Klassificering av kraftledningar

I början av 1900-talet arbetade den enastående uppfinnaren av serbiskt ursprung, Nikola Tesla, med ett trådlöst alternativ för kraftöverföring, men även efter ett sekel fick en sådan utveckling inte storskaliga industriella applikationer. Det huvudsakliga sättet att leverera energi till konsumenten är fortfarande kabel- och luftledningar.

Kraftledningar: syfte och typer

Kraftledningen är kanske den mest grundläggande komponenten i elektriska nätverk, som är en del av systemet med kraftutrustning och enheter, vars huvudsakliga syfte är att överföra elektrisk energi från fabriker som producerar den (kraftverk), omvandla och distribuera (kraftstationer) till konsumenter. I allmänna fall är detta namnet på alla elektriska ledningar som ligger utanför de listade elektriska anläggningarna.

Historisk anmärkning: den första kraftöverföringslinjen (DC, 2 kV) byggdes i Tyskland enligt projektet av den franska forskaren F. Depreux 1882. Den hade en längd på cirka 57 km och anslöt städerna München och Miesbach.

Med installation och arrangemang separeras kabel- och luftledningar. Under de senaste åren, särskilt för energiförsörjningen av megaciteter, har gasisolerade ledningar byggts. De används för att överföra hög kapacitet under förhållanden med mycket tät utveckling för att rädda det område som upptas av kraftledningar och säkerställa miljöstandarder och krav.

Kabelledningar hittar tillämpning där luftanordningen är svår eller omöjlig genom tekniska eller estetiska parametrar. På grund av den jämförande billigheten, bättre underhållbarhet (i genomsnitt är tiden för att eliminera en olycka eller funktionsfel 12 gånger mindre) och hög genomströmning kraftiga kraftledningar mest efterfrågade.

Definition. Allmän klassificering

Electric Overhead Line (VLEP) - en uppsättning enheter som är belägna i friluft och utformade för att överföra el. Strukturen på luftledningar inkluderar ledningar, korsningar med isolatorer, stöd. Som det sistnämnda kan i vissa fall konstruktionselement i broar, överfarter, byggnader och andra strukturer användas. Vid konstruktion och drift av kraftledningar och nätverk används också olika hjälparmaturer (blixtskydd, jordningsanordningar), ytterligare och tillhörande utrustning (högfrekvens- och fiberoptisk kommunikation, mellanliggande kraftuttag) och komponenter för märkning av komponenter.

Med hänsyn till den överförda energins natur delas luftledningarna upp i AC och DC nätverk. Den senare, på grund av vissa tekniska svårigheter och ineffektivitet, är inte utbredd och används endast för strömförsörjning till specialiserade konsumenter: likströmsdrivare, elektrolysbutiker, stadskontaktnät (elektrifierade fordon).

Enligt nominell spänning delas luftledningar vanligtvis i två stora klasser:

1. Lågspänning, spänning upp till 1 kV. Statliga standarder definierar fyra nominella värden: 40, 220, 380 och 660 V.
2. Högspänning, över 1 kV. Tolv nominella värden definieras här: mediumspänning - från 3 till 35 kV, hög - från 110 till 220 kV, ultrahög - 330, 500 och 700 kV och ultrahög - över 1 MV.

Obs: alla angivna siffror motsvarar gränsspänningen (linjär) i ett trefasnät (sex- och tolvfassystem har inte någon allvarlig industriell distribution).

Från GOELRO till UES

Följande klassificering beskriver infrastrukturen och funktionaliteten för kraftledningar.

Enligt täckningen av nätverkets territorium är indelade:

• ultralång (spänning över 500 kV), utformad för att ansluta regionala energisystem;
• bagageutrymme (220, 330 kV), som tjänar till deras bildning (anslutning av kraftverk med distributionsanläggningar);
• distribution (35 - 150 kV), vars huvudsakliga syfte är att leverera el till stora konsumenter (industrianläggningar, jordbruksanläggningen och stora bosättningar);
• leverans eller leverans (under 20 kV), som tillhandahåller energiförsörjning till andra konsumenter (stad, industri och jordbruk).

