat wordt bezet door hoogspanningsleidingen te redden en te zorgen voor milieunormen en -vereisten.

Kabellijnen vinden toepassing waar de opstelling van lucht moeilijk of onmogelijk is door technische of esthetische parameters. Vanwege de relatieve goedkoopheid, betere onderhoudbaarheid (gemiddeld is de tijd om een ​​ongeval of storing te elimineren 12 keer minder) en hoge doorvoer, bovengrondse elektriciteitsleidingen zijn het meest in trek.

Definition. Algemene classificatie

Electric Overhead Line (VLEP) - een reeks apparaten in de open lucht en ontworpen om elektriciteit over te dragen. De structuur van bovenleidingen omvat draden, traverses met isolatoren, steunen. Aangezien deze laatste in sommige gevallen structurele elementen van bruggen, viaducten, gebouwen en andere structuren kunnen worden gebruikt. Bij de constructie en werking van bovengrondse hoogspanningsleidingen en -netwerken worden ook verschillende hulpfittingen (bliksembeveiliging, aardingsapparatuur), aanvullende en aanverwante apparatuur (hoogfrequente en glasvezelcommunicatie, intermediaire krachtafnemers) en componenten voor het markeren van componenten gebruikt.

Door de aard van de uitgezonden energie zijn bovenleidingen verdeeld in AC- en DC-netwerken. Deze laatste zijn, vanwege bepaalde technische moeilijkheden en inefficiënties, niet wijdverbreid en worden alleen gebruikt voor stroomvoorziening aan gespecialiseerde consumenten: gelijkstroomaandrijvingen, elektrolysewinkels, stadscontactnetwerken (geëlektrificeerde voertuigen).

Volgens de nominale spanning zijn bovengrondse stroomleidingen meestal verdeeld in twee grote klassen:

1. Lage spanning, spanning tot 1 kV. Staatsnormen definiëren vier nominale waarden: 40, 220, 380 en 660 V.
2. Hoogspanning, meer dan 1 kV. Hier worden twaalf nominale waarden gedefinieerd: middenspanning - van 3 tot 35 kV, hoog - van 110 tot 220 kV, ultrahoog - 330, 500 en 700 kV en ultrahoog - meer dan 1 MV.

Opmerking: alle gegeven cijfers komen overeen met de interfase (lineaire) spanning van een driefasig netwerk (zes- en twaalf-fasen systemen hebben geen serieuze industriële distributie).

Van GOELRO tot UES

De volgende classificatie beschrijft de infrastructuur en functionaliteit van bovengrondse hoogspanningsleidingen.

Volgens de dekking van het grondgebied van het netwerk zijn verdeeld:

• ultralang (spanning hoger dan 500 kV), ontworpen om regionale energiesystemen aan te sluiten;
• kofferbak (220, 330 kV), die dient voor hun vorming (verbinding van energiecentrales met distributiefaciliteiten);
• distributie (35 - 150 kV), waarvan het hoofddoel de levering van elektriciteit aan grote consumenten is (industriële installaties, het agrarische complex en grote nederzettingen);
• levering of levering (minder dan 20 kV), het leveren van energievoorziening aan andere consumenten (stedelijk, industrieel en agrarisch).

Bovengrondse hoogspanningsleidingen zijn belangrijk bij de vorming van het verenigde energiesysteem van het land, waarvan de basis werd gelegd tijdens de uitvoering van het GOELRO (staatselektrificatie van Rusland) -plan van de jonge Sovjetrepubliek ongeveer een eeuw geleden om een ​​hoge mate van betrouwbaarheid van de energievoorziening, de fouttolerantie ervan, te waarborgen.

Volgens de topologische structuur en configuratie kunnen de hoogspanningsleidingen open (radiaal), gesloten, met back-up (met twee of meer bronnen) zijn.

Door het aantal parallelle circuits dat langs één route gaat, zijn de lijnen verdeeld in enkele, dubbele en multi-circuits (een circuit betekent een complete set draden van een driefasig netwerk). Als de circuits verschillende nominale spanningswaarden hebben, wordt een dergelijke hoogspanningslijn gecombineerd genoemd. Kettingen kunnen zowel op één steun als op verschillende steunen worden gemonteerd. Natuurlijk nemen in het eerste geval de massa, afmetingen en complexiteit van de steun toe, maar de beschermingszone van de lijn neemt af, wat in dichtbevolkte gebieden soms een beslissende rol speelt bij de voorbereiding van het project.

