Что из себя представляет линия электропередачи

Сегодня мы подготовили материал по теме: "что из себя представляет линия электропередачи" с советами и комментариями.

Воздушные и кабельные линии электропередачи: краткая характеристика, достоинства и недостатки

Линии электропередачи предназначены для передачи электрической энергии от источника питания (электростанций) к потребителям – в дома, учреждения, на различные предприятия. Электроэнергия от электростанции до конечного потребителя проходит большой путь через множество различных повышающих и понижающих распределительных подстанций, между которыми электроэнергия передается при помощи воздушных и кабельных линий электропередач.

Рассмотрим, что собой представляют воздушные и кабельные линии электропередачи, приведем их достоинства и недостатки.

Воздушные линии электропередачи

Передача электроэнергии по воздушной линии электропередачи (ВЛ) осуществляется по проводам, которые находятся на открытом воздухе и поддерживаются над землей на опорах при помощи специальных креплений (траверс), изоляторов и других приспособлений, используемых для крепления, соединения и ответвления проводов. Все эти устройства называют линейная арматура воздушных линий электропередачи.

Линия электропередач со стороны источника питания и со стороны потребителя подключается к оборудованию распределительного устройства подстанции. Если электрооборудование располагается вне помещений, под открытым небом, то такое распределительное устройство называется ОРУ – открытое распределительное устройство.

Воздушная линия подводится к линейному порталу – конструкции, к которой через изоляторы подвешиваются провода. От линейного портала к проводникам линии подключаются спуски к линейным разъединителям.

Помимо распределительных подстанций со стороны источника питания и потребителя разъединители могут быть установлены и на линии электропередач.

Разъединитель – элемент оборудования, предназначенный для коммутации (включения и отключения) и создания видимого разрыва в электрической цепи для обеспечения безопасности при обслуживании линии электропередач и других элементов электрооборудования.

На линиях электропередач разъединитель может быть установлен на протяженной линии, а также на отпайках (ответвлениях) для возможности разделения линии для удобства поиска места повреждения и при необходимости выполнения ремонтных работ.

Если распределительное устройство подстанции выполнено в помещении (закрытое распределительное устройство), то должен быть реализован ввод воздушной линии в здание.

Для ввода воздушной линии на стене здания монтируется траверса с изоляторами, к которой подводятся проводники ВЛ. К проводникам подключается кабель, который заходит в здание через монтированную в стене трубу.

Ввод ВЛ в здание может быть выполнен при помощи трубостойки, которая монтируется на крыше здания, либо вблизи здания, при этом ввод кабель в здание будет осуществляться также через трубу.

В служебно-технических зданиях вместо труб для ввода кабеля могут быть выполнены отверстия в стене. Если ввод ВЛ в здание выполнен кабелем, то такая линия считается кабельно-воздушной (КВЛ) – это нужно учитывать при эксплуатации линии.

Линейный ввод может быть выполнен без применения кабеля, для этого используются специальные проходные изоляторы. Проходные изоляторы монтируются в стене здания, снаружи к вводам подключаются проводники линии электропередачи, а внутри здания подключается гибкая ошиновка либо жесткие шины плоского, трубчатого или коробчатого сечения.

Для защиты от возможных перенапряжений на первой опоре ВЛ или на спусках к линейному разъединителю, а также на вводах комплектных трансформаторных подстанций (КТП) или мачтовых (столбовых) подстанций, установленных на линии, устанавливаются разрядники или ОПН.

Кроме того, на ВЛ напряжением 35 кВ и выше для защиты от грозовых перенапряжений по всей длине линии над фазными проводниками монтируется грозозащитный трос, а на линейных порталах распределительных подстанций по обоим концам линии – молниеотводы.

Основные преимущества воздушной линии электропередачи:

меньшая стоимость, по сравнению с кабельными линиями;

простота поиска и устранения повреждения.

Наиболее распространенные виды повреждения воздушной линии — обрыв провода, повреждение изолятора или другого конструктивного элемента ВЛ.

Данные повреждения диагностируются визуальным осмотром при обходе линии после аварийного отключения и устраняются в большинстве случаев быстро, без необходимости применения специализированного оборудования, испытательных установок и проведения земляных работ. Исключение составляют случаи наличия пробоя изолятора на одной из опор.

В данном случае при снижении диэлектрической прочности изолятора через него будет протекать утечка тока и на данном участке электроустановки будет зафиксировано наличие замыкания на землю.

К преимуществам воздушных линий электропередач можно также отнести возможность передачи по проводам ЛЭП высокочастотных (ВЧ) сигналов, которые используются для телефонной связи, передачи телеметрических данных, данных средств систем автоматизированного диспетчерского технологического управления (АСДТУ), сигналов устройств релейной защиты и автоматики.

Для реализации ВЧ-канала связи между подстанциями в начале и конце линии на линейном портале устанавливается специальное оборудование: высокочастотный заградитель, конденсатор связи, фильтр присоединения и ряд других устройств, посредством которых осуществляется прием, преобразование и передача ВЧ-сигналов по линиям электропередач.

