Η συσκευή των εναέριων γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας με διαφορετική τάση

Η μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας σε μεσαίες και μεγάλες αποστάσεις πραγματοποιείται συχνότερα μέσω ηλεκτροφόρων γραμμών που βρίσκονται στην ύπαιθρο. Ο σχεδιασμός τους πρέπει πάντα να πληροί δύο βασικές απαιτήσεις:

1. Υψηλή αξιοπιστία μετάδοσης ισχύος.

2. Διασφάλιση της ασφάλειας για ανθρώπους, ζώα και εξοπλισμό.

Κατά τη λειτουργία υπό την επίδραση διαφόρων φυσικών φαινομένων που σχετίζονται με ριπές τυφώνων ανέμου, πάγου, παγετού, οι γραμμές ηλεκτρικού ρεύματος υπόκεινται περιοδικά σε αυξημένο μηχανικό φορτίο.

Για μια ολοκληρωμένη λύση στα προβλήματα της ασφαλούς μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, οι ηλεκτρολόγοι πρέπει να ανυψώσουν τα καλώδια ρεύματος σε μεγάλο ύψος, να τα διανείμουν στο χώρο, να τα απομονώσουν από τα δομικά στοιχεία και να τα εγκαταστήσουν με σύρματα ρεύματος με αυξημένες διατομές σε ψηλά στηρίγματα για δύναμη.

Γενική διάταξη και διάταξη εναέριων γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας

Σχηματικά, οποιαδήποτε γραμμή μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να αναπαρασταθεί:

• στηρίγματα εγκατεστημένα στο έδαφος.

• καλώδια μέσω των οποίων ρέει ρεύμα.

• γραμμικά εξαρτήματα τοποθετημένα σε στηρίγματα.

• μονωτές που στερεώνονται στον οπλισμό και διατηρούν τον προσανατολισμό των συρμάτων στον αέρα.

Εκτός από τα στοιχεία των εναέριων γραμμών, είναι απαραίτητο να συμπεριληφθούν:

• θεμέλια για στηρίγματα?

• σύστημα αντικεραυνικής προστασίας.

• συσκευές γείωσης.

Τα στηρίγματα είναι:

1. αγκύρωση σχεδιασμένη να αντέχει τις δυνάμεις των τεντωμένων συρμάτων και εξοπλισμένη με διατάξεις τάνυσης στα εξαρτήματα.

2. ενδιάμεσο, που χρησιμοποιείται για τη στερέωση των συρμάτων μέσω των σφιγκτήρων στήριξης.

Η απόσταση στο έδαφος μεταξύ δύο στηριγμάτων αγκύρωσης ονομάζεται τμήμα ή άνοιγμα αγκύρωσης και για ενδιάμεσα στηρίγματα μεταξύ τους ή με άγκυρα - ενδιάμεσο.

Όταν μια εναέρια γραμμή ηλεκτρικής ενέργειας διέρχεται από φράγματα νερού, κατασκευές μηχανικής ή άλλα κρίσιμα αντικείμενα, τότε τοποθετούνται στηρίγματα με εντατήρες σύρματος στα άκρα ενός τέτοιου τμήματος και η απόσταση μεταξύ τους ονομάζεται ενδιάμεσο τμήμα αγκύρωσης.

Τα καλώδια ανάμεσα στα στηρίγματα δεν τραβιούνται ποτέ σαν κορδόνι — σε ευθεία γραμμή. Πάντα κρεμούν ελαφρά όντας στον αέρα, λαμβάνοντας υπόψη τις καιρικές συνθήκες. Αλλά ταυτόχρονα, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η ασφάλεια της απόστασής τους από τα επίγεια αντικείμενα:

• επιφάνειες σιδηροτροχιών?

• καλώδια επαφής?

• αυτοκινητόδρομοι μεταφορών?

• καλώδια γραμμών επικοινωνίας ή άλλες εναέριες γραμμές.

• βιομηχανικές και άλλες εγκαταστάσεις.

