Clasificarea liniilor electrice aeriene

La începutul secolului XX, inventatorul remarcabil de origine sârbă, Nikola Tesla, a lucrat la o opțiune wireless pentru transmisia de putere, dar chiar și după un secol, astfel de dezvoltări nu au primit aplicații industriale pe scară largă. Principala modalitate de a furniza energie consumatorului este în continuare linii electrice de cablu și aeriene.

Linii electrice: scop și tipuri

Linia electrică este poate cea mai de bază componentă a rețelelor electrice, care face parte din sistemul de echipamente și dispozitive electrice, scopul principal al acesteia fiind de a transfera energie electrică de la instalațiile care o produc (centralele electrice), de a converti și distribui (stații de alimentare) consumatorilor. În cazuri generale, acesta este numele tuturor liniilor electrice care se află în afara instalațiilor electrice listate.

Notă istorică: prima linie de transmisie a energiei electrice (DC, 2 kV) a fost construită în Germania conform proiectului savantului francez F. Depreux în 1882. Avea o lungime de aproximativ 57 km și conecta orașele Munchen și Miesbach.

Prin metoda de instalare și aranjament, cablurile și liniile electrice aeriene sunt separate. În ultimii ani, în special pentru furnizarea de energie a megacităților, s-au construit linii izolate cu gaz. Acestea sunt folosite pentru a transfera capacități ridicate în condiții de dezvoltare foarte densă pentru a salva zona ocupată de liniile electrice și pentru a asigura standardele și cerințele de mediu.

Liniile de cablu găsesc aplicații în care aranjarea aerului este dificilă sau imposibilă prin parametrii tehnici sau estetici. Datorită rentabilității comparative, o mai bună întreținere (în medie, timpul pentru a elimina un accident sau o defecțiune este de 12 ori mai mică) și un randament ridicat, liniile electrice aeriene sunt cele mai solicitate.

Definiția. Clasificare generală

Electric Overhead Line (VLEP) - un set de dispozitive amplasate în aer liber și concepute pentru a transmite electricitate. Structura liniilor aeriene include fire, traverse cu izolatoare, suporturi. Ca acesta din urmă, în unele cazuri, pot fi utilizate elemente structurale ale podurilor, pasajelor, clădirilor și altor structuri. În construcția și funcționarea liniilor electrice aeriene și a rețelelor, sunt utilizate de asemenea diferite accesorii auxiliare (protecție împotriva trăsnetului, dispozitive de împământare), echipamente suplimentare și conexe (comunicații de înaltă frecvență și fibră optică, decolări intermediare ale puterii) și componente de marcare a componentelor.

După natura energiei transmise, liniile aeriene sunt împărțite în rețele de curent alternativ și curent continuu. Acestea din urmă, din cauza anumitor dificultăți și ineficiențe tehnice, nu sunt răspândite și sunt utilizate numai pentru alimentarea cu energie electrică a consumatorilor specializați: acționări de curent continuu, magazine de electroliză, rețele de contact din oraș (vehicule electrificate).

În funcție de tensiunea nominală, liniile electrice aeriene sunt de obicei împărțite în două clase mari:

1. Tensiune joasă, tensiune până la 1 kV. Standardele de stat definesc patru valori nominale: 40, 220, 380 și 660 V.
2. De înaltă tensiune, peste 1 kV. Douăsprezece valori nominale sunt definite aici: tensiune medie - de la 3 la 35 kV, înaltă - de la 110 la 220 kV, ultra-înaltă - 330, 500 și 700 kV și ultra-înaltă - peste 1 MV.

Notă: toate cifrele date corespund tensiunii interfaza (liniară) a unei rețele trifazate (sistemele cu șase și douăsprezece faze nu au o distribuție industrială gravă).

De la GOELRO la UES

Următoarea clasificare descrie infrastructura și funcționalitatea liniilor electrice aeriene.

În funcție de acoperirea teritoriului rețelei se împart:

• ultra-lung (tensiune peste 500 kV), conceput pentru conectarea sistemelor energetice regionale;
• portbagaj (220, 330 kV), servind pentru formarea lor (conectarea centralelor electrice cu instalațiile de distribuție);
• distribuție (35 - 150 kV), al cărui scop principal este furnizarea de energie electrică către consumatorii mari (instalații industriale, complexul agricol și așezări mari);
• furnizare sau furnizare (sub 20 kV), care asigură furnizarea de energie altor consumatori (urban, industrial și agricol).

