Klassifisering av kraftledninger

Helt på begynnelsen av 1900-tallet jobbet den enestående oppfinneren av serbisk opprinnelse, Nikola Tesla, med et trådløst alternativ for kraftoverføring, men selv etter et århundre fikk ikke en slik utvikling store industrielle applikasjoner. Den viktigste måten å levere energi til forbrukeren på er fortsatt kabler og luftledninger.

Kraftledninger: formål og typer

Kraftledningen er kanskje den mest grunnleggende komponenten i elektriske nettverk, som er en del av systemet med kraftutstyr og enheter, der hovedhensikten er å overføre elektrisk energi fra anlegg som produserer det (kraftverk), konvertering og distribusjon (kraftstasjoner) til forbrukere. Generelt er dette navnet på alle elektriske ledninger som er utenfor de oppførte elektriske anleggene.

Historisk note: den første kraftoverføringslinjen (DC, 2 kV) ble bygget i Tyskland i henhold til prosjektet til den franske forskeren F. Depreux i 1882. Den hadde en lengde på omtrent 57 km og koblet sammen byene München og Miesbach.

Ved hjelp av installasjon og arrangement er kabel- og luftledninger separert. De siste årene, spesielt for energiforsyningen til megasiteter, er det bygget gassisolerte linjer. De brukes til å overføre høye kapasiteter under svært tette utbygginger for å redde området okkupert av kraftledninger og sikre miljøstandarder og krav.

Kabellinjer finner anvendelse der ordningen av luft er vanskelig eller umulig med tekniske eller estetiske parametere. På grunn av den komparative billigheten, bedre vedlikeholdbarhet (i gjennomsnitt er tiden for å eliminere en ulykke eller funksjonsfeil 12 ganger mindre) og høy gjennomstrømming, luftledninger som er mest etterspurt.

Definisjon. Generell klassifisering

Electric Overhead Line (VLEP) - et sett med enheter som er plassert i friluft og designet for å overføre strøm. Strukturen av luftledninger inkluderer ledninger, kryss med isolatorer, støtter. Som sistnevnte, i noen tilfeller, kan strukturelle elementer av broer, overganger, bygninger og andre strukturer brukes. Ved konstruksjon og drift av luftledninger og nettverk, brukes også forskjellige hjelpearbeid (lynbeskyttelse, jordingsanordninger), tilleggsutstyr og tilhørende utstyr (høyfrekvente og fiberoptiske kommunikasjoner, mellomliggende kraftuttak) og komponenter for merking av komponenter.

I kraft av den overførte energien er luftledninger delt inn i AC og DC nettverk. Det siste, på grunn av visse tekniske vanskeligheter og ineffektivitet, er ikke utbredt og brukes bare til strømforsyning til spesialiserte forbrukere: likestrømsdrev, elektrolysebutikker, bykontaktenettverk (elektrifiserte kjøretøyer).

I henhold til nominell spenning er luftledninger vanligvis delt i to store klasser:

1. Lavspenning, spenning opp til 1 kV. Statlige standarder definerer fire nominelle verdier: 40, 220, 380 og 660 V.
2. Høyspenning, over 1 kV. Tolv nominelle verdier er definert her: middels spenning - fra 3 til 35 kV, høy - fra 110 til 220 kV, ultrahøy - 330, 500 og 700 kV og ultrahøy - over 1 MV.

Merk: alle oppgitte tall tilsvarer grensesnitt (lineær) spenning i et trefase nettverk (seks- og tolvfasesystemer har ikke alvorlig industriell distribusjon).

Fra GOELRO til UES

Følgende klassifisering beskriver infrastrukturen og funksjonaliteten til luftledninger.

I henhold til dekningen av territoriet til nettverket er delt:

• ultra-lang (spenning over 500 kV), designet for å koble til regionale energisystemer;
• bagasjerommet (220, 330 kV), som tjener til dannelse av dem (tilkobling av kraftverk med distribusjonsanlegg);
• distribusjon (35 - 150 kV), hvor hovedformålet er levering av strøm til store forbrukere (industrianlegg, landbruksanlegg og store bosetninger);
• forsyning eller forsyning (under 20 kV), som gir energiforsyning til andre forbrukere (by, industri og jordbruk).