Kraftledningar är viktiga vid bildandet av det enhetliga energisystemet i landet, vars grund läggs under genomförandet av GOELRO (statselektrifieringen i Ryssland) i den unga Sovjetrepubliken för ungefär hundra år sedan för att säkerställa en hög tillförlitlighet för energiförsörjningen, dess feltolerans.

Enligt den topologiska strukturen och konfigurationen kan högspänningsledningarna vara öppna (radiella), stängda, med säkerhetskopiering (som innehåller två eller flera källor).

Med antalet parallella kretsar som passerar längs en rutt, delas linjerna i en-, dubbel- och multikrets (en krets betyder en komplett uppsättning ledningar i ett trefasnät). Om kretsarna har olika nominella spänningsvärden kallas en sådan högspänningsledning kombinerad. Kedjor kan monteras både på ett stöd och på olika. I det första fallet ökar naturligtvis stödets massa, dimensioner och komplexitet, men skyddszonen för linjen minskar, vilket i tätbefolkade områden ibland spelar en avgörande roll i förberedelserna för projektet.

Dessutom används separering av luftledningar och nätverk, baserat på funktionerna hos neutralerna (isolerade, fast jordade, etc.) och driftsläget (standard, nödläge, installation).

Säkerhetszon

För att säkerställa säkerhet, normal funktion, enkel underhåll och reparation av högspänningsledningar samt för att förhindra personskador och dödsfall införs zoner med ett speciellt användningsmetod längs vägarna. Säkerhetszonen för luftledningar är således en tomt och luftutrymmet ovanför det, inneslutet mellan vertikala plan som ligger på ett visst avstånd från de yttre ledningarna. I säkerhetszonerna förbjöds arbetet med lyftutrustning, byggande av byggnader och strukturer. Minsta avstånd från kraftledningen bestäms av märkspänningen.

När du kryssar icke-navigerbara vattendrag motsvarar skyddszonen för kraftledningar över huvudet liknande avstånd, och för navigerbara vatten ökar dess storlek till 100 meter. Dessutom bestämmer riktlinjerna den minsta borttagningen av trådar från jordytan, industri- och bostadshus, träd. Det är förbjudet att lägga högspänningsvägar över byggnadens tak (med undantag för produktion, i speciella fall), över barns institutioner, stadioner, kultur- och underhållnings- och handelsgolv.

Pyloner för kraftöverföringsledning

Stöd - strukturer tillverkade av trä, armerad betong, metall eller kompositmaterial för att ge det erforderliga avståndet för ledningar och blixtskyddskablar från jordytan. Det mest budgetmässiga alternativet - trähyllor, som användes mycket utbrett under förra seklet för konstruktion av högspänningsledningar - avvecklas gradvis och nya installeras nästan inte. Huvudelementen i stöden på luftledningar inkluderar:

• grundfundament
• rack,
• strävor,
• stretchmärken.

Designerna är indelade i ankare och mellanliggande. Den första uppsättningen i början och slutet av linjen när du ändrar ruttens riktning. En speciell klass av ankerstöd är övergångsanvändning, som används vid skärningspunkten mellan högspänningsledningarna med vattenartärer, övergångar och liknande föremål. Det här är de mest massiva och kraftigt belastade strukturerna. I svåra fall kan deras höjd nå 300 meter!

Styrkan och måtten på konstruktionen av mellanstöden, som endast används för raka spårdelar, är inte så imponerande. Beroende på syftet är de indelade i transpositioner (används för att ändra platsen för fastrådar), korsa, grenas, sänks och ökas. Sedan 1976 har alla stöd förenats strikt, men idag pågår en process att flytta bort från massanvändningen av typiska produkter. De försöker anpassa varje spår så mycket som möjligt till förhållanden till lättnad, landskap och klimat.

