Линии электропередач: назначение и виды
Линия электропередачи — едва ли не самый основной компонент электрических сетей, входящий в систему энергетического оборудования и устройств, главное предназначение которой — передача электрической энергии от установок, ее производящих (электростанций), преобразующих и распределяющих (электроподстанций) к потребителям. В общих случаях так называют все электрические линии, находящиеся вне пределов перечисленных электросооружений.
Историческая справка: первая ЛЭП (постоянного тока, напряжением 2 кВ) была сооружена в Германии по проекту французского ученого Ф. Депре в 1882 году. Она имела протяженность около 57 км и соединяла города Мюнхен и Мисбах.
По способу монтажа и обустройства разделяют кабельные и воздушные линии электропередач. В последние годы, особенно для энергоснабжения мегаполисов, возводят газоизолированные линии. Их применяют для передачи высоких мощностей в условиях очень плотной застройки для экономии площади, занимаемой ЛЭП, и обеспечения экологических норм и требований.
Кабельные линии находят применение там, где обустройство воздушных затруднительно или невозможно по техническим или эстетическим параметрам. Из-за сравнительной дешевизны, лучшей ремонтопригодности (в среднем время ликвидации аварии или неисправности в 12 раз меньше) и высокой пропускной способности наиболее востребованы воздушные линии электропередачи.
Как устроены траверсы?
Стандартная траверса представляет собой совокупность следующих элементов:
- уголок;
- полоса;
- круг;
- штыри/крюки;
- петли с серьгами СРС.
Сами кабеля крепятся на изоляторах, которые, в свою очередь, накручиваются на штыри или крюки, изготовленные из обрезков арматуры либо резьбового металлопроката. В современных ЛЭП используются стеклянные, фарфоровые или пластмассовые изоляторы.
В зависимости от расположения изоляторов траверсы могут служить как для одинарного, так и для двойного крепления проводов, что в обязательном порядке отмечается в техническом паспорте изделия.
Кроме того, на опорах анкерного типа, размещённых в конце линии, используются так называющие изолирующие подвески. При этом кабель подвешивается на петлях с серьгами СРС, что способствует созданию некоторого изолирующего слоя посредством увеличения расстояния между кабелем и токоведущими элементами опоры. Наличие подвесного соединения отображается в проектной документации и техническом паспорте изделия.
Галерея сданных объектов
ООО «Инжиниринговая компания «Энергогарант». Адрес: Нижегородская область, г. Кстово, «Лукойл-Энергосети».
Работы по диагностике кабельных линий и электрооборудования методом частичных разрядов. Высоковольтные испытания и определение мест повреждений кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена. Окончание 2014
«СПбВС» Филиал ОАО «Ленэнерго»
ЗАО «Первый Контейнерный Терминал». Адрес: СПб, Межевой канал, д. 5.
ЗАО «ПНТ». СПб, Элеваторная площадка, д. 32.
ООО «ГазпромИнвестЗапад». Компрессорная станция «Портовая» в составе стройки «Северо-Европейского газопровода. Участок Грязовец-Выборг». Внутриплощадочные сети электроснабжения, КИП и А, связи, системы пожарной сигнализации, комплекс технических средств охраны. Окончание 2012.
ООО «Инжиниринговая компания «Энергогарант». Адрес: Нижегородская область, г. Кстово, «Лукойл-Энергосети».
Управление Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии по Санкт-Петербургу.
ООО «ВВК Строй-Корпорация».
ОАО «Кубаньэнерго»
ООО «Форум». Адрес: г. СПб, пересечение Шуваловского проспекта и Парашютной улицы.
Секретарит совета межпарламентской ассамблеи государств-участников содружества независимых государств. Адрес: СПб, ул. Шпалерная, д. 47.
ООО «СЭК»
ОАО «Ленэнерго»
- Определение мест повреждений кабельных линий в районах Кабельной сети. Окончание 2013 г.
- Диагностика методом частичных разрядов кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена и бумажно-пропитанной изоляцией. Окончание 2013 г.