Kraftledninger er viktige i dannelsen av det enhetlige energisystemet i landet, hvis grunnlag ble lagt under implementeringen av GOELRO (statselektrifisering av Russland) for den unge Sovjetrepublikken for omtrent et århundre siden for å sikre en høy grad av pålitelighet av energiforsyningen, dens feiltoleranse.

I henhold til den topologiske strukturen og konfigurasjonen kan høyspenningsledningene være åpne (radiale), lukket, med sikkerhetskopi (som inneholder to eller flere kilder).

Med antallet parallelle kretsløp som går langs en rute, er linjene delt inn i en-, dobbelt- og flerkrets (en krets betyr et komplett sett med ledninger i et trefaset nettverk). Hvis kretsene har forskjellige nominelle spenningsverdier, kalles en slik høyspentlinje kombinert. Kjeder kan monteres både på en støtte, og på forskjellige. I første tilfelle øker naturlig nok massen, dimensjonene og kompleksiteten til støtten, men beskyttelsessonen til linjen avtar, noe som i tettbygde områder noen ganger spiller en avgjørende rolle i forberedelsen av prosjektet.

I tillegg brukes separasjon av luftledninger og nettverk, basert på ytelsen til nøytralene (isolert, solid jordet, etc.) og driftsmodus (standard, nødstilstand, installasjon).

Sikkerhetssone

For å sikre sikkerheten, normal funksjon, enkel vedlikehold og reparasjon av høyspentledninger, samt for å forhindre personskader og dødsfall, innføres soner med en spesiell bruksmåte langs rutene. Dermed er sikkerhetssonen til luftledningene en landtomt og luftrommet over det, innelukket mellom vertikale plan som ligger i en viss avstand fra de ytre ledningene. I sikkerhetssonene forbød arbeidet med løfteutstyr, bygging av bygninger og strukturer. Minste avstand fra kraftledningen bestemmes av nominell spenning.

Når du krysser ikke-seilbare vannforekomster, tilsvarer den beskyttende sonen for kraftoverføringslinjer lignende avstander, og for seilbare farvann øker størrelsen til 100 meter. I tillegg bestemmer retningslinjene den minste fjerningen av ledninger fra overflaten av jorden, industri- og bolighus, trær. Det er forbudt å legge høyspenningsruter over takene til bygninger (unntatt for produksjon, i spesielle tilfeller), over territoriene til barneinstitusjoner, stadioner, kultur- og underholdnings- og handelsgulv.

Pyloner med kraftoverføringsledning

Støtter - konstruksjoner laget av tre, armert betong, metall eller komposittmaterialer for å gi den nødvendige avstanden til ledninger og lynbeskyttelseskabler fra jordoverflaten. Det mest budsjettmessige alternativet - trehyller, som ble brukt veldig mye i forrige århundre i byggingen av høyspentledninger - blir gradvis tatt ut av drift, og nye er nesten ikke installert. Hovedelementene i støttene til luftledninger inkluderer:

• grunnmur
• stativ,
• struts,
• strekkmerker.

Motiver er delt inn i anker og mellomliggende. Det første settet på begynnelsen og slutten av linjen, når du endrer retningen på ruten. En spesiell klasse av ankerstøtter er overgangsbruk, brukt i kryssene mellom høyspenningsledninger med vannarterier, overganger og lignende gjenstander. Dette er de mest massive og tungt belastede strukturer. I vanskelige tilfeller kan høyden bli 300 meter!

Styrken og dimensjonene ved konstruksjonen av mellomstøttene, som bare brukes til rette seksjonsspor, er ikke så imponerende. Avhengig av formålet, er de delt inn i transposisjoner (brukes til å endre plasseringen av fasetråder), kryss, gren, senkes og økes. Siden 1976 er alle støttene strengt samlet, men i dag er det en prosess for å bevege seg bort fra massebruken av typiske produkter. De prøver å tilpasse hvert spor så mye som mulig til forhold til lettelse, landskap og klima.

