Устройство воздушных ЛЭП разного напряжения

Транспортировка электрической энергии на средние и дальние расстояния чаще всего производится по линиям электропередач, расположенным на открытом воздухе. Их конструкция всегда должна отвечать двум основным требованиям:

1. надежности передачи больших мощностей;

2. обеспечения безопасности для людей, животных и оборудования.

При эксплуатации под воздействием различных природных явлений, связанных с ураганными порывами ветра, наледью, выпадения инея линии электропередач периодически подвергаются повышенным механическим нагрузкам.

Для комплексного решения задач безопасной транспортировки электрических мощностей энергетикам приходится поднимать провода, находящиеся под напряжением на большую высоту, разносить их в пространстве, изолировать от строительных элементов и монтировать тоководами повышенных сечений на высокопрочных опорах.

Общее устройство и компоновка воздушной ЛЭП

Схематично любую линию передачи электроэнергии можно представить:

опорами, установленными в грунте;

проводами, по которым пропускается ток;

линейной арматурой, смонтированной на опорах;

изоляторами, закрепленными на арматуре и удерживающими ориентацию проводов в воздушном пространстве.

Дополнительно к элементам ВЛ необходимо отнести:

фундаменты для опор;

1. анкерными, предназначенными для выдерживания усилий натянутых проводов и оборудованных натяжными устройствами на арматуре;

2. промежуточными, используемыми для закрепления проводов через поддерживающие зажимы.

Расстояние по грунту между двумя анкерными опорами называется анкерным участком или пролетом, а у промежуточных опор между собой или с анкерной — промежуточным.

Когда воздушная ЛЭП проходит над водными преградами, инженерными сооружениями или другими ответственными объектами, то по концам такого участка устанавливают опоры с натяжными устройствами проводов, а расстояние между ними называют промежуточным анкерным пролетом.

Провода между опорами никогда не натягивают как струну — в прямую линию. Они всегда немного провисают, располагаясь в воздухе с учетом климатических условий. Но при этом обязательно учитывается безопасность их расстояния до наземных объектов:

проводов линий связи или других ВЛ;

промышленных и других объектов.

Провисание провода от натянутого состояния называют стрелой провеса. Она оценивается разными способами между опорами потому, что верхние части оных могут быть расположены на одном уровне или с превышениями.

Стрела провеса относительно самой высокой точки опоры всегда бывает больше, чем у нижней.

Габариты, протяженность и конструкция каждого типа воздушной ЛЭП зависят от типа тока (переменный или постоянный) транспортируемой по ней электрической энергии и величины ее напряжения, которое может быть менее 0,4 кВ или достигать 1150 кВ.

Устройство проводов воздушных линий

Поскольку электрический ток проходит только по замкнутому контуру, то питание потребителей выполняется минимум двумя проводниками. По такому принципу создаются простые воздушные ЛЭП однофазного переменного тока с напряжением 220 вольт. Более сложные электрические цепи передают энергию по трех или четырехпроводной схеме с глухо изолированным или заземленным нулем.

Диаметр и металл для провода подбираются под проектную нагрузку каждой линии. Самыми распространенными материалами являются алюминий и сталь. Они могут выполняться единой монолитной жилой для низковольтных схем или сплетаться из многопроволочных конструкций для высоковольтных ЛЭП.

Внутреннее межпроволочное пространство может заполняться нейтральной смазкой, повышающей стойкость к нагреву или быть без нее.

Многопроволочные конструкции из алюминиевых проводов, хорошо пропускающих ток, создаются со стальными сердечниками, которые предназначены для восприятия механических нагрузок натяжения, предотвращения обрывов.

