Количество изоляторов в гирлянде ВЛ
Казалось бы вопрос простой и широко распространённый, но “погуглив” я немного удивился, что информация по количеству изоляторов есть, но она разрознена и либо слишком уж детально описана в виде нормативных актов, либо наоборот слишком поверхностно.
Постараюсь кратко но ёмко раскрыть этот вопрос.
Изоляторы изготавливают в зависимости от назначения и эксплуатационных условий, а различают по нескольким конструктивным типам и материалам: – Штыревые (фарфор \ стекло ) – Подвесные (фарфор \ стекло \ полимеры) – Натяжные (дельта-древесина \ керамика \ эбонит \ полимеры … ) – Проходные (фарфор \ полимеры) – Опорные (фарфор \ стекло \ твёрдые пластмассы \ текстолит \ полимеры … ) – А также специфические для различной аппаратуры (из различных изоляционных материалов)
Для относительно низких напряжений до нескольких кВ в электросетях широко применяют в основном штыревые изоляторы (реже подвесные),а на оборудовании подстанций: проходные и опорные изоляторы. Напряжение таких сетей нужно “знать в лицо” (изолятор на глаз не вольтметр) Классов напряжений не так уж и много: от бытовых (~127 устарело)\~220\~380 вольт и распределительных сетей (~2 устарело)\~6\~10 кВ (кабельные ~2\~6\~10\~20 кВ) Для нужд троллейбусных и трамвайных контактных сетей напряжением =600 В используются натяжные изоляторы, в метрополитене контактный рельс =825 В удерживают специфические опорные изоляционные крепления. В контактных сетях железнодорожного транспорта =3 кВ и ~25 кВ применяются уже подвесные, натяжные и опорные изоляторы. А для линий электропередач высокого напряжения применяются только подвесные изоляторы в составе гирлянд, чем выше напряжение тем больше будет длина этой самой гирлянды пример: ~35 кВ (от 2-х до 5 в зависимости от опоры) ~110 кВ (от 7 до 10 в зависимости от опоры) ~154 кВ (от 9 до 12) ~220 кВ (от 14) фаза – толстый одиночный провод ~330 кВ (от 16) фаза – двойной провод ~500 кВ (от 17) фаза – тройной провод расположенный треугольником ~750 кВ (от 20) фаза – 4 или 5 проводов расположенные квадратом или кольцом На сегодняшний день доминируют стеклянные подвесные изоляторы ПС-70Е, также полимерные изоляторы изготовляемые для своего класса высоких напряжений.
Есть ещё и такая табличка(нажмите чтобы увеличить):
Количество подвесных изоляторов в гирляндах.
Если хочется более тщательно изучить этот вопрос, Вам поможет ПУЭ пункт 1.9 и РД 34.51.101-90-Инструкция по выбору изоляции электроустановок.
Типы изоляторов по материалам
Для изготовления этих изделий используют довольно банальные, но от этого не менее функциональные и надёжные диэлектрические материалы: стекло, фарфор и полимеры. Последние из-за ряда особенностей композитного материала не используются на воздушных линиях электропередачи свыше 220 кВ.
Итак по материалу изоляторы ВЛ могут быть:
- Стеклянными;
- Фарфоровыми;
- Полимерными.
Изоляторы из стекла
Сразу отметим, что изоляторы из стекла стоят дороже аналогичных изделий из фарфора, но имеют перед ними ряд преимуществ.
Так как стеклянные изоляторы прозрачны и на них легко визуально обнаружить повреждения, в том числе внутренние, изолирующих тарелок. Это позволяет не проводить частых испытаний напряжением и упрощает обслуживание ЛЭП.
Фарфоровые изоляторы
К недостаткам относим повышенную хрупкость, которая усиливает требования по безопасной упаковке и транспортировке.
Полимерные изоляторы
Изоляторы из композитов пока не используются в линиях электропередачи свыше 220 кВ. Это связано со всеми недостатками присущими полимерам.
