Transformatori vrše direktnu transformaciju električne energije - mijenjaju vrijednost napona. Distributivni uređaji služe za primanje električne energije sa strane napajanja transformatora (prijemnih distributivnih uređaja) i za distribuciju električne energije na strani potrošača.

U narednim poglavljima se govori o projektovanju glavnih elemenata sistema napajanja, daju se glavni tipovi i dijagrami trafostanica, te daju osnove mehaničkih proračuna nadzemnih dalekovoda i sabirničkih konstrukcija.

1. Projekti nadzemnih dalekovoda

1.1. Opće informacije

Avio linijom(VL) je uređaj za prijenos električne energije kroz žice smještene na otvorenom i pričvršćene na nosače pomoću izolatora i okova.

Na sl. Slika 1.1 prikazuje fragment nadzemnog voda. Udaljenost l između susjednih nosača naziva se raspon. Vertikalna udaljenost između ravne linije koja povezuje tačke ovjesa žice i najniže tačke njenog progiba naziva se savijanje žice f P . Udaljenost od najniže tačke opuštene žice do površine zemlje naziva se veličina nadzemnog voda h G . Na vrhu nosača je pričvršćen gromobranski kabel.

Veličina vodova hg regulirana je PUE ovisno o naponu nadzemnog voda i vrsti terena (naseljeno, nenaseljeno, teško dostupno). Dužina vijenca izolatora λ i razmak između žica susjednih faza h p-p određuju se nazivnim naponom nadzemnog voda. Udaljenost između tačaka ovjesa gornje žice i kabela h p-t regulirana je PUE na osnovu zahtjeva pouzdane zaštite žica nadzemnog voda od direktnih udara groma.

Da bi se osigurao ekonomičan i pouzdan prijenos električne energije, potrebni su materijali provodnika visoke električne provodljivosti (niskog otpora) i velike mehaničke čvrstoće. U strukturnim elementima sistema za napajanje, kao takvi materijali koriste se bakar, aluminijum, legure na njihovoj bazi i čelik.

Rice. 1.1. Fragment nadzemnog dalekovoda

Bakar ima nisku otpornost i prilično visoku čvrstoću. Njegov specifični aktivni otpor je ρ = 0,018 Ohm. mm2/m, a granična vlačna čvrstoća je 360 ​​MPa. Međutim, to je skup i rijedak metal. Stoga se bakar u pravilu koristi za namote transformatora, rjeđe za jezgre kabela, a praktički se ne koristi za žice nadzemnih vodova.

Otpornost aluminija je 1,6 puta veća, a granična vlačna čvrstoća je 2,5 puta manja od bakra. Velika zastupljenost aluminija u prirodi i niža cijena od bakra doveli su do njegove široke upotrebe za žice za nadzemne vodove.

Čelik ima veliku otpornost i visoku mehaničku čvrstoću. Njegov specifični aktivni otpor je ρ = 0,13 Ohm. mm2/m, a granična vlačna čvrstoća je 540 MPa. Stoga se u sistemima napajanja čelik koristi, posebno, za povećanje mehaničke čvrstoće aluminijskih žica, izradu nosača i gromobranskih kabela za nadzemne dalekovode.

1.2. Žice i kablovi nadzemnih vodova

Žice nadzemnih vodova služe direktno za prijenos električne energije i razlikuju se po dizajnu i materijalu provodnika koji se koristi. Ekonomski najisplativiji

Materijal za žice nadzemnih vodova je aluminijum i legure na njegovoj bazi.

Bakarne žice za nadzemne vodove koriste se izuzetno rijetko i uz odgovarajuću studiju izvodljivosti. Bakarne žice se koriste u kontaktnim mrežama mobilnog transporta, u mrežama specijalnih industrija (rudnici, rudnici), ponekad pri prolasku nadzemnih vodova u blizini mora i nekih hemijskih postrojenja.

Čelične žice se ne koriste za nadzemne vodove jer imaju visoku aktivnu otpornost i podložne su koroziji. Upotreba čeličnih žica opravdana je pri izvođenju posebno velikih raspona nadzemnih vodova, na primjer, pri prelasku nadzemnih vodova preko širokih plovnih rijeka.

Poprečni presjeci žice odgovaraju GOST 839-74. Skala nazivnih poprečnih presjeka žica nadzemnih vodova je sljedeći red, mm2:

1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 1000.

Prema svom dizajnu, vodovi se dijele na: jednožične;

višestruka žica od jednog metala (monometalna); upredeni od dva metala; samoodrživi izolovani.

Čvrste žice, kao što naziv govori, napravljeni su od jedne žice (slika 1.2,a). Takve žice se izrađuju od malih presjeka do 10 mm2 i ponekad se koriste za nadzemne vodove napona do 1 kV.

Upletene monometalne žice izrađuju se sa poprečnim presjekom većim od 10 mm 2 . Ove žice su upletene od pojedinačnih žica. Oko centralne žice izvodi se uvijanje (red) od šest žica istog prečnika (slika 1.2,b). Svaki sljedeći zavoj ima šest žica više od prethodnog. Uvrtanje susjednih slojeva vrši se u različitim smjerovima kako bi se spriječilo odmotavanje žica i da bi se žica dobila okrugliji oblik.

Broj zavoja je određen poprečnim presjekom žice. Žice poprečnog presjeka do 95 mm2 izrađuju se u jednom sloju, s poprečnim presjekom od 120...300 mm2 - sa dva sloja, s poprečnim presjekom od 400 mm2 i više - sa tri ili više slojeva . U poređenju sa jednožilnim žicama, višeslojne žice su fleksibilnije, pogodnije za ugradnju i pouzdane u radu.

Rice. 1.2. Projekti neizolovanih vodova

Da bi se žici dala veća mehanička čvrstoća, upredene žice se izrađuju sa čeličnom jezgrom 1 (sl. 1.2, c, d, e). Takve žice nazivaju se čelik-aluminij. Jezgro je izrađeno od pocinkovane čelične žice i može biti jednožično (sl. 1.2, c) ili višežično (slika 1.2, d). Opći prikaz čelično-aluminijske žice velikog presjeka sa upredenim čeličnim jezgrom prikazan je na Sl. 1.2, d.

Čelično-aluminijske žice se široko koriste za nadzemne vodove napona iznad 1 kV. Ove žice se proizvode u različitim izvedbama, koje se razlikuju u omjeru presjeka aluminijskih i čeličnih dijelova. Za obične čelično-aluminijske žice ovaj omjer je približno jednak šest, za lagane žice - osam, za ojačane žice - četiri. Prilikom odabira određene čelično-aluminijske žice uzimaju se u obzir vanjska mehanička opterećenja na žici, poput leda i vjetra.

Žice, ovisno o korištenom materijalu, označene su na sljedeći način:

M - bakar, A - aluminijum,

AN, AZh - izrađeni od aluminijskih legura (imaju veću mehaničku čvrstoću od žice razreda A);

AC - čelik-aluminij; ASO - čelično-aluminijski lagani dizajn;

ACS - čelično-aluminijska armirana konstrukcija.

Digitalna oznaka žice označava njen nazivni poprečni presjek. Na primjer, A95 je aluminijska žica nominalnog poprečnog presjeka od 95 mm2. Oznaka čelično-aluminijskih žica može dodatno ukazivati ​​na poprečni presjek čelične jezgre. Na primjer,

ACO240/32 je lagana aluminijsko-čelična žica nominalnog presjeka aluminijskog dijela 240 mm2 i presjeka čeličnog jezgra 32 mm2.

Otporan na koroziju aluminijske žice marke AKP i čelično-aluminijske žice marki ASKP, ASKS, ASK imaju međužični prostor ispunjen neutralnim mazivom povećane otpornosti na toplinu koje sprječava koroziju. Za žice automatskog mjenjača i ASKP, cijeli međužični prostor je ispunjen takvim mazivom; za ASKS žicu se puni samo čelično jezgro; za ASK žicu, čelično jezgro je ispunjeno neutralnim mazivom i izolirano od aluminijskog dijela sa dvije polietilenske trake. Žice AKP, ASKP, ASKS, ASK koriste se za nadzemne vodove koji prolaze u blizini mora, slanih jezera i hemijskih postrojenja.

Samonoseće izolirane žice (SIP) koristi se za nadzemne vodove napona do 20 kV. Na naponima do 1 kV (slika 1.3,a) takva žica se sastoji od trofaznih žičanih aluminijskih provodnika 1. Četvrti provodnik 2 je noseći i istovremeno neutralan. Fazni provodnici su upleteni oko nosača na način da celokupno mehaničko opterećenje apsorbuje noseći provodnik, izrađen od izdržljive aluminijumske legure ABE.