Liniile electrice aeriene sunt importante în formarea Sistemului Energetic Unificat al țării, a cărui bază a fost pusă în timpul punerii în aplicare a planului GOELRO (Electrificarea de Stat a Rusiei) a tinerei Republici Sovietice în urmă cu aproximativ un secol pentru a asigura un nivel ridicat de fiabilitate a alimentării cu energie, toleranța sa la erori.

În conformitate cu structura și configurația topologică, liniile de înaltă tensiune pot fi deschise (radiale), închise, cu putere de rezervă (care conține două sau mai multe surse) de putere.

După numărul de circuite paralele care trec pe o rută, liniile sunt împărțite în unic, dublu și multi-circuit (un circuit înseamnă un set complet de fire dintr-o rețea trifazată). Dacă circuitele au valori nominale diferite ale tensiunii, atunci o astfel de linie de înaltă tensiune se numește combinată. Lanțurile pot fi montate atât pe un singur suport, cât și pe diferite. În mod natural, în primul caz, masa, dimensiunile și complexitatea suportului cresc, dar zona de protecție a liniei scade, care în zonele dens populate joacă uneori un rol decisiv în pregătirea proiectului.

În plus, se utilizează separarea liniilor aeriene și a rețelelor, pe baza performanțelor neutrelor (izolate, împământate solid etc.) și a modului de operare (standard, de urgență, instalare).

Zona de securitate

Pentru a asigura siguranța, funcționarea normală, ușurința de întreținere și repararea liniilor de înaltă tensiune, precum și pentru a preveni rănirile și decesele, pe traseele sunt introduse zone cu un mod special de utilizare. Astfel, zona de securitate a liniilor electrice aeriene este un teren și spațiul aerian de deasupra acesteia, încadrat între planurile verticale aflate la o anumită distanță de firele exterioare. În zonele de securitate interzise lucrările de echipamente de ridicare, construcția de clădiri și structuri. Distanța minimă de la linia electrică aeriană este determinată de tensiunea nominală.

La traversarea corpurilor de apă care nu sunt navigabile, zona de protecție a liniilor aeriene de transmitere a energiei electrice corespunde distanțelor similare, iar pentru apele navigabile dimensiunea acesteia crește până la 100 de metri. În plus, liniile directoare determină cea mai mică eliminare a firelor de pe suprafața pământului, clădiri industriale și rezidențiale, copaci. Este interzisă așezarea rutelor de înaltă tensiune pe acoperișurile clădirilor (cu excepția producției, în cazuri speciale), pe teritoriile instituțiilor pentru copii, stadioane, podele culturale și de divertisment și comerciale.

Piloni pentru linia de transmisie a puterii

Suporturi - structuri din lemn, beton armat, metal sau materiale compozite pentru a asigura distanța necesară de fire și cabluri de protecție împotriva trăsnetului de suprafața pământului. Cea mai mare opțiune bugetară - rafturile din lemn, utilizate foarte pe scară largă în secolul trecut la construcția liniilor de înaltă tensiune - sunt scoase din funcțiune treptat, iar altele noi aproape că nu sunt instalate. Principalele elemente ale suporturilor liniilor electrice aeriene includ:

• fundații de fundație
• suport,
• lonjeroane,
• vergeturi.

Modelele sunt împărțite în ancoră și intermediare. Primul set la începutul și sfârșitul liniei, la modificarea direcției traseului. O clasă specială de suporturi de ancorare este tranzitorie, folosită la intersecțiile liniilor electrice de înaltă tensiune cu artere de apă, pasaje și obiecte similare. Acestea sunt structurile cele mai masive și puternic încărcate. În cazuri dificile, înălțimea lor poate atinge 300 de metri!

Rezistența și dimensiunile construcției suporturilor intermediare, utilizate doar pentru secțiunile drepte ale șinelor, nu sunt atât de impresionante. În funcție de scop, acestea sunt împărțite în tranziție (utilizate pentru a schimba locația firelor de fază), încrucișate, ramificate, coborâte și crescute. Din 1976, toate suporturile au fost unificate strict, dar în prezent există un proces de îndepărtare de utilizarea în masă a produselor tipice. Ei încearcă să adapteze fiecare piesă pe cât posibil la condițiile unui relief, peisaj și climă.

