Zařízení nadzemního elektrického vedení s různým napětím

Přeprava elektrické energie na střední a dlouhé vzdálenosti se nejčastěji provádí pomocí elektrického vedení umístěného pod širým nebem. Jejich design musí vždy splňovat dva hlavní požadavky:

1. Vysoká spolehlivost přenosu výkonu;

2. Zajištění bezpečnosti osob, zvířat a zařízení.

Během provozu pod vlivem různých přírodních jevů spojených s hurikánovými poryvy větru, ledem, mrazem jsou elektrické vedení pravidelně vystaveny zvýšenému mechanickému zatížení.

Pro komplexní řešení problémů bezpečné přepravy elektrické energie musí energetici zvednout silové vodiče do velké výšky, rozmístit je v prostoru, izolovat je od stavebních prvků a nainstalovat je proudovými vodiči se zvýšenými průřezy na vysoké podpěry. pro sílu.

Obecné uspořádání a uspořádání venkovních elektrických vedení

Schematicky může být znázorněno jakékoli vedení pro přenos energie:

• podpěry instalované v zemi;

• dráty, kterými protéká proud;

• lineární armatury namontované na podpěrách;

• izolátory upevněné na kotvě a udržující orientaci vodičů ve vzduchu.

Kromě prvků venkovního vedení je nutné zahrnout:

• základy pro podpěry;

• systém ochrany před bleskem;

• uzemňovací zařízení.

Podpory jsou:

1. kotvení navržené tak, aby odolávalo silám napnutých drátů a vybavené napínacími zařízeními na armaturách;

2. mezilehlý, slouží k zajištění drátů přes nosné svorky.

Vzdálenost na zemi mezi dvěma kotevními podpěrami se nazývá kotevní úsek nebo rozpětí a pro mezilehlé podpěry mezi sebou nebo s kotvou - mezilehlé.

Když nadzemní elektrické vedení prochází vodními bariérami, inženýrskými stavbami nebo jinými kritickými objekty, jsou na koncích takového úseku instalovány podpěry s napínači drátu a vzdálenost mezi nimi se nazývá střední kotevní úsek.

Dráty mezi podpěrami nejsou nikdy taženy jako provázek – v přímé linii. Ve vzduchu se vždy mírně prohýbají, s ohledem na povětrnostní podmínky. Zároveň je však třeba vzít v úvahu bezpečnost jejich vzdálenosti od pozemních objektů:

• povrchy kolejnic;

• kontaktní dráty;

• dopravní dálnice;

• dráty komunikačních linek nebo jiných venkovních vedení;

• průmyslová a jiná zařízení.

Svěšení drátu z napnutého stavu se nazývá závěsný šíp… Mezi podpěrami se odhaduje různými způsoby, protože jejich vrcholy mohou být umístěny ve stejné úrovni nebo s převýšeními.

Prověšení vzhledem k nejvyššímu podpěrnému bodu je vždy větší než spodnímu.

Rozměry, délka a konstrukce každého typu nadzemního přenosového vedení závisí na druhu proudu (střídavého nebo stejnosměrného) elektrické energie jím dopravované a velikosti jejího napětí, které může být menší než 0,4 kV nebo může dosahovat 1150 kV.

Uspořádání drátů venkovního vedení

Protože elektrický proud teče pouze v uzavřené smyčce, jsou spotřebiče napájeny nejméně dvěma vodiči. Podle tohoto principu se vytváří jednoduchá venkovní vedení jednofázovým střídavým proudem o napětí 220 V. Složitější elektrické obvody přenášejí energii v tří nebo čtyřvodičovém obvodu s pevně izolovanou nebo uzemněnou nulou.

Průměr a kov drátu se volí pro návrhové zatížení každého vedení. Nejběžnějšími materiály jsou hliník a ocel. Mohou být vyrobeny jako jeden monolitický vodič pro nízkonapěťové obvody nebo tkané z vícevodičových struktur pro vysokonapěťová přenosová vedení.

Vnitřní mezidrátový prostor lze vyplnit neutrálním mazivem, které zvyšuje tepelnou odolnost nebo ne.

Vícedrátové konstrukce vyrobené z hliníkových vodičů, které vedou dobrý proud, jsou vytvořeny s ocelovými jádry, která jsou navržena tak, aby přenášela mechanické namáhání a zabránila zlomení.

GOST poskytuje klasifikaci otevřených vodičů pro nadzemní elektrické vedení a určuje jejich označení: M, A, AC, PSO, PS, ACKC, ASKP, ACS, ACO, ACS. V tomto případě jsou jednožilové dráty označeny velikostí průměru. Například zkratka PSO-5 zní „ocelový drát vyrobený s jedním jádrem o průměru 5 mm.» Vícevodičové vodiče pro elektrické vedení používají jiné značení, včetně dvoumístného označení zapsaného jako zlomek:

• první je celková plocha průřezu hliníkových drátů v mm čtverečních;

• druhá je plocha průřezu ocelové vložky (mm sq).