ОАО «ФСК ЕЭС»
- Реконструкция с заменой оборудования на ПС 220 кВ «Приморская». Окончание 2013 г.
- Реконструкция с заменой оборудования на ПС 110 кВ «Эльтон». Окончание 2013 г.
- Выполнение ПИР, РД и поставку оборудования и выполнение СМР и ПНР на ВЛ 330 кВ КАЭС-Южная 2. Окончание 2013 г.
ООО «Балтнефтепровод».
- Техническое диагностирование и высоковольтные испытания кабельных линий 110 кВ методом частичных разрядов установкой OWTS 250. Окончание 2013 г.
- Техническое обслуживание энергетического оборудования, электроизмерения до 1000 В. Окончание 2014 г.
- Расчистка древесно-кустарниковой растительности и расширение просек ВЛ 10 кВ. Окончание 2014 г.
ОАО «ББТ». СПб, Угольная гавань, Элеваторная площадка, д. 28.
Строительно-монтажные, электромонтажные и пусконаладочные работы по организации электроснабжения. Срок окончания 2013 г.
Виды и типы опор воздушных линий электропередачи
В зависимости от способа подвески проводов опоры воздушных линий (ВЛ) делятся на две основные группы: а) опоры промежуточные , на которых провода закрепляются в поддерживающих зажимах,
б) опоры анкерного типа , служащие для натяжения проводов. На этих опорах провода закрепляются в натяжных зажимах.
Расстояние между опорами воздушных линий электропередачи (ЛЭП) называется пролетом , а расстояние между опорами анкерного типа — анкерованным участком (рис. 1).
В соответствии с требованиями ПУЭ пересечения некоторых инженерных сооружений, например железных дорог общего пользования, необходимо выполнять на опорах анкерного типа. На углах поворота линии устанавливаются угловые опоры, на которых провода могут быть подвешены в поддерживающих или натяжных зажимах. Таким образом, две основные группы опор — промежуточные и анкерные — разбиваются на типы, имеющие специальное назначение.
Рис. 1. Схема анкерованного участка воздушной линии
Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках линии. На промежуточных опорах с подвесными изоляторами провода закрепляются в поддерживающих гирляндах, висящих вертикально, на промежуточных опорах со штыревыми изоляторами закрепление проводов производится проволочной вязкой. В обоих случаях промежуточные опоры воспринимают горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода и на опору и вертикальные — от веса проводов, изоляторов и собственного веса опоры.
При необорванных проводах и тросах промежуточные опоры, как правило, не воспринимают горизонтальной нагрузки от тяжения проводов и тросов в направлении линии и поэтому могут быть выполнены более легкой конструкции, чем опоры других типов, например концевые, воспринимающие тяжение проводов и тросов. Однако для обеспечения надежной работы линии промежуточные опоры должны выдерживать некоторые нагрузки в направлении линии.
Линия электопередачи высокого напряжения (рисунок из книги 1950 года)
Промежуточные угловые опоры устанавливаются на углах поворота линии с подвеской проводов в поддерживающих гирляндах. Помимо нагрузок, действующих на промежуточные прямые опоры, промежуточные и анкерные угловые опоры воспринимают также нагрузки от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов.
При углах поворота линии электропередачи более 20° вес промежуточных угловых опор значительно возрастает. Поэтому промежуточные угловые опоры применяются для углов до 10 — 20°. При больших углах поворота устанавливаются анкерные угловые опоры .
Рис. 2. Промежуточные опоры ВЛ
Анкерные опоры . На линиях с подвесными изоляторами провода закрепляются в зажимах натяжных гирлянд. Эти гирлянды являются как бы продолжением провода и передают его тяжение на опору. На линиях со штыревыми изоляторами провода закрепляются на анкерных опорах усиленной вязкой или специальными зажимами, обеспечивающими передачу полного тяжения провода на опору через штыревые изоляторы.