Ledninger for luftledninger

Hovedkravet for VLEP-ledninger er høy mekanisk styrke. De er delt inn i to klasser - ikke-isolert og isolert. De kan lages i form av ledere med flere ledninger og en tråd. Sistnevnte, bestående av en kobber- eller stålkjerne, brukes bare til bygging av lavspenningsveier.

Strandede ledninger for luftledninger kan være laget av stål, legeringer basert på aluminium eller rent metall, kobber (sistnevnte, på grunn av de høye kostnadene på lange ruter, blir praktisk talt ikke brukt). De vanligste lederne er laget av aluminium (bokstaven "A" er til stede i betegnelsen) eller stål-aluminiumslegeringer (grad AC eller ACS (forsterket)). Strukturelt sett er de vridde ståltråder som aluminiumsledere er viklet over. Stål, for beskyttelse mot korrosjon, galvanisert.

Valget av seksjonen gjøres i samsvar med den overførte kraften til det tillatte spenningsfallet, mekaniske egenskaper. Standard tverrsnitt av ledninger produsert i Russland er 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 og 240. En ide om de minste tverrsnitt av ledninger som brukes til konstruksjon av luftledninger kan fås fra tabellen nedenfor.

Grener utføres oftere med isolerte ledninger (april, AVT-merker). Produktene har et værbestandig isolasjonsbelegg og en stållagerkabel. Ledningstilkoblingene i spennene er montert i områder som ikke er utsatt for mekanisk belastning. De skjøtes ved komprimering (med bruk av passende enheter og materialer) eller ved sveising (med termittblokker eller et spesielt apparat).

De siste årene brukes selvbærende isolerte ledninger i økende grad til konstruksjon av luftledninger. For lavspente høyspenningslinjer produserer industrien SIP-1, -2 og -4, og for 10-35 kV linjer, SIP-3.

På ruter med spenninger over 330 kV, for å forhindre utslipp av korona, praktiseres bruken av en delt fase - en ledning av et stort tverrsnitt erstattes av flere mindre, bundet til hverandre. Med en økning i den nominelle spenningen øker antallet fra 2 til 8.

Lineær forsterkning

VLEP-beslag inkluderer traverser, isolatorer, klemmer og oppheng, pynt og seler, festemidler (beslag, klemmer, hardware).

Traversens hovedfunksjon er å feste ledningene på en slik måte at den gir nødvendig avstand mellom de motsatte faser. Produktene er spesielle metallkonstruksjoner laget av hjørner, stripe, pinner etc. med en malt eller galvanisert overflate. Det er omtrent to dusin størrelser og typer traverser, som veier fra 10 til 50 kg (betegnet som TM-1 ... TM22).

Isolatorer brukes for pålitelig og sikker festing av ledninger.De er delt inn i grupper, avhengig av fremstillingsmateriale (porselen, herdet glass, polymerer), funksjonelt formål (støtte, passering, introduksjon) og metoder for feste til traverser (pinne, stang og anheng). Isolatorer lages under en viss spenning, som må angis i den alfanumeriske markeringen. Hovedkravene for denne type beslag ved montering av luftledninger er mekanisk og elektrisk styrke, varmemotstand.

For å redusere linjevibrasjoner og forhindre brudd i ledninger, brukes spesielle dempeanordninger eller dempingsløyfer.

Tekniske spesifikasjoner og beskyttelse

Når du designer og installerer luftledninger, blir følgende viktige egenskaper tatt i betraktning:

• Lengden på mellomspennet (avstanden mellom aksene til tilstøtende stativer).
• Avstanden mellom faseledere og den laveste er fra grunnflaten (linjedimensjon).
• Lengden på strengen isolatorer i henhold til nominell spenning.
• Støttenes fulle høyde.