Rice. 1.3. Samonoseće izolirane žice

Izolacija faze 3 je napravljena od termoplastični svjetlosno stabilizirani ili umreženi polietilen stabiliziran svjetlom. Zbog svoje molekularne strukture ovakva izolacija ima vrlo visoka termomehanička svojstva i veliku otpornost na sunčevo zračenje i atmosferu. U nekim SIP dizajnima, jezgra nulte nosivosti je napravljena sa izolacijom.

Dizajn SIP za napone iznad 1 kV prikazan je na Sl. 1.3, b. Ova žica je jednofazna i sastoji se od

strujno čelično-aluminijsko jezgro 1 i izolacija 2 od umreženog polietilena stabiliziranog na svjetlost.

Nadzemni vodovi sa SIP imaju sljedeće prednosti u odnosu na tradicionalne nadzemne vodove:

manji gubici napona (poboljšani kvalitet električne energije), zahvaljujući približno tri puta nižoj reaktansi trofaznih SIP-ova;

ne zahtijevaju izolatore; Praktično nema formiranja leda;

omogućavaju suspenziju nekoliko vodova različitih napona na jednom nosaču;

niži operativni troškovi zbog smanjenja od oko 80% obima hitnih restauratorskih radova; mogućnost korištenja kraćih nosača zahvaljujući

manja dozvoljena udaljenost od SIP-a do tla; smanjenje sigurnosne zone, dozvoljene udaljenosti od objekata i

građevine, širina krčenja u šumovitim područjima; praktično ne postoji mogućnost da dođe do požara

šumovita područja kada žica padne na zemlju; visoka pouzdanost (5 puta smanjenje broja nezgoda prema

u poređenju sa tradicionalnim nadzemnim vodovima); potpuna zaštita provodnika od vlage i

korozija.

Cijena nadzemnih vodova sa samonosivim izoliranim žicama je veća od tradicionalnih nadzemnih vodova.

Žice nadzemnih vodova napona od 35 kV i više zaštićene su od direktnih udara groma gromobranski kabl, fiksiran u gornjem dijelu nosača (vidi sliku 1.1). Gromobranski kablovi su elementi nadzemnih vodova, po dizajnu slični upredenim monometalnim žicama. Kablovi su izrađeni od pocinčanih čeličnih žica. Nazivni poprečni presjeci kablova odgovaraju skali nazivnih poprečnih presjeka žica. Minimalni poprečni presjek gromobranskog kabla je 35 mm2.

Prilikom upotrebe gromobranskih kablova kao visokofrekventnih komunikacijskih kanala, umjesto čeličnog kabela koristi se čelično-aluminijska žica sa snažnom čeličnom jezgrom čiji je poprečni presjek uporediv ili veći od presjeka aluminija. dio.

1.3. Nosači nadzemnih vodova

Osnovna namjena nosača je podupiranje žica na potrebnoj visini iznad tla i nadzemnih konstrukcija. Nosači se sastoje od vertikalnih stupova, traverzi i temelja. Glavni materijali od kojih su napravljeni nosači su crnogorično drvo, armirani beton i metal.

Drveni nosači Jednostavni za proizvodnju, transport i rukovanje, koriste se za nadzemne vodove napona do 220 kV uključujući u područjima šumarstva ili blizu njih. Glavni nedostatak takvih nosača je osjetljivost drveta na truljenje. Da bi se produžio vijek trajanja nosača, drvo se suši i impregnira antisepticima koji sprječavaju razvoj procesa truljenja.

Zbog ograničene konstrukcijske dužine drveta, nosači se izrađuju kao kompozitni (sl. 1.4a). Drveni stalak 1 je metalnim trakama 2 povezan sa armirano-betonskim priključkom 3. Donji dio priključka je ukopan u zemlju. Nosači koji odgovaraju sl. 1.4a, koriste se za napone do 10 kV uključujući. Za veće napone, drveni nosači su u obliku slova U (portalni). Takav oslonac je prikazan na sl. 1.4, b.

Treba napomenuti da je u savremenim uslovima potrebe očuvanja šuma preporučljivo smanjiti upotrebu drvenih nosača.

Nosači od armiranog betona sastoje se od armiranog betonskog nosača 1 i traverze 2 (sl. 1.4, c). Stalak je šuplja konična cijev sa blagim nagibom sastavnih dijelova konusa. Donji dio stalka je ukopan u zemlju. Traverze su izrađene od pocinkovanog čelika. Ovi nosači su izdržljiviji od drvenih nosača, lakši su za održavanje i zahtijevaju manje metala od čeličnih nosača.

Glavni nedostaci nosača od armiranog betona: velika težina, koja otežava transport nosača na teško dostupna mjesta na trasi nadzemnog voda i relativno niska čvrstoća betona na savijanje.

Za povećanje čvrstoće nosača na savijanje u proizvodnji armiranobetonskih regala koristi se prednapregnuta (zategnuta) čelična armatura.

Da bi se osigurala visoka gustoća betona u proizvodnji potpornih stupova, koriste se vibraciono sabijanje i centrifugiranje beton.

Regali nosača nadzemnih vodova napona do 35 kV izrađuju se od vibriranog betona, na višim naponima od centrifugiranog betona.

Rice. 1.4. Srednji nosači za nadzemne vodove

Čelični nosači imaju visoku mehaničku čvrstoću i dug vijek trajanja. Ovi nosači se sastavljaju od pojedinačnih elemenata pomoću zavarivanja i vijčanih spojeva, tako da je moguće izraditi nosače gotovo bilo kojeg dizajna (slika 1.4d). Za razliku od nosača od drveta i armiranog betona, metalni nosači se postavljaju na armiranobetonske temelje 1.

Čelični nosači su skupi. Osim toga, čelik je podložan koroziji. Da bi se produžio vijek trajanja nosača, oni su premazani antikorozivnim smjesama i obojeni. Toplo cinkovanje čeličnih nosača je vrlo efikasno protiv korozije.

Nosači od aluminijumske legure efikasan u izgradnji nadzemnih vodova u uslovima teško dostupnih trasa. Zbog otpornosti aluminija na koroziju, ovi nosači ne zahtijevaju antikorozivni premaz. Međutim, visoka cijena aluminija značajno ograničava mogućnosti korištenja takvih nosača.

Prilikom prolaska kroz određenu teritoriju, zračna linija može promijeniti smjer i preći različite inženjeringe

konstrukcije i prirodne barijere, spojiti na sabirnice rasklopnih uređaja trafo stanica. Na sl. Slika 1.5 prikazuje pogled odozgo na fragment trase nadzemnog voda. Iz ove slike se može vidjeti da različiti nosači rade pod različitim uvjetima i stoga moraju imati različit dizajn. Na osnovu dizajna, nosači se dijele na:

za srednje(nosači 2, 3, 7), postavljeni na ravnom dijelu nadzemnog voda;

ugao (nosač 4), postavljen na zavojima trase dalekovoda; kraj (nosači 1 i 8), postavljen na početku i kraju nadzemnog voda; prelazni (nosači 5 i 6), ugrađen u rasponu

ukrštanje nadzemnog voda sa bilo kojom inženjerskom konstrukcijom, kao što je željeznica.

Rice. 1.5. Fragment trase dalekovoda

Srednji nosači su dizajnirani za podupiranje žica na ravnom dijelu nadzemnog voda. Žice sa ovim nosačima nemaju čvrstu vezu, jer su učvršćene nosećim vjencima od izolatora. Ovi nosači su podložni silama gravitacije žica, kablova, vijenaca izolatora, leda, kao i opterećenja vjetrom. Primjeri srednjih nosača prikazani su na sl. 1.4.

Na krajnje oslonce dodatno utiče gravitaciona sila T žica i kablova usmerenih duž linije (sl. 1.5). Na ugaone nosače dodatno utiče gravitaciona sila T žica i kablova, usmerena duž simetrale ugla rotacije nadzemnog voda.

Prijelazni oslonci u normalnom radu nadzemnih vodova djeluju kao srednji oslonci. Ovi oslonci preuzimaju napetost žica i kablova kada se lome u susjednim rasponima i eliminišu neprihvatljivo savijanje žica u rasponu križanja.

Krajnji, kutni i prijelazni oslonci moraju biti dovoljno čvrsti i ne smiju odstupati od vertikale

položaj kada su žice i kablovi izloženi sili gravitacije. Takvi nosači se izrađuju u obliku krutih prostornih rešetki ili pomoću posebnih nosača kablova i nazivaju se sidreni nosači. Žice sa sidrenim nosačima imaju čvrstu vezu, jer se pričvršćuju pomoću zateznih vijenaca izolatora.

