Кабельні лінії електропередач. Кабельні та повітряні леп Класифікація повітряних ліній електропередач

Які лінії електропередач бувають

Мережа ліній електропередач необхідна для переміщення та розподілу електричної енергії: від її джерел, між населеними пунктами та кінцевими об'єктами споживання. Дані лінії відрізняються великою різноманітністю та поділяються:

• за типом розміщення проводів - повітряні (розташовані на відкритому повітрі) та кабельні (закриті в ізоляцію);
• за призначенням – наддалекі, магістральні, розподільні.

Повітряні та кабельні лінії електропередач мають певну класифікацію, яка залежать від споживача, роду струму, потужності, використовуваних матеріалів.

Повітряні лінії електропередач (ПЛ)

До них відносяться лінії, які прокладаються на свіжому повітрі над землею з використанням різних опор. Поділ ліній електропередач важливий для їх вибору та обслуговування.

Розрізняють лінії:

• за родом струму, що переміщується - змінний і постійний;
• за рівнем напруги – низьковольтні (до 1000 В) та високовольтні (понад 1000 В) лінії електропередач;
• по нейтралі – мережі з глухозаземленою, ізольованою, ефективно-заземленою нейтраллю.

Змінний струм

Електричні лінії, що використовують передачі змінний струм, впроваджуються російськими компаніями найчастіше. З їх допомогою відбувається живлення систем та переміщення енергії на різні відстані.

Постійний струм

Повітряні лінії електропередач, що забезпечують передачу постійного струму, використовуються в Росії рідко. Головна причина цього – висока вартість монтажу. Крім опор, проводів та різних елементів для них потрібна купівля додаткового обладнання – випрямлячів та інверторів.

Оскільки більшість споживачів використовує змінний струм, при облаштуванні таких ліній доводиться витрачати додатковий ресурс на перетворення енергії.

Влаштування повітряних ЛЕП

Пристрій повітряних ліній електропередач включають такі елементи:

• Системи опори або електричні стовпи. Вони розміщуються на землі або інших поверхнях і можуть бути анкерними (приймають основне навантаження), проміжними (зазвичай використовуються для підтримки проводів у прольотах), кутовими (розміщуються в місцях, де лінії проводів змінюють напрямок).
• Провід. Мають свої різновиди, можуть бути виготовлені з алюмінію, міді.
• Траверси. Вони кріпляться на опори ліній і є основою для монтажу проводів.
• Ізолятори. З їх допомогою монтуються дроти та ізолюються один від одного.
• Системи заземлення. Наявність такого захисту необхідна відповідно до норм ПУЕ (правил пристрою електроустановок).
• Блискавкозахист. Її використання забезпечує захист повітряної лінії електропередач від напруги, яка може виникнути при попаданні розряду.

Кожен елемент електричної мережі відіграє важливу роль, приймаючи він певне навантаження. У деяких випадках може використовуватися додаткове обладнання.

Кабельні лінії електропередач

Кабельні лінії електропередач під напругою, на відміну від повітряних, не вимагають великої вільної площі для розміщення. Завдяки наявності ізоляційного захисту вони можуть бути прокладені: на території різних підприємств, у населених пунктах із щільною забудовою. Єдиний недолік у порівнянні з ПЛ – більш висока вартість монтажу.

Підземні та підводні

Закритий спосіб дозволяє розміщувати лінії навіть у найскладніших умовах – під землею та під водною поверхнею. Для їхньої прокладки можуть використовуватися спеціальні тунелі або інші способи. При цьому можна використовувати кілька кабелів, також різні кріпильні деталі.

Біля електричних мереж встановлюються спеціальні охоронні зони. Відповідно до правил ПУЕ вони мають забезпечити безпеку та нормальні умови експлуатації.

Прокладка по спорудах

Прокладання високовольтних ліній електропередач з різною напругою можливе всередині споруд. До конструкцій, що найчастіше використовуються, відносяться:

• Тунелі. Вони є окремими приміщеннями, всередині яких кабелі розташовуються по стінах або на спеціальних конструкціях. Такі простори добре захищені та забезпечують легкий доступ до монтажу та обслуговування ліній.
• Канали. Це готові конструкції із пластику, залізобетонних плит та інших матеріалів, усередині яких розташовуються дроти.
• Поверх чи шахта. Приміщення, спеціально пристосовані для розміщення ЛЕП та можливості знаходження там людини.
• Естакада. Вони є відкритими спорудами, які прокладаються на землі, фундаменті, опорних конструкціях з прикріпленими всередині проводами. Закриті естакади називаються галереями.
• Розміщення у вільному просторі будівель – зазори, місце під підлогою.
• Кабельний блок. Кабелі прокладаються під землею у спеціальних трубах та виводяться на поверхню за допомогою спеціальних пластикових або бетонних колодязів.