Ledningar för kraftledningar

Huvudkravet för VLEP-ledningar är hög mekanisk hållfasthet. De är indelade i två klasser - icke-isolerade och isolerade. De kan tillverkas i form av ledare med flera ledningar och enkeltrådar. Den senare, bestående av en koppar- eller stålkärna, används endast för konstruktion av lågspänningsvägar.

Strandade ledningar för kraftledningar kan vara tillverkade av stål, legeringar baserade på aluminium eller ren metall, koppar (de senare, på grund av de höga kostnaderna på långa rutter, används praktiskt taget inte). De vanligaste ledarna är gjorda av aluminium (bokstaven "A" finns i beteckningen) eller stål-aluminiumlegeringar (kvalitet AC eller ACS (förstärkt)). Strukturellt sett är de tvinnade ståltrådar över vilka aluminiumledare är lindade. Stål, för skydd mot korrosion, galvaniserat.

Valet av sektionen görs i överensstämmelse med den överförda effekten för det tillåtna spänningsfallet, mekaniska egenskaper. Vanliga tvärsnitt av trådar som produceras i Ryssland är 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 och 240. En uppfattning om det minsta tvärsnittet av ledningar som används för konstruktion av luftledningar kan erhållas från tabellen nedan.

Grenar utförs oftare med isolerade ledningar (APR, AVT varumärken). Produkterna har en väderbeständig isoleringsbeläggning och en stållagerkabel. Trådanslutningarna i spännen är monterade i områden som inte utsätts för mekanisk påfrestning. De splitsas genom kompression (med användning av lämpliga anordningar och material) eller genom svetsning (med termitblock eller en speciell apparat).

Under senare år används självbärande isolerade ledningar alltmer vid konstruktion av luftledningar. För lågspänning högspänningsledningar producerar industrin SIP-1, -2 och -4, och för 10-35 kV linjer - SIP-3.

På vägar med spänningar över 330 kV, för att förhindra koronautladdningar, praktiseras användningen av en delad fas - en tråd med ett stort tvärsnitt ersätts av flera mindre, bundna till varandra. Med en ökning av den nominella spänningen ökar antalet från 2 till 8.

Linjär förstärkning

VLEP-beslag inkluderar traverser, isolatorer, klämmor och upphängningar, trim och hängslen, fästelement (konsoler, klämmor, hårdvara).

Traversens huvudfunktion är att fästa trådarna på ett sådant sätt att det erfordras det nödvändiga avståndet mellan motsatta faser. Produkter är speciella metallkonstruktioner tillverkade av hörn, remsor, stift etc. med en målad eller galvaniserad yta. Det finns ungefär två dussin storlekar och typer av korsningar, som väger från 10 till 50 kg (betecknade TM-1 ... TM22).

Isolatorer används för pålitlig och säker fästning av ledningar.De är indelade i grupper, beroende på tillverkningsmaterial (porslin, härdat glas, polymerer), funktionellt syfte (stöd, genomgång, inledande) och fästmetoder på traverser (stift, stång och upphängning). Isolatorer tillverkas under en viss spänning, vilket måste anges i den alfanumeriska markeringen. De viktigaste kraven för denna typ av beslag vid installation av kraftledningar är mekanisk och elektrisk hållfasthet, värmebeständighet.

För att minska linjevibrationer och förhindra brott i trådtrådar, används speciella dämpningsanordningar eller dämpningsöglor.

Tekniska specifikationer och skydd

Vid utformning och installation av kraftledningar beaktas följande viktiga egenskaper:

• Mellanspans längd (avståndet mellan axlarna på angränsande stativ).
• Avståndet mellan fasledarna och den lägsta är från markytan (linjedimension).
• Längden på strängen av isolatorer enligt märkspänningen.
• Stödens fulla höjd.

Du kan få en uppfattning om huvudparametrarna för kraftledningar på 10 kV och högre från tabellen.

För att förhindra skador på luftledningar och förhindra nödstopp under åskväder, lanseras en stål- eller stål-aluminiumkabel med ett tvärsnitt på 50-70 mm över fastrådar²jordad på stolpar. Ofta är det ihåligt, och detta utrymme används för att organisera högfrekventa kommunikationskanaler.

Skydd mot överspänning till följd av blixtnedslag tillhandahålls av ventilstoppare. I händelse av en inducerad blixtimpuls som uppstår på ledningarna inträffar en nedbrytning av gnistgapet, vilket resulterar i att urladdningen flyter till ett stöd med markpotential utan att skada isoleringen. Stödets motstånd minskas med speciella jordningsanordningar.

Förberedelse och installation

Den tekniska konstruktionsprocessen för högspänningsledningen består av förberedande, konstruktions- och installations- och startarbeten. Den första omfattar inköp av utrustning och material, armerad betong och metallkonstruktioner, studiet av projektet, beredningen av rutten och staket, utvecklingen av PER (plan för produktion av elektriskt arbete).

Byggnadsarbeten inkluderar grävning av gropar, installation och montering av stöd, fördelning av armerings- och jordningssatser längs vägen. Direkt installation av luftledningar börjar med att rulla ledningarna och kablarna och göra anslutningar. Sedan ska de lyftas upp på stöden, sträckta, synade av pilens pilar (det största avståndet mellan tråden och den raka linjen som ansluter dess fästpunkter till stöden). Sammanfattningsvis är trådarna och kablarna på isolatorerna bundna.

Förutom allmänna säkerhetsåtgärder innebär arbete på luftledningar kraftiga överensstämmelse med följande regler:

• Upphöret av allt arbete när man närmar sig en åskväder.
• Se till att personalen skyddas från effekterna av elektriska potentialer som induceras i ledningarna (kortslutning och jordning).
• Förbud mot nattarbete (förutom installation av korsningar med övergångar, järnvägar), is, dimma, med en vindhastighet på mer än 15 m / s.

Innan idrifttagning, kontrollera lutnings- och linjedimensionerna, mät spänningsfallet i anslutningarna, jordningsanordningernas motstånd.

Service och reparation

Enligt arbetsföreskrifterna ska alla luftledningar över 1 kV var sjätte månad kontrolleras av underhållspersonal, teknik och teknisk personal - en gång per år för följande fel:

• kasta främmande föremål på ledningar;
• brytningar eller utbränning av enskilda fastrådar, brott mot justeringen av pilarna i satsen (bör inte överskrida konstruktionen med mer än 5%);
• skada eller överlappning av isolatorer, strängar, arresterare;
• förstörelse av stöd;
• överträdelser i säkerhetszonen (lagring av främmande föremål, hitta överdimensionerad utrustning, förminska bredden på rivningen på grund av träd och buskar).

Extraordinära inspektioner av rutten utförs under isbildning, under spill av floder, naturliga och mänskliga bränder samt efter en automatisk stängning. Inspektioner med höjning på stöden utförs vid behov (minst 1 gång på 6 år).

I händelse av brott mot integriteten hos en del av trådtrådarna (upp till 17% av det totala tvärsnittet), repareras det skadade området genom att applicera en reparationshylsa eller bandage. I händelse av stora skador skärs kabeln och ansluts igen med en speciell klämma.

Under den nuvarande reparationen av luftvägen, räknas de ostörda stöden och stagarna, tätheten för alla gängade fogar kontrolleras, den skyddande färgbeläggningen på metallkonstruktionerna, numrering, skyltar och affischer återställs. Mät motståndet hos jordningsanordningarna.

Översyn av kraftledningar innebär att alla pågående reparationer utförs. Dessutom utförs en full dragning av ledningar med en mätning av övergångsmotståndet för kopplingarna och genomförandet av testhändelser efter reparation.