Du kan få en ide om hovedparametrene til luftledninger på 10 kV og over fra tabellen.

For å forhindre skade på luftledninger og forhindre nødstans under tordenvær, lanseres en lyn- eller stål-aluminiums kabelstang med et tverrsnitt på 50-70 mm over fasetråder²jordet på stolper. Ofte er det hul, og dette rommet brukes til å organisere høyfrekvente kommunikasjonskanaler.

Beskyttelse mot overspenning som følge av lynnedslag ytes av ventilarrangører. I tilfelle en indusert lynimpuls som oppstår på ledningene, oppstår en nedbryting av gnistgapet, som et resultat av at utslippet strømmer til en støtte som har grunnpotensial uten å skade isolasjonen. Støttens motstand reduseres ved bruk av spesielle jordingsenheter.

Forberedelse og installasjon

Den teknologiske prosessen med bygging av høyspenningsledningen består av forberedende, konstruksjons- og installasjons- og oppstartsarbeider. Den første inkluderer kjøp av utstyr og materialer, armert betong og metallkonstruksjoner, studiet av prosjektet, klargjøring av ruten og staketet, utviklingen av PER (plan for produksjon av elektrisk arbeid).

Byggearbeid inkluderer graving av groper, montering og montering av støtter, distribusjon av armerings- og jordingskit langs ruten. Direkte montering av luftledninger begynner med å rulle ledningene og kablene og lage tilkoblinger. Deretter skal de løftes opp på støttene, strekkes og sees av pilene i saget (den største avstanden mellom ledningen og den rette linjen som forbinder festepunktene til støttene). Avslutningsvis er ledningene og kablene på isolatorene bundet.

I tillegg til generelle sikkerhetstiltak, innebærer arbeid med luftledninger overholdelse av følgende regler:

• Opphør av alt arbeid når du nærmer deg tordenvær.
• Sikre beskyttelse av personell mot virkningene av elektriske potensialer indusert i ledningene (kortslutning og jording).
• Forbud mot nattarbeid (unntatt installasjon av kryss med overganger, jernbane), is, tåke, med en vindhastighet på mer enn 15 m / s.

Før igangkjøring, sjekk sag og linjedimensjoner, måle spenningsfallet i kontaktene, motstanden til jordingsenhetene.

Service og reparasjon

I henhold til arbeidsforskriftene er alle luftledninger over 1 kV hver sjette måned underlagt inspeksjon av vedlikeholdspersonell, teknisk og teknisk personell - en gang i året for følgende feil:

• kaste fremmedlegemer på ledninger;
• brudd eller utbrenthet av individuelle fasetråder, brudd på justeringen av pilene i saget (bør ikke overstige designet med mer enn 5%);
• skade eller overlapping av isolatorer, strenger, arrester;
• ødeleggelse av støtter;
• brudd i sikkerhetssonen (lagring av fremmedlegemer, finne stort utstyr, begrense bredden på rydningen, på grunn av veksten av trær og busker).

Ekstraordinære inspeksjoner av ruten utføres under isdannelse, under utslipp av elver, naturlige og menneskeskapte branner, samt etter automatisk stans. Inspeksjoner med stigning på støttene utføres etter behov (minst 1 gang på 6 år).

I tilfelle brudd på integriteten til en del av trådtrådene (opptil 17% av det totale tverrsnittet), blir det skadede området reparert ved å bruke en reparasjonshylse eller bandasje. Ved store skader kuttes ledningen og kobles til igjen med en spesiell klemme.

Under den nåværende reparasjonen av luftveien blir de stygge støttene og stagene rettet ut, tettheten til alle gjengede ledd kontrolleres, det beskyttende malingsbelegget på metallkonstruksjonene, nummerering, skilt og plakater blir gjenopprettet. Mål motstanden til jordingsenheter.

Overhaling av luftledninger innebærer utførelse av alle pågående reparasjoner. I tillegg blir en full innføring av ledningene utført med måling av koblingenes overgangsmotstand og gjennomføring av testhendelser etter reparasjon.