Кроме того, опоры ВЛ могут использоваться для прокладки волоконно-оптических линий связи. Оптический кабель бывает разных типов. Обычный кабель связи крепится или навивается на один из фазных проводников или на грозозащитный трос. Самонесущий неметаллический кабель связи может прокладываться по опорам ВЛ самостоятельно. Существуют также волоконно-оптические линии связи, встроенные в фазный провод или в грозозащитный трос.

Недостатками ВЛ является:

большая площадь охранной зоны: в зависимости от класса напряжения от 10 до 55 м с обеих сторон от крайних проводов ВЛ;

высокая вероятность возникновения грозовых перенапряжений при ударе молнии, а также повреждение ВЛ из-за неблагоприятных погодных условий: в результате схлестывания проводов, обрыва провода с изолятора или разрыва проводника от ветра или падения деревьев, а также по причине обледенения проводов;

возможность повреждения при выполнении работ со спецтехникой вблизи линии с несоблюдением допустимого расстояния до проводов ВЛ (в зависимости от класса напряжения от 1 до 10 м), а также при провозе под линией негабаритного груза или транспорта;

возможность поражения электрическим током в случае приближения людей к поврежденному участку ВЛ, к проводу, лежащему на земле (действие шагового напряжения). Также опасность представляет приближение к проводам исправной ВЛ на недопустимое расстояние;

с точки зрения воздействия на экологию, ВЛ являются источником опасности для птиц, которые нередко погибают от поражения электрическим током.

Кабельные линии электропередачи

Кабельная линия электропередачи – это линия электропередачи, которая состоит из одного или нескольких проложенных параллельно кабелей, концевых и соединительных муфт, а также различных крепежных элементов.

Читайте так же:  Дает ли владение домом право претендовать на участок под ним

Кабель состоит из двух и более токопроводящих жил, каждая жила имеет изолирующий покров, а все жилы в целом закрыты внешней изолирующей оболочкой.

В зависимости от типа, кабель конструктивно может иметь ряд других составляющих: металлический трос, оболочка (алюминиевая или стальная), заполнитель промежутков между жилами, защитная броня (ленточная или проволочная), герметизирующий слой и ряд других промежуточных слоев изоляции.

Существуют отдельные типы кабелей, в которых для обеспечения требуемых изоляционных характеристик закачивается специальный газ или масло, находящиеся в полости кабеля под определенным давлением.

Преимущества кабельных линий следующие:

охранная зона кабельной линии – 1 м от кабеля в обе стороны, независимо от класса напряжения;

широкая область применения, возможность выбора оптимального способа прокладки, в зависимости от местных условий. Кабель можно проложить в земле, на опорах, в тоннелях, блоках, лотках, каналах, галереях, коллекторах и др. Возможность оперативного подключения электроснабжения временных объектов без необходимости проведения сложных электромонтажных работ;

защищенность от неблагоприятных погодных условий, грозовых перенапряжений;

безопасность при эксплуатации, что позволяет прокладывать линии электропередачи в населенных пунктах в местах скопления людей, интенсивного движения транспорта, а также в других местах, где строительство ВЛ затруднено или невозможно;

отсутствие доступа к линии посторонним лицам.

Недостатки кабельных линий:

чрезмерные смещения и просадки грунта могут привести к деформации, растяжению и как следствие повреждению кабельной линии;

вероятность механических повреждений в результате проведения несогласованных земляных работ вблизи кабельной трассы;

более сложный, по сравнению с ВЛ, поиск и устранение поврежденного участка. Для устранения повреждения необходимо проведение земляных работ, наличие специализированного оборудования для поиска места повреждения, проверки изоляции линии, а также оборудование для монтажа соединительных муфт. После ликвидации повреждения требуется проверка правильности фазировки.

Линии электропередачи постоянного тока

Преимущества линий электропередач постоянного тока состоят в следующем:

1. Предел передаваемой мощности по линии не зависит от ее длины и значительно больше, чем у линий электропередач переменного тока;

2. Снимается понятие предела по статической устойчивости, характерные для воздушных линий электропередачи переменного тока;

3. Энергосистемы, связанные воздушные линии электропередачи постоянного тока могут работать несинхронно или с различными частотами;

4. Требуется лишь два провода вместо трех или даже один, если использовать в качестве второго землю.

На рис. 1. приведена схема передачи постоянного тока, осуществленная по биполярной схеме («два полюса — земля»).

На этом рисунке UD и UZ, преобразовательные (выпрямительная и инвекторная) подстанции; L — реактор или фильтр для уменьшения влияния высоких гармоник, пульсации напряжения и аварийных токов; rл -сопротивление линии; G, Т — генераторы и трансформаторы.

Выработка и потребление электроэнергии осуществляется на переменном токе.

Рис.1. Схема передачи постоянного тока в послеаварийном режиме

Основные элементы линии постоянного тока:

1. Управляемые высоковольтные выпрямители из которых собирается схема преобразовательной подстанции.

2. Управляемые высоковольтные инверторы, из них также собирается схема преобразовательной подстанции.