Ізоляція кабельних ЛЕП

Головною умовою при виборі матеріалів для ізоляції ЛЕП є те, що вони не повинні проводити струм. Зазвичай у пристрої кабельних ліній електропередач використовуються такі матеріали:

• гума синтетичного або природного походження (вона відрізняється гарною гнучкістю, тому лінії з такого матеріалу легко прокладати навіть у важкодоступних місцях);
• поліетилен (досить стійкий до впливу хімічного чи іншого агресивного середовища);
• ПВХ (головною перевагою такої ізоляції є доступність, хоча матеріал за стійкістю та різними захисними властивостями поступається іншим);
• фторопластові (відрізняються високою стійкістю до різних впливів);
• матеріали на паперовій основі (малостійкі до хімічних та природних впливів, навіть за наявності просочення захисним складом).

Крім традиційних твердих матеріалів для таких ліній можуть застосовуватись рідинні ізолятори, а також спеціальні гази.

Класифікація за призначенням

Ще однією характеристикою, за якою відбувається класифікація ліній електропередач з урахуванням напруги, є призначення. ПЛ прийнято ділити на: наддалекі, магістральні, розподільні. Вони різняться залежно від потужності, типу одержувача та відправника енергії. Це може бути великі станції чи споживачі – заводи, населені пункти.

Наддалекі

Основним призначенням цих ліній є зв'язок між різними енергетичними системами. Напруга даних повітряних лініях починається від 500 кВ.

Магістральні

Даний формат ЛЕП передбачає напругу в мережі 220 та 330 кВ. Магістральні лінії забезпечують передачі енергії від електростанцій до пунктів розподілу. Також вони можуть використовуватись для зв'язку різних електростанцій.

Розподільні

До виду розподільних ліній відносяться мережі під напругою 35, 110 та 150 кВ. З їхньою допомогою відбувається переміщення електричної енергії від розподільчих мереж до населених пунктів, а також великим підприємствам. Лінії з напругою менше 20 кВ використовуються для забезпечення постачання енергії кінцевим споживачам, у тому числі для підключення електрики до ділянки .

Будівництво та ремонт ліній електропередач

Прокладання мереж високовольтних кабельних ліній електропередач та ПЛ – необхідний спосіб забезпечення енергією будь-яких об'єктів. З їхньою допомогою здійснюється передача електроенергії на будь-які відстані.

Будівництво мереж будь-якого призначення є складним процесом, який включає кілька етапів:

• Обстеження місцевості.
• Проектування ліній, складання кошторису, технічної документації.
• Підготовку території, підбір та закупівля матеріалів.
• Складання опорних елементів або підготовка до встановлення кабелю.
• Монтаж або закладання дротів, підвісних пристроїв, зміцнення ЛЕП.
• Благоустрій території та підготовка лінії до запуску.
• Введення в експлуатацію, офіційне оформлення документації.

Для забезпечення ефективної роботи лінії потрібна її грамотне технічне обслуговування, своєчасний ремонт та при необхідності реконструкція. Усі подібні заходи мають проводитись відповідно до ПУЕ (правил технічних установок).

Ремонт електричних ліній ділиться на поточний та капітальний. Під час першого проводиться контроль за станом роботи системи, виконуються роботи із заміни різних елементів. Капітальний ремонт передбачає проведення більш серйозних робіт, які можуть містити заміну опор, перетяжку ліній, заміну цілих ділянок. Усі види робіт визначаються залежно стану ЛЕП.

Основними елементами повітряних ліній є дроти, ізолятори, лінійна арматура, опори та фундаменти. На повітряних лініях змінного трифазного струму підвішують не менше трьох проводів, що становлять один ланцюг; на повітряних лініях постійного струму – не менше двох дротів.