Они изгибаются при продольных нагрузках;
- Боятся ультрафиолета;
- Стареют со временем;
- От температуры теряют механическую прочность;
- Скрытые дефекты полимерных изоляторов трудно обнаружить.
https://youtube.com/watch?v=NxBb5htncb4
Классификация высоковольтные изоляторов
Электрические изоляторы классифицируются по назначению, конструктивному исполнению, материалу изготовления, техническим характеристикам и условиям эксплуатации.
- Опорный.
- Для работы в помещениях — с гладкой поверхностью и ребристые.
Для работы на открытом воздухе — штыревые, стержневые.
Проходной.
- Для работы в помещениях — с токоведущими шинами (токопроводами), без токоведущих шин.
Для работы на открытом воздухе — с нормальной и усиленной изоляцией.
Высоковольтные вводы для работы на открытом воздухе — в герметичном и негерметичном исполнении.
Линейный для работы на открытом воздухе — штыревой, тарельчатый, стержневой, орешковый, анкерный.
Защитный — полый изолятор, предназначенный для использования в качестве изолирующей защитной оболочки электротехнического оборудования.
Такелажный изолятор для установки между работающими на растяжение тросами оттяжек антенных мачт, подвесками контактной сети, проводами антенн.
Электрические изоляторы могут изготавливаться из стекла, фарфора и полимерных материалов. Фарфоровые покрываются глазурью для улучшения изолирующих свойств.
Материал изготовления изоляторов
По материалу изготовления они подразделяются на фарфоровые, стеклянные и полимерные:
- Фарфоровые изготавливают из электротехнического фарфора, покрывают слоем глазури и обжигают в печах.
- Стеклянные изготавливают из специального закалённого стекла. Они имеют большую механическую прочность, меньшие размеры и массу, медленнее подвергаются старению по сравнению с фарфоровыми, но имеют меньшее электрическое сопротивление.
- Полимерные изготавливают из специальных пластических масс.
Способы крепления на опоре
По способу крепления на опоре изоляторы подразделяются на штыревые и подвесные:
- Штыревые изоляторы (крепятся на крюках или штырях) применяются на воздушных линиях до 35 кВ.
- Подвесные изоляторы (собираются в гирлянду и крепятся специальной арматурой) применяются на ВЛ 35 кВ и выше.
- Опорные изоляторы (крепятся к траверсам ВЛ с помощью болтов ) применяются на ВЛ 35 кВ и выше.
Обозначения изоляторов
Изолятор ШФ 20Г
В обозначение изоляторов входят:
- буквы, которые указывают на их конструкцию: Ш — штыревой, П — подвесной материал: Ф — фарфор, С — стекло, П — полимер;
- назначение: Т — телеграфный, Н — низковольтный, Г — грязестойкий (для подвесных), Д — двухъюбочный;
- типоразмер: А, Б, В, Г (для штыревых).
цифры, которые у штыревых изоляторов указывают на номинальное напряжение (10, 20, 35) или диаметр внутренней резьбы (для низковольтных), а у подвесных — на гарантированную механическую прочность в килоньютонах.
В старых обозначениях у подвесных изоляторов (например: П-8.5) цифры обозначают электромеханическую одночасовую, кроме того существовали следующие обозначения:
- НС и НЗ — грязестойкий фарфоровый изолятор для натяжных гирлянд.
ПР — грязестойкий фарфоровый изолятор для поддерживающих гирлянд с развитой боковой поверхностью.
ПС — грязестойкий фарфоровый изолятор для поддерживающих гирлянд с увеличенным вылетом ребра.
Типовая конструкция
Для начала разберем пример типовой конструкции на эскизе штыревого изолятора.
Рис. 3. Изолятор в разрезе
Как видите на рисунке 3, в конструкции предусмотрены ребра А и Б. Которые позволяют увеличить электрическую прочность за счет удлинения пути для тока утечки по поверхности. В связи с различными углами уклона ребер обеспечивается возможность защиты от выпадающих осадков. Так ребра А имеют меньший уклон, поэтому они наиболее актуальны для твердых осадков – снега, грязи и т.д. Потому что влага может подлизываться под низ и значительно сокращать величину разрядного напряжения.