Схема инверторной подстанции принципиально не отличается от схемы выпрямительной подстанции, так как выпрямители обратимы. Единственное отличие состоит в том, что на инверторной подстанции приходится устанавливать компенсирующие устройства, конденсаторы, либо синхронные компенсаторы для выдачи инверторам реактивной мощности, которая составляет около 50. 60% передаваемой активной мощности.

Средние точки обоих преобразовательных подстанций в биполярной передаче заземлены, а полюсы изолированы.

Напряжение полюса UП равно напряжению между полюсом и землей. Например, на передаче энергии Волгоград — Донбасс напряжение полюса относительно земли +400 кВ, а второго — 400 кВ. Напряжение Ud между полюсами 800 кВ. Передача может быть разделена на две независимые полуцепи. В нормальном режиме при равных точках в полуцепях ток через землю близок к нулю. Обе полуцепи передачи могут работать автономно и в случае аварии одного полюса половина мощности может передаваться по другому полюсу с возвратом через землю.

При аварии одного полюса или одной полуцепи вторая полуцепь может работать по униполярной схеме.

Рис. 2. Схема передачи постоянного тока в послеаварийном режиме

В униполярной передаче заземлен один из полюсов и имеется один провод, изолированный от земли. Второй провод либо заземлен с двух сторон передачи, либо отсутствует. Такой заземленный второй провод применяется в тех случаях, когда недопустимо применение тока в земле (например, при вводах в крупные города). Как правило, одна цепь униполярной передачи может состоять из одного провода и земли, а биполярная — из двух проводов. Описан опыт длительного пропускания постоянного тока через землю до 1200 А.

Униполярные схемы применяются для передачи небольших мощностей до 100. 200МВт на небольшие расстояния. Большие мощности на большие расстояния целесообразно передавать по биполярным схемам.

Преобразовательные подстанции из-за сложного и дорогостоящего оборудования очень увеличивают стоимость передач постоянного тока. В тоже время сама линия постоянного тока стоит дешевле, чем линия переменного тока, из-за меньшего количества проводов, изоляторов, линейной арматуры и более легких опор.

Пропускная способность мощности линии постоянного тока определяется значением и разностью напряжений по концам линии, ограничивается активными сопротивлениями линиями и концевых устройств, а также мощностью преобразовательных подстанций.

Однако пропускная способность мощности линии постоянного тока значительно больше, чем у линии переменного тока.

Полная мощность биполярной передачи линии Волгоград — Донбасс напряжением Ud = 800 кВ составляет 720 МВт. Введена в эксплуатацию крупнейшая в мире линия Экибастуз — Центр с UП = ±750 кВ, напряжением между полюсами Ud = 1500 кВ и длиной 2500 км. Пропускная способность мощности может быть доведена до 6000 МВт.

Основная область применения линий постоянного тока — передача больших мощностей на дальние расстояния. Однако особые свойства этих линий позволяют с успехом использовать их и в других случаях. Например, линии постоянного тока оказываются эффективными при необходимости пересечения морских проливов, а также связи несинхронных систем или систем, работающих с разной частотой (так называемые вставки постоянного тока).

Наряду с линиями постоянного тока высокого и сверхвысокого напряжения в военном деле применяются и линии постоянного тока малого и среднего напряжения.

Широкое распространение получили следующие напряжения: малые напряжения — 6, 12, 24, 36,48, 60 вольт, средние напряжения — 110, 220, 400 вольт.

Читайте так же:  Почему сладкий лук хранится хуже, чем злой

Для всех напряжений линии постоянного тока имеют следующие достоинства:

1. Они не требуют расчета устойчивости.

2. Напряжение в таких линиях более равномерно, так как в установившемся режиме они не генерируют реактивной мощности.

3. Конструкции линий постоянного тока проще, чем переменного: меньше число гирлянд изоляторов, меньшая затрата металла.

4. Направление потока мощности можно изменять (реверсивные линии).

1. Необходимость сооружения сложных концевых подстанций с большим числом преобразователей напряжения и вспомогательной аппаратуры. Известно, что выпрямители и инверторы сильно искажают форму кривой напряжения на стороне переменного тока. Поэтому приходится ставить мощные сглаживающие устройства, что значительно снижает надежность.

2. Отбор мощности от линии постоянного тока пока затруднителен.

3. В линиях постоянного тока требуется, чтобы перед включением были примерно одинаковыми полярность и напряжения по обоим концам.

Таким образом, возможно сделать вывод, что из-за больших затрат к0 (рис.3) строительство линий электропередач постоянного тока (кривая 2) становится экономически целесообразным только при больших расстояниях равных примерно 1000. 1200 км (точка m).

Рис. 3. Зависимость капитальных затрат к от длины линии l для переменного тока — 1 и для постоянного тока — 2

Воздушные линии электропередач

Во многих сферах человеческой деятельности применяется электричество. Чтобы доставить электрическую энергию от подстанции через тысячи километров до потребителей применяются многочисленные системы.

В подобные системы входят специальные агрегаты, которые повышают и понижают напряжение в сети. Устройства передают напряжение с соответствующими характеристиками по проводам по воздуху или специальным кабель-каналам. Все эти провода формируют линию электропередач.