За кількістю ланцюгів ПЛ поділяються на одне, двох та багатоланцюгові. Кількість ланцюгів визначається схемою електропостачання та необхідністю її резервування. Якщо за схемою електропостачання потрібні два ланцюги, то ці ланцюги можуть бути підвішені на двох окремих одноланцюгових ПЛ з одноланцюговими опорами або на одній дволанцюговій ПЛ з дволанцюговими опорами. Відстань між сусідніми опорами називають прольотом, а відстань між опорами анкерного типу - анкерною ділянкою.

Провід, що підвішується на ізоляторах (А, - довжина гірлянди) до опор (рис. 5.1 а), провисають по ланцюговій лінії. Відстань від точки підвісу до нижчої точки дроту називається стрілою провісу /. Вона визначає габарит наближення дроту до землі А, який населеній місцевості дорівнює: до землі до 35 і ПО кВ - 7 м; 220 кВ – 8 м; до будівель або споруд до 35 кВ – 3 м; 110 кВ – 4 м; 220 кВ – 5 м. Довжина прольоту / визначається економічними умовами. Довжина прольоту до 1 кВ зазвичай становить 30...75 м; ПО кВ - 150...200 м; 220 кВ – до 400 м.

Різновиди опор електропередач

Залежно від способу підвіски дротів опори бувають:

1. проміжні, на яких дроти закріплюють у підтримуючих затискачах;
2. анкерного типу, що служать для натягу проводів; на цих опорах дроти закріплюють у натяжних затискачах;
3. кутові, які встановлюють на кутах повороту ПЛ з підвіскою проводів у підтримуючих затискачах; вони можуть бути проміжні, відгалужувальні та кутові, кінцеві, анкерні кутові.

Укрупнено ж опори ПЛ вище 1 кВ поділяються на два види анкерні, що повністю сприймають тяжіння проводів і тросів у суміжних прольотах; проміжні, що не сприймають тяжіння проводів або частково сприймають.

На ПЛ застосовують дерев'яні опори (рис. 5Л, б, в), дерев'яні опори нового покоління (рис. 5.1, г), сталеві (рис. 5.1, д) та залізобетонні опори.

Дерев'яні опори ПЛ

Дерев'яні опори ПЛ все ще мають поширення в країнах, що мають у своєму розпорядженні лісові запаси. Достоїнствами дерева як матеріалу для опор є: невелика питома вага, висока механічна міцність, хороші електроізоляційні властивості, круглий природний сортамент. Недоліком деревини є її гниття, зменшення якого застосовують антисептики.

Ефективним методом боротьби з гниттям є просочування деревини маслянистими антисептиками. У США здійснюється перехід до дерев'яних клеєних опор.

Для ПЛ напругою 20 та 35 кВ, на яких застосовують штирьові ізолятори, доцільно застосування одностійкових свічкоподібних опор з трикутним розташуванням проводів. На повітряних ЛЕП 6 -35 кВ зі штиревими ізоляторами при будь-якому розташуванні проводів відстань між ними D, м повинна бути не менше значень, що визначаються за формулою

де U – лінії, кВ; - найбільша стріла провісу, що відповідає габаритному прольоту, м; Ь - товщина стінки ожеледиці, мм (не більше 20 мм).

Для ПЛ 35 кВ і вище з підвісними ізоляторами при горизонтальному розташуванні проводів мінімальна відстань між проводами, м визначається за формулою

Стійку опори виконують складовою: верхню частину (власне стійку) - з колод довжиною 6,5...8,5 м, а нижню частину (так званий пасинок) - із залізобетону перетином 20 х 20 см, довжиною 4,25 і 6,25 м або з колод довжиною 4,5…6,5 м. Складові опори із залізобетонним пасинком поєднують у собі переваги залізобетонних та дерев'яних опор: грозостійкість та опірність гниття у місці торкання з ґрунтом. З'єднання стійки з пасинком виконують дротяними бандажами із сталевого дроту діаметром 4...6 мм, що натягується за допомогою скручування або натяжним болтом.

Анкерні та проміжні кутові опори для ПЛ 6 - 10 кВ виконують у вигляді Аобразної конструкції зі складовими стійками.

Сталеві опори електропередач

Широко застосовують на ПЛ напругою 35 кВ та вище.