Rice. 1.6. Sidreni kutni nosači za nadzemne vodove

Sidreni nosači od drveta izrađuju se u obliku slova A za napone do 10 kV i u obliku AP pri višim naponima. Sidreni nosači od armiranog betona imaju posebne kablove (sl. 1.6,a). Metalni anker nosači imaju širu osnovu (donji dio) od međunosača (sl. 1.6b).

Na osnovu broja žica obješenih na jedan nosač, razlikuju se jednolančani i dvolančani nosači. Tri žice (jedan trofazni krug) su okačene na jednostruke nosače, a šest žica (dva trofazna kola) na dvostruke nosače. Jednolančani nosači su prikazani na Sl. 1.4,a,b,d i sl. 1.6,a; dvostruki lanac - na sl. 1.4,c i sl. 1.6, b.

Dvolančani nosač je jeftiniji od dva jednolančana. Pouzdanost prijenosa energije preko dvokružnog voda je nešto niža nego preko dva jednostruka.

Dvolančani drveni nosači se ne proizvode. Nosači nadzemnih vodova napona od 330 kV i više proizvode se samo u izvedbi s jednim krugom s horizontalnim rasporedom žica (slika 1.7). Takvi nosači se izrađuju u obliku slova U (portal) ili u obliku slova V sa nosačima kablova.

Rice. 1.7. Nosači nadzemnih vodova napona 330 kV i više

Među nosačima nadzemnih vodova, nosači koji imaju poseban dizajn. To su grananje, uzdignute i transpozicione potpore. Nosači grana su dizajnirani za srednje izvođenje snage sa nadzemnih vodova. Podignuti nosači se postavljaju u velikim rasponima, na primjer pri prelasku širokih plovnih rijeka. On transpozicijski nosači vrše transpoziciju žica.

Asimetrični raspored žica na nosačima sa dugačkim nadzemnim vodom dovodi do asimetrije faznih napona. Balansiranje faza promjenom relativnog položaja žica na nosaču naziva se transpozicija. Transpozicija je predviđena za nadzemne vodove napona 110 kV i više sa dužinom većom od 100 km i vrši se na posebnim nosačima za transpoziciju. Žica svake faze prolazi prvu trećinu dužine nadzemnog voda na jednom mjestu, drugu trećinu na drugom i treću na trećem mjestu. Ovo kretanje žica naziva se potpuni ciklus transpozicije

Nadzemni vodovi (OL) služe za prijenos električne energije kroz žice položene na otvorenom i pričvršćene za posebne nosače ili nosače inženjerskih konstrukcija pomoću izolatora i fitinga. Glavni konstruktivni elementi nadzemnih vodova su žice, zaštitni kablovi, nosači, izolatori i linearni spojevi. U urbanim sredinama nadzemni vodovi su najzastupljeniji na periferiji, kao i u područjima sa zgradama do pet spratova. Elementi nadzemnih vodova moraju imati dovoljnu mehaničku čvrstoću, stoga se pri njihovom projektovanju, osim električnih, izvode i mehanički proračuni za određivanje ne samo materijala i presjeka žica, već i vrste izolatora i nosača, razmak između žica i nosača itd.

Ovisno o namjeni i mjestu ugradnje, razlikuju se sljedeće vrste nosača:

srednji, dizajniran za podupiranje žica na ravnim dijelovima vodova. Udaljenost između nosača (raspona) je 35-45 m za napone do 1000 V i oko 60 m za napone 6-10 kV. Žice su ovdje pričvršćene pomoću izolatora na iglicama (ne čvrsto);

sidro, čvršće i izdržljivije konstrukcije kako bi apsorbiralo uzdužne sile iz razlike u napetosti duž žica i poduprlo (u slučaju loma) sve žice koje su ostale u rasponu sidra. Ovi nosači se postavljaju i na ravnim dionicama trase (raspona od oko 250 m za napon od 6-10 kV) i na raskrsnicama sa različitim objektima. Žice su čvrsto pričvršćene za sidrene nosače za izolatore za privjesak ili igle;

terminal, instaliran na početku i na kraju linije. Oni su vrsta sidrenih nosača i moraju izdržati stalnu jednosmjernu napetost žica;

ugaone, postavljene na mjestima gdje se mijenja smjer rute. Ovi oslonci su ojačani podupiračima ili metalnim podupiračima;

specijalni ili prelazni, postavljeni na raskrsnicama nadzemnih vodova sa objektima ili preprekama (rijeke, željeznice, itd.). Oni se razlikuju od ostalih nosača date linije po visini ili dizajnu.

Za izradu nosača koristi se drvo, metal ili armirani beton.

U zavisnosti od dizajna, drveni nosači mogu biti:

single;

U obliku slova A, sastoji se od dva stupa, koji se spajaju na vrhu i razilaze se u osnovi;

trokraki, koji se sastoje od tri stuba koji se spajaju na vrhu i razilaze se u podnožju;

U obliku slova U, koji se sastoji od dva nosača spojena na vrhu horizontalnom prečkom;

U obliku AP, koji se sastoji od dva nosača u obliku slova A spojena horizontalnom poprečnom rukom;

kompozit, koji se sastoji od postolja i nastavka (posinka), pričvršćenog na njega zavojem od čelične žice.

Da bi se produžio njihov vijek trajanja, drveni nosači su impregnirani antisepticima, koji značajno usporavaju proces propadanja drva. U radu se antiseptički tretman provodi nanošenjem antiseptičkog zavoja na mjesta sklona truljenju, a na sve pukotine, spojeve i posjekotine nanosi se antiseptička pasta.

Metalni nosači se izrađuju od cijevi ili profilnog čelika, armiranog betona - u obliku šupljih okruglih ili pravokutnih stupova sa sve manjim poprečnim presjekom prema vrhu nosača.

Izolatori i kuke se koriste za pričvršćivanje žica nadzemnih vodova na nosače, a izolatori i igle se koriste za njihovo pričvršćivanje na traverzu. Izolatori mogu biti porculanski ili stakleni, pin ili viseći (na mjestima sidrenog pričvršćivanja) (Sl. 1, a-c). Čvrsto se zašrafljuju na kuke ili igle pomoću posebnih polietilenskih kapa ili kudelje impregnirane crvenim olovom ili sušionim uljem.

Slika 1. a - pin 6-10 kV; b - pin 35 kV; c - suspendovan; g, d - polimerne šipke

Izolatori nadzemnih vodova izrađuju se od porculana ili kaljenog stakla - materijala visoke mehaničke i električne čvrstoće i otpornosti na vremenske utjecaje. Značajna prednost staklenih izolatora je u tome što se kaljeno staklo lomi ako se oštete. To olakšava lociranje oštećenih izolatora na liniji.

Po dizajnu, izolatori se dijele na igle i privjesne.

Pin izolatori se koriste na vodovima napona do 1 kV, 6-10 kV i rjeđe 35 kV (sl. 1, a, b). Pričvršćuju se na nosače pomoću kuka ili igala.

Viseći izolatori (slika 1, c) koriste se na nadzemnim vodovima napona od 35 kV i više. Sastoje se od porcelanskog ili staklenog izolacijskog dijela 1, kapice od kovanog lijevanog željeza 2, metalne šipke 3 i cementnog veziva 4. Viseći izolatori se sklapaju u vijence, koji mogu biti noseći (na međunosačima) ili zatezni (na sidreni nosači). Broj izolatora u vijencu određen je mrežnim naponom; 35 kV - 3-4 izolatora, 110 kV - 6-8.

Koriste se i polimerni izolatori (slika 1, d). Oni su štapni element od stakloplastike, na koji je postavljen zaštitni premaz s rebrima od fluoroplastične ili silikonske gume:

Žice nadzemnih vodova moraju imati dovoljnu mehaničku čvrstoću. Mogu biti jednožilni ili višežilni. Jednožilne čelične žice koriste se isključivo za vodove napona do 1000 V; upredene žice od čelika, bimetala, aluminija i njegovih legura postale su preovlađujuće zbog svoje povećane mehaničke čvrstoće i fleksibilnosti. Najčešće se na nadzemnim vodovima napona do 6-10 kV koriste aluminijske žice razreda A i pocinčane čelične žice razreda PS.

Čelično-aluminijske žice (sl. 2, c) koriste se na nadzemnim vodovima napona iznad 1 kV. Proizvode se sa različitim omjerima presjeka aluminijskih i čeličnih dijelova. Što je ovaj omjer manji, to je veća mehanička čvrstoća žice i stoga se koristi u područjima sa težim klimatskim uvjetima (sa debljim ledenim zidom). Razred čelično-aluminijskih žica označava poprečne presjeke aluminijskih i čeličnih dijelova, na primjer, AC 95/16.