Рассмотрев особенности воздушных линий электропередачи, можно понять их особенности эксплуатации и обслуживания.

Особенности воздушных и кабельных линий электропередач

Система передачи электричества от подстанции к потребителю предполагает использование различной силовой аппаратуры и коммуникаций. Провода могут пролегать в специальных каналах или крепиться к опорам при помощи изоляторов и арматуры.

Выбор того или иного способа коммуникаций зависит от условий эксплуатации. Строительство воздушной линии электропередачи обходится на 25-30% дешевле, чем обустройство канала для кабеля под землей. Однако обе разновидности монтажа линий высоковольтных проводов применяются повсеместно. При этом обязательно учитываются существующие нормы и правила при строительстве всех элементов системы.

Главной характеристикой линии электропередач является ее мощность. Именно от мощности зависят используемые устройства, тип кабеля и другая аппаратура.

Существует два основных требования при обустройстве воздушных и кабельных линий электропередач:

  • все элементы системы способствуют надежной передаче электроэнергии высокой мощности на требуемое расстояние;
  • линии должны быть безопасными для оборудования, людей и животных.

Существующие условия окружающей среды не должны оказывать воздействие на выполнение системой функции по передаче электрической энергии. Ураганный ветер, снег, наледь, вибрация, колебания температуры не должны нарушать работу линии электропередач. Поэтому при строительстве объекта учитываются возможные механические воздействия, климатические условия.

Испытание воздушных линий электропередач

Прежде чем подключить новую установку к электричеству, строительной организацией проводятся соответствующие испытания, в ходе которых проверяется:

  • правильность установки опор;
  • соответствие монтажа провода и тросов существующим нормам и требованиям;
  • заземление опорных столбов.

Процесс замеров фиксируется в соответствующих протоколах и актах. К приемке представляются новые установки, которые ограждаются подстанциями с обеих сторон.

Организации, обслуживающие воздушные линии электропередач

Проводить возведение, обслуживание сетей электропередач могут только те компании, которые получили лицензию на право осуществления подобной деятельности.

Обслуживанием воздушных линии электропередач занимаются различные крупные и мелкие компании. Среди солидных предприятий, которые занимаются возведением и обслуживанием линий электропередач, можно выделить ПАО «ФСК ЕЭС», которая состоит из нескольких региональных и дочерних компаний.

Обслуживание ВЛ проводят АО «ЭлектроСетьСервис ЕНЭС», инженерная компания «РосАльфа» и другие. Во многих регионах есть свои предприятия, которые занимаются данным видом деятельности.

Классификация и характеристики воздушных линий электропередач

Линии передачи электричества, расположенные на открытом воздухе, называются воздушными и обозначают буквами «ВЛ». Проводники ВЛ проходят по воздуху. Эти элементы закрепляются при помощи специальной арматуры к опорным столбам, мостам, путепроводам. Не обязательно это высоковольтные установки.

Процесс строительства подобных объектов организовывается в соответствии с нормами правил устройства электроустановок. Это позволяет создавать надежные, безопасные в эксплуатации конструкции.

В процессе обустройства воздушной линии электропередач руководствуются строительными нормами и правилами. Заниматься подобной деятельностью могут только специальные компании, которые имеют все необходимые допуски. Персонал таких организаций должен обладать не только соответствующей квалификацией, но и достаточным опытом работы.

Существует определенная классификация, которая применяется к представленным объектам. По роду тока, протекающего в проводах, бывают линии переменного и постоянного тока. Воздушные линии электропередач отличаются показателем номинального напряжения.

Существуют следующие категории систем:

  • линии переменного тока: 1150, 750, 500, 400, 330, 220, 150, 110, 35, 10, 6 кВ. Самым малым номиналом обладает линия 0,4 кВ.
  • линии постоянного тока проводят электричество номиналом исключительно 400 кВ.
Видео (кликните для воспроизведения).

В зависимости от категории напряжения различают 5 классов коммуникаций. Каждая из коммуникаций отличается конструктивным исполнением, расчетными условиями эксплуатации.

Выделяют следующие разновидности:

  1. Низший класс. По линии передается напряжение до 1 кВ.
  2. Средний класс. Проводники передают электричество от 1 до 35 кВ.
  3. Высокий класс. Кабель рассчитан на напряжение от 110 до 220 кВ.
  4. Сверхвысокий класс. Линия транспортирует ток от 330 до 500 кВ.
  5. Ультравысокий класс. Кабель способен передать электричество напряжением выше 750 кВ.

Это высоковольтные линии, которые применяются в различных сферах деятельности человечества.

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.

ВОЛС на воздушных линиях электропередачи

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) отличаются широкой пропускной способностью, высокой скоростью передачи сигналов, низким уровнем потерь, отсутствие чувствительности к электромагнитным помехам. Также подобные провода отличает малая масса и незначительные размеры.

Если сравнивать ВОЛС с медным кабелем, то новые системы отличаются высокой устойчивостью к перехвату сигнала, пожаробезопасностью и приемлемой стоимостью, ВОЛС постепенно вытесняют прочие виды проводников в магистральных линиях цифровых сетей.