В отличии от них, юбки Б позволяют полностью исключить возможность попадания влаги при дождливой погоде. Это обеспечивает постоянный запас сопротивления, которое и гарантирует величину напряжения пробоя. Помимо этого, юбки Б не боятся намерзания гололеда и могут обеспечивать нормальную работу высоковольтных линий в случае сложной метеорологической ситуации.
Для крепления головки стержня предусмотрена резьба В, которая позволяет закрепить конструкцию на консоли или армирующих крюках. В верхней части находится желоб Г для фиксации провода. Дополнительно провод увязывается проволокой для более надежного крепления воздушных ЛЭП.
Рис. 4. Конструкция проходного изолятора
Проходной изолятор имеет немного иную конструкцию, так как его задача не только изолировать токоведущую шину от стены, но и обеспечить нормальное протекание тока внутри самого изолятора. Посмотрите, шина обжимается с обеих сторон алюминиевой крышкой для ее надежного закрепления снаружи. Внутри механическое крепление осуществляется за счет герметика, который помимо этого предотвращает попадание загрязнителей и агрессивных веществ. Также для удобства крепления проводов или шин может устанавливаться дополнительный лепесток на самой крышке, как показано на рисунке 4.
Защитная оболочка из кремнийорганической резины препятствует электрическому пробою по поверхности от шины до фланца. Изоляция от пробоя внутренних элементов выполняется посредством стеклопластиковой трубы, которая помещается внутрь ребристой рубашки. Более детальную информацию о параметрах можно почерпнуть из обозначения модели.
Опорные
предназначены для изоляции проводов от опор. Опорные изоляторы работают на сжатие, растяжение или изгиб и подразделяются на штыревые (насаживаемые на опорные штыри или крючки) и стержневые, которые прикрепляются у основания болтами или винтами.
ОПОРНЫЕ | |||||
ШТЫРЕВЫЕ | СТЕРЖНЕВЫЕ | ||||
ФАРФОРОВЫЕ | СТЕКЛЯННЫЕ | ПОЛИМЕРНЫЕ | ФАРФОРОВЫЕ | СТЕКЛЯННЫЕ | ПОЛИМЕРНЫЕ |
ШФ 10Г, ШФ 20Г, ШФ 20Г1 | ШС 10, ШС 20, ШТИЗ 10, ШТИЗ 20 | ШПУ-10, ШПУ-20, ШПУ-35, НП-18, ТП-20, ОНШП-10-20, ОНШП-20-10, ОНШП-35-10, ОНШП-35-20 | ИОР10-7,5-III-УХЛ, И4-80 УХЛ, Т2 | ИШОС-10-8 (С4-80 II), ИШОС-10-20, ИШОС-20-10 | ОСК 4-10, ОСК 6-10, ОСК 12,5-10, ОСК 8-35, ОСК 10-35, ОСК 12,5-35, ОСК 10-110 ОТК 20-110 СТАН-6-110, СТАН-10-110 ОНШП-10-20, ОНШП-20-10, ОНШП-35-20 ИОРП-10 |
Для крепления изоляторов, в качестве комплектующих изделий предлагаем:
Конструкция подвесных изоляторов
Изолятор ПФГ-6А
Подвесные изоляторы существуют следующих типов:
- цепочечные,
- тарельчатые (с шапкой и стержнем),
- паучковые,
- «моторные»,
- длинностержневые.