Bovendien wordt scheiding van bovenleidingen en netwerken gebruikt, op basis van de prestaties van de neutralen (geïsoleerd, stevig geaard, enz.) En de bedrijfsmodus (standaard, noodgeval, installatie).

Beveiligingszone

Om de veiligheid, het normale functioneren, het onderhoudsgemak en de reparatie van hoogspanningslijnen te garanderen en om letsel en overlijden te voorkomen, worden zones met een speciale gebruikswijze langs de routes geïntroduceerd. De beveiligingszone van bovengrondse hoogspanningsleidingen is dus een landgrafiek en de luchtruimte erboven, ingesloten tussen verticale vlakken die op een bepaalde afstand van de buitendraden liggen. In de beveiligingszones verboden het werk van hijsapparatuur, de bouw van gebouwen en structuren. De minimale afstand vanaf de bovenleiding wordt bepaald door de nominale spanning.

Bij het oversteken van niet-bevaarbare waterlichamen komt de beschermende zone van bovengrondse krachttransmissielijnen overeen met vergelijkbare afstanden, en voor bevaarbare wateren neemt de grootte toe tot 100 meter. Bovendien bepalen de richtlijnen de kleinste verwijdering van draden van het aardoppervlak, industriële en residentiële gebouwen, bomen. Het is verboden om hoogspanningsroutes te leggen over de daken van gebouwen (behalve voor productie, in speciale gevallen), over het grondgebied van kinderinstellingen, stadions, culturele en entertainment- en handelsvloeren.

Pylonen van krachtoverbrengingslijnen

Steunen - structuren gemaakt van hout, gewapend beton, metaal of composietmaterialen om de vereiste afstand van draden en bliksembeveiligingskabels tot het aardoppervlak te bieden. De meest budgetvriendelijke optie - houten rekken, die in de vorige eeuw op grote schaal werden gebruikt bij de aanleg van hoogspanningslijnen - worden geleidelijk buiten gebruik gesteld en nieuwe worden bijna niet geïnstalleerd. De belangrijkste elementen van de steunen van bovengrondse hoogspanningsleidingen zijn:

• stichting stichtingen
• rek,
• stutten,
• striae.

Ontwerpen zijn onderverdeeld in anker en tussenliggend. De eerste set aan het begin en einde van de lijn, bij het wijzigen van de richting van de route. Een speciale klasse ankersteunen is een overgang, gebruikt op de kruispunten van de hoogspanningsleidingen met waterslagaders, viaducten en soortgelijke objecten. Dit zijn de meest massieve en zwaarbelaste structuren. In moeilijke gevallen kan hun hoogte 300 meter bereiken!

De sterkte en afmetingen van de constructie van de tussenliggende steunen, die alleen worden gebruikt voor rechte delen van sporen, zijn niet zo indrukwekkend. Afhankelijk van het doel zijn ze onderverdeeld in transpositional (gebruikt om de locatie van fasedraden te wijzigen), kruis, vertakking, verlaagd en verhoogd. Sinds 1976 zijn alle ondersteuningen strikt verenigd, maar tegenwoordig is er een weg van het massale gebruik van typische producten. Ze proberen elk spoor zoveel mogelijk aan te passen aan de omstandigheden van een reliëf, landschap en klimaat.

Draden voor bovengrondse hoogspanningsleidingen

De belangrijkste vereiste voor VLEP-draden is een hoge mechanische sterkte. Ze zijn verdeeld in twee klassen - niet-geïsoleerd en geïsoleerd. Ze kunnen worden gemaakt in de vorm van meeraderige en enkeladerige geleiders. De laatste, bestaande uit één koperen of stalen kern, worden alleen gebruikt voor de aanleg van laagspanningsroutes.