Slika 2. a - opšti prikaz upletene žice; b - poprečni presjek aluminijske žice; c - presjek čelično-aluminijske žice

Žice izrađene od aluminijskih legura (AN - ne termički obrađene, AZh - termički obrađene) imaju veću mehaničku čvrstoću i gotovo istu električnu provodljivost u odnosu na aluminijske legure. Koriste se na nadzemnim vodovima napona iznad 1 kV u područjima sa debljinom ledenog zida do 20 mm.

Žice su raspoređene na različite načine. Na vodovima s jednim krugom oni su obično raspoređeni u trokut.

Trenutno se široko koriste takozvane samonoseće izolirane žice (SIP) napona do 10 kV. U liniji od 380 V, žice se sastoje od noseće neizolirane žice, koja je neutralna, tri izolirane linearne žice i jedne izolirane žice za vanjsko osvjetljenje. Linearne izolirane žice su namotane oko noseće neutralne žice. Noseća žica je čelik-aluminij, a linearne žice su aluminijumske. Potonji su prekriveni polietilenom (žicom tipa APV) otpornim na toplinu (poprečno povezani). Prednosti nadzemnih vodova sa izoliranim žicama u odnosu na vodove sa golim žicama uključuju odsustvo izolatora na nosačima, maksimalno korištenje visine nosača za vješanje žica; nema potrebe za šišanjem drveća u području linije.

Za ogranke od vodova napona do 1000 V do ulaza u zgrade koriste se izolovane žice marke APR ili AVT. Imaju nosivu čeličnu sajlu i izolaciju otpornu na vremenske uvjete.

Žice se pričvršćuju na nosače na različite načine, ovisno o njihovoj lokaciji na izolatoru. Na srednjim nosačima žice su pričvršćene na izolatore igle pomoću stezaljki ili vezivne žice od istog materijala kao i žica, a potonja ne bi trebala imati zavoje na mjestu pričvršćenja. Žice koje se nalaze na glavi izolatora su pričvršćene vezom za glavu, a na vratu izolatora bočnom vezom.

Na sidrenim, ugaonim i krajnjim nosačima žice napona do 1000 V učvršćuju se uvijanjem žica takozvanim „utikačem“, a žice napona 6-10 kV učvršćuju se omčom. Na sidrenim i ugaonim podupiračima, na prelazima preko željezničkih pruga, prilaza, tramvajskih pruga i na raskrsnicama s različitim energetskim i komunikacionim vodovima, koristi se dvostruko ovjesanje žica.

Žice se spajaju pomoću stezaljki, stisnutog ovalnog konektora, ovalnog konektora ili upletenog specijalnog uređaja. U nekim slučajevima, zavarivanje se koristi pomoću termičkih patrona i posebnog aparata. Za čvrste čelične žice, zavarivanje u preklopu može se koristiti pomoću malih transformatora. U rasponima između oslonaca nije dozvoljeno imati više od dvije žičane veze, a u rasponima gdje se nadzemni vodovi ukrštaju sa različitim konstrukcijama, žičani spojevi nisu dozvoljeni. Na nosačima, veza mora biti izvedena tako da ne doživi mehaničko opterećenje.

Linearni fitingi se koriste za pričvršćivanje žica na izolatore i izolatora na nosače i dijele se na sljedeće glavne tipove: stezaljke, spojnice, spojnice itd.

Obujmice služe za pričvršćivanje žica i kablova i njihovo pričvršćivanje na vijence izolatora i dijele se na noseće, okačene na međunosače, i zatezne, koje se koriste na nosačima tipa anker (sl. 3, a, b, c).

Slika 3. a - noseća stezaljka; b - stezaljka zatezanja vijaka; c - pritisnuta stezaljka; d - noseći vijenac od izolatora; d - odstojnik udaljenosti; e - ovalni konektor; g - utisnuti konektor

Spojni elementi su dizajnirani za vješanje vijenaca na nosače i međusobno povezivanje višelančanih vijenaca i uključuju nosače, minđuše, uši i klackalice. Nosač se koristi za pričvršćivanje vijenca na potpornu poprečnu gredu. Potporni vijenac (sl. 3, d) fiksira se na traverzu srednjeg nosača pomoću minđuše 1, čija je druga strana umetnuta u kapu gornjeg izolatora ovjesa 2. Ušica 3 služi za pričvršćivanje vijenca potpore stezaljka 4 za donji izolator.

Konektori se koriste za spajanje pojedinih dijelova žice. Ovalne su i pritisnute. Kod ovalnih konektora, žice su uvijene ili uvijene (slika 3, e). Presovani konektori (slika 3, g) koriste se za spajanje žica velikog poprečnog presjeka. U čelično-aluminijskim žicama čelični i aluminijski dijelovi su presvučeni odvojeno.

Kablovi, zajedno sa iskrištima, odvodnicima i uređajima za uzemljenje, služe za zaštitu vodova od udara groma. Ovješene su iznad faznih žica na nadzemnim vodovima napona 35 kV i više, ovisno o području djelovanja groma i materijalu nosača, što je regulisano „Pravilima za izgradnju električnih instalacija“. Gromobranski kablovi se obično izrađuju od čelika, ali kada se koriste kao visokofrekventni komunikacijski kanali, izrađuju se od čelika i aluminija. Na vodovima 35-110 kV kabl je pričvršćen na metalne i armirano-betonske međunosače bez izolacije kabla.

Za zaštitu od prenapona groma na dijelovima nadzemnih vodova sa nižim nivoom izolacije u odnosu na ostatak vodova koriste se cijevni odvodnici.

Na DV su uzemljeni svi metalni i armirano-betonski oslonci na koje su okačeni gromobranski kablovi ili druga gromobranska sredstva (odvodnici, varnici) vodova 6-35 kV. Na vodovima do 1 kV sa čvrsto uzemljenim neutralnim elementom, kuke i igle faznih žica postavljenih na armiranobetonskim nosačima, kao i armature ovih nosača, moraju biti spojene na neutralnu žicu.

Koje vrste dalekovoda postoje?

Mreža dalekovoda neophodna je za kretanje i distribuciju električne energije: iz njenih izvora, između naseljenih mesta i objekata krajnjeg potrošača. Ove linije su veoma raznolike i dele se na:

• po vrsti postavljanja žice - nadzemni (nalazi se na otvorenom) i kabl (zatvoren u izolaciji);
• po namjeni - ultra-duge udaljenosti, prtljažnik, distribucija.

Nadzemni i kablovski vodovi imaju određenu klasifikaciju koja zavisi od potrošača, vrste struje, snage i materijala koji se koristi.

Nadzemni dalekovodi (VL)

To uključuje vodove koji su postavljeni na otvorenom iznad zemlje pomoću različitih nosača. Razdvajanje vodova je važno za njihov odabir i održavanje.

Postoje linije:

• prema vrsti struje koja se pokreće - naizmjenična i jednosmjerna;
• po naponskom nivou - niskonaponski (do 1000 V) i visokonaponski (više od 1000 V) dalekovodi;
• na neutralnom - mreža sa čvrsto uzemljenim, izolovanim, efektivno uzemljenim neutralnim.

Izmjenična struja

Električne linije koje koriste naizmjeničnu struju za prijenos najčešće implementiraju ruske kompanije. Uz njihovu pomoć sistemi se napajaju i energija se prenosi na različite udaljenosti.

D.C

Nadzemni vodovi za prijenos jednosmjerne struje rijetko se koriste u Rusiji. Glavni razlog za to je visoka cijena instalacije. Osim nosača, žica i raznih elemenata, zahtijevaju nabavku dodatne opreme - ispravljača i pretvarača.

Budući da većina potrošača koristi naizmjeničnu struju, pri postavljanju ovakvih vodova potrebno je potrošiti dodatna sredstva na pretvorbu energije.

Instalacija nadzemnih dalekovoda

Ugradnja nadzemnih dalekovoda uključuje sljedeće elemente:

• Potporni sistemi ili električni stubovi. Postavljaju se na tlo ili druge površine i mogu biti sidreni (preuzimaju glavno opterećenje), srednji (obično se koriste za podupiranje žica u rasponima), ugaoni (postavljeni na mjestima gdje žice mijenjaju smjer).
• Žice. Imaju svoje varijante i mogu biti izrađene od aluminijuma ili bakra.
• Traverses. Montiraju se na linijske nosače i služe kao osnova za postavljanje žica.
• Izolatori. Uz njihovu pomoć, žice se montiraju i izoliraju jedna od druge.
• Sistemi uzemljenja. Prisutnost takve zaštite je neophodna u skladu sa standardima PUE (pravila električne instalacije).
• Zaštita od groma. Njegova upotreba štiti nadzemne dalekovode od napona koji može nastati kada dođe do pražnjenja.