ГОСТом дается классификация открытых проводов для воздушных ЛЭП и определена их маркировка: М, А, AC, ПСО, ПС, ACKC, АСКП, АСУ, ACO, АСУС. При этом однопроволочные провода обозначаются величиной диаметра. Например, сокращение ПСО-5 читается «провод стальной. выполненный одной жилой с диаметром 5мм». У многожильных проводов для ЛЭП используется другая маркировка, включающая обозначение двумя цифрами, записанными через дробь:

первая — общая площадь сечения алюминиевых жил в мм кв;

вторая — площадь сечения стальной вставки (мм кв).

Кроме открытых металлических проводников, в современных воздушных линиях все больше применяются провода:

защищенные экструдированным полимером, предохраняющим от возникновения КЗ при захлестывании фаз ветром или совершении набросов посторонних предметов с земли.

Воздушные линии с самонесущими СИП проводами постепенно вытесняют старые неизолированные конструкции. Они все чаще применяются во внутренних сетях, изготавливаются из медных или алюминиевых жил, покрытых резиной с защитным слоем из диэлектрических волокнистых материалов либо полихлорвиниловыми пластикатами без дополнительной внешней защиты.

Чтобы исключить появление коронного разряда большой протяженности провода ВЛ-330 кВ и высшего напряжения расщепляют на дополнительные потоки.

На ВЛ-330 два провода монтируют горизонтально, у линии 500 кВ их увеличивают до трех и размещают по вершинам равностороннего треугольника. Для ВЛ 750 и 1150 кВ применяют расщепление на 4, 5 или 8 потоков соответственно, расположенных по углам собственных равносторонних многоугольников.

Образование «короны» ведет не только к потерям электроэнергии, но и искажает форму синусоидального колебания. Поэтому с ней борются конструктивными методами.

Обычно опоры создаются для закрепления проводов одной электрической цепи. Но на параллельных участках двух линий может применяться одна общая опора, которая предназначена для их совместного монтажа. Такие конструкции называют двухцепными.

Материалом для изготовления опор могут служить:

1. профилированные уголки из различных сортов стали;

2. бревна строительной древесины, пропитанные составами от загнивания;

3. железобетонные конструкции с армированными прутьями.

Изготовленные из дерева конструкции опор являются самыми дешевыми, но они даже при хорошей пропитке и надлежащем обслуживании служат не более, чем 50÷60 лет.

По техническому исполнению опоры ВЛ выше 1 кВ отличаются от низковольтных своей сложностью и высотой крепления проводов.

Их изготавливают в виде вытянутых призм или конусов с широким основанием внизу.

Любая конструкция опоры рассчитывается на механическую прочность и устойчивость, обладает достаточным проектным запасом к действующим нагрузкам. Но следует учитывать, что при эксплуатации возможны нарушения различных ее элементов в результате коррозии, ударов, несоблюдения технологии монтажа.

Это приводит к ослаблению жесткости единой конструкции, деформациям, а иногда и падениям опор. Часто такие случаи происходят в те моменты, когда на опорах работают люди, выполняя демонтаж или натяжение проводов, создающие переменные осевые усилия.

По этой причине допуск бригады монтеров к работе на высоте с конструкции опор проводится после проверки их технического состояния с оценкой качества ее заглубленной части в грунте.

На воздушных ЛЭП для отделения токоведущих частей электрической схемы между собой и от механических элементов конструкции опор используют изделия из материалов, обладающие высокими диэлектрическими свойствами с удельным сопротивлением ÷ Ом∙м. Их называют изоляторами и изготавливают из:

Конструкции и габариты изоляторов зависят:

от величины приложенных к ним динамических и статических нагрузок;

значения действующего напряжения электроустановки;

Усложненная форма поверхности, работающая под воздействием различных атмосферных явлений, создает увеличенный путь для протекания возможного электрического разряда.

Изоляторы, устанавливаемые на воздушных линиях для крепления проводов, подразделяются на две группы:

Фарфоровые или керамические штыревые одиночные изоляторы нашли большее применение на ВЛ до 1 кВ, хотя работают на линиях до 35 кВ включительно. Но их используют при условии крепления проводов низких сечений, создающих небольшие тяговые усилия.