Gestrande draden voor bovengrondse hoogspanningsleidingen kunnen worden gemaakt van staal, legeringen op basis van aluminium of puur metaal, koper (de laatste, vanwege de hoge kosten, op lange routes, worden praktisch niet gebruikt). De meest gebruikelijke geleiders zijn gemaakt van aluminium (de letter "A" is aanwezig in de aanduiding) of staal-aluminiumlegeringen (klasse AC of ACS (versterkt)). Structureel zijn het gedraaide staaldraden waarover aluminium geleiders zijn gewikkeld. Staal, ter bescherming tegen corrosie, verzinkt.

De keuze van de sectie wordt gemaakt in overeenstemming met het uitgezonden vermogen van de toegestane spanningsval, mechanische eigenschappen. Standaard doorsneden van draden geproduceerd in Rusland zijn 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 en 240. Een idee van de minimale doorsneden van draden die worden gebruikt voor de constructie van bovenleidingen kan worden verkregen uit de onderstaande tabel.

Takken worden vaker uitgevoerd met geïsoleerde draden (APR, AVT-merken). De producten hebben een weerbestendige isolatiecoating en een stalen lagerkabel. De draadverbindingen in de overspanningen zijn gemonteerd op plaatsen die niet onderhevig zijn aan mechanische belasting. Ze worden gesplitst door compressie (met behulp van geschikte apparaten en materialen) of door lassen (met termietblokken of een speciaal apparaat).

De laatste jaren worden zelfdragende geïsoleerde draden in toenemende mate gebruikt bij de constructie van bovenleidingen. Voor laagspanningshoogspanningslijnen produceert de industrie SIP-1, -2 en -4, en voor 10-35 kV-lijnen, SIP-3.

Op routes met spanningen boven 330 kV, om corona-ontladingen te voorkomen, wordt het gebruik van een gesplitste fase toegepast - een draad met een grote dwarsdoorsnede wordt vervangen door verschillende kleinere, aan elkaar gebonden. Met een toename van de nominale spanning neemt hun aantal toe van 2 naar 8.

Lineaire versterking

VLEP-fittingen omvatten traverses, isolatoren, klemmen en ophangingen, versieringen en beugels, bevestigingsmiddelen (beugels, klemmen, hardware).

De hoofdfunctie van de beweging is om de draden zodanig te bevestigen dat de nodige afstand tussen de tegenovergestelde fasen wordt verkregen. Producten zijn speciale metalen structuren gemaakt van hoeken, strips, pennen, enz. Met een geverfd of gegalvaniseerd oppervlak. Er zijn ongeveer twee dozijn maten en soorten traverses, met een gewicht van 10 tot 50 kg (aangeduid als TM-1 ... TM22).

Isolatoren worden gebruikt voor betrouwbare en veilige bevestiging van draden.Ze zijn onderverdeeld in groepen, afhankelijk van het fabricagemateriaal (porselein, gehard glas, polymeren), functioneel doel (ondersteuning, doorgang, inleiding) en methoden voor bevestiging aan traverses (pin, staaf en hanger). Isolatoren worden gemaakt onder een bepaalde spanning, die moet worden aangegeven in de alfanumerieke markering. De belangrijkste vereisten voor dit type fittingen bij het installeren van bovengrondse hoogspanningsleidingen zijn mechanische en elektrische sterkte, hittebestendigheid.

Om lijntrillingen te verminderen en breuken in draaddraden te voorkomen, worden speciale dempingsapparaten of dempingslussen gebruikt.

Technische specificaties en bescherming

Bij het ontwerpen en installeren van bovengrondse hoogspanningsleidingen wordt rekening gehouden met de volgende belangrijke kenmerken:

• De lengte van de tussenliggende overspanning (de afstand tussen de assen van aangrenzende rekken).
• De afstand tussen de fasegeleiders en de laagste is vanaf het grondoppervlak (lijnafmeting).
• De lengte van de reeks isolatoren volgens de nominale spanning.
• De volledige hoogte van de steunen.

U kunt een idee krijgen van de belangrijkste parameters van bovengrondse hoogspanningslijnen van 10 kV en hoger uit de tabel.

Om schade aan bovenleidingen te voorkomen en noodstop te voorkomen tijdens een onweersbui, wordt een bliksemafleider van staal of staal-aluminium kabel met een doorsnede van 50-70 mm gelanceerd over fasedraden²geaard op palen. Vaak is het hol en deze ruimte wordt gebruikt om hoogfrequente communicatiekanalen te organiseren.

