20. yüzyılın başlarında, Sırp kökenli mucit Nikola Tesla, güç aktarımı için kablosuz bir seçenek üzerinde çalıştı, ancak bir asır sonra bile bu gelişmeler büyük ölçekli endüstriyel uygulamalar almadı. Tüketiciye enerji iletmenin ana yolu hala kablo ve havai enerji hatlarıdır.
Elektrik hatları: amaç ve çeşitleri
Elektrik hattı belki de, elektrik enerjisini onu üreten tesislerden (elektrik santralleri) dönüştürmek ve dağıtmaktan (elektrik santralleri) tüketicilere aktarmak olan güç ekipmanı ve cihaz sisteminin bir parçası olan elektrik şebekelerinin en temel bileşenidir. Genel durumlarda, bu listelenen elektrik tesislerinin dışındaki tüm elektrik hatlarının adıdır.
Tarihi not: İlk enerji nakil hattı (DC, 2 kV), 1882'de Fransız bilim adamı F. Depreux'un projesine göre Almanya'da inşa edildi. Yaklaşık 57 km uzunluğa sahipti ve Münih ve Miesbach şehirlerini birbirine bağladı.
Kurulum ve düzenleme yöntemiyle kablo ve üstten geçen elektrik hatları birbirinden ayrılır. Son yıllarda, özellikle megacity'lerin enerji arzı için gaz yalıtımlı hatlar inşa edildi. Enerji hatları tarafından işgal edilen alanı korumak ve çevre standartlarını ve gereksinimlerini sağlamak için çok yoğun gelişme koşullarında yüksek kapasiteleri aktarmak için kullanılırlar.
Kablo hatları, teknik veya estetik parametrelerle havanın düzenlenmesinin zor veya imkansız olduğu yerlerde uygulama bulur. Karşılaştırmalı ucuzluk, daha iyi bakım (ortalama olarak, bir kazayı veya arızayı ortadan kaldırma süresi 12 kat daha azdır) ve yüksek iş hacmine bağlı olarak, genel elektrik üretim hatları en fazla talep görmektedir.
Tanım. Genel sınıflandırma
Elektrik Havai Hattı (VLEP) - açık havada bulunan ve elektrik iletmek için tasarlanmış bir dizi cihaz. Havai hatların yapısı teller, yalıtkanlar ile traversler, destekler içerir. İkincisi olarak, bazı durumlarda, köprülerin, üst geçitlerin, binaların ve diğer yapıların yapısal elemanları kullanılabilir. Üstten geçen elektrik hatlarının ve şebekelerin yapımında ve işletilmesinde, çeşitli yardımcı donanımlar (yıldırımdan korunma, topraklama cihazları), ek ve ilgili donanımlar (yüksek frekanslı ve fiber-optik iletişim, ara PTO'lar) ve bileşen markalama bileşenleri de kullanılır.
İletilen enerjinin doğası gereği, havai hatlar AC ve DC ağlarına bölünmüştür. Sonuncusu, belirli teknik zorluklar ve verimsizlikler nedeniyle yaygın değildir ve yalnızca uzman tüketicilere güç sağlamak için kullanılır: doğru akım sürücüler, elektroliz dükkanları, şehir iletişim ağları (elektrikli araçlar).
Nominal gerilime göre, üstten geçen elektrik hatları genellikle iki büyük sınıfa ayrılır:
- Düşük voltaj, 1 kV'a kadar voltaj. Devlet standartları dört nominal değeri tanımlar: 40, 220, 380 ve 660 V
- 1 kV üzerinde yüksek voltaj. On iki nominal değer burada tanımlanır: orta gerilim - 3 - 35 kV, yüksek - 110 - 220 kV, ultra yüksek - 330, 500 ve 700 kV ve çok yüksek - 1 MV.
Not: Verilen tüm rakamlar, üç fazlı bir ağın interfaz (doğrusal) voltajına karşılık gelir (altı ve on iki fazlı sistemler ciddi endüstriyel dağılıma sahip değildir).
GOELRO'dan UES'e
Aşağıdaki sınıflandırmada, üstten geçen elektrik hatlarının altyapısı ve işlevselliği açıklanmaktadır.