При установке анкерных опор на прямых участках трассы и подвеске проводов с обеих сторон от опоры с одинаковыми тяжениями горизонтальные продольные нагрузки от проводов уравновешиваются и анкерная опора работает так же, как и промежуточная, т. е. воспринимает только горизонтальные поперечные и вертикальные нагрузки.
Рис. 3. Опоры ВЛ анкерного типа
В случае необходимости провода с одной и с другой стороны от анкерной опоры можно натягивать с различным тяжением, тогда анкерная опора будет воспринимать разность тяжения проводов. В этом случае, кроме горизонтальных поперечных и вертикальных нагрузок, на опору будет также воздействовать горизонтальная продольная нагрузка. При установке анкерных опор на углах (в точках поворота линии) анкерные угловые опоры воспринимают нагрузку также от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов.
Концевые опоры устанавливаются на концах линии. От этих опор отходят провода, подвешиваемые на порталах подстанций. При подвеске проводов на линии до окончания сооружения подстанции концевые опоры воспринимают полное одностороннее тяжение проводов и тросов ВЛ.
Помимо перечисленных типов опор, на линиях применяются также специальные опоры: транспозиционные , служащие для изменения порядка расположения проводов на опорах, ответвительные — для выполнения ответвлений от основной линии, опоры больших переходов через реки и водные пространства и др.
Промежуточные опоры
Где применяются
: на прямых участках дороги строго между двумя анкерными опорами.
Промежуточные опоры (обозначаются «П») — не принимают участия в натяжении проводов, а лишь поддерживают их. Из всех опор на трассе 85% — промежуточные.
В обычных условиях работы испытывают нагрузки только по вертикали и горизонтали. Конструкция этого типа опор является не такой жесткой, как в «А». Однако промежуточные опоры должны иметь определенный запас прочности, поскольку в непредвиденных ситуациях нагрузка на них может сильно увеличиваться. В аварийном режиме промежуточная опора должна выдерживать обрыв двух тросов или проводов.
При подвешивании ВЛ на промежуточные опоры используются поддерживающие гирлянды изоляторов.
Общие сведения об электрических сетях
Электрическая сеть – совокупность электроустановок для передачи и распределения электроэнергии, включающая в себя подстанции, распределительные пункты, воздушные (ВЛ) и кабельные линии (КЛ) электропередачи, токопроводы. По функциональному назначению сети подразделяются на системообразующие, питающие и распределительные.
Системообразующими называются сети, предназначенные для объединения электростанций и энергосистем на параллельную работу (сети 330 кВ и выше).
Питающие – сети, в которых электроэнергия передается от подстанций системообразующей сети или от шин 110…220 кВ крупных электростанций к центрам питания распределительных сетей на большие расстояния.
Распределительными называются сети, предназначенные для распределения электроэнергии между электроприемниками. К ним относятся городские и сельские электрические сети, а также сети промышленных предприятий. Центры питания таких сетей, как правило, расположены на небольшом расстоянии от большого количества электроприемников.
Фундаменты опор ВЛ
Фундамент опоры — это её подземная часть, передающая на грунт усилия, возникающее при действии на опору внешних нагрузок. Основанием для фундамента служит площадка грунта, которая воспринимает нагрузку через подошву фундамента.
Для деревянных опор, фундаментами служат железобетонные или деревянные приставки, зарываемые, а железобетонные с ригелями или без также забиваемые или завинчиваемые в виде свай. Для металлических опор фундаменты могут быть монолитные бетонные или железобетонные массивы, сборные железобетонные фундаменты, металлические подножники, анкерные плиты для крепления оттяжек, опорные плиты или банкеты при слабых грунтах
Металлические опоры ЛЭП
Для воздушных линий электропередачи большой мощности и сверх высоких токов, используются металлические опоры. Несмотря на то, что этот вид опор изготавливают из специальной стали, они «боятся» коррозии и для защиты от неё опоры из металла покрывают антикоррозийным составом. В зависимости от размеров опоры, металлическая опора может быть сборной или сварной. Сборную опору доставляют на место раздельно.