Первыми подвесными изоляторами, пригодными для промышленной эксплуатации, были цепочечные фарфоровые изоляторы Хьюлетта (E. Hewlett)
Они были разработаны одновременно с тарельчатыми изоляторами, но имели важное практическое преимущество: в их конструкции не использовалась цементная связка (посредством которой соединялись детали тарельчатых изоляторов), что повышало их механическую надёжность. Однако, они обладали более сложной системой соединения в гирлянды (петлями крест-накрест, наподобие изоляторов-«орехов») и худшими электрическими характеристиками по сравнению с тарельчатыми изоляторами. Позднее в качестве альтернативы обычным тарельчатым изоляторам с цементной связкой были созданы паучковые, «моторные» и бесцементные изоляторы различных конструкций
Эти типы подвесных изоляторов, как и цепочечные, в настоящее время более не применяются, так как проблема с надёжностью цементной связки была решена, что уничтожило их преимущества. Наиболее распространённым типом подвесных изоляторов в настоящее время являются тарельчатые изоляторы с шапкой и стержнем и цементной связкой
Позднее в качестве альтернативы обычным тарельчатым изоляторам с цементной связкой были созданы паучковые, «моторные» и бесцементные изоляторы различных конструкций. Эти типы подвесных изоляторов, как и цепочечные, в настоящее время более не применяются, так как проблема с надёжностью цементной связки была решена, что уничтожило их преимущества. Наиболее распространённым типом подвесных изоляторов в настоящее время являются тарельчатые изоляторы с шапкой и стержнем и цементной связкой.
Тарельчатые подвесные изоляторы состоят из:
- фарфоровой или стеклянной изолирующей детали — «тарелки»,
- шапки из ковкого чугуна,
- стержня в форме пестика.
Шапка и стержень скрепляются с изолирующей деталью портландцементом марки не ниже 500. Конструкция гнезда шапки и головки стержня обеспечивает сферическое шарнирное соединение изоляторов при формировании гирлянд. Число изоляторов в гирлянде обусловлено напряжением ЛЭП, степенью загрязнения атмосферы, типом изоляторов и материалом опор. Для крепления проводов могут применяться изолирующие конструкции из нескольких параллельно подвешенных гирлянд изоляторов.
Подвесные полимерные(композитные) изоляторы состоят из стеклопластикового стержня, полимерной оболочки и оконцевателей.
Что из себя представляют электрические изоляторы?
Электрические изоляторы представляют собой диэлектрический элемент электроустановки, конструктивно выполняемый из изоляционного материала и армирующих деталей. Диэлектрик предназначен для электрического отделения, а металлические конструкции позволяют зафиксировать как сам изолятор, так и проводники на нем. В качестве диэлектрического материала используется стекло, полимер или керамика.
Назначение
Электрические изоляторы предназначены для крепления шин, проводов, тралеи и прочих токоведущих элементов к корпусу электроустановки, консолям опор и прочим конструкциям. Помимо этого они изолируют проводники при прохождении через стены, позволяют отделить электроустановки друг от друга и прочие несущие функции.
В зависимости от места установки их подразделяют на внутренней и наружной
Также немаловажное значение играет класс напряжения, на который рассчитан тот или иной изолятор. Из-за чего будет отличаться его конструктивное исполнение и определенные технические характеристики, определяющие возможность их применения в тех или иных электроустановках
Основные технические характеристики
В соответствии с требованиями нормативных документов, для электрических изоляторов регламентируются такие характеристики:
- Сухоразрядное напряжение — это такая величина, при которой произойдет электрический разряд в условиях сухого состояния поверхности. Перекрытие изолятора
- Мокроразрядное напряжение – определяет такую же величину, как и предыдущий параметр, но при условии попадания дождя на поверхность. При этом рассматривается такой вариант, когда направление струй располагается под углом 45°.
Рис. 2. Изолятор под дождем
При таком потоке струй под углом 45°, которые обозначены на рисунке 2 буквой А, обеспечивается максимальное обтекание поверхности Б, и, как следствие, обеспечивается минимальное сопротивление электрическому току – от 9,5 до 10,5 кОм*см. Этот параметр всегда ниже сухоразрядного.
- Напряжение пробоя – представляет собой такую величину, при которой произойдет пробой между двумя полюсами. В зависимости от конструкции, полюса могут быть представлены стержнем и шапкой либо шиной и фланцем.