Şebekenin topraklarının kapsamına göre ayrılır:
- bölgesel enerji sistemlerini bağlamak için tasarlanmış ultra uzun (500 kV üzerindeki voltaj);
- gövde (220, 330 kV), oluşumlarına hizmet eder (santrallerin dağıtım tesisleri ile bağlantısı);
- ana amacı büyük tüketicilere (endüstriyel tesisler, tarım kompleksi ve büyük yerleşim yerleri) elektrik temini olan dağıtım (35 - 150 kV);
- diğer tüketicilere (kentsel, endüstriyel ve tarımsal) enerji arzı sağlayan arz veya arz (20 kV'nin altında).
Havai enerji hatları, genç Sovyet Cumhuriyeti'nin GOELRO (Rusya Devlet Elektrifikasyon) planının uygulanması sırasında temeli atılan ülkenin Birleşmiş Enerji Sisteminin oluşumunda, enerji arzının güvenilirliğinin yüksek bir seviyeye getirilmesi, hata toleransı için önemlidir.
Topolojik yapıya ve konfigürasyona göre, yüksek voltajlı güç hatları yedek (iki veya daha fazla kaynak içeren) güçle açık (radyal), kapalı olabilir.
Bir yol boyunca geçen paralel devrelerin sayısıyla, çizgiler tek, çift ve çoklu devrelere ayrılır (bir devre, üç fazlı bir ağın eksiksiz bir tel seti anlamına gelir). Devreler farklı nominal voltaj değerlerine sahipse, böyle yüksek voltajlı bir hat birleştirilir. Zincirler hem bir desteğe hem de farklı bir yere monte edilebilir. Doğal olarak, ilk durumda, desteğin kütlesi, boyutları ve karmaşıklığı artar, ancak yoğun yerleşim bölgelerinde bazen projenin hazırlanmasında belirleyici bir rol oynayan hattın koruma bölgesi azalır.
Ek olarak, nötrlerin (izole edilmiş, sağlam şekilde topraklanmış vb.) Ve çalışma modunun (standart, acil durum, kurulum) performansına bağlı olarak havai hatların ve ağların ayrılması kullanılır.
Güvenlik bölgesi
Güvenliği sağlamak, normal işleyiş, yüksek gerilim hatlarının bakım ve onarımının yanı sıra yaralanmaları ve ölümleri önlemek için özel bir kullanım moduna sahip bölgeler yollar boyunca tanıtılmaktadır. Bu nedenle, havai enerji hatlarının güvenlik bölgesi, bir toprak arsası ve üzerindeki hava boşluğu, dış tellerden belli bir mesafede bulunan dikey düzlemler arasına yerleştirilmiştir. Güvenlik bölgelerinde, kaldırma ekipmanı çalışması, bina ve yapı inşaatları yasaklanmıştır. Üstten geçen elektrik hattından asgari mesafe anma gerilimi tarafından belirlenir.
| Tasarım gerilimi, kV | Mesafe, m |
| 1'e kadar | 2 |
| 1 ila 20 | 10 (yalıtımlı teller için - 5) |
| 35 | 15 |
| 110 | 20 |
| 150; 220 | 25 |
| 330; 500; ± 400 (DCV) | 30 |
| 750 (ACV ve DCV) | 40 |
| 1150 | 55 |
Gezilemeyen su kütlelerini geçerken, üstten geçen enerji nakil hatlarının koruyucu bölgesi benzer mesafelere karşılık gelir ve gezilebilir sular için büyüklüğü 100 metreye çıkar. Buna ek olarak, kılavuzlar toprak yüzeyinden, endüstriyel ve konut binalarından, ağaçlardan tellerin en küçük şekilde çıkarılmasını belirler. Binaların çatıları üzerine (özel durumlar hariç, üretim hariç), çocuk kurumlarının toprakları, stadyumlar, kültürel ve eğlence ve ticaret yerlerine yüksek voltajlı yol döşenmesi yasaktır.