Читайте так же:  Дефицит фосфора

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.

Провода и тросы воздушных линий электропередачи

Тросы и провода, которые применяются на воздушных коммуникационных электрических системах, подвергаются постоянным воздействиям климатических условий, активных химических примесей, которые находятся в воздухе.

Ранее при создании подобных систем коммуникаций использовался кабель с медными жилами. Сегодня для линий электропередач применяется алюминий, сталь, специальные сплавы алюминия со сталью или альдреем.

У одних ВЛ кабель состоит из многих жил, изготовленных из одного материала. В разрезе такое изделие может состоять из 7, 19, 37 отдельных проволок, скрученных воедино.

В других системах используются однопроволочные проводники, сечение кабеля у которых будет сплошное из одной жилы.

Также применяются многопроволочные изделия, в состав подобного кабеля входят проволоки из разных металлов. Например, это может быть сталь и алюминий или сталь и бронза.

Тип коммуникации зависит от особенностей эксплуатации.

Воздушные линии электропередач выше 1000 В

Существующие воздушные линии делятся на коммуникации до 1000 В и свыше 1000 В. Во втором случае строительные нормы и требования будут более строгими. Опоры могут иметь угловую с оттяжкой или анкерную конструкцию. Провод может быть только медным многопроволочным. Сечение составляет 10 мм 2 .

Прием и сдача объекта, предназначенного для передачи электричества напряжением выше 1000В, производится по установленной стандартами технологии. При сдаче в эксплуатацию проходит проверка изоляторов, соединения проводов, сопротивления заземления опор, тросов и оттяжек.

Технология монтажа воздушных линий электропередач

Монтаж воздушной линии производится в соответствии с установленными стандартами:

  1. Подготавливается участок для строительства.
  2. Собираются опорные конструкции.
  3. Далее, опоры поднимают и устанавливают на подготовленной площадке.
  4. После этого монтируются провода и тросы.
  5. Кабель раскатывается.
  6. Затем, провода соединяются при помощи обжатия, прессовки, термитной сваркой или болтовыми соединениями.
  7. Линии натягиваются и крепятся к опоре.
  8. Потом производится заземление системы.

В ходе монтажа идет постоянный контроль над соблюдением техники безопасности.

Габариты воздушных линий электропередач

Воздушная линия характеризуется таким показателем, как габарит. Габарит позволяет определить вертикальное расстояние от самой нижней точки провода до земли, водоема, связных коммуникаций, железной дороги, автомобильного шоссе и прочих поверхностей. Этот показатель четко регламентируется правилами устройства электроустановок.

Габариты воздушной линии устанавливаются на определенном допустимом уровне. На них влияет мощность коммуникаций, посещаемость местности людьми. Соответствие представленного показателя существующим нормам позволяет эксплуатировать и обслуживать систему максимально безопасно.

При наибольшей стреле провеса вертикальное расстояние до земли должно составлять минимум 6 м. Если линии электропередач проходят в малонаселенной местности, то этот показатель может быть уменьшен.

В труднодоступных отдаленных районах этот показатель может составлять всего лишь 3,5м. Если линия проходит в местности, где люди не бывают вообще, габариты может составить 1м.

Недопустимо, чтобы воздушная линия проходила над зданиями. Линии протягивают над лесом, посадкой, прочими зелеными насаждениями. Расстояние до крон деревьев должно составлять не менее 1м.

Капитальный ремонт и реконструкция воздушных линий электропередач

Капитальный ремонт и реконструкция проводят при определенной степени износа входящих в систему элементов или же из-за аварийного повреждения воздушных линий электропередач.

В ходе работ:

  • разрушенный фундамент восстанавливается;
  • опоры осматриваются на наличие трещин. На поверхность наносится антисептический раствор;
  • отслужившие опоры заменяются в соответствии с планом;
  • осуществляется частичная замена проводов и изоляторов;
  • при необходимости выполняется перетяжка некоторых участков кабеля.

После проводятся испытания нового оборудования и линии электропередач в целом.

Больше можно узнать на выставке «Электро».

Особенности влияния ЛЭП и электрифицированных железных дорог на сооружения связи

ВЛИЯНИЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Электроэнергия может передаваться по ЛЭП переменного и постоянного токов (рис. 11.6). Напряжения ЛЭП переменного тока: 3,3; 6,6; 11; 35; 220; 500 и 1050 кВ. Напряжения ЛЭП постоянного тока: 400; 500; 600; 800; 1000 кВ. Разрабатываются ЛЭП на 1500 кВ. На ЛЭП переменного тока используют, как правило, трехфазный ток (рис. 11.7). Режимы работы: 1) симметричный с изолированной нейтралью (рис. 11.7, а) или с заземленной нейтралью (рис. 11.7, б); 2) несимметричный по схеме «два провода-земля» (рис. 11.7, в). Линии с изолированной нейтралью применяются при напряжениях не свыше 35 кВ. При больших напряжениях, исходя из техники безопасности, нейтрали обязательно заземляются.
Рис. 11.6. Линия электропередачи переменного тока Рис. 11.7. Режим работы ЛЭП: а — симметричный с изолированной нейтралью; б — то же, с заземленной нейтралью; в — несимметричный; «два провода — земля».

Влияния, оказываемые ЛЭП на линии связи, могут быть электрическими и магнитными. В зависимости от режима работы ЛЭП преобладает то или иное влияние. Симметричные системы обладают высоким потенциалом и создают большие электрические воздействия (

). Несимметричные системы (с заземленной фазой) в аварийном режиме имеют большой уравнительный ток и являются источником сильных магнитных воздействий ( ). Заземленные ЛЭП оказывают гальваническое влияние.

Отметим, что линии связи находятся под влиянием ЛЭП как переменного тока, так и постоянного. Первые влияют в основном на частоте 50 Гц и на высших гармониках (главным образом в тональном диапазоне частот). Влияние вторых обусловлено наличием пульсирующих составляющих при выпрямлении тока преимущественно ртутными выпрямителями. Влияние гармонических составляющих распространяется на диапазон порядка 30 кГц и ухудшает качество трехканальных ВЧ систем передачи.

Сравнивая агрессивное воздействие ЛЭП переменного и постоянного токов на ЛС, можно отметить, что первые действуют гораздо сильнее, чем вторые, и требуют относа линий связи на значительное расстояние. По диапазону частот наиболее вредное воздействие оказывают ЛЭП постоянного тока (табл. 11.1).

Читайте так же:  Растение кубышка желтая
Показатель Ток
переменный постоянный
Частота, кГц 0,05…3 0…30
Сила влияния, усл. ед.
Относ трассы, км 0,1
Характер влияния Опасное Опасное, мешающее

При рассмотрении влияний на цепи связи различают нормальный, вынужденный и аварийный режимы работы высоковольтных линий.

Под нормальным понимается такой режим, при котором линия работает постоянно. Вынужденный режим — это тот, при котором линия вынуждена работать определенный промежуток времени в режиме, отличающемся от нормального. Аварийный режим возникает при нарушении нормальной работы высоковольтной линии, например при обрыве и заземлении провода одной из фаз трехфазной линии с заземленной нейтралью. При заземлении одной из фаз линии с изолированной нейтралью возникает неуравновешенное напряжение, равное 1,103 линейного напряжения

Влияющий ток, замыкающийся на каждой паре проводов высоковольтной линии, принято называть током прямой последовательности, а замыкающийся в цепи «провод—земля» — током нулевой последовательности. Наибольшее влияние на ЛС оказывают токи нулевой последовательности.

11.1.5. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Контактные сети магистральных и пригородных электрифицированных железных дорог, трамвая, троллейбуса (рис. 11.8) также оказывают влияние на линии связи. Напряжения в контактных сетях постоянного тока: трамваи и троллейбусы — 0,6 кВ, пригородная эл. ж. д. — 3,3 кВ. Напряжения в сетях переменного тока магистральных эл. ж. д. 25 кВ.

Электрифицированный транспорт представляет собой однопроводную несимметричную систему с использованием земли (рельсов) в качестве обратного провода, в которой протекает сильный неуравновешенный ток и возникает сильное магнитное влияние (

). Ток в контактных сетях эл. ж. д. может достигать нескольких сотен ампер.

Электрифицированный транспорт является источником и опасного, и мешающего влияний на ЛС. Наряду с магнитным существует гальваническое влияние.

Электрифицированные железные дороги переменного тока влияют в основном на частоте 50 Гц и в диапазоне тональных частот; эл. ж. д. постоянного тока за счет высших гармонических составляющих при выпрямлении тока действуют как в тональном, так и в высокочастотном диапазоне (до 30 кГц).

Сравнивая агрессивное воздействие на ЛС линий электропередачи и эл. ж. д., можно установить (табл. 11.2), что эл. ж. д., как однопроводная система, оказывает существенно более сильное и длительное влияние, чем ЛЭП.

Показатель ЛЭП Эл. ж. д.
Трасса Неизвестна Известна
Длительность действия Кратковременно Длительное
Схема влияния Симметричная Несимметричная
Сила влияния (условная единица) 10-20

Рис. 11.8. Электрифицированная железная дорога.

Однако протяженность ЛЭП по стране значительно больше, и, кроме того, при новом строительстве часто неизвестно, где пройдет трасса этих линий, поэтому существенно сложнее обеспечить должную защиту от них.

Параметр Грунт
слабый чернозем глина суглинок известняк песок Гранит
Удельная проводимость, См/м 0,2 0,1 0,05 0,02 0,01 0,001
Критические расстояния, м 200/300 260/3100 350/560 480/830 600/1200 /3800

Примечание. В числителе указано значение для эл ж. д., а в знаменателе — для ЛЭП.

В табл. 11.3 приведены допустимые критические расстояния, м (средние значения), сближения кабеля связи (МКСБ-4х4) с ЛЭП и эл. ж. д. Из таблицы видно, что чем хуже грунт, т. е. меньше его удельная проводимость, тем дальше надо относить трассу кабеля от ЛЭП и эл. ж. д.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 9378 —

| 7436 — или читать все.