Η ανάρτηση του σύρματος από την τεντωμένη κατάσταση ονομάζεται κρεμαστό βέλος… Εκτιμάται με διαφορετικούς τρόπους μεταξύ των στηρίξεων, επειδή οι κορυφές τους μπορούν να βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο ή με υψόμετρα.

Η πτώση σε σχέση με το υψηλότερο σημείο στήριξης είναι πάντα μεγαλύτερη από αυτή του κατώτερου.

Οι διαστάσεις, το μήκος και η κατασκευή κάθε τύπου εναέριας γραμμής μεταφοράς εξαρτώνται από τον τύπο του ρεύματος (εναλλασσόμενου ή άμεσου) ηλεκτρικής ενέργειας που μεταφέρεται μέσω αυτού και το μέγεθος της τάσης του, που μπορεί να είναι μικρότερη από 0,4 kV ή να φτάσει τα 1150 kV.

Διάταξη καλωδίων εναέριων γραμμών

Δεδομένου ότι το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μόνο σε κλειστό βρόχο, οι καταναλωτές τροφοδοτούνται από τουλάχιστον δύο καλώδια. Σύμφωνα με αυτή την αρχή, δημιουργούνται απλές εναέριες γραμμές με μονοφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα με τάση 220 βολτ. Πιο πολύπλοκα ηλεκτρικά κυκλώματα μεταφέρουν ενέργεια σε ένα κύκλωμα τριών ή τεσσάρων συρμάτων με ένα άκαμπτο μονωμένο ή γειωμένο μηδέν.

Η διάμετρος και το μέταλλο για το σύρμα επιλέγονται για το φορτίο σχεδιασμού κάθε γραμμής. Τα πιο κοινά υλικά είναι το αλουμίνιο και ο χάλυβας. Μπορούν να κατασκευαστούν ως ενιαίος μονολιθικός αγωγός για κυκλώματα χαμηλής τάσης ή υφαντά από κατασκευές πολλαπλών συρμάτων για γραμμές μεταφοράς υψηλής τάσης.

Ο εσωτερικός χώρος μεταξύ των καλωδίων μπορεί να γεμιστεί με ουδέτερο γράσο, το οποίο αυξάνει την αντίσταση στη θερμότητα ή όχι.

Κατασκευές πολλαπλών συρμάτων από αγωγούς αλουμινίου που μεταφέρουν καλό ρεύμα δημιουργούνται με χαλύβδινους πυρήνες που έχουν σχεδιαστεί για να δέχονται μηχανικές καταπονήσεις και να αποτρέπουν τη θραύση.

Η GOST παρέχει μια ταξινόμηση ανοιχτών αγωγών για εναέριες γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας και καθορίζει τη σήμανση: M, A, AC, PSO, PS, ACKC, ASKP, ACS, ACO, ACS. Σε αυτή την περίπτωση, τα καλώδια μονού σύρματος υποδεικνύονται από το μέγεθος της διαμέτρου. Για παράδειγμα, η συντομογραφία PSO-5 λέει "σύρμα από χάλυβα κατασκευασμένο με έναν πυρήνα με διάμετρο 5 mm.» Τα καλώδια πολλαπλών αγωγών για ηλεκτρικά καλώδια χρησιμοποιούν διαφορετική σήμανση, συμπεριλαμβανομένης μιας διψήφιας ονομασίας που γράφεται ως κλάσμα:

• το πρώτο είναι η συνολική επιφάνεια διατομής των συρμάτων αλουμινίου σε mm τετρ.

• το δεύτερο είναι η περιοχή διατομής του χαλύβδινου ένθετου (mm sq).

Εκτός από τους ανοιχτούς μεταλλικούς αγωγούς, οι αγωγοί χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο στις σύγχρονες εναέριες γραμμές:

• αυτοφερόμενη μόνωση?

• προστατεύεται από ένα εξωθημένο πολυμερές που αποτρέπει την εμφάνιση βραχυκυκλωμάτων όταν οι φάσεις παρασύρονται από τον άνεμο ή όταν ξένα αντικείμενα εκτινάσσονται από το έδαφος.

VL v αυτοφερόμενοι αυτοφερόμενοι μονωμένοι αγωγοί αντικαθιστούν σταδιακά παλιές μη μονωμένες κατασκευές. Χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο σε εσωτερικά δίκτυα κατασκευασμένα από πυρήνες χαλκού ή αλουμινίου που καλύπτονται με καουτσούκ με προστατευτικό στρώμα από διηλεκτρικά ινώδη υλικά ή ενώσεις PVC χωρίς πρόσθετη εξωτερική προστασία.

Προκειμένου να αποκλειστεί η εμφάνιση εκκένωσης κορώνας με μεγάλο μήκος, τα καλώδια με VL-330 kV και υψηλότερη τάση χωρίζονται σε πρόσθετες ροές.

Στο VL-330, δύο αγωγοί τοποθετούνται οριζόντια, στη γραμμή 500 kV αυξάνονται σε τρεις και τοποθετούνται στις κορυφές ενός ισόπλευρου τριγώνου. Για εναέριες γραμμές 750 και 1150 kV, χρησιμοποιείται ένας διαχωρισμός 4, 5 ή 8 ρευμάτων, αντίστοιχα, που βρίσκονται στις γωνίες των δικών τους ισόπλευρων πολυγώνων.

Ο σχηματισμός της «στεφάνης» οδηγεί όχι μόνο σε απώλειες ενέργειας, αλλά και παραμορφώνει το σχήμα της ημιτονοειδούς ταλάντωσης. Ως εκ τούτου, το πολεμούν χρησιμοποιώντας εποικοδομητικές μεθόδους.

Συσκευή υποστήριξης

Τα στηρίγματα δημιουργούνται συνήθως για να ασφαλίζουν τα καλώδια ενός ηλεκτρικού κυκλώματος.Αλλά σε παράλληλα τμήματα δύο γραμμών, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα κοινό στήριγμα, το οποίο προορίζεται για την κοινή τους εγκατάσταση. Τέτοιες κατασκευές ονομάζονται διπλού κυκλώματος.

Το υλικό για την παραγωγή στηριγμάτων μπορεί να είναι:

1. Προφίλ γωνίες από διάφορες μάρκες χάλυβα.

2. Ξυλεία δομικής κατασκευής εμποτισμένα με ενώσεις κατά της σήψης.

3. κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα με ράβδους οπλισμένου σκυροδέματος.

Οι κατασκευές στήριξης από ξύλο είναι οι φθηνότερες, αλλά ακόμη και με καλό εμποτισμό και σωστή συντήρηση, δεν εξυπηρετούν περισσότερο από 50 ÷ 60 χρόνια.

Σύμφωνα με το τεχνικό έργο, τα στηρίγματα των εναέριων γραμμών άνω του 1 kV διαφέρουν από αυτά χαμηλής τάσης ως προς την πολυπλοκότητά τους και το ύψος της στερέωσης των καλωδίων.

Κατασκευάζονται με τη μορφή επιμήκων πρισμάτων ή κώνων με φαρδιά βάση στο κάτω μέρος.

Κάθε δομή στήριξης υπολογίζεται για μηχανική αντοχή και σταθερότητα, υπάρχει επαρκής δομική απόθεμα για τα υπάρχοντα φορτία. Αλλά πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι κατά τη λειτουργία, είναι πιθανές παραβιάσεις των διαφόρων στοιχείων του ως αποτέλεσμα διάβρωσης, κρούσης, μη συμμόρφωσης με την τεχνολογία εγκατάστασης.

Αυτό οδηγεί σε αποδυνάμωση της ακαμψίας μιας ενιαίας κατασκευής, παραμορφώσεις και μερικές φορές πτώση των στηρίξεων.Συχνά τέτοιες περιπτώσεις συμβαίνουν εκείνες τις στιγμές που οι άνθρωποι εργάζονται στα στηρίγματα, αποσυναρμολογούν ή τραβούν σύρματα, δημιουργώντας μεταβλητές αξονικές δυνάμεις.

Για το λόγο αυτό, η αποδοχή ομάδας εγκαταστατών για εργασία σε ύψος από τη δομή στήριξης πραγματοποιείται μετά από έλεγχο της τεχνικής τους κατάστασης με αξιολόγηση της ποιότητας του θαμμένου τμήματός της στο έδαφος.

Συσκευή απομόνωσης

Σε εναέριες γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, προϊόντα κατασκευασμένα από υλικά με υψηλές διηλεκτρικές ιδιότητες με αντίσταση ÷ Ωμ. Μ. Ονομάζονται μονωτές και αποτελούνται από:

• πορσελάνη (κεραμικά)?

• ποτήρι;

• πολυμερικά υλικά.

Ο σχεδιασμός και οι διαστάσεις των μονωτών εξαρτώνται από:

• σχετικά με το μέγεθος των δυναμικών και στατικών φορτίων που εφαρμόζονται σε αυτά·

• τις τιμές της πραγματικής τάσης της ηλεκτρικής εγκατάστασης·

• συνθήκες λειτουργίας.

Το περίπλοκο σχήμα της επιφάνειας, που λειτουργεί υπό την επίδραση διαφόρων ατμοσφαιρικών φαινομένων, δημιουργεί μια αυξημένη διαδρομή για τη ροή μιας πιθανής ηλεκτρικής εκκένωσης.

Οι μονωτήρες που είναι εγκατεστημένοι σε εναέριες γραμμές για τη στερέωση συρμάτων χωρίζονται σε δύο ομάδες:

1. καρφίτσα;

2. ανεστάλη.

Κεραμικά μοντέλα

Οι πορσελάνινες ή οι κεραμικές ακίδες με μονούς μονωτές έχουν βρει μεγαλύτερη εφαρμογή σε εναέριες γραμμές έως 1 kV, αν και λειτουργούν σε γραμμές έως και 35 kV. Αλλά χρησιμοποιούνται υπό την προϋπόθεση στερέωσης καλωδίων με χαμηλή διατομή, δημιουργώντας μικρές δυνάμεις έλξης.

Σε γραμμές 35 kV τοποθετούνται γιρλάντες από αναρτημένους μονωτήρες πορσελάνης.

Το Single Porcelain Suspension Insulator Kit περιλαμβάνει διηλεκτρικό σώμα και καπάκι από ελατό σίδηρο. Και τα δύο μέρη συγκρατούνται μεταξύ τους με ειδική χαλύβδινη ράβδο. Ο συνολικός αριθμός τέτοιων στοιχείων στη γιρλάντα καθορίζεται από:

• την τιμή της τάσης της εναέριας γραμμής·

• υποστηρικτικές δομές?

• χαρακτηριστικά λειτουργίας του εξοπλισμού.

Καθώς αυξάνεται η τάση του δικτύου, προστίθεται ο αριθμός των μονωτών στη χορδή. Για παράδειγμα, για εναέριες γραμμές 35 kV, αρκεί να εγκαταστήσετε 2 ή 3 από αυτές και για 110 kV χρειάζονται ήδη 6 ÷ 7.

Μονωτήρες γυαλιού

Αυτά τα σχέδια έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με την πορσελάνη:

• η απουσία εσωτερικών ελαττωμάτων στο μονωτικό υλικό που επηρεάζουν το σχηματισμό διαρροών.

• αυξημένη αντοχή στις στρεπτικές δυνάμεις.

• διαφάνεια της δομής, η οποία επιτρέπει οπτική αξιολόγηση της κατάστασης και παρατήρηση της γωνίας πόλωσης της ροής φωτός.

• έλλειψη σημαδιών γήρανσης?

• λιγότερα φορτία από το δικό σας βάρος.

• αυτοματοποίηση της παραγωγής και της τήξης.

Τα μειονεκτήματα των μονωτικών γυαλιού είναι:

• ασθενής αντιβανδαλιστική αντίσταση.

• χαμηλή αντοχή σε κρούση.

• η πιθανότητα βλάβης κατά τη μεταφορά και εγκατάσταση από μηχανικές δυνάμεις.

Πολυμερείς μονωτές

Έχουν αυξημένη μηχανική αντοχή και βάρος, μειωμένα έως και 90% σε σύγκριση με τα αντίστοιχα κεραμικά και γυάλινα. Τα πρόσθετα οφέλη περιλαμβάνουν:

• ευκολία εγκατάστασης?

• μεγαλύτερη αντοχή στη ρύπανση από την ατμόσφαιρα, η οποία ωστόσο δεν αποκλείει την ανάγκη περιοδικού καθαρισμού της επιφάνειάς τους.

• υδροφοβικότητα;

• καλή ευαισθησία στην υπέρταση.

• αυξημένη αντίσταση βανδαλισμού.

Η ανθεκτικότητα των πολυμερών υλικών εξαρτάται επίσης από τις συνθήκες λειτουργίας. Σε ένα ατμοσφαιρικό περιβάλλον με αυξημένη ρύπανση από βιομηχανικές επιχειρήσεις, τα πολυμερή μπορούν να εμφανίσουν φαινόμενα «εύθραυστης θραύσης», τα οποία συνίστανται σε μια σταδιακή αλλαγή στις ιδιότητες της εσωτερικής δομής υπό την επίδραση χημικών αντιδράσεων από ρύπους και ατμοσφαιρική υγρασία που συμβαίνουν σε συνδυασμό με ηλεκτρικές διεργασίες. .

Όταν οι βάνδαλοι πυροβολούν πολυμερείς μονωτές με σφαίρα ή σφαίρα, συνήθως δεν υπάρχει πλήρης καταστροφή του υλικού, όπως το γυαλί. Τις περισσότερες φορές, το σφαιρίδιο ή η σφαίρα πετάει κατευθείαν μέσα ή κολλάει στο σώμα της φούστας. Αλλά οι διηλεκτρικές ιδιότητες εξακολουθούν να υποτιμώνται και τα κατεστραμμένα στοιχεία στη γιρλάντα απαιτούν αντικατάσταση.

Επομένως, αυτός ο εξοπλισμός θα πρέπει να ελέγχεται περιοδικά με μεθόδους οπτικής επιθεώρησης. Και είναι σχεδόν αδύνατο να εντοπιστούν τέτοιες ζημιές χωρίς οπτικά εργαλεία.

Εξαρτήματα γραμμής αέρα

Για τη στερέωση μονωτών σε ένα στήριγμα εναέριας γραμμής, τη συναρμολόγηση τους σε γιρλάντες και την εγκατάσταση ηλεκτρικών συρμάτων σε αυτά, παράγονται ειδικοί συνδετήρες, οι οποίοι συνήθως ονομάζονται εξαρτήματα.

Σύμφωνα με τις εργασίες που εκτελούνται, τα εξαρτήματα ταξινομούνται στις ακόλουθες ομάδες:

• ένας σύνδεσμος σχεδιασμένος για τη σύνδεση στοιχείων ανάρτησης με διαφορετικούς τρόπους.

• τάνυση, η οποία χρησιμεύει για τη σύνδεση βραχιόνων τάνυσης σε σύρματα και γιρλάντες στηριγμάτων αγκύρωσης.

• υποστήριξη, διεξαγωγή της συγκράτησης συνδετήρων συρμάτων, βρόχων και κόμβων οθονών.

• προστατευτικό που έχει σχεδιαστεί για να διατηρεί τη λειτουργία του εξοπλισμού εναέριας γραμμής όταν εκτίθεται σε ατμοσφαιρικές εκκενώσεις και μηχανικούς κραδασμούς·

• συνδετήρες που αποτελούνται από οβάλ συνδετήρες και φυσίγγια θερμίτη.

• Επικοινωνία;

• σπειροειδής;

• εγκατάσταση μονωτών πείρων.