Kromě otevřených kovových vodičů se v moderních venkovních vedeních stále více používají vodiče:

• samonosná izolace;

• chráněna extrudovaným polymerem, který zabraňuje vzniku zkratů při smetání fází větrem nebo při vrhání cizích předmětů ze země.

VL v samonosné samonosné izolované vodiče postupně nahrazují staré nezateplené konstrukce. Stále častěji se používají ve vnitřních sítích z měděných nebo hliníkových jader pokrytých pryží s ochrannou vrstvou z dielektrických vláknitých materiálů nebo směsí PVC bez dodatečné vnější ochrany.

Aby se vyloučil výskyt koronového výboje s dlouhou délkou, jsou vodiče s VL-330 kV a vyšším napětím rozděleny do dalších toků.

Na VL-330 jsou dva vodiče instalovány vodorovně, na vedení 500 kV se zvyšují na tři a jsou umístěny ve vrcholech rovnostranného trojúhelníku. Pro venkovní vedení 750 a 1150 kV se používá oddělení 4, 5 nebo 8 proudů, umístěných v rozích vlastních rovnostranných polygonů.

Vznik "koróny" vede nejen ke ztrátám energie, ale také deformuje tvar sinusového kmitání. Proto s ním bojují pomocí konstruktivních metod.

Podpůrné zařízení

Pro zajištění vodičů elektrického obvodu se obvykle vytvářejí podpěry.Ale na paralelních úsecích dvou linek lze použít jednu společnou podpěru, která je určena pro jejich společnou instalaci. Takové konstrukce se nazývají dvouokruhové.

Materiálem pro výrobu podpěr může být:

1. profilované rohy různých značek oceli;

2. klády stavebního dřeva impregnované sloučeninami proti hnilobě;

3. železobetonové konstrukce s vyztuženými pruty.

Nosné konstrukce ze dřeva jsou nejlevnější, ale i při dobré impregnaci a správné údržbě neslouží déle než 50 ÷ 60 let.

Podpěry venkovních vedení nad 1 kV se podle technického projektu liší od nízkonapěťových svou složitostí a výškou uchycení vodičů.

Vyrábějí se ve formě podlouhlých hranolů nebo kuželů se širokou základnou ve spodní části.

Každá nosná konstrukce je kalkulována na mechanickou pevnost a stabilitu, je zde dostatečná konstrukční rezerva pro stávající zatížení. Je však třeba mít na paměti, že během provozu jsou možné porušení jeho různých prvků v důsledku koroze, nárazu, nedodržení instalační technologie.

To vede k oslabení tuhosti jednotlivé konstrukce, deformacím a někdy i pádu podpěr.Často k takovým případům dochází v době, kdy lidé pracují na podpěrách, demontují nebo tahají dráty, čímž vznikají proměnlivé osové síly.

Z tohoto důvodu se přejímka týmu montážníků na práce ve výšce od nosné konstrukce provádí po kontrole jejich technického stavu s posouzením kvality její zakopané části v zemi.

Izolační zařízení

Na venkovním elektrickém vedení se používají výrobky vyrobené z materiálů s vysokými dielektrickými vlastnostmi s odpor ÷ Ohm. M. Říká se jim izolátory a jsou vyrobeny z:

• porcelán (keramika);

• sklenka;

• polymerní materiály.

Konstrukce a rozměry izolátorů závisí na:

• na velikosti dynamického a statického zatížení, které na ně působí;

• hodnoty efektivního napětí elektrické instalace;

• operační podmínky.

Složitý tvar povrchu, pracující pod vlivem různých atmosférických jevů, vytváří zvýšenou dráhu pro tok případného elektrického výboje.

Izolátory instalované na venkovních vedeních pro upevnění vodičů jsou rozděleny do dvou skupin:

1. čep;

2. pozastavena.

Keramické modely

Porcelánové nebo keramické kolíky s jednoduchými izolátory našly větší uplatnění na venkovních vedeních do 1 kV, i když fungují na vedeních do 35 kV včetně. Používají se však za podmínek upevnění drátů s malým průřezem, které vytvářejí malé tažné síly.

Girlandy závěsných porcelánových izolátorů jsou instalovány na vedení 35 kV.

Sada jednoduchého porcelánového závěsného izolátoru obsahuje dielektrické tělo a víčko vyrobené z tvárné litiny. Obě části drží pohromadě speciální ocelová tyč. Celkový počet takových prvků v girlandě je určen:

• hodnota napětí nadzemního vedení;

• nosné konstrukce;

• vlastnosti provozu zařízení.

S rostoucím síťovým napětím se zvyšuje počet izolátorů v řetězci. Například pro venkovní vedení 35 kV stačí nainstalovat 2 nebo 3 z nich a pro 110 kV je již potřeba 6 ÷ 7.

Skleněné izolátory

Tyto vzory mají oproti porcelánu řadu výhod:

• nepřítomnost vnitřních defektů v izolačním materiálu, které ovlivňují tvorbu netěsností;

• zvýšená pevnost vůči torzním silám;

• průhlednost struktury, která umožňuje vizuální posouzení stavu a pozorování polarizačního úhlu světelného toku;

• nedostatek známek stárnutí;

• menší zatížení, než je vaše vlastní hmotnost;

• automatizace výroby a tavení.