По месту собирают и устанавливают на заранее подготовленный фундамент. Установка опоры металлической, сложный технологический процесс, с применением тяговых механизмов, обычно тракторов. К фундаменту опора крепится болтами, предварительно выравниваясь по строгой вертикали. Металлические опоры практически не находят применение в частном домостроении и в загородных товариществах различного типа, за исключением круглых металлических столбов.
Конструкций металлических опор настолько много, что пришлось написать отдельную статью: Металлические опоры и их конструкции.
Elesant.ru
Другие статьи раздела “Воздушные линии электропередачи”
- Виды опор линий электропередачи по материалу
- Виды опор по назначению
- Воздушные линии электропередачи проводами СИП
- Деревянные опоры воздушных линий электропередачи
- Железобетонные опоры линий электропередачи
- Железобетонные опоры линий электропередачи
- Конструкции опор линий электропередачи
- Натяжение проводов воздушной линии электропередачи
- Ошибки монтажа СИП, которые нельзя допускать
- Подготовительные работы для монтажа воздушных линий электропередачи
Технические характеристики и защита ЛЭП
Важнейшие характеристики воздушных ЛЭП: $l$ – длина пролёта линии (расстояние между соседними опорами); $d$ – расстояние между соседними проводами (фазами) линии; $λ$ – длина гирлянды изоляторов; $H$ – полная высота опоры; $h$ – наименьшее (габаритное) допустимое расстояние от низшей точки провода до земли. Осн. конструктивные параметры воздушных ЛЭП 35–750 кВ, спроектированных до 2010 с применением унифицир. одноцепных и двухцепных промежуточных опор, приведены в таблице.
Основные конструктивные параметры воздушных ЛЭП
Номинальное напряжение, кВ | ||||||
35 | 110 | 220 | 330 | 500 | 750 | |
Пролёт l, м | 150-200 | 170-250 | 250-350 | 300-400 | 350-450 | 350-540 |
Расстояние d, м | 3,0 | 4,0 | 6,5 | 9,0 | 12,0 | 17,5 |
Длина гирлянды X, м | 0,7-1,0 | 1,3-1,6 | 2,2-2,7 | 3,0-3,5 | 4,5-4,9 | 6,7-7,9 |
Высота опоры Н, м | 10-21 | 13-31 | 22-41 | 25-43 | 27-32 | 38-41 |
Габарит линии h, м | 6-7 | 6-7 | 7-8 | 7,5-8 | 8-15,5 | 12-23 |
Число проводов в фазе* | 1 | 1 | 1 | 2 | 3 | 4-5 |
Диапазон сечений проводников, мм2 | 50-185 | 70-240 | 240-400 | 240-400 | 300-500 | 240-600 |
*В зарубежных странах приняты иные значения: 380 кВ — 4 (Германия, Франция, Швеция), 500 кВ -4 и 6 (Китай, компактные опоры). |
Для уменьшения количества аварийных отключений, обусловленных атмосферным электричеством при грозах, ЛЭП оснащаются молниезащитными тросами, закрепляемыми на опорах выше проводов и предназначенными для устранения прямых попаданий молнии в провода; представляют собой стальные оцинкованные многопроволочные канаты или спец. усиленные сталеалюминиевые провода небольших сечений с целью обеспечения работы высокочастотных каналов диспетчерской связи. Разработаны и применяются новейшие конструкции молниезащитных тросов с вмонтированными в их трубчатый сердечник оптико-волоконными пучками, обеспечивающими многоканальную связь. В районах с часто повторяющимися и сильными гололёдными отложениями возможны аварии из-за пробоев возд. промежутков при сближении провисших тросов и проводов, если отсутствует своевременное плавление осадка; в таких случаях применяют молниезащиту ЛЭП.