Enerji nakil hattı direkleri
Destekler - gereken mesafedeki kabloları ve yıldırımdan korunma kablolarını dünya yüzeyinden sağlamak için ahşap, betonarme, metal veya kompozit malzemelerden yapılmış yapılar. En bütçe seçeneği - son yüzyılda yüksek voltajlı hatların yapımında çok kullanılan ahşap raflar - kademeli olarak kullanımdan kaldırılıyor ve yenileri neredeyse kurulmuyor. Üstten geçen elektrik hatlarının desteklerinin ana elemanları:
- vakıf vakıfları
- raf,
- payandalar,
- çatlakları
Tasarımlar çapa ve ara parçalara ayrılmıştır. Rotanın yönünü değiştirirken çizginin başında ve sonunda ilk set. Özel bir ankraj destek sınıfı, yüksek voltajlı elektrik hatlarının su arterleri, üst geçitler ve benzeri nesnelerle kesişme noktalarında kullanılır. Bunlar en ağır ve ağır yüklü yapılardır. Zor durumlarda, yüksekliği 300 metreye ulaşabilir!
Sadece rayların düz kısımları için kullanılan ara desteklerin yapısının gücü ve boyutları o kadar etkileyici değildir. Amaca bağlı olarak, transpozisyonel olarak ayrılır (faz kablolarının yerini değiştirmek için kullanılır), çapraz, dallanmış, alçaltılmış ve arttırılmıştır. 1976'dan beri, tüm destekler kesinlikle bir araya getirildi, ancak bugünlerde tipik ürünlerin toplu kullanımından uzaklaşma süreci var. Her parkuru bir rahatlama, manzara ve iklim koşullarına mümkün olduğunca uyarlamaya çalışıyorlar.
Havai enerji nakil hatları için teller
VLEP telleri için temel gereklilik yüksek mekanik dayanımdır. Yalıtımsız ve yalıtımlı - iki sınıfa ayrılırlar. Çok telli ve tek telli iletkenler şeklinde yapılabilirler. Bir bakır veya çelik çekirdekten oluşan ikincisi, yalnızca alçak gerilim yollarının yapımı için kullanılır.
Enerji nakil hatları için telli teller çelikten, alüminyum veya saf metale dayalı alaşımlardan, bakırdan (ikincisi yüksek maliyet nedeniyle uzun yollarda pratik olarak kullanılmaz) yapılabilir. En yaygın iletkenler alüminyumdan ("A" harfi işaretinde bulunur) veya çelik-alüminyum alaşımlarından (sınıf AC veya ACS (güçlendirilmiş)) yapılır. Yapısal olarak, üzerinde alüminyum iletkenlerin sarıldığı bükülmüş çelik tellerdir. Çelik, korozyona karşı koruma için, galvanizli.
Bölüm seçimi, izin verilen voltaj düşümünün iletilen gücüne, mekanik özelliklerine göre yapılır. Rusya'da üretilen tellerin standart kesitleri 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 ve 240'dır. Havai hatların yapımı için kullanılan tellerin minimum kesitleri fikri aşağıdaki tablodan elde edilebilir.
| Çekirdek malzemesi | 1 kV üzerindeki çizgiler, mm2 | 1 kV'a kadar çizgiler, mm2 | Girişlere branşlar (10 m'ye / 10 m'ye kadar uzunluk), mm2 |
| bakır | 25 | 2,5 | |
| çelik | 25 | 25 | 4/4 |
| alüminyum | 356 | 16 | 6 / 10 |
Şubeler yalıtımlı kablolarla daha sık yapılmaktadır (APR, AVT markaları). Ürünler, hava koşullarına dayanıklı bir yalıtım kaplamasına ve bir çelik yatak kablosuna sahiptir. Açıklıklardaki tel bağlantıları mekanik gerilime maruz olmayan alanlara monte edilir. Sıkıştırma (uygun cihazların ve malzemelerin kullanımıyla) veya kaynakla (termit bloklarla veya özel bir aparatla) birleştirilirler.