Bescherming tegen overspanning als gevolg van blikseminslag wordt geboden door afsluiters. In het geval van een geïnduceerde bliksemimpuls op de draden treedt een doorslag van de vonkspleet op, waardoor de ontlading op een drager met aardpotentiaal stroomt zonder de isolatie te beschadigen. De weerstand van de steun wordt verminderd met behulp van speciale aardingsapparatuur.

Voorbereiding en installatie

Het technologische bouwproces van de hoogspanningslijn bestaat uit voorbereidende, bouw- en installatie- en opstartwerkzaamheden. De eerste omvat de aankoop van apparatuur en materialen, gewapend beton en metalen structuren, de studie van het project, de voorbereiding van de route en het piket, de ontwikkeling van de PER (plan voor de productie van elektrisch werk).

Bouwwerkzaamheden omvatten het graven van kuilen, het installeren en monteren van steunen, het distribueren van wapening en aardingskits langs de route. Direct installeren van bovengrondse hoogspanningsleidingen begint met het rollen van de draden en kabels, het maken van verbindingen. Vervolgens moeten ze worden opgetild op de steunen, uitgerekt, waargenomen door de pijlen van de doorhang (de grootste afstand tussen de draad en de rechte lijn die de bevestigingspunten met de steunen verbindt). Concluderend zijn de draden en kabels op de isolatoren vastgebonden.

Naast algemene veiligheidsmaatregelen, betekent werkzaamheden aan bovengrondse hoogspanningsleidingen dat aan de volgende regels wordt voldaan:

• De stopzetting van alle werkzaamheden bij het naderen van een onweersbui.
• Zorgen voor de bescherming van personeel tegen de effecten van elektrische potentialen die in de draden worden veroorzaakt (kortsluiting en aarding).
• Verbod op nachtwerk (behalve voor de installatie van kruispunten met viaducten, spoorwegen), ijs, mist, met een windsnelheid van meer dan 15 m / s.

Controleer voor inbedrijfstelling de afmetingen van de doorbuiging en leiding, meet de spanningsval in de connectoren, de weerstand van de aardingsapparatuur.

Service en reparatie

Volgens de werkvoorschriften worden alle bovenleidingen om de zes maanden boven 1 kV onderworpen aan inspectie door onderhoudspersoneel, technisch en technisch personeel - eenmaal per jaar op de volgende storingen:

• vreemde voorwerpen op draden gooien;
• breuken of doorbranden van afzonderlijke fasedraden, schending van de aanpassing van de pijlen van de doorbuiging (mag het ontwerp niet met meer dan 5% overschrijden);
• schade of overlapping van isolatoren, snaren, afleider;
• vernietiging van steunen;
• overtredingen in de beveiligingszone (opslag van vreemde voorwerpen, vinden van te grote apparatuur, verkleinen van de breedte van de open plek, vanwege de groei van bomen en struiken).

Buitengewone inspecties van de route worden uitgevoerd tijdens ijsvorming, tijdens het morsen van rivieren, natuurlijke en door de mens veroorzaakte branden, evenals na een automatische uitschakeling. Inspecties met een verhoging van de steunen worden indien nodig uitgevoerd (minstens 1 keer in 6 jaar).

In geval van schending van de integriteit van een deel van de draaddraden (tot 17% van de totale doorsnede), wordt het beschadigde gebied gerepareerd door een reparatiemof of verband aan te brengen. In geval van grote schade wordt de draad gesneden en opnieuw verbonden met een speciale klem.

Tijdens de huidige reparatie van de luchtweg worden de gammele steunen en stutten rechtgemaakt, de dichtheid van alle schroefdraadverbindingen gecontroleerd, de beschermende verflaag op de metalen structuren, nummering, borden en posters hersteld. Meet de weerstand van aardingsapparatuur.

Revisie van bovengrondse hoogspanningsleidingen impliceert de uitvoering van alle lopende reparaties. Bovendien wordt een volledige trek van de draden uitgevoerd met de meting van de overgangsweerstand van de koppelingen en het uitvoeren van testevenementen na de reparatie.