Проектирование ЛЭП выполняется с учётом требований ограничения радиопомех для приёмников радио- и телепередач и требований снижения влияния электромагнитного поля на людей и животных, находящихся под проводами действующих линий. Подземная ЛЭП состоит из одного или нескольких кабелей, стопорных, соединительных и концевых муфт (заделок) и крепёжных деталей, а ЛЭП, содержащая маслонаполненный или газонаполненный кабель, снабжается также подпитывающей системой и сигнализацией давления масла (газа). Протяжённость кабельных линий значительно меньше, т. к. их стоимость на порядок выше ВЛ, хотя ширина отчуждаемой под их трассу территории существенно меньше (последнее является решающим в тех случаях, когда трасса линии проходит по гор. территориям, где стоимость земли, как правило, высока и сооружение ВЛ нецелесообразно по экологическим и архитектурно-планировочным требованиям).
Опоры воздушных линий электропередачи
Опоры — конструкции, выполненные из дерева, железобетона, металла или композитных материалов для обеспечения необходимого расстояние проводов и грозозащитных тросов от земной поверхности. Самый бюджетный вариант — деревянные стойки, используемые очень широко в прошлом веке при строительстве высоковольтных линий, — постепенно выводятся из эксплуатации, а новые почти не устанавливаются. К основным элементам опор воздушных линий электропередачи относятся:
- фундаментные основания,
- стойки,
- подкосы,
- растяжки.
Конструкции разделяют на анкерные и промежуточные. Первые устанавливают в начале и конце линии, при изменении направления трассы. Особый класс анкерных опор — переходные, используемые на пересечениях ВЛЭП с водными артериями, путепроводами и подобными объектами. Это самые массивные и высоконагруженные конструкции. В сложных случаях их высота может достигать 300 метров!
Прочность и габариты конструкции промежуточных опор, используемых только для прямых участков трасс, не столь внушительны. В зависимости от назначения, их разделяют на транспозиционные (служащие для смены месторасположения фазных проводов), перекрестные, ответвительные, пониженные и повышенные. С 1976 года все опоры были строго унифицированы, но в наши дни наблюдается процесс отхода от массового применения типовых изделий. Каждую трассу стараются максимально адаптировать к условиям рельефа, ландшафта и климата.
Типы опор ЛЭП
Услуги по изготовлению металлоконструкций опор ЛЭП, производству металлоизделий, услуги по металлообработке на заказ предоставляются компанией «Схид-будконструкция», Украина.
Какие типы опор ЛЭП существуют?
При производстве металлоконструкций ЛЭП различают сдующие типы опор ВЛ: промежуточные опоры ЛЭП, анкерные опоры ЛЭП, угловые опоры ЛЭП и специальные металлоизделия. Разновидности типов конструкций воздушных линий электропередач, являющиеся наиболее многочисленными на всех ЛЭП, это промежуточные опоры, которые предназначены для поддерживания проводов на прямых участках трассы. Все высоковольтные провода крепятся к траверсам ЛЭП через поддерживающие гирлянды изоляторов и другие конструктивные элементы воздушных линий электропередач . В нормальном режиме опоры ВЛ этого типа воспринимают нагрузки от веса смежных полупролетов проводов и тросов, веса изоляторов, линейной арматуры и отдельных элементов опор, а также ветровые нагрузки, обусловленные давлением ветра на провода, тросы и саму металлоконструкцию ЛЭП. В аварийном режиме конструкции промежуточных опор ЛЭП должны выдерживать напряжения, возникающие при обрыве одного провода или троса.