Nevýhody skleněných izolátorů jsou:

• slabá odolnost proti vandalům;

• nízká rázová houževnatost;

• možnost poškození během přepravy a instalace mechanickými silami.

Polymerové izolátory

Mají zvýšenou mechanickou pevnost a hmotnost, sníženou až o 90 % ve srovnání s keramickými a skleněnými protějšky. Mezi další výhody patří:

• snadná instalace;

• větší odolnost proti znečištění z atmosféry, což však nevylučuje nutnost periodického čištění jejich povrchu;

• hydrofobnost;

• dobrá náchylnost k přepětí;

• zvýšená odolnost proti vandalům.

Trvanlivost polymerních materiálů závisí také na provozních podmínkách. V prostředí ovzduší se zvýšeným znečištěním z průmyslových podniků mohou polymery vykazovat jevy „křehkého lomu“, které spočívají v postupné změně vlastností vnitřní struktury pod vlivem chemických reakcí od polutantů a atmosférické vlhkosti probíhající v kombinaci s elektrickými procesy. .

Když vandalové vystřelí výstřelem nebo kulkou do polymerových izolátorů, většinou nedojde k úplné destrukci materiálu, jako je sklo, nejčastěji kulka nebo kulka proletí přímo skrz nebo se usadí v těle sukně. Dielektrické vlastnosti jsou však stále podceňovány a poškozené prvky v girlandě vyžadují výměnu.

Proto by takové zařízení mělo být pravidelně kontrolováno metodami vizuální kontroly. A odhalit takové poškození bez optických nástrojů je téměř nemožné.

Armatury vzduchového vedení

Pro upevnění izolátorů na podpěru nadzemního vedení, jejich montáž do girland a instalaci vodičů pod napětím se vyrábějí speciální upevňovací prvky, které se obvykle nazývají armatury.

Podle prováděných úkolů se armatury dělí do následujících skupin:

• konektor určený pro připojení závěsných prvků různými způsoby;

• napínací, které slouží k připevnění napínacích držáků k drátům a girlandám kotevních podpěr;

• podpírání, zajišťování upevňovacích prvků drátů, smyček a uzlů obrazovek;

• ochranné určené k zachování provozu zařízení nadzemního vedení při vystavení atmosférickým výbojům a mechanickým vibracím;

• konektory sestávající z oválných konektorů a termitových patron;

• Kontakt;

• spirála;

• instalace kolíkových izolátorů;

• instalace samonosných izolovaných vodičů.

Každá z uvedených skupin má široký sortiment detailů a vyžaduje pečlivější studium. Například pouze ochranné kování zahrnuje:

• ochranné rohy;

• kroužky a obrazovky;

• zachycovače;

• tlumiče vibrací.

Ochranné houkačky vytvářejí jiskřiště, odvádějí vzniklý elektrický oblouk, když dojde k izolaci, a chrání tak zařízení venkovního vedení.

Kroužky a stínítka odvádějí oblouk od povrchu izolátoru, zlepšují rozložení napětí po celé ploše struny.

Svodiče přepětí chrání zařízení před přepětím generovaným bleskem.Mohou být použity na bázi trubkových konstrukcí z vinylových plastových nebo vlákno-bakelitových trubek s elektrodami nebo mohou být vyrobeny z ventilových prvků.

Tlumiče vibrací fungují na lanech a drátech, zabraňují poškození únavovým namáháním způsobeným vibracemi a vibracemi.

Uzemňovací zařízení venkovních vedení

Potřeba znovuuzemnění podpěr venkovního vedení je způsobena požadavky na bezpečný provoz v případě havarijních režimů a bleskových přepětí. Odpor smyčky uzemňovacího zařízení nesmí překročit 30 ohmů.

U kovových podpěr musí být všechny upevňovací prvky a výztuže připojeny k drátu PEN a u železobetonu kombinovaná nula spojuje všechny podpěry a výztuže podpěr.

Na podpěrách ze dřeva, kovu a železobetonu nejsou kolíky a háky při instalaci samonosných izolovaných izolovaných vodičů uzemněny, s výjimkou případů, kdy je nutné provést opakované uzemnění pro ochranu před přepětím.

Háčky a kolíky namontované na podpěře jsou spojeny se zemní smyčkou svařováním pomocí ocelového drátu nebo tyče o průměru ne tenčím než 6 mm s povinnou přítomností antikorozního povlaku.

Kovová výztuž se používá na železobetonových podpěrách pro uzemnění. Všechna kontaktní spojení zemnících vodičů jsou přivařena nebo utažena speciálním šroubem.

Podpěry venkovního elektrického vedení o napětí 330 kV a více nejsou uzemněny z důvodu složitosti realizace technických řešení pro zajištění bezpečné velikosti dotykového a krokového napětí.V tomto případě jsou funkce ochranného uzemnění přiřazeny vysokorychlostním tratím.