Svaki element električne mreže igra važnu ulogu, preuzimajući određeno opterećenje. U nekim slučajevima može koristiti dodatnu opremu.

Kablovski vodovi

Kabelski dalekovodi, za razliku od nadzemnih, ne zahtijevaju veliku slobodnu površinu za postavljanje. Zbog prisustva izolacione zaštite, mogu se polagati: na teritoriji različitih preduzeća, u naseljenim mestima sa gustim zgradama. Jedini nedostatak u odnosu na nadzemne vodove je veći trošak instalacije.

Pod zemljom i pod vodom

Metoda zatvaranja omogućava postavljanje vodova čak iu najtežim uvjetima - pod zemljom i ispod površine vode. Za njihovo postavljanje mogu se koristiti posebni tuneli ili druge metode. U ovom slučaju možete koristiti nekoliko kablova, kao i razne pričvršćivače.

Posebne sigurnosne zone uspostavljaju se u blizini električnih mreža. Prema pravilima PUE, oni moraju osigurati sigurnost i normalne uslove rada.

Polaganje na konstrukcije

Unutar objekata moguće je polaganje visokonaponskih dalekovoda različitih napona. Najčešće korišteni dizajni uključuju:

• Tuneli. To su zasebne prostorije, unutar kojih se kablovi nalaze duž zidova ili na posebnim konstrukcijama. Takvi prostori su dobro zaštićeni i omogućavaju lak pristup instalaciji i održavanju vodova.
• Kanali. To su gotove konstrukcije od plastike, armirano-betonskih ploča i drugih materijala, unutar kojih se nalaze žice.
• Pod ili šaht. Prostor posebno prilagođen za postavljanje dalekovoda i mogućnost boravka osobe.
• Nadvožnjak. To su otvorene konstrukcije koje se postavljaju na tlo, temelji, potporne konstrukcije sa žicama pričvršćenim unutra. Zatvoreni nadvožnjaci se nazivaju galerijama.
• Postavljanje u slobodni prostor zgrada - praznine, prostor ispod poda.
• Cable block. Kablovi se polažu ispod zemlje u posebne cijevi i izvlače na površinu pomoću posebnih plastičnih ili betonskih bunara.

Izolacija kablovskih dalekovoda

Glavni uvjet pri odabiru materijala za izolaciju dalekovoda je da ne provode struju. Obično se u izgradnji kablovskih dalekovoda koriste sljedeći materijali:

• guma sintetičkog ili prirodnog porijekla (ima dobru fleksibilnost, tako da je konopce od takvog materijala lako položiti čak i na teško dostupnim mjestima);
• polietilen (dovoljno otporan na hemijska ili druga agresivna okruženja);
• PVC (glavna prednost takve izolacije je pristupačnost, iako je materijal inferiorniji u odnosu na druge u pogledu izdržljivosti i različitih zaštitnih svojstava);
• fluoroplastika (visoko otporna na različite utjecaje);
• materijali na bazi papira (niska otpornost na kemijske i prirodne utjecaje, čak i ako su impregnirani zaštitnim sastavom).

Osim tradicionalnih čvrstih materijala, za takve vodove mogu se koristiti tekući izolatori i specijalni plinovi.

Klasifikacija prema namjeni

Još jedna karakteristika po kojoj se električni vodovi klasificiraju uzimajući u obzir napon je njihova namjena. Nadzemni vodovi se obično dijele na: ultra-dalje, magistralne, distribucijske. Razlikuju se ovisno o snazi, vrsti prijemnika energije i pošiljatelja energije. To mogu biti velike stanice ili potrošači - fabrike, naselja.

Ultra-dugo

Osnovna svrha ovih linija je komunikacija između različitih energetskih sistema. Napon u ovim nadzemnim vodovima počinje od 500 kV.

Prtljažnik

Ovaj format dalekovoda pretpostavlja mrežni napon od 220 i 330 kV. Magistralni vodovi prenose energiju od elektrana do distributivnih tačaka. Mogu se koristiti i za komunikaciju između različitih elektrana.

Distribucija

Vrsta distributivnih vodova obuhvata mreže pod naponom 35, 110 i 150 kV. Uz njihovu pomoć, električna energija se kreće iz distributivnih mreža u naseljena mjesta, kao i velika preduzeća. Vodovi napona manji od 20 kV koriste se za osiguranje snabdijevanja energijom krajnjih potrošača, uključujući i priključenje električne energije na lokaciju.

Izgradnja i popravka dalekovoda

Polaganje mreža visokonaponskih kablovskih dalekovoda i nadzemnih vodova je neophodan način za snabdevanje energijom bilo kojih objekata. Uz njihovu pomoć, električna energija se prenosi na bilo koju udaljenost.

Izgradnja mreža za bilo koju namjenu je složen proces koji uključuje nekoliko faza:

• Pregled područja.
• Projektovanje vodova, izrada predračuna, tehnička dokumentacija.
• Priprema teritorije, odabir i nabavka materijala.
• Montaža potpornih elemenata ili priprema za ugradnju kablova.
• Montaža ili polaganje žica, visećih uređaja, ojačanje dalekovoda.
• Uređenje i priprema linije za lansiranje.
• Puštanje u rad, službena dokumentacija.

Da bi se osigurao efikasan rad linije, potrebno je kompetentno održavanje, pravovremene popravke i, ako je potrebno, rekonstrukcija. Sve takve aktivnosti moraju se obavljati u skladu sa PUE (tehničkim pravilima ugradnje).

Popravke električnih vodova se dijele na tekuće i glavne. Tokom prve prati se stanje rada sistema i izvode se radovi na zamjeni različitih elemenata. Veliki popravci uključuju ozbiljnije radove, koji mogu uključivati ​​zamjenu nosača, ponovno zatezanje vodova i zamjenu cijelih dijelova. Sve vrste radova određuju se u zavisnosti od stanja dalekovoda.

Nadzemni dalekovod(VL) - uređaj namijenjen za prijenos ili distribuciju električne energije putem žica sa zaštitnim izolacijskim omotačem (VLZ) ili golih žica (VL), koji se nalazi na otvorenom i pričvršćen pomoću traverzi (konzola), izolatora i linearnih spojnica na nosače ili ostali inženjerski objekti (mostovi, nadvožnjaci). Glavni elementi nadzemnih vodova su:

• žice;
• sigurnosni kablovi;
• poduprijeti potporne žice i humke na određenoj visini iznad tla ili nivoa vode;
• izolatori koji izoliraju žice od potpornog tijela;
• linearne armature.

Za početak i kraj nadzemnog voda uzimaju se linearni portali razvodnih uređaja. Prema svom dizajnu, nadzemni vodovi se dijele na jednokružne i višestruke, najčešće 2-kružne.

Obično se nadzemni vod sastoji od tri faze, tako da su nosači jednostrukih nadzemnih vodova sa naponima iznad 1 kV dizajnirani da vise trofazne žice (jedan krug) (slika 1); šest žica (dva paralelna kola) su okačene na nosačima nadzemnih vodova sa dva kola. Po potrebi se jedan ili dva gromobranska kabla okače iznad faznih žica. Od 5 do 12 žica okačeno je na nosače nadzemnih vodova distributivne mreže napona do 1 kV za napajanje različitih potrošača na jednom nadzemnom vodu (spoljna i unutrašnja rasvjeta, napajanje, opterećenja u domaćinstvu). Nadzemni vod napona do 1 kV sa čvrsto uzemljenim neutralom opremljen je i neutralnom žicom pored faznih.

Rice. 1. Fragmenti DV 220 kV:a – jednolančani; b – dvolančani

Žice nadzemnih dalekovoda se uglavnom izrađuju od aluminijuma i njegovih legura, u nekim slučajevima od bakra i njegovih legura, a izrađuju se od hladno vučene žice dovoljne mehaničke čvrstoće. Međutim, najširu upotrebu su upredene žice napravljene od dva metala s dobrim mehaničkim karakteristikama i relativno niskom cijenom. Žice ovog tipa uključuju čelično-aluminijske žice s omjerom površina poprečnog presjeka aluminijskih i čeličnih dijelova od 4,0 do 8,0. Primjeri položaja faznih žica i kablova za zaštitu od groma prikazani su na Sl. 2, a projektni parametri nadzemnih vodova standardnog naponskog opsega dati su u tabeli. 1.