• εγκατάσταση αυτοφερόμενων μονωτικών συρμάτων.

Κάθε μία από τις αναφερόμενες ομάδες έχει μια ευρεία γκάμα λεπτομερειών και απαιτεί πιο προσεκτική μελέτη. Για παράδειγμα, μόνο τα προστατευτικά εξαρτήματα περιλαμβάνουν:

• προστατευτικά κέρατα?

• δαχτυλίδια και οθόνες?

• απαγωγείς?

• αποσβεστήρες κραδασμών.

Οι προστατευτικές κόρνες δημιουργούν ένα διάκενο σπινθήρα, εκτρέπουν το ηλεκτρικό τόξο που προκύπτει όταν εμφανίζεται μόνωση και έτσι προστατεύουν τον εξοπλισμό εναέριας γραμμής.

Οι δακτύλιοι και οι οθόνες εκτρέπουν το τόξο από την επιφάνεια του μονωτή, βελτιώνουν την κατανομή της τάσης σε ολόκληρη την περιοχή της χορδής.

Οι απαγωγείς υπερτάσεων προστατεύουν τον εξοπλισμό από υπερτάσεις που δημιουργούνται από κεραυνούς.Μπορούν να χρησιμοποιηθούν με βάση δομές σωλήνων από πλαστικό βινυλίου ή σωλήνες από βακελίτη ινών με ηλεκτρόδια ή μπορούν να κατασκευαστούν από στοιχεία βαλβίδας.

Οι αποσβεστήρες κραδασμών λειτουργούν σε σχοινιά και καλώδια, αποτρέπουν ζημιές από καταπονήσεις κόπωσης που προκαλούνται από κραδασμούς και κραδασμούς.

Συσκευές γείωσης εναέριων γραμμών

Η ανάγκη για επαναγείωση στηρίξεων εναέριας γραμμής προκαλείται από τις απαιτήσεις για ασφαλή λειτουργία σε περίπτωση καταστάσεων έκτακτης ανάγκης και κεραυνών. Η αντίσταση βρόχου της συσκευής γείωσης δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 30 ohms.

Για μεταλλικά στηρίγματα, όλοι οι συνδετήρες και ο οπλισμός πρέπει να συνδέονται στο σύρμα PEN και για το οπλισμένο σκυρόδεμα, ένα συνδυασμένο μηδέν συνδέει όλα τα στηρίγματα και τον οπλισμό των στηριγμάτων.

Σε στηρίγματα από ξύλο, μέταλλο και οπλισμένο σκυρόδεμα, οι πείροι και τα άγκιστρα κατά την εγκατάσταση αυτοφερόμενων μονωμένων συρμάτων δεν γειώνονται, εκτός από τις περιπτώσεις που είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί επαναλαμβανόμενη γείωση για προστασία από υπέρταση.

Τα άγκιστρα και οι πείροι που τοποθετούνται στο στήριγμα συνδέονται με τον βρόχο γείωσης με συγκόλληση χρησιμοποιώντας χαλύβδινο σύρμα ή ράβδο με διάμετρο όχι μικρότερη από 6 mm με υποχρεωτική παρουσία αντιδιαβρωτικής επίστρωσης.

Ο μεταλλικός οπλισμός χρησιμοποιείται σε στηρίγματα από οπλισμένο σκυρόδεμα για γείωση. Όλες οι συνδέσεις επαφής των συρμάτων γείωσης συγκολλούνται ή σφίγγονται σε ειδικό μπουλόνι.

Τα στηρίγματα εναέριων γραμμών ισχύος με τάση 330 kV και άνω δεν είναι γειωμένα λόγω της πολυπλοκότητας της εφαρμογής τεχνικών λύσεων για την εξασφάλιση ασφαλούς μεγέθους επαφής και τάσης βήματος.Σε αυτήν την περίπτωση, οι προστατευτικές λειτουργίες γείωσης εκχωρούνται σε γραμμές υψηλής ταχύτητας.