Καλώδια αντικεραυνικής προστασίας εναέριων γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας

Για την προστασία των ηλεκτρικών γραμμών υψηλής τάσης από τις καταστροφικές συνέπειες των ατμοσφαιρικών υπερτάσεων (εκκενώσεις κεραυνών), ειδικά καλώδια αντικεραυνικής προστασίας αιωρούνται πάνω από τους αγωγούς της γραμμής.

Αυτά τα καλώδια χρησιμεύουν ως ένας τύπος εκτεταμένων αλεξικέραυνων, ο αριθμός των οποίων εξαρτάται από διάφορους παράγοντες: από την κατηγορία τάσης της γραμμής, από την αντίσταση του εδάφους που περιβάλλει το στήριγμα, από το μέρος όπου είναι εγκατεστημένο το στήριγμα και από τον αριθμό των καλωδίων που αιωρούνται σε αυτό. Ανάλογα με την απόσταση μεταξύ του καλωδίου και του πλησιέστερου προστατευτικού αγωγού (ανάλογα με τη λεγόμενη γωνία προστασίας), υπολογίζεται το αντίστοιχο ύψος της ανάρτησης του καλωδίου στο στήριγμα.

Εάν η τάση της γραμμής υψηλής τάσης κυμαίνεται από 110 έως 220 kV, ενώ τα στηρίγματα της γραμμής είναι ξύλινα ή η τάση γραμμής είναι 35 kV, ανεξάρτητα από τον τύπο των στηρίξεων, τότε τα καλώδια κεραυνού εγκαθίστανται μόνο στις προσεγγίσεις σε υποσταθμούς. Σε γραμμές με στηρίγματα από χάλυβα ή οπλισμένο σκυρόδεμα, των οποίων η τάση είναι 110 kV και άνω, τα χαλύβδινα καλώδια αιωρούνται σε όλη τη γραμμή.

Ως υλικό συρματόσχοινου χρησιμοποιείται είτε χάλυβας είτε αλουμίνιο και χάλυβας (σύρμα αλουμινίου με χαλύβδινο πυρήνα). Ένα τυπικό σύρμα αντικεραυνικής προστασίας είναι κατασκευασμένο από γαλβανισμένα χαλύβδινα σύρματα και έχει διατομή 50 έως 70 mm. Όταν ένα τέτοιο καλώδιο αιωρείται σε μονωτήρες, τη στιγμή της εκκένωσης του κεραυνού, το ρεύμα του κατευθύνεται στο έδαφος μέσω ενός ειλικρινούς κενού που είναι εγκατεστημένο στον μονωτή.

Τα παλιά χρόνια, κάθε προστατευτικό καλώδιο ήταν παντού σταθερά γειωμένο σε κάθε ένα από τα στηρίγματα, με αποτέλεσμα να υπήρχαν σημαντικές απώλειες ηλεκτρικής ενέργειας, αυτό ήταν ιδιαίτερα αισθητό σε γραμμές υπερυψηλής τάσης. Η γείωση των προστατευτικών καλωδίων σήμερα πραγματοποιείται όχι μόνο μέσω των στηρίξεων, αλλά και, όπως σημειώθηκε παραπάνω, μέσω κενών σπινθήρα.

Έτσι, σε γραμμές με τάση 150 kV και μικρότερη, εάν δεν υπάρχει τήξη πάγου ή κανάλι επικοινωνίας υψηλής συχνότητας κατά μήκος του καλωδίου, η μονωμένη εγκατάσταση του καλωδίου πραγματοποιείται μόνο σε μεταλλικά και αγκύρια από οπλισμένο σκυρόδεμα. Η στερέωση καλωδίων όλων των στηρίξεων με τάσεις από 220 έως 750 kV πραγματοποιείται σε μονωτήρες, ενώ τα καλώδια διακλαδίζονται απευθείας από κεριά.

Η διαδικασία τοποθέτησης καλωδίων αντικεραυνικής προστασίας είναι παρόμοια με την εγκατάσταση των ίδιων των καλωδίων. Τα καλώδια συνδέονται συνήθως με χαλύβδινους συνδετήρες συμπίεσης. Σε γραμμή υψηλής τάσης με τάση μικρότερη από 110 kV, το καλώδιο συνδέεται απευθείας στο στήριγμα με συνδετικά εξαρτήματα χωρίς μονωτή. Σε μια γραμμή με τάση 220 kV (υψηλής και υπερ-υψηλής κατηγορίας), το καλώδιο συνδέεται στα στηρίγματα μέσω μονωτές ανάρτησης, κατά κανόνα, γυαλί, τα οποία παρακάμπτονται από σπινθήρες. Σε κάθε τμήμα αγκύρωσης, ένα καλώδιο γειώνεται σε ένα από τα στηρίγματα αγκύρωσης.

Το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας εγκατάστασης συρμάτων και καλωδίων σχετίζεται με υποστηρίγματα αναρρίχησης. Σε γραμμές υψηλής τάσης με τάση έως 10 kV, οι εγκαταστάτες σκαρφαλώνουν στα στηρίγματα, κατά κανόνα, χρησιμοποιώντας νύχια εγκατάστασης (άξονες) και ιμάντες. Σε γραμμές με υψηλότερη κατηγορία τάσης, χρησιμοποιούνται ευρέως υδραυλικοί ανελκυστήρες και τηλεσκοπικοί πύργοι.

Από την 1η Ιουλίου 2009, κατά την κατασκευή νέων και την ανακατασκευή παλαιών γραμμών υψηλής τάσης, οι επιχειρήσεις IDGC και PJSC "FSK UES" χρησιμοποιούν σχοινιά χάλυβα της μάρκας MZ-V-OZh-NR, κατασκευασμένα σύμφωνα με το STO 71915393- TU 062, ως προστασία από απευθείας κεραυνούς —2008 και καλώδια γείωσης της μάρκας GTK σύμφωνα με το TU 3500-001-86229982-2010.

Μελέτες έχουν δείξει ότι τα ίδια τα καλώδια, όταν αιωρούνται από μονωτές, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μετάδοση μικρής ηλεκτρικής ενέργειας καθώς και για επικοινωνία υψηλής συχνότητας. Τα τελευταία χρόνια υπάρχουν πλέον καλώδια αντικεραυνικής προστασίας με ενσωματωμένα οπτικά καλώδια. Αποδεικνύεται ότι είναι φθηνότερο από την τοποθέτηση ενός καλωδίου υπόγεια, ειδικά όταν λαμβάνεται υπόψη η μετέπειτα συντήρησή του.