Rice. 2. : a – trouglasti; b – horizontalno; c – heksagonalno „bure“; d – revers “božićno drvce”

Tabela 1. Projektni parametri nadzemnih vodova

Sve gore navedene opcije za raspored faznih žica na nosačima karakterizira asimetričan raspored žica jedna u odnosu na drugu. U skladu s tim, to dovodi do nejednake reaktancije i provodljivosti različitih faza, uzrokovane međusobnom induktivnošću između žica linije i, kao posljedicu, do asimetrije faznih napona i pada napona.

Da bi kapacitet i induktivnost sve tri faze kola bili isti, koristi se transpozicija žica na dalekovodu, tj. međusobno mijenjaju svoju lokaciju jedna u odnosu na drugu, pri čemu svaka fazna žica putuje jednu trećinu puta (slika 3). Jedan takav trostruki pokret naziva se ciklus transpozicije.

Rice. 3. Šema punog ciklusa transpozicije dionica nadzemnih dalekovoda: 1, 2, 3 – fazne žice

Transpozicija faznih žica nadzemnih dalekovoda sa golim žicama koristi se za napone od 110 kV i više i za dužine vodova od 100 km i više. Jedna od opcija za ugradnju žica na nosač za transpoziciju prikazana je na Sl. 4. Treba napomenuti da se transpozicija strujnih jezgara ponekad koristi u nadzemnim vodovima, osim toga, savremene tehnologije za projektovanje i konstrukciju nadzemnih vodova omogućavaju tehničku implementaciju kontrole parametara vodova (kontrolisani samokompenzacioni vodovi i kompaktni nadzemni vodovi ultra visokog napona).

Rice. 4.

Žice i zaštitni kablovi nadzemnog voda na određenim mestima moraju biti čvrsto pričvršćeni za zatezne izolatore sidrenih nosača (krajnji nosači 1 i 7, postavljeni na početku i kraju DV, kao što je prikazano na slici 5 i zategnuti na Između ankernih nosača ugrađuju se međunosači potrebni za podupiranje žica i kablova, uz pomoć nosećih vijenaca izolatora sa nosećim stezaljkama, na zadatoj visini (nosači 2, 3, 6), postavljenih na ravnom dijelu nadzemnog dijela vod; ugao (nosači 4 i 5), postavljen na skretanjima trase dalekovoda; prijelazni (nosači 2 i 3), ugrađen u rasponu nadzemnog voda koji prelazi bilo koju prirodnu prepreku ili inženjersku konstrukciju, na primjer, željeznicu ili autoput .

Rice. 5.

Razmak između sidrenih nosača naziva se sidreni raspon nadzemnog dalekovoda (slika 6). Horizontalna udaljenost između tačaka pričvršćivanja žice na susjednim nosačima naziva se dužina raspona L . Skica raspona nadzemnog voda prikazana je na Sl. 7. Dužina raspona se bira uglavnom iz ekonomskih razloga, osim za prelazne raspone, uzimajući u obzir i visinu nosača i progib žica i kablova, kao i broj nosača i izolatora duž cijele dužine nadzemlja. linija.

Rice. 6. : 1 – noseći vijenac od izolatora; 2 – zatezni vijenac; 3 – srednja podrška; 4 – anker nosač

Najmanja vertikalna udaljenost od tla do žice s najvećim progibom naziva se dimenzija linije do tla - h . Dimenzije vodova se moraju održavati za sve nazivne napone, uzimajući u obzir rizik od blokiranja zračnog jaza između faznih provodnika i najviše tačke terena. Takođe je potrebno uzeti u obzir ekološke aspekte uticaja velikih elektromagnetnih polja na žive organizme i biljke.

Najveće odstupanje fazne žice f p ili gromobranski kabel f t od horizontale pod utjecajem ravnomjerno raspoređenog opterećenja od vlastite mase, mase leda i pritiska vjetra naziva se strijelom sag. Da bi se spriječilo zaplitanje žica, progib kabla je 0,5 - 1,5 m manji od progiba žice.

Konstruktivni elementi nadzemnih vodova, kao što su fazne žice, kablovi, vijenci izolatora, imaju značajnu masu, pa sile koje djeluju na jedan nosač dostižu stotine hiljada Njutna (N). Gravitacijske sile na žicu od težine žice, težine zateznih struna izolatora i ledenih formacija su usmjerene normalno prema dolje, a sile uzrokovane pritiskom vjetra su usmjerene normalno od vektora strujanja vjetra, kao što je prikazano na sl. . 7.

Rice. 7.

Kako bi se smanjila induktivna reaktancija i povećao kapacitet daljinskih nadzemnih vodova, koriste se različite varijante kompaktnih dalekovoda, čija je karakteristična karakteristika smanjena udaljenost između faznih žica. Kompaktni dalekovodi imaju uži prostorni koridor, niži nivo jačine električnog polja na nivou tla i omogućavaju tehničku implementaciju kontrole parametara vodova (kontrolisani samokompenzacioni vodovi i vodovi sa nekonvencionalnom konfiguracijom podeljenih faza).

2. Kabelski vod

Kabelski vod (CL) se sastoji od jednog ili više kablova i kablovskih spojnica za povezivanje kablova i za povezivanje kablova na električne uređaje ili sabirnice distributivnih uređaja.

Za razliku od nadzemnih vodova, kablovi se polažu ne samo na otvorenom, već iu zatvorenom prostoru (slika 8), u zemlji i vodi. Zbog toga su CL podložni vlazi, hemijskoj agresivnosti vode i tla, mehaničkim oštećenjima tokom iskopa i pomjeranju tla za vrijeme obilnih kiša i poplava. Dizajn kablova i konstrukcija za polaganje kablova mora da obezbedi zaštitu od navedenih uticaja.

Rice. 8.

Prema nazivnom naponu, kablovi se dele u tri grupe: kablovi niskog napona(do 1 kV), kablovi srednji napon(6…35 kV), kablovi visokog napona(110 kV i više). Prema vrsti struje razlikuju se AC i DC kablovi.

Izvedeni su kablovi za napajanje single-core, two-core, three-core, four-core i pet-core. Visokonaponski kablovi su napravljeni od jednožilnih; dvožilni – DC kablovi; trožilni – srednjenaponski kablovi.

Niskonaponski kablovi se izrađuju sa do pet jezgara. Takvi kablovi mogu imati jednofazni, dvofazni ili trofazni vodič, kao i nulti radni vodič N i nulto zaštitno jezgro RE ili kombinovano nulto radno i zaštitno jezgro OLOVKA .

Na osnovu materijala strujnih žila, kablovi sa aluminijumskih i bakarnih provodnika. Zbog oskudice bakra, najširu primjenu imaju kablovi sa aluminijskim provodnicima. Koristi se kao izolacijski materijal kablovski papir impregniran kolofonijskim uljem, plastika i guma. Postoje kablovi sa normalnom impregnacijom, osiromašenom impregnacijom i impregnacijom sa sastavom koji ne kapa. Kablovi sa osiromašenom ili nedrenirnom impregnacijom polažu se duž trase s velikom razlikom u visini ili duž vertikalnih dijelova trase.

Izvode se visokonaponski kablovi punjeni uljem ili plinom. U ovim kablovima papirna izolacija je punjena uljem ili gasom pod pritiskom.

Zaštita izolacije od isušivanja i prodora zraka i vlage osigurava se nanošenjem zaptivene ljuske na izolaciju. Kabl je zaštićen oklopom od mogućih mehaničkih oštećenja. Za zaštitu od agresivnosti vanjskog okruženja koristi se vanjski zaštitni poklopac.

Prilikom proučavanja kablovskih vodova, preporučljivo je napomenuti supravodljivi kablovi za dalekovodečiji je dizajn zasnovan na fenomenu supravodljivosti. U pojednostavljenom obliku, fenomen superprovodljivost u metalima može se predstaviti na sljedeći način. Kulonove odbojne sile djeluju između elektrona kao između slično nabijenih čestica. Međutim, na ultra niskim temperaturama za supravodljive materijale (što uključuje 27 čistih metala i veliki broj specijalnih legura i spojeva), priroda interakcije elektrona međusobno i sa atomskom rešetkom značajno se mijenja. Kao rezultat, postaje moguće privući elektrone i formirati takozvane elektronske (Cooperove) parove. Pojava ovih parova, njihovo povećanje i formiranje "kondenzata" elektronskih parova objašnjava pojavu supravodljivosti. Sa povećanjem temperature, neki elektroni postaju termički pobuđeni i prelaze u jedno stanje. Na određenoj takozvanoj kritičnoj temperaturi svi elektroni postaju normalni i stanje supravodljivosti nestaje. Ista stvar se dešava kada se napetost poveća. magnetno premala. Kritične temperature supravodljivih legura i spojeva koji se koriste u tehnici su 10 - 18 K, tj. od –263 do –255°S.