Конструктивные элементы воздушных линий электропередачи

Основные сведения о конструкции электрических сетей

Задачи расчетов электрических сетей

В процессе эксплуатации электрических сетей, а также при их проектировании требуется выполнение ряда расчетов. Цели этих расчетов определяются характером решаемых задач. Так в ряде случаев для существующей сети

определяются параметры режима основных ее элементов. При этом определяются напряжение в узловых точках сети, токи и мощности в линиях и трансформаторах. Аналогичные расчеты выполняются и при проектировании электрической сети.

Расчеты, проводимые при определении электрических характеристик сети, обычно называются электрическими, а расчеты, необходимые для определения механических конструктивных характеристик, — механическими.

Кроме того, приходится проводить проверку элементов сети на нагрев и выполнять дополнительные расчеты. Это расчеты токов короткого замыкания, оптимизация режимов, проверка статической и динамической устойчивости, а также расчеты перенапряжений, которые могут возникать в электрической сети.

При изучении работы электрической сети любых типов необходимо рассматривать не только электрические процессы, происходящие непосредственно в сетях, но и затрагивать в той или иной мере процессы во всей электроэнергетической системе.

Состояние системы (сети) в любой момент времени или практически на некотором интервале времени называется режимом системы (сети). Режим определяется показателями, которые называются параметрами режима. К их числу относятся: частота, активная и реактивная мощности в элементах системы и напряжения у потребителей и в различных точках сети, величины токов и углов расхождения векторов э.д.с. и напряжения.

Различают три основных вида режимов электрических систем:

— нормальный установившийся режим, применительно к которому проектируется электрическая сеть и определяются ее технико-экономические характеристики;

— послеаварийный установившийся режим, наступающий после аварийного отключения какого-либо элемента сети или ряда элементов (в этом режиме система и соответственно сеть могут работать с несколько ухудшенными технико-экономическими характеристиками);

— переходный режим, во время которого система переходит из одного состояния в другое.

Воздушные линии электропередачи (ВЛ) предназначены для передачи электроэнергии на расстояние по проводам. Основными конструктивными элементами являются провода, грозозащитные тросы, опоры, изоляторы и линейная арматура. Провода служат для передачи электроэнергии. Для защиты ВЛ от грозовых перенапряжений в верхней части опор над проводами монтируют грозозащитные тросы.

Опоры поддерживают провода и тросы на определенной высоте над уровнем земли или воды. Изоляторы предназначены для изоляции провода от опоры. Линейная арматура предназначена для крепления провода к изоляторам и изоляторов к опорам.

Наибольшее распространение получили одно- и двухцепные ВЛ. Одна цепь трехфазной ВЛ состоит из проводов разных фаз. Две цепи могут располагаться на одной опоре.

2.1.1 Провода ВЛ и грозозащитные тросы.

На воздушных линиях применяются неизолированные провода. Наибольшее распространение получили алюминиевые, сталеалюминиевые провода, а также из сплавов алюминия – АН, АЖ. Грозозащитные тросы, как правило, изготавливаются из стали. Кроме защиты ВЛ от грозовых перенапряжений, тросы используются для организации высокочастотных каналов связи. Такие тросы выполняются сталеалюминиевыми.

Читайте так же:  Уход за газоном после зимы в 7 этапов

На рисунке 2.1 представлены конструкции проводов ВЛ. Однопроволочный провод состоит из одной круглой проволоки. Такие провода дешевле многопроволочных, однако они имеют меньшую механическую прочность. Многопроволочные провода из одного металла (см.рисунок 2.1б) состоят из нескольких свитых между собой проволок. При увеличении сечения растет количество проволок. В многопроволочных проводах из двух металлов — сталеалюминиевых проводах (см. рисунок 2.1 в) – внутренние проволоки (сердечник провода) выполняются из стали, а верхние — из алюминия.

Стальной сердечник предназначен для увеличения механической прочности. Алюминий служит токопроводящей частью провода.

Алюминиевые однопроволочные провода вообще не выпускаются из-за их низкой прочности. Многопроволочные алюминиевые провода обычно применяются в распределительных сетях до 35 кВ, а в сетях с более высоким напряжением применяются сталеалюминиевые провода. Выпускаются алюминиевые провода марок А и АКП.

Рисунок 2.1 — Конструкции проводов воздушных линий

Стальной сердечник предназначен для увеличения механической прочности. Алюминий служит токопроводящей частью провода.

Алюминиевые однопроволочные провода вообще не выпускаются из-за их низкой прочности. Многопроволочные алюминиевые провода обычно применяются в распределительных сетях до 35 кВ, а в сетях с более высоким напряжением применяются сталеалюминиевые провода. Выпускаются алюминиевые провода марок А и АКП.

Сталеалюминиевые провода наиболее широко применяются на ВЛ. Проводимость стального сердечника не учитывается, а за электрическое сопротивление принимается сопротивление алюминиевой части. Выпускаются сталеалюминиевые провода марок АС, АСКС, АСКП, АСК.

В обозначение марки провода вводится сечение алюминиевой части провода и сечение стального сердечника, например АС 120/19 или АСКС 150/34.

Опоры ВЛ делятся на анкерные и промежуточные. Эти опоры различаются способом подвески проводов. Промежуточные опоры служат для поддержания провода с помощью поддерживающих гирлянд изоляторов. Анкерные опоры предназначены для натяжения проводов. Расстояние между промежуточными опорами называется промежуточным пролетом или просто пролетом, а расстояние между анкерными опорами – анкерным пролетом.

Анкерные опоры предназначены для жесткого закрепления проводов в особо ответственных точках ВЛ: на пересечениях важных инженерных сооружений ( например, железных и автомобильных дорог), на концах ВЛ и на концах прямых ее участков. Анкерные опоры значительно сложнее и дороже промежуточных, и поэтому их число на каждой линии должно быть минимальным.

В точках поворота линии устанавливают угловые опоры Они могут быть анкерного или промежуточного типа.

На ВЛ применяются специальные опоры следующих типов: транспозиционные – для изменения порядка расположения проводов на опорах; ответвительные – для выполнения ответвлений от основной линии; переходные – для пересечения рек, ущелей и т.д.

По материалу опоры делятся на деревянные, металлические и железобетонные.

Деревянные опоры применяются на ВЛ до 110 кВ включительно в основном в районах, богатых лесными ресурсами. Недостаток деревянных опор – подверженность древесины гниению и вследствие этого небольшой срок службы.

Металлические опоры (стальные) применяются на ВЛ 35 кВ и выше, обладают высокой механической прочностью и большим сроком службы (см.рисунок 2.2). Однако они требуют большого количества металла и регулярной окраски.

а – напряжением 220 кВ; б- 330 кВ ( размеры в метрах)

Рисунок 2.2 — Промежуточные металлические опоры двухцепных линий

Железобетонные опоры (см.рисунок 2.3) применяются для всех классов напряжений до 500 кВ включительно, долговечней деревянных, отсутствует коррозия деталей, просты в эксплуатации и поэтому получили широкое распространение. Они имеют меньшую стоимость, но обладают большой массой и относительной хрупкостью поверхности бетона, а также малую прочность на поперечный изгиб.

а — напряжением 35 кВ; б – 110 кВ; в – 220 кВ (размеры в метрах)

Рисунок 2.3 — Промежуточные железобетонные опоры одноцепных линий

2.1.3 Изоляторы и линейная арматура.

Изоляторы изготавливаются из фарфора или закаленного стекла и бывают двух видов: штыревые – для линий до 1 кВ и 6 –35 кВ; на линиях 35 кВ они применяются редко – только для малых сечений; подвесные — для линий 35 кВ и выше. Подвесные изоляторы собираются в подддерживающие провод гирлянды на промежуточных опорах, а натяжные гирлянды – на анкерных опорах.

а — напряжением до 1 кВ; б — напряжением 10 кВ

Рисунок 2.4 — Штыревые фарфоровые изоляторы

В подвесных гирляндах провод только поддерживается с помощью зажимов, в натяжных – закрепляется наглухо. Натяжные гирлянды находятся в более тяжелых условиях, чем подддерживающие. Поэтому на линиях до 110 кВ число изоляторов принимается на один больше.

Рисунок 2. 5 — Подвесные изоляторы ПФ (а) и ПС (б)

В последнее время в эксплуатации широко применяются длинностержневые изоляторы на основе высокопрочных стержней из стеклопластика с полимерным защитным покрытием (см. рисунок 2.6).

а) – с тарелками из этиленпропиленовых мономеров; б – с развитой поверхностью

из кремнийорганической резины; в) – с фторопластовым защитным покрытием стержня и фторопластовыми тарелками

Рисунок 2.6 – Полимерные изоляторы

Современный полимерный изолятор представляет собой комбинированную конструкцию, части которой выполняют свои определенные функции. В качестве несущего компонента изолятора применяется однонаправленный стеклопластиковый стержень. Он состоит из десятков тысяч тончайших стеклянных волокон, соединенных вместе полимерным связующим составом и обладающих высокой механической прочностью. Для увеличения длины пути утечки тока по поверхности изолятора с целью обеспечения его надежной работы в условиях загрязненной атмосферы к стеклопластиковому стержню прикрепляются изолирующие тарелки. Тарелки закрепляются на оболочке, защи-

щающей несущий стеклопластиковый стержень от всех видов коррозии, атмосферных и химических воздействий. Металлические оконцеватели, армируе

мые на концах несущего стержня изолятора, обеспечивают необходимую прочность и надежность изолятора. Такие изоляторы позволяют заменить целые гирлянды на ВЛ соответствующих классов напряжения и, таким образом, обеспечить надежность ВЛ. Масса полимерных изоляторов в 5 – 20 раз меньше массы соответствующих гирлянд тарелочных изоляторов. Это обеспечивает преимущества таких изоляторов при транспортировании, монтаже и эксплуатации ВЛ.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Видео (кликните для воспроизведения).

Лучшие изречения: Студент — человек, постоянно откладывающий неизбежность. 11169 —

| 7526 — или читать все.

Источники

Что из себя представляет линия электропередачи
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here