Расстояние между двумя соседними промежуточными опорами ВЛ называется промежуточным пролетом. Угловые опоры ВЛ могут быть промежуточными и анкерными. Промежуточные угловые элементы ЛЭП применяют обычно при небольших углах поворота трассы (до 20°). Устанавливаются анкерные или промежуточные угловые элементы ЛЭП на участках трассы линии, где меняется ее направление. Промежуточные угловые опоры ВЛ в нормальном режиме, кроме нагрузок, действующих как обычно, воспринимают суммарные усилия от тяжения проводов и тросов в смежных пролетах, приложенные в точках их подвеса по биссектрисе угла поворота линии ЛЭП. Число анкерных угловых опор ВЛ составляет обычно небольшой процент от общего числа на линии (10… 15%). Применение их обуславливается условиями монтажа линий, требованиями, предъявляемыми к пересечениям линий с различными объектами, естественными препятствиями, т. е. они применяются, например в горной местности, а также когда промежуточные угловые элементы не обеспечивают требуемой надежности. Используются анкерные угловые опоры и в качестве концевых, с которых провода линии идут в распределительное устройство подстанции или станции. На линиях, проходящих в населенной местности, число анкерных столбов также увеличивается. Провода ВЛ крепятся через натяжные гирлянды изоляторов. В нормальном режиме на эти опоры леп, кроме нагрузок, указанных для промежуточных элементов леп, действуют разность тяжений по проводам и тросам в смежных пролетах и равнодействующая сил тяжения по проводам и тросам. Обычно все опоры анкерного типа устанавливаются так, чтобы равнодействующая сил тяжения была направлена по оси траверсы опоры. В аварийном режиме анкерные стойки ЛЭП должны выдерживать обрыв двух проводов или тросов. Расстояние между двумя соседними анкерными опорами ЛЭП называют анкерным пролетом. Ответвительные ЛЭП предназначены для выполнения ответвлений от магистральных воздушных линий при необходимости электроснабжения потребителей, находящихся на некотором расстоянии от трассы. Перекрестные элементы применяются для выполнения на них скрещивания проводов ВЛ двух направлений. Концевые стойки ВЛ устанавливаются в начале и конце воздушной линии. Они воспринимают направленные вдоль линии усилия, создаваемые нормальным односторонним тяжением проводов. Для воздушных линий применяются также анкерные опоры ЛЭП, имеющие повышенную по сравнению с перечисленными выше типами стойки прочность и более сложную конструкцию. Для воздушных линий с напряжением до 1 кВ в основном применяются железобетонные стойки.
Какие бывают опоры ЛЭП? Классификация разновидностей
По способу закрепления в грунте классифицируют:
— Опоры ВЛ, устанавливаемые непосредственно в грунт — Опоры ЛЭП, устанавливаемые на фундаменты
Разновидности опор ЛЭП по конструкции:
— Свободностоящие опоры ЛЭП — Столбы с оттяжками
По количеству цепей классифицируют опоры ЛЭП:
— Одноцепные — Двухцепные — Многоцепные
Линейная арматура
К арматуре ВЛЭП относятся траверсы, изоляторы, зажимы и подвесы, планки и распорки, крепежные приспособления (скобы, хомуты, метизы).
Основная функция траверс — крепление проводов таким образом, чтобы обеспечить необходимое расстояние между разноименными фазами. Изделия представляют собой специальные металлоконструкции, выполненные из уголков, полосы, штырей и т. д. с окрашенной или оцинкованной поверхностью. Существует около двух десятков типоразмеров и видов траверс, весом от 10 до 50 кг (обозначаются как ТМ-1…ТМ22).
Изоляторы применяют для надежного и безопасного крепления проводов. Их подразделяют по группам, в зависимости от материала изготовления (фарфор, закаленное стекло, полимеры), функционального назначения (опорные, проходные, вводные) и способов крепления к траверсам (штыревые, стержневые и подвесные). Изоляторы изготавливают под определенное напряжение, которое обязательно указывают в буквенно-цифровой маркировке. Главные требования, предъявляемые к этому типу арматуры при устройстве воздушных линий электропередач, — механическая и электрическая прочность, теплостойкость.
Для уменьшения вибрации линии и предотвращения изломов проволок проводов применяют специальные гасящие устройства или демпфирующие петли.
Конструкции деревянных опор
Анкерные деревянные опоры
Анкерные деревянные опоры обеспечивает отличную устойчивость и жесткость опоры, что важно, так как на анкерные опоры приходится основная нагрузка при натяжение проводов ВЛ
Промежуточные деревянные опоры
Между анкерными опорами ставятся опоры промежуточные ( на рис. 1 и 2). На них с помощью поддерживающих зажимов ВЛИ или гирлянд ВЛ подвешиваются токонесущие проводники. Нагрузка на них, в рабочем режиме, небольшая.
Угловые деревянные опоры
Угловые деревянные опоры ( на рисю 3 и 4) по конструкции относятся к анкерным опорам. Ставятся они на поворотах ВЛ и испытывают нагрузку по двум векторам соседних пролетов.
Одноцепная и двухцепная ВЛ
В распределительных сетях 0,4кВ, 10кВ используют одноцепные и двухцепные воздушные линии электропередачи. Одноцепная воздушная линия используется для передачи трехфазного стандартного напряжения. Двухцепная воздушная линия используются для передачи двух цепей имеющих разные направления. Допустим с Подстанции ПС два абонента на протяжении нескольких километров имеют одно направление вот здесь применяют двухцепную линию, а потом они расходятся на две воздушные линии одноцепных. По конструкции между данными типами ВЛ изменяется линейная арматура, а более подробно траверсы.
Конструкция Воздушной линии (ВЛ)
Воздушная линия электропередачи – это электроустановка, а все установки имеют свои конструкции, и в своем составе содержат:
1.Опоры.
2.Траверсы.
3.Изоляторы.
4.Провод.
5.Защиту от грозы и перенапряжений
6.Заземление.
Воздушная линия электропередачи
Воздушная линия электропередачи (ВЛ) – устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам с защитной изолирующей оболочкой (ВЛЗ) или неизолированным проводам (ВЛ), находящимся на открытом воздухе и прикрепленным с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и линейной арматуры к опорам или другим инженерным сооружениям (мостам, путепроводам). Главными элементами ВЛ являются:
- провода;
- защитные тросы;
- опора, поддерживающая провода и торосы на определенной высоте над уровнем земли или воды;
- изоляторы, изолирующие провода от тела опоры;
- линейная арматура.
За начало и за конец воздушной линии принимают линейные порталы распределительных устройств. По конструктивному устройству ВЛ делятся на одноцепные и многоцепные, как правило 2-цепные.
Обычно ВЛ состоит из трех фаз, поэтому опоры одноцепных ВЛ напряжением выше 1 кВ рассчитаны на подвеску трёх фазных проводов (одной цепи) (рис. 1), на опорах двухцепных ВЛ подвешивают шесть проводов (две параллельно идущие цепи). При необходимости над фазными проводами подвешивается один или два грозозащитных троса. На опорах ВЛ распределительной сети напряжением до 1 кВ подвешивается от 5 до 12 проводов для электроснабжения различных потребителей по одной ВЛ (наружное и внутреннее освещение, электросиловое хозяйство, бытовые нагрузки). ВЛ напряжением до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью помимо фазных снабжена нулевым проводом.
Рис. 1. Фрагменты ВЛ 220 кВ: а – одноцепной; б – двухцепной
Провода воздушных линий электропередачи в основном изготавливаются из алюминия и его сплавов, в некоторых случаях из меди и ее сплавов, выполняются из холоднотянутой проволоки, обладающей достаточной механической прочностью. Однако наибольшее распространение получили многопроволочные провода из двух металлов с хорошими механическими характеристиками и относительно невысокой стоимостью. К проводам такого типа относятся сталеалюминиевые провода с отношением площадей поперечного сечения алюминиевой и стальной части от 4,0 до 8,0. Примеры расположения фазных проводов и грозозащитных тросов показаны на рис. 2, а конструктивные параметры ВЛ стандартного ряда напряжений приведены в табл. 1.
Рис. 2. Примеры расположения фазных проводов и грозозащитных тросов на опорах: а – треугольное; б – горизонтальное; в – шестиугольное «бочкой»; г – обратной «елкой»
Таблица 1. Конструктивные параметры воздушных линий
Для всех приведенных вариантов расположения фазных проводов на опорах характерно несимметричное расположение проводов по отношению друг к другу. Соответственно это ведет к неодинаковому реактивному сопротивлению и проводимости разных фаз, обусловленных взаимной индуктивностью между проводами линии и как следствие к несимметрии фазных напряжений и падению напряжения.
Для того чтобы сделать емкость и индуктивность всех трех фаз цепи одинаковыми, на линии электропередачи применяют транспозицию проводов, т.е. взаимно меняют их расположение друг относительно друга, при этом каждый провод фазы проходит одну треть пути (рис. 3). Одно такое тройное перемещение называется циклом транспозиции.
Рис. 3. Схема полного цикла транспозиции участков воздушной линии электропередачи: 1, 2, 3 – фазные провода
Транспозицию фазных проводов воздушной линии электропередачи с неизолированными проводами применяют на напряжение 110 кВ и выше и при протяженности линии 100 км и больше. Один из вариантов монтажа проводов на транспозиционной опоре показан на рис. 4. Следует отметить, что транспозицию токопроводящих жил иногда применяют и в КЛ, кроме того современные технологии проектирования и сооружения ВЛ позволяют технически реализовать управление параметрами линии (управляемые самокомпенсирующиеся линии и компактные воздушные линии сверхвысокого напряжения).
Рис. 4. Транспозиционная опора
Провода и защитные тросы ВЛ в определенных местах должны быть жестко закреплены на натяжных изоляторах анкерных опор (концевые опоры 1 и 7, устанавливаемые в начале и конце ВЛ, как это показано на рис. 5 и натянуты до заданного тяжения. Между анкерными опорами устанавливают промежуточные опоры, необходимые для поддержания проводов и тросов, при помощи поддерживающих гирлянд изоляторов с поддерживающими зажимами, на заданной высоте (опоры 2, 3, 6), устанавливаемые на прямом участке ВЛ; угловые (опоры 4 и 5), устанавливаемые на поворотах трассы ВЛ; переходные (опоры 2 и 3), устанавливаемые в пролете пересечения воздушной линией какого-либо естественного препятствия или инженерного сооружения, например, железной дороги или шоссе.
От ГОЭЛРО до ЕЭС
Следующая классификация описывает инфраструктуру и функциональное назначение воздушных линий электропередач.
По охвату территории сети подразделяют:
- на сверхдальние (напряжение свыше 500 кВ), предназначенные для связи региональных энергетических систем;
- магистральные (220, 330 кВ), служащие для их формирования (соединения электростанций с распределительными сооружениями);
- распределительные (35 — 150 кВ), основное предназначение которых поставка электроэнергии крупным потребителям (объектам промышленности, аграрного комплекса и крупным населенным пунктам);
- подводящие или питающие (ниже 20 кВ), обеспечивающие энергоснабжение остальных потребителей (городских, промышленных и сельскохозяйственных).
Воздушные линии электропередач имеют важное значение в формировании Единой энергетической системы страны, основа которой была заложена еще при реализации плана ГОЭЛРО (Государственная электрификация России) молодой Советской республики около столетия назад для обеспечения высокого уровня надежности энергоснабжения, его отказоустойчивости. По топологической структуре и конфигурации ВЛЭП могут быть разомкнутыми (радиальными), замкнутыми, с резервным (содержащим два и более источника) питанием
По топологической структуре и конфигурации ВЛЭП могут быть разомкнутыми (радиальными), замкнутыми, с резервным (содержащим два и более источника) питанием.
По числу параллельных цепей, проходящих по одной трассе, линии разделяют на одно-, двух- и многоцепные (под цепью понимается полный комплект проводов трехфазной сети). Если цепи имеют различные номинальные значения напряжения, то такую ВЛЭП называют комбинированной. Цепи могут крепиться как на одной опоре, так и на разных. Естественно, в первом случае масса, габариты и сложность опоры возрастают, но сокращается охранная зона линии, что в густонаселенной местности иногда играет решающую роль при составлении проекта.
Дополнительно используют разделение воздушных линий и сетей, исходя из исполнения нейтралей (изолированная, глухозаземленная и т. д.) и режиму работы (штатный, аварийный, монтажный).