- Механическая прочность – проверяется нагрузкой на изгиб, разрыв или срез головки. При этом конструкцию жестко закрепляют и прикладывают к ней усилие, плавно повышаемое до такого уровня высочайшего напряжения в материале, которое приводит к разрушению.
- Термическая устойчивость – испытывается посредством попеременного нагревания и резкого охлаждения. Состоит из двух-трех циклов, в зависимости от материала и конструкции. После чего прикладывается электрический потенциал, создающий множественные разряды.
Проверка технических характеристик.
Следует отметить, что испытательные процедуры не являются обязательными для всех изоляторов, выпускаемых на заводе. Электрическим, термическим и механическим воздействиям подвергаются только 0,5% от партии. Обязательной для всех изоляторов является проверка напряжением перекрытия в течении трех минут, при котором на изоляторе возникают искровые разряды.
У подвесных изоляторов обязательно проверяется механическая характеристика. Для этого в течении минуты к нему прикладывается механическая нагрузка, которую регламентируют заводские или государственные нормы.
Такие испытания обеспечивают нормальную работу электрических изоляторов при номинальных токах и номинальных напряжениях в сети. А также, достаточный уровень надежности. Кроме этого, некоторые модели подвергаются периодической проверке в ходе эксплуатации. По результатам периодических осмотров и испытаний они могут проходить очистку, выбраковку и замену.
Это интересно: Испытание кабеля повышенным напряжением — методика, нормы, сроки
Устройство ПС 70Е
Подвесные изоляторы используются для монтажа проводов на столбах линий электропередач. Главным отличием изделия является материал изготовления – закаленное стекло. Изделия из стекла имеют больший спрос и преимущества перед фарфором. Большим плюсом является то, что на стекле сразу видно малейшее повреждение, а на других материалах не всегда легко его заметить. Благодаря подобному свойству их своевременно заменяют на новые, до возникновения проблем с линиями.
Изоляторы ПС 70Е применяют на линиях, которые имеют напряжение от 10 кВ. Длина всей гирлянды, а также количество изоляторов, установленных на ней, определяется за счет напряжения и материала опор.
Если говорить об установке натяжных подвесок, то их крепят на провода. Их основное предназначение это поддержание веса провода, который находится в пролете. В натяжных подвесках применяется такая арматура, как:
· промежуточное звено;
· натяжной клиновой и болтовой зажим;
· серьга;
· ушко.
Изоляторы маркируются соответствующим образом. Это позволяет расшифровать сведения, которые заключены в обозначениях: П – подвесной, С – материал изготовления стекло, 70 – минимальная техническая нагрузка, Е – индекс усовершенствования модели.
ПС 70Е используется для изоляции электропроводов и грозозащитных тросов, а также их крепления. Данная натяжная подвеска на базе ПС 70Е идеально подходит для монтажа траверсы, которые не снабжены встроенной серьгой.
Опорный изолятор
Изоляторы на выставке Опорный изолятор предназначен для крепления токоведущих частей в электрических аппаратах, распределительных устройствах электрических станций и подстанций, комплектных распределительных устройствах. По конструкции представляет собой деталь из изоляционного материала цилиндрической или конической формы, внутрь которой заделана металлическая арматура с резьбовыми отверстиями для крепления шин и монтажа изолятора. Для повышения рабочего (разрядного) напряжения изолятора на его боковой поверхности предусматриваются рёбра, увеличивающие длину пути утечки.
Проходные изоляторы
Проходные изоляторы предназначены для проведения проводника сквозь заземленные кожухи трансформаторов и аппаратов, стены и перекрытия зданий.
Проходные изоляторы для внутренней установки до 35 кВ включительно имеют полый фарфоровый корпус без наполнителя с небольшими ребрами. Для крепления изолятора в стене, перекрытии предусмотрен фланец, а для крепления проводника — металлические колпаки. Длина фарфорового корпуса определяется номинальным напряжением, а диаметр внутренней полости — сечением токоведущих стержней, следовательно, номинальным током.