Гирлянды из подвесных фарфоровых изоляторов устанавливают на линиях от 35 кВ.

В состав комплекта единичного фарфорового подвесного изолятора входит диэлектрический корпус и шапка, выплавленная из ковкого чугуна. Обе эти детали скрепляются специальным стальным стержнем. Общее количество таких элементов в гирлянде определяется по:

величине напряжения ВЛ;

особенностям эксплуатации оборудования.

При увеличении напряжения линии количество изоляторов в гирлянде добавляется. Например, для ВЛ 35 кВ их достаточно установить 2 или 3, а на 110 кВ — уже потребуется 6÷7.

Эти конструкции обладают рядом преимуществ перед фарфоровыми:

отсутствием внутренних дефектов изоляционного материала, влияющих на образование токов утечек;

повышенной прочностью к усилиям скручивания;

прозрачностью конструкции, позволяющей визуально оценивать состояние и выполнять контроль угла поляризации светового потока;

отсутствием признаков старения;

меньшими нагрузками от собственного веса;

автоматизацией производства и плавки.

Недостатками стеклянных изоляторов являются:

слабая антивандалная устойчивость;

низкая прочность на действие ударных нагрузок;

возможность повреждений при транспортировке и монтаже от механических усилий.

Они обладают повышенной механической прочностью и уменьшенным до 90% весом по сравнению с керамическими и стеклянными аналогами. К дополнительным преимуществам относятся:

бо́льшая стойкость к загрязнениям из атмосферы, которая, однако, не исключает необходимость периодической очистки их поверхности;

хорошая восприимчивость перенапряжений;

Долговечность полимерных материалов тоже зависит от условий эксплуатации. В воздушной среде с повышенными загрязнениями от промышленных предприятий у полимеров могут проявиться явления «хрупкого излома», заключающиеся в постепенном изменении свойств внутренней структуры под воздействием химических реакций от загрязняющих веществ и атмосферной влаги, протекающих в комплексе с электрическими процессами.

При расстреле вандалами изоляторов из полимера дробью или пулями обычно не происходит полного разрушения материала, как у стекла. Чаще всего дробинка или пуля пролетает навылет или застревает в корпусе юбки. Но диэлектрические свойства при этом все равно занижаются и поврежденные элементы в гирлянде требуют замены.

Поэтому подобное оборудование необходимо периодически осматривать методами визуального контроля. А выявить подобные повреждения без оптических приборов практически невозможно.

Арматура воздушных линий

Для крепления изоляторов на опоре ВЛ, сборки их в гирлянды и монтажа к ним токонесущих проводов выпускаются специальные крепежные элементы, которые принято называть арматурой линии.

По выполняемым задачам арматуру классифицируют на следующие группы:

сцепную, предназначенную для соединения подвесных элементов различными способами;

натяжную, служащую для крепления натяжных зажимов к проводам и гирляндам анкерных опор;

поддерживающую, выполняющую удержание креплений проводов, шлейфов и узлов монтажа экранов;

защитную, предназначенную для сохранения работоспособности оборудования ВЛ при воздействии на нее атмосферных разрядов и механических колебаний;

соединительную, состоящую из овальных соединителей и термитных патронов;

установки штыревых изоляторов;

монтажа СИП проводов.

Каждая из перечисленных групп имеет широкий ассортимент деталей и требует более пристального изучения. Например, в состав только защитной арматуры входят:

Защитные рога создают искровой промежуток, отводят появляющуюся электрическую дугу при возникновении перекрытия изоляции и таким способом защищают оборудование ВЛ.

Кольца и экраны отводят дугу от поверхности изолятора, улучшают распределение напряжения по всей площади гирлянды.

Разрядники защищают оборудование от волн перенапряжения, возникающих при ударе молний. Они могут применяться на основе трубчатых конструкций из винипластовых или фибробакелитовых трубок с электродами либо быть изготовлены вентильными элементами.