Son yıllarda, havai hatların yapımında kendinden destekli yalıtılmış kablolar giderek daha fazla kullanılmaktadır. Düşük voltajlı yüksek voltajlı hatlar için endüstri SIP-1, -2 ve -4 ve 10-35 kV hatlar için SIP-3 üretir.
Korona boşalmasını önlemek için 330 kV'un üzerinde gerilimi olan yollarda, ayrık faz kullanımı uygulanır - büyük bir enine kesitten bir tel birbirine bağlanmış birkaç küçük olanla değiştirilir. Nominal voltajda bir artış olduğunda, sayıları 2'den 8'e çıkarır.
Doğrusal takviye
VLEP bağlantı parçaları; traversleri, yalıtıcıları, kelepçeleri ve süspansiyonları, süsleri ve destekleri, sabitleyicileri (braketler, kelepçeler, donanım) içerir.
Traversin ana işlevi, telleri zıt fazlar arasında gerekli mesafeyi sağlayacak şekilde sabitlemektir. Ürünler boyalı veya galvaniz yüzeyli köşelerden, şeritten, pimlerden vb. Yapılmış özel metal yapılardır. 10 ila 50 kg ağırlığındaki (TM-1 ... TM22 olarak adlandırılır) yaklaşık iki düzine ebat ve travers tipi vardır.
İzolatörler, kabloların güvenilir ve emniyetli bir şekilde bağlanması için kullanılır.Üretim malzemesine (porselen, temperli cam, polimerler), fonksiyonel amaca (destek, geçiş, giriş) ve traverslere tutturma yöntemlerine (pim, çubuk ve kolye) bağlı olarak gruplara ayrılırlar. İzolatörler, alfasayısal işarette belirtilmesi gereken belirli bir voltaj altında yapılır. Havai enerji hatları kurarken bu tip bağlantı elemanları için temel gereklilikler mekanik ve elektriksel dayanım, ısı direncidir.
Hat titreşimini azaltmak ve tel tellerde kopmaları önlemek için özel sönümleme cihazları veya sönümleme halkaları kullanılır.
Teknik özellikler ve koruma
Üstten geçen elektrik hatlarını tasarlarken ve kurarken, aşağıdaki önemli özellikler göz önünde bulundurulur:
- Ara açıklığın uzunluğu (bitişik rafların eksenleri arasındaki mesafe).
- Faz iletkenleri ile en küçüğü arasındaki mesafe zemin yüzeyindendir (çizgi boyutu).
- İzolatör dizisinin nominal gerilime göre uzunluğu.
- Desteklerin tam yüksekliği.
Tablodaki 10 kV ve üzerindeki havai elektrik hatlarının ana parametreleri hakkında bir fikir edinebilirsiniz.
| 10 kV | 35 kV | 110 kV | 220 kV | 330 kV | 500 kV | 750 kV | |
| Yayılma, m | 150 ye kadar | 150- 200 | 170-250 | 250-350 | 300-400 | 350-450 | 350-540 |
| Faz arası mesafe, m | 1,0 | 3,0 | 4,0 | 6,6 | 9 | 12 | 17,5 |
| Çizgi boyutu, m | 6 | 6,5 | 7 | 7,5 | 7,6-8 | 15,5 | 23 |
| Çelenk uzunluğu, m | - | 0,7-1,1 | 1,4-1,7 | 2,3-2,7 | 3,1-3,6 | 4,6-5,1 | 6,8-7,9 |
| Destek yüksekliği, m | 13-14 | 10-21 | 13-31 | 22-41 | 25-43 | 27-32 | 38-41 |
Havai hatlara zarar vermemek ve gök gürültülü havalarda acil durmaları önlemek için, faz telleri üzerinden enine kesiti 50-70 mm olan çelik veya çelik-alüminyum kablo paratoner2direklerde topraklanmış. Genellikle oyuktur ve bu alan yüksek frekanslı iletişim kanallarını düzenlemek için kullanılır.
Yıldırım çarpmalarından kaynaklanan dalgalanmalara karşı koruma, vana tutucuları tarafından sağlanır. Teller üzerinde meydana gelen bir yıldırım çarpması durumunda, deşarjın yalıtıma zarar vermeden zemin potansiyeline sahip bir desteğe akması sonucunda kıvılcım aralığının bozulması meydana gelir. Özel topraklama cihazları kullanılarak desteğin direnci azalır.