Рис.5. Проходной изолятор для внутренней установки 10 кВ, 250-630 А
Рис.6. Проходной изолятор для внутренней установки 20 кВ, 8000-12500 А
Изоляторы с номинальным током до 2000 А (рис.5) снабжены алюминиевыми стержнями прямоугольного сечения. Изоляторы с номинальным током свыше 2000 А (рис.6) поставляются без токоведущих стержней. Размеры внутренней полости выбраны здесь достаточными, чтобы пропустить через изолятор шину или пакет шин прямоугольного сечения, а при очень большом токе — трубу круглого сечения.
Фланцы и колпаки, в особенности у изоляторов с большим номинальным током, изготовляют из немагнитных материалов (специальных марок чугуна, а также силумина — сплава на основе алюминия и кремния) во избежание дополнительных потерь мощности от индуктированных токов. У изоляторов, предназначенных для ввода жестких и гибких шин в здания РУ или шкафы КРУ наружной установки, часть фарфорового корпуса, обращенная наружу, имеет развитые ребра (рис.7) для увеличения разрядного напряжения под дождем.
Рис.7. Проходной изолятор наружно-внутренней установки 35 кВ, 400-630 А
Проходные изоляторы 110 кВ и выше в зависимости от назначения получили названия линейных или аппаратных вводов. Кроме фарфоровой они имеют бумажно-масляную изоляцию. На токоведущий стержень наложены слои кабельной бумаги с проводящими прокладками между ними. Размеры слоев бумаги и прокладок выбраны так, чтобы обеспечить равномерное распределение потенциала как вдоль оси, так и в радиальном направлении.
Рис.8. Герметизированный бумажно-масляный ввод 500 кВ с выносным бачком давления
Ввод (рис.8) состоит из следующих частей: металлической соединительной втулки 1, предназначенной для закрепления ввода в кожухе аппарата или в проеме стены, верхней 2 и нижней 3 фарфоровых покрышек, защищающих внутреннюю изоляцию от атмосферной влаги и служащих одновременно резервуаром для масла, заполняющего ввод. Вводы, предназначенные для аппаратов с маслом, имеют укороченную нижнюю часть; это объясняется более высоким разрядным напряжением по поверхности фарфора в масле сравнительно с разрядным напряжением в воздухе.
Вводы обычно герметизированы. Для компенсации температурных изменений в объеме масла предусмотрены компенсаторы давления, встроенные в верхнюю часть ввода или помещенные в особый бачок давления 4, соединенный с вводом гибким трубопроводом. Вводы имеют измерительное устройство, которое служит для контроля давления в системе ввод-бак.
Подвесные изоляторы тарельчатого типа можно разделить на:
- Изоляторы для районов с интенсивным загрязнением атмосферы. Грязестойкие изоляторы применяются в районах морских побережий, около горнодобывающих и промышленных предприятий и прочих районах интенсивного загрязнения атмосферы.
- Изоляторы обычной конструкции. Подвесные изоляторы нормальной конструкции применяются повсеместно и имеют множество конструкций. Изоляторы обычного исполнения так же могут быть применены в районах интенсивного загрязнения при условии увеличения числа единиц в гирлянде.
- Изоляторы с конической и сферической изоляционной деталью. Для применения в условиях пустыни, солончаков и в районах с трудными ветровыми условиями выпускают специальные изоляторы с конической и сферической изоляционной деталью, снижающей ветровую нагрузку на гирлянды и опору, а так же обеспечивающей лучшее очищение поверхности изолятора от пыли. Изоляторы такого типа имеют меньшую, по сравнению с аналогичными изоляторами обычного исполнения, строительную высоту и больший диаметр изоляционной детали.
Подвесные стержневые изоляторы представляют собой стержень из изолирующего материала с выступающими на нем ребрами, армированный с обоих концов металлическими шапками. Эти изоляторы, как правило, выполняются из электротехнического фарфора. Однако в последнее время начат выпуск стержневых полимерных изоляторов. Стержневые изоляторы из фарфора не имеют широкого применения вследствие сравнительно невысокой механической прочности, а также возможности полного разрушения с падением на землю.