Гасители вибраций работают на тросах и проводах, предотвращают повреждения от усталостных напряжений, создаваемых вибрациями и колебаниями.

Заземляющие устройства воздушных линий

Необходимость повторного заземления опор ВЛ вызвана требованиями безопасной работы при возникновении аварийных режимов и грозовых перенапряжениях. Сопротивление контура заземляющего устройства не должно превышать 30 Ом.

У металлических опор все крепежные элементы и арматура должны присоединяться к PEN проводнику, а у железобетонных объединенный ноль связывает собой все подкосы и арматуру стоек.

На опорах из дерева, металла и железобетона штыри и крюки при монтаже СИП с несущим изолированным проводником не заземляют, за исключением случаев необходимости выполнения повторных заземлений для защит от перенапряжений.

Крюки и штыри, смонтированные на опоре, соединяют с контуром заземления сваркой, используя стальную проволоку или прут не тоньше 6 мм по диаметру с обязательным наличием антикоррозионного покрытия.

На железобетонных опорах для заземляющего спуска применяют металлическую арматуру. Все контактные соединения заземляющих проводников сваривают или зажимают в специальном болтовом креплении.

Опоры воздушных линий электропередач с напряжением 330 кВ и выше не заземляют из-за сложности реализации технических решений для обеспечения безопасной величины напряжений прикосновения и шага. Защитные функции заземления в этом случае возложены на быстродействующие защиты линии.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Основание опоры лэп

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 18.XI.1967 (№ 1197113/29-14) М. Кл. Е 02d 27/42 с присоединением заявки ¹â€”

Опубликовано 15.V.19?3. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 05.IX.1973

Комитет по делам изобретений н открытий при Совете Министров

Северо-Западное отделение Всесоюзного Государственного„ проектно-изыскательского и научно-исследовательского института «Энергосетьпроект»

ОСНОВАНИЕ ОПОРЫ ДЭП

Изобретение о носится к строительству линий электропередач (ЛЭП),и может быть использовано в районах вечной мерзлоты пря закреплениями опор в прунте.

Известны основания опор ЛЭП, устанавл ивавмые на грунтах, подверженных морозному пучению, включающие банкетку.

Однако известные опары ЛЭП в районах венечной мерзлоты вследствие вопучивания поверхностного слоя грунта при его промерзании могут наклоняться, что приводит к уменьшенио габаритов проводов и т. д.

Целью нзобретения является уменьшение сил морозного лучения грунта.

Это достигается путем опраничения притока воды к фронту промерзания грунта в основании опоры и выполнения банкетки кольцевой форумы в пла не и размещения ее соосно опоре с зазором между внутренней поверхностью банкетки и внешней поверхностью споры.

На фиг. 1 изображено предложенное основание, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, вид в,плане.

Основание опоры 1 окружено банкеткой из камня 2. Внутреннее,просгра нство 3 может быть сох ранено в естественном состоянии, засыпа но,непучинящимся грунтом пли тем же ка мнем.

10 Предмет изобретения

Составитель О. Перепелина

Редактор В. Квачадзе Техред 3. Тараненко Коррскторы В. Брыксина и E. Михеева

Заказ 382/1178 Изд. № 542 Тираж 602 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Источник

Сборка и установка опор воздушных линий

Для сооружения воздушных линий напряжением до 1000 В применяются деревянные и железобетонные опоры. Деревянные опоры бывают разнообразных конструкций (рис. 1, а, б, в, г).

Древесина опор недолговечна и, например, срок службы деревянных непропитанных сосновых опор около 5 лет. Опасными разрушителями древесины являются столбовой гриб, розовый трутовик, шпальный грибок и такие насекомые, как жуки-рогохвосты, черные усачи и термиты.

Деревянные опоры изготовляют, антисептируют и собирают на специальных полигонах и стройзаводах, а затем на автомашинах с прицепами доставляют к месту установки.