Firuri pentru liniile electrice aeriene

Principala cerință pentru firele VLEP este o rezistență mecanică ridicată. Acestea sunt împărțite în două clase - neizolate și izolate. Pot fi realizate sub formă de conductoare cu mai multe fire și cu un singur fir. Acestea din urmă, constând dintr-un miez de cupru sau oțel, sunt utilizate numai pentru construcția rutelor de joasă tensiune.

Firele cu fir pentru liniile electrice aeriene pot fi din oțel, aliaje pe bază de aluminiu sau metal pur, cupru (acesta din urmă, datorită costului ridicat, pe rutele lungi, practic nu sunt utilizate). Cele mai frecvente conductoare sunt fabricate din aluminiu (litera este prezentată la denumire) sau aliaje de oțel-aluminiu (de calitate AC sau ACS (armate)). Structurale, sunt fire de oțel răsucite peste care sunt înfășurate conductoarele de aluminiu. Oțel, pentru protecție împotriva coroziunii, zincat.

Alegerea secțiunii se face în funcție de puterea transmisă a căderii de tensiune admisă, caracteristicile mecanice. Secțiunile transversale standard ale firelor produse în Rusia sunt 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 și 240. O idee despre secțiunile minime ale firelor utilizate pentru construcția liniilor aeriene poate fi obținută din tabelul de mai jos.

Ramurile sunt efectuate mai des cu fire izolate (APR, mărci AVT). Produsele au un strat de izolare rezistent la intemperii și un cablu de rulment din oțel. Conexiunile de sârmă din palete sunt montate în zone care nu sunt supuse la solicitări mecanice. Acestea sunt împărțite prin compresiune (cu ajutorul unor dispozitive și materiale adecvate) sau prin sudare (cu blocuri de termită sau cu un aparat special).

În ultimii ani, firele izolate autoportante sunt utilizate din ce în ce mai mult în construcția liniilor aeriene. Pentru liniile de înaltă tensiune de înaltă tensiune, industria produce SIP-1, -2 și -4, iar pentru liniile de 10-35 kV, SIP-3.

Pe traseele cu tensiuni mai mari de 330 kV, pentru a preveni descărcările de coronă, se practică utilizarea unei faze de divizare - un fir de o secțiune transversală mare este înlocuit cu câteva mai mici, fixate împreună. Odată cu creșterea tensiunii nominale, numărul acestora crește de la 2 la 8.

Armare liniară

Fitingurile VLEP includ traverse, izolatoare, cleme și suspensii, borduri și bretele, elemente de fixare (suporturi, cleme, feronerie).

Funcția principală a traversului este de a fixa firele astfel încât să ofere distanța necesară între fazele opuse. Produsele sunt structuri speciale din metal realizate din colțuri, bandă, știfturi, etc., cu o suprafață vopsită sau zincată. Există aproximativ două duzini de mărimi și tipuri de traverse, care cântăresc între 10 și 50 kg (denumite TM-1 ... TM22).

Izolatoarele sunt utilizate pentru fixarea sigură și sigură a firelor.Acestea sunt împărțite în grupuri, în funcție de materialul de fabricație (porțelan, sticlă temperată, polimeri), scop funcțional (suport, trecere, introducere) și metode de atașare la traverse (știft, tijă și suspensie). Izolatoarele sunt realizate sub o anumită tensiune, care trebuie indicată în marcajul alfanumeric. Principalele cerințe pentru acest tip de armături la instalarea liniilor electrice aeriene sunt rezistența mecanică și electrică, rezistența la căldură.

Pentru a reduce vibrațiile liniei și pentru a preveni ruperea firelor de sârmă, se folosesc dispozitive speciale de amortizare sau bucle de amortizare.

Specificații tehnice și protecție

La proiectarea și instalarea liniilor electrice aeriene, se iau în considerare următoarele caracteristici importante:

• Lungimea intervalului intermediar (distanța dintre axele rafturilor adiacente).
• Distanța dintre conductorii de fază și cel mai mic este de la suprafața solului (dimensiunea liniei).
• Lungimea șirului de izolatori în funcție de tensiunea nominală.
• Înălțimea completă a suporturilor.

Puteți face o idee despre parametrii principali ai liniilor electrice aeriene de 10 kV și mai sus de la tabel.