Воздушные линии электропередачи
Воздушные линии электропередач, ВЛЭП, характеризуются высокой сложностью. Их конструкция, порядок эксплуатации регламентируются специальной документацией. ВЛ характеризуются тем, что электроэнергия передается по проводам, проложенным на открытом воздухе. Для обеспечения безопасности, уменьшения потерь состав ВЛ достаточно сложен.
Состав ВЛ
Триггер — понятие и классификация
Что такое ВЛ? Это не высоковольтная линия, как иногда считают. ВЛ – это целый комплекс конструкций и оборудования. Основные элементы, из которых состоит любая линия электропередач:
- Токонесущие провода;
- Несущие опоры;
- Изоляторы.
Другие компоненты также важны, но их тип, номенклатура и количество зависят от различных факторов:
- Арматура;
- Грозозащитные тросы;
- Устройства заземления;
- Разрядники;
- Устройства секционирования;
- Маркировка для предупреждения летательных аппаратов;
- Вспомогательное оборудование (аппаратура наложения связи, дистанционного контроля);
- Волоконно-оптическая линия связи.
В состав арматуры входят крепежные изделия для соединения изоляторов, проводов, крепления их к опорам.
К сведению. Разрядники, заземление и устройства грозозащиты служат для обеспечения безопасности и повышения надежности при возникновении скачков напряжения, в том числе во время грозы.
Устройства секционирования позволяют производить отключение части ЛЕП на период проведения регламентных или аварийных работ.
Аппаратура высокочастотной и оптоволоконной связи предназначена для осуществления диспетчерского удаленного контроля и управления работой линии, устройств секционирования, подстанции и распределительных устройств.
Документы, регулирующие ВЛ
Основными документами, которые регулируют любую ЛЭП, являются Строительные нормы и правила (СНиП), а также Правила устройства электроустановок ПУЭ. Данные документы регламентируют проектирование, конструкцию, строительство и эксплуатацию воздушных линий электропередач.
Классификация ВЛ
Большое разнообразие конструкций и типов воздушных линий позволяет выделить в них группы, объединенные общими признаками.
По роду тока
Большинство существующих ЛЭП предназначено для работы с переменным током, что связано с простотой преобразования напряжения по величине.
Отдельные типы линий работают с постоянным током. Они предназначены для некоторых областей применения (питание контактной сети, мощных потребителей постоянного тока), но общая протяженность невелика, несмотря на меньшие потери на емкостной и индуктивной составляющих.
По назначению
- Межсистемные (дальние) – для объединения нескольких энергетических систем. Сюда относятся ВЛ 500 кВ и выше;
- Магистральные – для объединения электростанций в сеть в пределах одной энергосистемы и подачи электроэнергии на узловые подстанции;
- Распределительные – для связи крупных предприятий и населенных пунктов с узловыми подстанциями;
- ВЛ сельскохозяйственных потребителей;
- Городская и сельская распределительная сеть.
Линия Экибастуз-Кокшетау 1150 кВ
По режиму работы нейтралей в электроустановках
- Сети с глухозаземленной нейтралью;
- Сети с изолированной нейтралью;
- С резонансно-заземленной нейтралью;
- С эффективно-заземленной нейтралью.
По режиму работы в зависимости от механического состояния
Основной режим работы ВЛ – нормальный, когда все провода и тросы находятся в исправном состоянии. Могут бывать случаи, когда часть проводов отсутствует, но ЛЭП эксплуатируется:
- При полном или частичном обрыве – аварийный режим;
- Во время монтажа проводов, опор – монтажный режим.
Основные элементы ВЛ
- Трасса – расположение оси ЛЭП относительно поверхности земли;
- Фундамент опоры – конструкция в грунте, на которую опирается опора, передавая ей нагрузку от внешних воздействий;
- Длина пролета – расстояние между центрами соседних опор;
- Стрела провеса – расстояние между нижней точкой провода и условной прямой между точками подвеса проводов;
- Габарит провода – расстояние от нижней части провода до поверхности земли.
Габариты ЛЭП
Проходные
получили свое название по более узкому предназначению. Данный тип обеспечивает прохождение токоведущих элементов линий электропередачи сквозь различные препятствия, подобные металлическим корпусам трансформаторов, стены КТП, КРУ, с изоляцией их от земли.
ПРОХОДНЫЕ | ||
с токопроводом | без токопровода | полимерные |
ИП-10/630, ИП-10/1000, ИП-10/1600, ИПУ-10/630, ИПУ-10/1000, ИПУ-10/1600, ИПУ-10/2000, ИПУ-10/3150 | ПМА 10 1УХЛ 2 | ИППУ-35/400, ИППУ-35/630, ИППУ-35/1000, ИППУ-35/1600, ИППУ-10/4000, ИППУ-20/2000, ИППУ-20/3150 |
Предлагаемые нами изоляторы допущены к применению во всех энергетических системах как продукция, прошедшая аттестацию, согласно требованиям ОАО «ФСК ЕЭС».
Изоляция воздушных линий электропередач
Воздушные линии электропередач должны быть изолированы между собой, от заземленных элементов и земли при помощи специальных материалов. Обычно в качестве изоляторов выступают фарфоровые или стеклянные элементы конструкции, а также атмосферный воздух. Способ изоляции зависит от номинальной мощности линии.
Для всех коммуникаций, которые передают электричество до 20 кВ (в некоторых случаях до 35 кВ) используют фарфоровые штыревые изоляторы.
Для некоторых систем напряжением 35 кВ применяются элементы, которые склеиваются из двух частей при помощи цементного раствора.
Линии, напряжение которых выше 35 кВ, предполагают установку подвесных фарфоровых и стеклянных изоляторов тарельчатого типа. Между цементным раствором и поверхностью фарфорового прибора промазывается битум. Такую же конструкцию имеют и стеклянные изоляторы.
Помимо перечисленных, существуют керамические и полимерные изоляторы.
Основные характеристики
Ко всем изоляторам, независимо от их назначения, предъявляются общие требования. Они должны обеспечивать достаточный уровень электрической прочности. Этот показатель зависит от значения напряженности электрического поля, при котором изоляционный материал начинает терять свои диэлектрические свойства.
Каждый изолятор должен иметь достаточную механическую прочность, обеспечивающую устойчивость к динамическим воздействиям, возникающим при коротких замыканиях между токоведущими частями. Свойства изоляторов сохраняются неизменными, несмотря на дождь, снегопад и прочие агрессивные воздействия окружающей среды. Теплостойкость изолирующих устройств обеспечивает сохранение их свойств при перепадах температур в определенных пределах. Поверхность изоляторов должна быть устойчивой к действию электрических разрядов.
Основными электрическими характеристиками являются следующие:
- Номинальное и пробивное напряжения. Пробивным считается минимальное значение напряжения, вызывающее пробой изолятора.
- Значения разрядных и выдерживаемых напряжений, при которых изолятор сохраняет работоспособность в сухом и мокром состоянии.
- Импульсные разрядные напряжения с различными полярностями.
Механическими характеристиками изоляторов считаются их вес и размеры, а также минимальное значение номинальной разрушающей нагрузки, измеряемой в ньютонах. Данная нагрузка воздействует на головку изолятора перпендикулярно оси.
Основные элементы воздушных линий электропередач
К элементам воздушной линии относятся:
- кабель (это проводник, по которому передается электричество);
- траверсы (предотвращают соприкосновение проводов с другими элементами опорной конструкции);
- изоляторы;
- опоры;
- фундамент;
- заземление;
- молниеотводчики;
- разрядники.
Каждый из перечисленных устройств незаменим. Элементы воздушной линии выполняют определенные функции, которые увеличивают безопасность и надежность системы.
В некоторых случаях линия может состоять из оптоволоконных проводников. Для таких устройств применяется специальное оборудование. Это позволяет прикрепить к соответствующим опорам высокочастотные проводники.