Стесанные плоскости стойки и приставки должны кончаться перпендикулярной зарубкой. Стык соединяемых деталей должен быть плотным без просветов. На обеих деталях намечают линии бандажей и делают небольшие выемки для болтов, стягивающих бандажи. Выемки для болтов делают в случае, когда стягивание бандажей осуществляется не скруткой, а болтами.

Бандаж состоит из нескольких витков проволоки, накладываемых на участок сопряжения стойки опоры с приставкой и прочно скрученных или стянутых сквозным болтом. Количество витков каждого бандажа определяется диаметром бандажной проволоки. Один бандаж должен иметь 8 витков при диаметре проволоки 6 мм, 10 витков при диаметре 5 мм, и 12 витков при диаметре проволоки 4 мм.

Длина проволоки, необходимой для одного бандажа, вычисляется по формуле:

Бандаж накладывают на опору следующим образом. Загибают конец бандажной проволоки на длине 3 см под прямым углом и вбивают в деревянную приставку (при сопряжении стойки опоры с железобетонной приставкой конец бандажной проволоки вбивают в стойку опоры), а затем, намотав и плотно уложив необходимое количество витков, раздвигают их посредине и, вставив в образовавшееся пространство между витками специальный ломик с загнутым концом, скручивают все витки.

Наложив описанным способом второй бандаж, переворачивают опору и скручивают ломиком оба бандажа с другой стороны опоры, прочно стягивая таким образом бандажи на участке сопряжения стойки опоры с приставкой. Вместо скрутки для стягивания бандажа может быть применен болт с фигурной головкой, шайбой и гайкой.

Сопряжение бандажами стойки опоры с двумя приставками (рис. 2, в) выполняется аналогично сопряжению стойки с одной приставкой, при этом стойка опоры обрабатывается с двух сторон.

Под гайки и головки болтов подкладывают шайбы. Древесина под шайбами должна быть затесана, но не вырублена. На высоте до 3 м от земли резьбу на выступающих из гаек концах болтов закернивают, концы болтов, выступающие из гаек более чем на 10 мм, срезают и также закернивают. Металлические неоцинкованные детали опор дважды покрывают асфальто-битумньм лаком.

Оснастку опор производят при изготовлении их на стройзаводах, но не редко, чтобы избежать повреждения изоляторов и арматуры при транспортировке, непосредственно в месте сооружения воздушной линии электропередачи.

Работы по оснастке опор включают в себя разметку мест расположения крюков, сверление в опоре отверстий под крюки и установку в них крюков с изоляторами.

Отверстия в опоре сверлят при помощи электрифицированного инструмента, в случае отсутствия источника электроэнергии применяют бурав соответствующего размера или специальное приспособление (рис. 3, в).

Изоляторы крепят на арматуре (крюках, штырях) в мастерских или непосредственно на трассе воздушной линии при оснастке опор. На изоляторах не должно быть трещин, сколов фарфора, стойких, не поддающихся очистке загрязнений и других дефектов.

Изоляторы и арматуру (рис. 4) выбирают с учетом расчетных нагрузок от тяжения проводов, района гололедности (учитывается масса возможных гололедных образований на проводах), давления ветра на провода и др. При этом принимаются следующие значения коэффициента запаса прочности по отношению к разрушающей нагрузке: 2,5 при нормальном тяжении проводов и 3,0 при ослабленном тяжении проводов.

Железобетонные опоры воздушных линий напряжением до 1 кВ имеют коническую форму и прямоугольное или кольцевое (круглое) сечение. Для облегчения массы стойку железобетонной опоры на значительной части ее длины делают пустотелой.

Железобетонные опоры снабжены жестким металлическим каркасом из арматурной стали, повышающим механическую прочность опоры, они служат для подвески на них проводов на траверсах или крюках: в последнем случае в теле опоры при ее изготовлении оставляют отверстия для установки в них крюков.