Hazırlık ve kurulum
Yüksek voltajlı elektrik hattının teknolojik yapım süreci hazırlık, yapım ve kurulum ve devreye alma işlerinden oluşmaktadır. Birincisi ekipman ve malzemelerin satın alınması, betonarme ve metal yapıların satın alınması, projenin incelenmesi, rota ve kazıkların hazırlanması, PER'nin geliştirilmesi (elektrik işleri üretimi için plan) içerir.
İnşaat işleri kazma çukurları, desteklerin montajı ve montajı, donatı ve topraklama kitlerinin güzergah boyunca dağıtılmasını içerir. Doğrudan üstten geçen elektrik hatlarının montajı, kabloları ve kabloları yuvarlayarak bağlantı kurarak başlar. Ardından desteklerin yükselişini, gerginliği, sarkmanın oklarını görmesini izler (bağlantı ile destek noktalarını desteklerine bağlayan düz çizgi arasındaki en büyük mesafe). Sonuç olarak, izolatörler üzerindeki teller ve kablolar bağlanmıştır.
Genel güvenlik önlemlerine ek olarak, üstten geçen elektrik hatları üzerinde çalışmak aşağıdaki kurallara uyumu gerektirir:
- Fırtına cephesine yaklaşırken tüm işlerin durdurulması.
- Personelin tellerde indüklenen elektrik potansiyellerinin etkilerinden korunmasının sağlanması (kısa devre ve topraklama).
- Gece çalışmasının yasaklanması (üst geçit, demiryolları, demiryolları, buz, sis, 15 m / s'den yüksek rüzgar hızı ile montajı hariç).
Devreye almadan önce, sarkma ve çizgi boyutlarını kontrol edin, konnektörlerdeki voltaj düşüşünü, topraklama cihazlarının direncini ölçün.
Servis ve Onarım
Çalışma yönetmeliklerine göre, her altı ayda bir 1 kV üzerindeki tüm genel hatlar bakım personeli, mühendislik ve teknik personel tarafından denetime tabi tutulur - yılda bir kez, aşağıdaki arızalar için:
- yabancı cisimlerin tellere atılması;
- bireysel faz tellerinin kopması veya tükenmesi, sarkma oklarının ayarlanması ihlali (tasarımın% 5'inden fazla olmaması gerekir);
- yalıtkanların, tellerin, tutucuların hasar görmesi veya üst üste binmesi;
- desteklerin imhası;
- güvenlik alanındaki ihlaller (yabancı cisimlerin depolanması, büyük ekipman bulunması, ağaçların ve çalılıkların büyümesi nedeniyle açıklığın genişliğinin daralması).
Rotanın olağanüstü denetimleri, buz oluşumu sırasında, nehirlerin dökülmesi sırasında, doğal ve insan yapımı yangınların yanı sıra otomatik bir kapanmanın ardından gerçekleştirilir. Desteklerde artış olan denetimler gerektiğinde gerçekleştirilir (6 yılda en az 1 kez).
Tel tellerin bir kısmının bütünlüğünün ihlali durumunda (toplam kesitin% 17'sine kadar), hasarlı bölge bir tamir manşonu veya bandaj uygulanarak onarılır. Büyük hasar durumunda, tel kesilir ve özel bir kelepçe ile tekrar bağlanır.
Hava yolunun mevcut onarımı sırasında cüruf destekleri ve destekleri düzleştirilir, tüm dişli bağlantıların sıkılığı kontrol edilir, metal yapılardaki koruyucu boya tabakası onarılır, numaralandırma, işaret ve posterler onarılır. Topraklama cihazlarının direncini ölçün.
Üstten geçen elektrik hatlarının elden geçirilmesi, devam eden tüm onarımların performansını gösterir. Ek olarak, kaplinlerin geçiş direncinin ölçülmesi ve onarım sonrası test olaylarının gerçekleştirilmesiyle tellerin tam olarak çekilmesi gerçekleştirilir.