Pentru a preveni deteriorarea liniilor aeriene și a preveni oprirea de urgență în timpul furtunii, un fulger de cablu din oțel sau oțel-aluminiu cu o secțiune transversală de 50-70 mm este lansat peste fire de fază²legat pe stâlpi. Adesea este gol, iar acest spațiu este utilizat pentru a organiza canale de comunicare de înaltă frecvență.

Protecția împotriva supratensiunilor cauzate de loviturile de trăsnet este asigurată de armatoarele de supapă. În cazul unui impuls fulger indus apărut pe fire, are loc o defecțiune a decalajului de scânteie, ca urmare a căreia descărcarea se varsă pe un suport având potențial la sol fără a deteriora izolația. Rezistența suportului este redusă folosind dispozitive speciale de împământare.

Pregătirea și instalarea

Procesul tehnologic de construcție a liniei electrice de înaltă tensiune constă în lucrări de pregătire, construcție și instalare și demarare. Primul include achiziționarea de echipamente și materiale, structuri de beton armat și metal, studiul proiectului, pregătirea traseului și a pichetului, dezvoltarea PER (planul de producție a lucrărilor electrice).

Lucrările de construcție includ săparea gropilor, instalarea și asamblarea suporturilor, distribuirea kiturilor de armare și împământare de-a lungul traseului. Instalarea directă a liniilor electrice aeriene începe cu rularea firelor și a cablurilor, realizând conexiuni. Apoi, acestea trebuie ridicate pe suporturi, întinse, văzute de săgețile sagetei (distanța cea mai mare dintre sârmă și linia dreaptă care leagă punctele de atașare la suporturi). În concluzie, firele și cablurile de pe izolatoare sunt legate.

Pe lângă măsurile generale de siguranță, lucrările la liniile electrice aeriene implică respectarea următoarelor reguli:

• Încetarea tuturor lucrărilor atunci când se apropie de o furtună furtună
• Asigurarea protecției personalului împotriva efectelor potențialelor electrice induse în fire (scurtcircuit și împământare).
• Interzicerea lucrului pe timp de noapte (cu excepția instalării intersecțiilor cu pasaje, căi ferate), gheață, ceață, cu o viteză a vântului mai mare de 15 m / s.

Înainte de punerea în funcțiune, verificați dimensiunile sagetei și ale liniei, măsurați căderea de tensiune a conectorilor, rezistența dispozitivelor de împământare.

Service și reparații

Conform reglementărilor de lucru, toate liniile aeriene de peste 1 kV la fiecare șase luni sunt supuse inspecției de către personalul de întreținere, inginerie și personal tehnic - o dată pe an, pentru următoarele defecțiuni:

• aruncarea obiectelor străine pe fire;
• ruperea sau arderea firelor individuale de fază, încălcarea ajustării săgeților sagului (nu trebuie să depășească proiectarea cu mai mult de 5%);
• deteriorarea sau suprapunerea izolatoarelor, a șirurilor, a dispozitivului de prindere;
• distrugerea suporturilor;
• încălcări în zona de securitate (depozitarea obiectelor străine, găsirea de echipamente supradimensionate, restrângerea lățimii poienii, din cauza creșterii arborilor și arbuștilor).

Inspecții extraordinare ale traseului se efectuează în timpul formării gheții, în timpul vărsării râurilor, a incendiilor naturale și provocate de om, precum și după o oprire automată. Inspecțiile cu creștere a suporturilor sunt efectuate după cum este necesar (cel puțin 1 dată în 6 ani).

În cazul încălcării integrității unei părți a firelor de sârmă (până la 17% din totalul secțiunii transversale), zona deteriorată este reparată prin aplicarea unui manșon de reparație sau a unui bandaj. În caz de daune mari, firul este tăiat și reconectat cu o clemă specială.

În timpul reparației curente a căilor respiratorii, se sprijină rațetele și barele, se verifică etanșeitatea tuturor îmbinărilor filetate, se restabilește stratul de vopsea de protecție pe structurile metalice, se numerotează, se indică și se afișează. Măsurați rezistența dispozitivelor de împământare.

Refacerea liniilor electrice aeriene implică efectuarea tuturor reparațiilor în curs. În plus, o trasare completă a firelor este realizată cu măsurarea rezistenței de tranziție a cuplajelor și desfășurarea de teste post-reparare.