В железобетонной опоре имеется специальный вывод, приваренный к арматуре каркаса для присоединения его к нулевому проводу линии с заземленной нейтралью. Железобетонную опору устанавливают в блочных фундаментах или непосредственно в земле с подкладкой под нее железобетонной плиты.

Оснастка железобетонных опор производится практически так же, как оснастка деревянных опор, несколько отличаясь только некоторыми второстепенными операциями. Работы по оснастке опор выполняют до их подъема и установки в котловане, что позволяет применять различные механизмы и таким образом намного облегчить труд монтажников.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Виды и типы опор воздушных линий электропередачи

В зависимости от способа подвески проводов опоры воздушных линий (ВЛ) делятся на две основные группы:

Рис. 1. Схема анкерованного участка воздушной линии

Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках линии. На промежуточных опорах с подвесными изоляторами провода закрепляются в поддерживающих гирляндах, висящих вертикально, на промежуточных опорах со штыревыми изоляторами закрепление проводов производится проволочной вязкой. В обоих случаях промежуточные опоры воспринимают горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода и на опору и вертикальные — от веса проводов, изоляторов и собственного веса опоры.

При необорванных проводах и тросах промежуточные опоры, как правило, не воспринимают горизонтальной нагрузки от тяжения проводов и тросов в направлении линии и поэтому могут быть выполнены более легкой конструкции, чем опоры других типов, например концевые, воспринимающие тяжение проводов и тросов. Однако для обеспечения надежной работы линии промежуточные опоры должны выдерживать некоторые нагрузки в направлении линии.

Линия электопередачи высокого напряжения (рисунок из книги 1950 года)

Промежуточные угловые опоры устанавливаются на углах поворота линии с подвеской проводов в поддерживающих гирляндах. Помимо нагрузок, действующих на промежуточные прямые опоры, промежуточные и анкерные угловые опоры воспринимают также нагрузки от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов.

Рис. 2. Промежуточные опоры ВЛ

При установке анкерных опор на прямых участках трассы и подвеске проводов с обеих сторон от опоры с одинаковыми тяжениями горизонтальные продольные нагрузки от проводов уравновешиваются и анкерная опора работает так же, как и промежуточная, т. е. воспринимает только горизонтальные поперечные и вертикальные нагрузки.

Рис. 3. Опоры ВЛ анкерного типа

В случае необходимости провода с одной и с другой стороны от анкерной опоры можно натягивать с различным тяжением, тогда анкерная опора будет воспринимать разность тяжения проводов. В этом случае, кроме горизонтальных поперечных и вертикальных нагрузок, на опору будет также воздействовать горизонтальная продольная нагрузка. При установке анкерных опор на углах (в точках поворота линии) анкерные угловые опоры воспринимают нагрузку также от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов.

Концевые опоры устанавливаются на концах линии. От этих опор отходят провода, подвешиваемые на порталах подстанций. При подвеске проводов на линии до окончания сооружения подстанции концевые опоры воспринимают полное одностороннее тяжение проводов и тросов ВЛ.

Не менее важным при реконструкции, модернизации и строительстве линий становятся и вопросы снижения транспортного веса опор, простота монтажа, высокая удельная прочность опор, долговечность, вандалоустойчивость, устойчивость к воздействию климатических нагрузок, экологичность. Поэтому, на современном этапе необходимо активно проводить работы по реализации внедрения новых форм опор и модификации существующих конструкций опор и их элементов с применением новых материалов и технологий.

Композитные опоры ВЛ

Композитные опоры ВЛ представляют собой модульную конструкцию из последовательно собранных конусооборазних композитных модулей на основе стекловолокна (стеклоровинг) и применяются для одноцепных и двухцепных промежуточных опор линий электропередач классов напряжения 110 и 330 кВ. Для композитных опор рекомендуется применять изолированные траверсы.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник