Konstrukce z holých drátů pro nadzemní elektrické vedení

Vodiče venkovního vedení, stejně jako kabely zesílené v horní části podpěr elektrického vedení, které chrání vodiče před atmosférickými vlnami a přímými údery blesku, pracují ve ztížených podmínkách, protože jsou venku a jsou vystaveny různým atmosférickým jevům (vítr, déšť, led , změny teplot) a chemické nečistoty ve venkovním vzduchu.

Proto spolu s dobrou elektrickou vodivostí musí mít dráty dostatečnou mechanickou pevnost a dobře odolávat účinkům atmosférických jevů a chemických nečistot. Jejich provoz musí být navíc spojen s nejnižšími náklady při zaručení nepřetržitého napájení.

Různé provozní podmínky nadzemního elektrického vedení určují potřebu různých konstrukcí vodičů.

Hlavní konstrukce jsou:

1) jednovodičové vodiče vyrobené z jednoho kovu,

2) vícevodičový jednoduchý kovový vodič,

3) lankové vodiče ze dvou kovů,

4) duté dráty,

5) bimetalové vodiče.

Díky větší mechanické pevnosti a pružnosti ve srovnání s jednožilovými vodiči stejného průřezu získaly lankové vodiče široké uplatnění.

Duté nebo duté vodiče se používají pro elektrická vedení s napětím 220 kV a vyšším, protože díky svým velkým průměrům ve srovnání s vícežilovými vodiči dokážou snížit nebo dokonce zamezit korónovým ztrátám.

Pevné dráty, jak název napovídá, jsou vyrobeny z jednoho drátu.

Jednotlivé kovové dráty se skládají z několika kroucených drátů (obr. 1). Vodiče mají jeden centrální vodič, kolem kterého jsou vytvořeny po sobě jdoucí vrstvy (řady) vodičů. Každá následující vrstva má o 6 vodičů více než předchozí. S jedním drátem ve středu je v prvním zákrutu 6 drátů, ve druhém - 12, ve třetím - 18. Proto je jedním zákrutem drát zkroucený od 7, se dvěma zákruty - od 19 a v tři zákruty - od 37 drátů.

Kroucení sousedních nití se provádí v různých směrech, což poskytuje kulatější tvar a umožňuje získat drát, který je odolnější vůči odvíjení.

Lankové dráty jiných pramenů se používají ve zvláštních případech.

Rýže. 1. Vícedrátové vodiče z jednoho kovu: a-7-drát, b-19-drát.

Dočasný odpor lankových drátů je asi 90 % součtu dočasných odporů jednotlivých drátů. Snížení dočasného odporu vodiče je obecně způsobeno nerovnoměrným rozložením síly působící podél vodiče mezi vodiče vodiče.

Výhody napínaných drátů

Lankové dráty mají oproti jednožilovým drátům řadu významných výhod:

1.Vícežilové vodiče jsou flexibilnější než jednožilové vodiče stejného průřezu, což zaručuje jejich větší bezpečnost a snadnou instalaci.

Vlivem větru se vodiče venkovního vedení neustále kývají a někdy vibrují, což způsobuje další mechanické namáhání a únavu kovu.V tomto případě se jednovodičové vodiče ničí mnohem rychleji než vícevodičové.

2. Vysoké maximální pevnosti materiálu lze dosáhnout pouze u drátů s relativně malými průměry. Jednovodičové vodiče o průřezech 25, 35 mm2 a více by snižovaly konečný odpor.

U lankových vodičů nemůže dojít k tak velkému oslabení pevnosti drátu způsobeného výrobními vadami jako u jednolankových vodičů.

Uvedené výhody vícežilových drátů vedly k tomu, že s jednožilovými dráty byly vyráběny pouze dráty malých průřezů. Při výstavbě anténních sítí se ve většině případů používají vícežilové dráty. Hliníkové trolejové vodiče jsou vždy vyráběny s lankovými vodiči. Jednovodičové vodiče tohoto kovu nemají potřebnou mechanickou pevnost a nezajišťují spolehlivost napájení spotřebitelů.

Ocelovo-hliníkové vodiče venkovního elektrického vedení

Touha po zvýšení mechanické pevnosti hliníkových drátů vedla k výrobě hliníkových drátů s ocelovými jádry, tzv. ocel-hliník.

Ocelovo-hliníkové dráty se objevily v praxi přenosu síly kvůli touze vytvořit drát s vysokou mechanickou pevností a dostatečnou elektrickou vodivostí.Výhodou ocelo-hliníkových vodičů oproti ekvivalentním vodivým měděným vodičům je výrazně nižší hmotnost a výrazně větší vnější průměr drátu. Díky zvětšení průměru, napětí, při kterém se objevuje koróna vodiče, je výsledkem snížení korónových ztrát.

Jádro drátu je vyrobeno z jednoho nebo více kroucených ocelových pozinkovaných drátů s dočasnou odolností cca 120 kg/mm2. Proudovou částí vodiče jsou hliníkové vodiče pokrývající jádro jednou, dvěma nebo třemi vrstvami.

Při elektrických výpočtech ocelo-hliníkových drátů se nebere v úvahu elektrická vodivost ocelové části drátu, protože je relativně malá ve srovnání s vodivostí hliníkové části drátu.

Mechanické namáhání (napětí drátu) je vystaveno oceli a hliníku. U ocelo-hliníkových vodičů s poměrem hliníkového průřezu k ocelovému průřezu asi 5-6 přebírají hliníkové vodiče 50-60 % celkového namáhání vodiče, zbytek tvoří ocelové jádro.

Ocelovo-hliníkové dráty se používají především při výstavbě regionálních sítí od 35 do 330 metrů čtverečních.

Odolnost ocelo-hliníkových vodičů vůči chemickým činidlům ve vzduchu je stejná jako u hliníku a oceli zvlášť. Není možné položit ocelo-hliníkové vodiče v blízkosti moří: dochází k rychlé destrukci hliníkových vodičů přiléhajících k ocelovému jádru působením elektrolytické koroze.

Pokud je potřeba kombinovat nízký aktivní odpor drátu s velmi vysokou mechanickou pevností, používají se dráty ocel-bronz a ocel-hliník.

Nejběžnější ocelovo-hliníkové vodiče značky AC, s poměrem hliníkových a ocelových průřezů cca 5,5-6.

Aldry dráty mají o něco nižší elektrickou vodivost než hliník, ale téměř 2x vyšší mechanickou pevnost. Aldry je hliníková slitina s malým množstvím hořčíku a oxidu křemičitého. Nízká měrná hmotnost olše a její vysoká mechanická pevnost umožňují dlouhé vzdálenosti.

Duté dráty

Konstrukce z dutého drátu jsou znázorněny na Obr. 2. V prvním z nich (obr. 2, a) jsou na spirálovém jádru položeny kruhové měděné dráty. V závislosti na průřezu drátu jsou vyrobeny 1-3 drátové aktiva. Další typ dutého drátu (obr. 2.6) je vyroben z tvarových drátů spojených speciálním zámkem.Tento typ dutého drátu je racionálnější.

Vedení o napětí 220 kv a vyšším, jsou-li provedena s ocelo-hliníkovými vodiči, vyžadují menší stavební a provozní náklady než vedení s dutými měděnými vodiči.

Rýže. 2. Duté dráty: a — se šroubovacím jádrem z kulatých drátů, b — z tvarovaných drátů se zámkem.

Bimetalové dráty

Touha spojit vysokou vodivost mědi s vysokou mechanickou pevností oceli vedla k vytvoření bimetalických vodičů. Ocelový drát je pokryt vrstvou mědi, kovy jsou spojeny svařováním. Poměr průřezu mědi a oceli se může široce měnit, což umožňuje získat dráty s vlastnostmi blízkými vlastnostem měděných nebo ocelových drátů.

Značky moderních holých vodičů a jejich design:

• A – drát zkroucený z hliníkových drátů,

• AKP — drát třídy A, ale mezidrátový prostor celého drátu, kromě vnějšího povrchu, je vyplněn neutrálním mazivem se zvýšenou tepelnou odolností,

• AC – drát sestávající z ocelového jádra a hliníkových drátů,

• ŽÁDÁ — drát značky AC, ale mezidrátový prostor ocelového jádra včetně jeho vnějšího povrchu je vyplněn neutrálním mazivem se zvýšenou tepelnou odolností,

• ASKP — drát značky AC, ale mezidrátový prostor celého drátu kromě vnějšího povrchu je vyplněn neutrálním mazivem se zvýšenou tepelnou odolností,

• ASK — vodič značky AC, ale ocelové jádro je izolováno dvěma pásy polyethylentereftalátové fólie. Vícedrátové ocelové jádro pod polyethylentereftalátovými deskami musí být potaženo neutrálním mazivem se zvýšenou tepelnou odolností,

• AN-drát zkroucený z tepelně nezpracovaných vodičů z hliníkové slitiny značky ABE,

• АЖ — drát kroucený z tepelně zpracovaných vodičů z hliníkové slitiny značky ABE.