Prvi projekti, eksperimentalni modeli i prototipovi takvih kablova u savitljivim valovitim kriostatskim omotačima implementirani su tek 70-80-ih godina 20. stoljeća. Kao superprovodnik korišćene su trake na bazi intermetalnog jedinjenja niobijuma sa kalajem, hlađene tečnim helijumom.

1986. godine, fenomen je otkriven visokotemperaturna superprovodljivost, a već početkom 1987. dobijeni su provodnici ove vrste, a to su keramički materijali, čija je kritična temperatura povećana na 90 K. Približan sastav prvog visokotemperaturnog supraprovodnika je YBa 2 Cu 3 O 7– d (d< 0,2). Такой сверхпроводник представляет собой неупорядоченную систему мелких кристаллов, имеющих размер от 1 до 10 мкм, находящихся в слабом электрическом контакте друг с другом. К концу XX века были начаты и к этому времени достаточно продвинуты работы по созданию сверхпроводящих кабелей на основе высокотемпературных сверхпроводников. Такие кабели принципиально отличаются от своих предшественников. Жидкий азот, применяемый для охлаждения, на несколько порядков дешевле гелия, а его запасы практически безграничны. Очень важным является то, что жидкий азот при рабочих давлениях 0,8 - 1 МПа является прекрасным диэлектриком, превосходящим по своим свойствам пропиточные составы, используемые в традиционных кабелях.

Studije izvodljivosti pokazuju da će visokotemperaturni supravodljivi kablovi biti efikasniji u poređenju sa drugim tipovima prenosa energije čak i sa prenosnom snagom većom od 0,4 - 0,6 GVA, u zavisnosti od stvarne primene. Očekuje se da će se visokotemperaturni supravodljivi kablovi u budućnosti koristiti u energetskom sektoru kao strujni provodnici u elektranama kapaciteta preko 0,5 GW, kao i duboki vodovi u megapolise i velike energetski intenzivne komplekse. Istovremeno, potrebno je realno sagledati ekonomske aspekte i čitav spektar radova kako bi se osigurala pouzdanost ovakvih kablova u radu.

Međutim, treba napomenuti da je prilikom izgradnje novih i rekonstrukcije starih kablovskih vodova potrebno voditi se odredbama PJSC Rosseti, prema kojima je zabranjeno korištenje :

• kablovi za napajanje koji ne ispunjavaju postojeće zahtjeve zaštite od požara i emituju velike koncentracije toksičnih proizvoda tokom sagorijevanja;
• kablovi sa papirnato-uljnom izolacijom i punjeni uljem;
• kablovi napravljeni tehnologijom silanolnog umrežavanja (kompozicije za umrežavanje silanola sadrže kalemljene organofunkcionalne silanske grupe, a umrežavanje molekularnog lanca polietilena (PE), što dovodi do formiranja prostorne strukture, u ovom slučaju nastaje usled veza silicijum-kiseonik-silicij (Si-O-Si), a ne ugljik-ugljik (C-C), kao što je slučaj sa peroksidnim umrežavanjem).

Ovisno o dizajnu, kablovski proizvodi se dijele na kablovi , žice I kablovi .

Kabl– potpuno spreman za upotrebu tvornički izrađen električni proizvod, koji se sastoji od jedne ili više izolovanih strujnih jezgri (provodnika), obično zatvorenih u metalnu ili nemetalnu školjku, na vrhu koje, ovisno o uvjetima ugradnje i rad, može postojati odgovarajući zaštitni poklopac, koji uključuje oklop može biti uključen. Energetski kablovi, u zavisnosti od naponske klase, imaju od jedne do pet aluminijumskih ili bakrenih žila preseka od 1,5 do 2000 mm 2, od kojih sa poprečnim presekom do 16 mm 2 - jednožične, iznad - multi-wire.

Žice– jedan neizolovani ili jedan ili više izolovanih vodiča, na čijem se vrhu, u zavisnosti od ugradnje i uslova rada, može nalaziti nemetalni omotač, namotaj i (ili) oplet od vlaknastih materijala ili žice.

Cord– dva ili više izolovanih ili posebno fleksibilnih provodnika poprečnog presjeka do 1,5 mm 2, uvijenih ili paralelno položenih, preko kojih se, ovisno o ugradnji i uvjetima rada, može postaviti nemetalni omotač i zaštitni premazi primijenjeno.

Power line

Električni vodovi

Power line(elektrovod) - jedna od komponenti električne mreže, sistema energetske opreme dizajnirane za prijenos električne energije.

Prema MPTEP (Međuindustrijskim pravilima za tehnički rad potrošačkih električnih instalacija) Power line- Električni vod koji se proteže izvan elektrane ili trafostanice i dizajniran za prijenos električne energije.

Razlikovati zrak I kablovski vodovi.

Električni vodovi također prenose informacije pomoću visokofrekventnih signala; prema procjenama, u Rusiji se preko dalekovoda koristi oko 60 hiljada VF kanala. Koriste se za dispečersko upravljanje, prenos telemetrijskih podataka, signale relejne zaštite i automatizaciju u hitnim slučajevima.

Nadzemni vodovi

Nadzemni dalekovod(VL) - uređaj namijenjen za prijenos ili distribuciju električne energije putem žica koje se nalaze na otvorenom i pričvršćene pomoću traverzi (konzola), izolatora i armatura na nosače ili druge konstrukcije (mostove, nadvožnjake).

Sastav VL

• Uređaji za sekcioniranje
• Fiber-optički komunikacioni vodovi (u obliku zasebnih samonosivih kablova, ili ugrađeni u gromobran ili strujnu žicu)
• Pomoćna oprema za operativne potrebe (visokofrekventna komunikaciona oprema, kapacitivni odvod snage, itd.)

Dokumenti koji regulišu nadzemne vodove

Klasifikacija nadzemnih vodova

Po vrsti struje

• AC nadzemni vod
• DC nadzemni vod

U osnovi, nadzemni vodovi se koriste za prijenos naizmjenične struje i samo u nekim slučajevima (na primjer, za povezivanje elektroenergetskih sistema, napajanje kontaktnih mreža, itd.) koriste vodove jednosmjerne struje.

Za nadzemne vodove naizmjenične struje usvojena je sljedeća skala klasa napona: naizmjenični - 0,4, 6, 10, (20), 35, 110, 150, 220, 330, 400 (trafostanica Vyborg - Finska), 500, 750 i 1150 kV; konstantna - 400 kV.

Po namjeni

• nadzemni vodovi na ultra velike udaljenosti napona od 500 kV i više (predviđeni za povezivanje pojedinačnih elektroenergetskih sistema)
• magistralni nadzemni vodovi napona 220 i 330 kV (predviđeni za prenos energije iz moćnih elektrana, kao i za povezivanje elektroenergetskih sistema i kombinovanje elektrana unutar elektroenergetskih sistema - na primer, povezuju elektrane sa distributivnim tačkama)
• distributivni nadzemni vodovi napona 35, 110 i 150 kV (predviđeni za napajanje preduzeća i naselja velikih površina - povezivanje distributivnih tačaka sa potrošačima)
• Nadzemni vodovi 20 kV i ispod, za napajanje potrošača električnom energijom

Po naponu

• Nadzemni vodovi do 1 kV (nadzemni vodovi najniže naponske klase)
• Nadzemni vodovi iznad 1 kV
  • Nadzemni vodovi 1-35 kV (nadzemni vodovi srednje naponske klase)
  • Nadzemni vodovi 110-220 kV (nadzemni vodovi visokonaponske klase)
  • Nadzemni vodovi 330-500 kV (nadzemni vodovi ultravisoke naponske klase)
  • Nadzemni vodovi 750 kV i više (nadzemni vodovi ultravisoke naponske klase)

Ove grupe se značajno razlikuju uglavnom po zahtjevima u pogledu projektnih uvjeta i konstrukcija.

Prema načinu rada neutralnih u električnim instalacijama

• Trofazne mreže sa neuzemljenim (izolovanim) neutralima (neutral nije spojen na uređaj za uzemljenje ili je na njega povezan preko uređaja sa visokim otporom). U Rusiji se ovaj neutralni način koristi u mrežama s naponom od 3-35 kV s malim strujama jednofaznih zemljospoja.
• Trofazne mreže sa rezonantno uzemljenim (kompenziranim) neutralima (neutralna sabirnica je povezana na uzemljenje preko induktivnosti). U Rusiji se koristi u mrežama napona 3-35 kV sa visokim strujama jednofaznih zemljospoja.
• Trofazne mreže sa efektivno uzemljenim neutralima (mreže visokog i ultra visokog napona, čiji su neutrali direktno ili preko malog aktivnog otpora povezani sa zemljom). U Rusiji su to mreže napona 110, 150 i djelimično 220 kV, tj. mreže u kojima se koriste transformatori, a ne autotransformatori, koji zahtijevaju obavezno čvrsto uzemljenje nule prema načinu rada.
• Mreže sa čvrsto uzemljenim neutralnim elementom (neutral transformatora ili generatora je povezan na uređaj za uzemljenje direktno ili preko malog otpora). To uključuje mreže napona manjeg od 1 kV, kao i mreže napona od 220 kV i više.

Prema načinu rada ovisno o mehaničkom stanju

• Nadzemni vod normalnog rada (žice i kablovi nisu pokidani)
• Nadzemni vodovi hitnog rada (u slučaju potpunog ili djelomičnog lomljenja žica i kablova)
• Nadzemni vodovi načina instalacije (prilikom ugradnje nosača, žica i kablova)

Glavni elementi nadzemnih vodova

• Ruta- položaj ose nadzemnog voda na površini zemlje.
• Piketi(PC) - segmenti na koje je trasa podijeljena, dužina PC ovisi o nazivnom naponu nadzemnog voda i vrsti terena.
• Znak za nulu označava početak rute.
• Centar znak označava središnju lokaciju oslonca in situ na trasi nadzemnog voda u izgradnji.
• Piketiranje proizvodnje- postavljanje piketa i centralnih znakova na trasi u skladu sa listom postavljanja podrške.
• Podrška fondacija- konstrukcija koja je ugrađena u tlo ili je na njemu naslonjena i na nju prenosi opterećenja od nosača, izolatora, žica (kablova) i od vanjskih utjecaja (led, vjetar).
• Temeljna baza- tlo donjeg dijela jame, koje apsorbira opterećenje.
• Raspon(dužina raspona) - udaljenost između središta dva nosača na kojima su žice obješene. Razlikovati srednji(između dva susjedna srednja oslonca) i sidro(između sidrenih nosača) rasponi. Prijelazni raspon- raspon koji prelazi bilo koju strukturu ili prirodnu prepreku (rijeku, jarugu).
• Ugao rotacije linije- ugao α između pravaca trase DV u susjednim rasponima (prije i poslije skretanja).
• Sag- okomito rastojanje između najniže tačke žice u rasponu i prave linije koja povezuje tačke njenog pričvršćenja na nosače.
• Veličina žice- vertikalno rastojanje od najniže tačke žice u rasponu do ukrštanja inženjerskih objekata, površine zemlje ili vode.
• Plume (petlja) - komad žice koji povezuje zategnute žice susjednih sidrenih raspona na sidrenom nosaču.

Kablovski vodovi

Kabelski vod(CL) - naziva se vod za prijenos električne energije ili pojedinačnih impulsa iste, koji se sastoji od jednog ili više paralelnih kabela sa veznim, zaključavajućim i krajnjim spojnicama (klemama) i spojnicama, a za vodove punjene uljem, osim toga, sa uređajima za napajanje i ulja za alarmni sistem pritiska

Po klasifikaciji kablovski vodovi su slični nadzemnim vodovima

Kablovski vodovi se dijele prema uslovima prolaza

• Underground
• Po zgradama
• Pod vodom

kablovske strukture uključuju

• Kablovski tunel- zatvorenu konstrukciju (hodnik) u kojoj se nalaze noseće konstrukcije za postavljanje kablova i kablovskih spojnica na njih, sa slobodnim prolazom po cijeloj dužini, što omogućava polaganje kablova, popravke i preglede kablovskih vodova.

• kablovski kanal- zatvorenu i ukopanu (djelomično ili potpuno) u zemlju, pod, plafon itd., neprohodnu konstrukciju predviđenu za smještaj kablova, čija se instalacija, pregled i popravka mogu vršiti samo sa uklonjenim stropom.

• Rudnik kablova- vertikalna kablovska konstrukcija (obično pravokutnog poprečnog presjeka), čija je visina nekoliko puta veća od bočne strane presjeka, opremljena nosačima ili ljestvama za kretanje po njoj (kroz šahtove) ili potpuno ili djelomično uklonjivi zid (neprolazne osovine).

• Kabelski pod- dio zgrade omeđen podom i plafonom ili pokrivačem, sa razmakom između poda i izbočenih dijelova stropa ili pokrivača od najmanje 1,8 m.

• Dvostruki kat- šupljina ograničena zidovima prostorije, međuspratnim plafonom i podom prostorije sa uklonjivim pločama (preko cijele ili dijela površine).

• Cable block- kablovsku konstrukciju sa cijevima (kanalima) za polaganje kablova u njima sa pripadajućim bunarima.

• Kablovska kamera- podzemna kablovska konstrukcija, obložena slijepom betonskom pločom koja se može skinuti, namijenjena za polaganje kablovskih spojnica ili za uvlačenje kablova u blokove. Komora koja ima otvor za ulazak u nju naziva se bunar za kablove.

• Regal za kablove- nadzemna ili nadzemna otvorena horizontalna ili nagnuta produžena kablovska konstrukcija. Regal za kablove može biti prolazni ili neprolazni.

• Galerija kablova- nadzemna ili nadzemna, potpuno ili djelomično zatvorena (na primjer, bez bočnih zidova), horizontalna ili nagnuta konstrukcija produženog kabelskog prolaza.

Po vrsti izolacije

Izolacija kablovskih vodova podijeljena je u dvije glavne vrste:

• tečnost
  • kablovsko ulje
• teško
  • papir-ulje
  • polivinil hlorid (PVC)
  • gumeni papir (RIP)
  • umreženi polietilen (XLPE)
  • etilen propilen guma (EPR)

Izolacija sa gasovitim materijama i neke vrste tečnih i čvrstih izolacija nisu ovde navedene zbog njihove relativno retke upotrebe u vreme pisanja.

Gubici u dalekovodima

Gubici električne energije u žicama ovise o jačini struje, stoga se pri prijenosu na velike udaljenosti napon povećava višestruko (smanjujući jačinu struje za isti iznos) pomoću transformatora, koji pri prijenosu iste snage može značajno smanjiti gubici. Međutim, kako se napon povećava, počinju se javljati različite vrste pražnjenja.

Druga važna veličina koja utiče na efikasnost dalekovoda je cos(f) - veličina koja karakteriše odnos aktivne i reaktivne snage.

U nadzemnim vodovima ultravisokog napona postoje gubici aktivne snage zbog korone (koronsko pražnjenje). Ovi gubici u velikoj meri zavise od vremenskih uslova (u suvom vremenu gubici su manji, odnosno kod kiše, kiše, snega ovi gubici se povećavaju) i cepanja žice u fazama linije. Gubici koronom za vodove različitih napona imaju svoje vrijednosti (za nadzemni vod 500 kV prosječni godišnji gubici korone su oko ΔR = 9,0 -11,0 kW/km). Budući da koronsko pražnjenje ovisi o napetosti na površini žice, fazno cijepanje se koristi za smanjenje ove napetosti u nadzemnim vodovima ultra visokog napona. To jest, umjesto jedne žice, koriste se tri ili više žica u fazi. Ove žice se nalaze na jednakoj udaljenosti jedna od druge. Dobija se ekvivalentni polumjer podijeljene faze, čime se smanjuje napon na zasebnoj žici, što zauzvrat smanjuje gubitke korone.

Književnost

• Elektroinstalacijski radovi. U 11 knjiga. Book 8. Dio 1. Nadzemni dalekovodi: Udžbenik. dodatak za stručne škole. / Magidin F. A.; Ed. A. N. Trifonova. - M.: Viša škola, 1991. - 208 s ISBN 5-06-001074-0
• Rozhkova L. D., Kozulin V. S. Električna oprema stanica i trafostanica: Udžbenik za tehničke škole. - 3. izd., revidirano. i dodatne - M.: Energoatomizdat, 1987. - 648 str.: ilustr. BBK 31.277.1 R63
• Projektovanje električnog dijela stanica i trafostanica: Udžbenik. dodatak / Petrova S.S.; Ed. S.A. Martynov. - L.: LPI im. M.I. Kalašnjikov, 1980. - 76 str. UDK 621.311.2(0.75.8)