За конструктивним виконанням сталеві опори можуть бути двох видів:

1. баштові або одностійкові (див. рис. 5.1, д);
2. портальні, які за способом закріплення поділяються на вільні опори та опори на відтяжках.

Перевагою сталевих опор є їх висока міцність, недоліком - схильність до корозії, що вимагає при експлуатації проведення періодичного фарбування або нанесення антикорозійного покриття.

Опори виготовляють із сталевого кутового прокату (в основному застосовують рівнобокий куточок); високі перехідні опори можуть бути виготовлені із сталевих труб. У вузлах з'єднання елементів застосовують сталевий лист різної товщини. Незалежно від конструктивного виконання сталеві опори виконують у вигляді просторових ґратчастих конструкцій.

Залізобетонні опори електропередачі

Порівняно з металевими більш довговічні та економічні в експлуатації, тому що вимагають менше догляду та ремонту (якщо брати життєвий цикл, то залізобетонні – більш енерговитратні). Основна перевага залізобетонних опор – зменшення витрати сталі на 40…75%, недолік – велика маса. За способом виготовлення залізобетонні опори поділяються на бетоновані на місці установки (здебільшого такі опори застосовують за кордоном) та заводського виготовлення.

Кріплення траверс до ствола стійки залізобетонної опори виконують за допомогою болтів, пропущених через спеціальні отвори в стійці, або за допомогою сталевих хомутів, що охоплюють ствол і мають цапфи для кріплення на них кінців траверс трас. Металеві траверси попередньо піддають гарячій оцинковці, тому вони тривалий час не вимагають при експлуатації спеціального догляду та спостереження.

Провід повітряних ліній виконують неізольованими, що складаються з одного або кількох звитих дротів. Проводи з одного дроту, звані однодротяними (їх виготовляють перетином від 1 до 10 мм2), мають меншу міцність і застосовуються тільки ПЛ напругою до 1 кВ. Багатодротяні дроти, звиті з кількох дротів, застосовуються на ПЛ всіх напруг.

Матеріали проводів і тросів повинні мати високу електричну провідність, мати достатню міцність, витримувати атмосферні впливи (у цьому відношенні найбільшу стійкість мають мідні та бронзові проводи; проводи з алюмінію схильні до корозії, особливо на морських узбережжях, де в повітрі містяться солі; у нормальних атмосферних умовах).

Для ПЛ застосовують однодротяні сталеві дроти діаметром 3,5; 4 і 5 мм та мідні дроти діаметром до 10 мм. Обмеження нижньої межі обумовлено тим, що дроти меншого діаметра мають недостатню механічну міцність. Верхня межа обмежена через те, що вигини однодротяного дроту більшого діаметра можуть викликати в зовнішніх шарах такі залишкові деформації, які будуть знижувати його механічну міцність.

Багатодротяні дроти, скручені з декількох дротів, мають велику гнучкість; такі дроти можуть виконуватися будь-яким перерізом (виготовляють їх перетином від 1,0 до 500 мм2).

Діаметри окремих дротів та їх кількість підбирають так, щоб сума поперечних перерізів окремих дротів дала необхідний загальний переріз дроту.

Як правило, багатодротяні дроти виготовляють з круглих дротів, причому в центрі міститься один або кілька дротів однакового діаметра. Довжина скрученого дроту трохи більша за довжину дроту, виміряної по його осі. Це спричиняє збільшення фактичної маси дроту на 1 …2 % порівняно з теоретичною масою, яка виходить при множенні перерізу дроту на довжину та щільність. В усіх розрахунках приймається фактична маса дроту, зазначена у відповідних стандартах.

Марки неізольованих дротів позначають:

• літерами М, А, АС, ПС – матеріал дроту;
• цифрами – перетин у квадратних міліметрах.

Алюмінієвий дріт А може бути:

• марки AT (твердої невідтоженої)
• AM (відпаленою м'якою) сплавів АН, АЖ;
• АС, АСХС - із сталевого сердечника та алюмінієвих дротів;
• ПС - із сталевих дротів;
• ПСТ - із сталевого оцинкованого дроту.

Наприклад, А50 позначає алюмінієвий провід, переріз якого дорівнює 50 мм2;

• АС50/8 - сталеалюміневий провід перетином алюмінієвої частини 50 мм2, сталевого сердечника 8 мм2 (в електричних розрахунках враховується провідність тільки алюмінієвої частини дроту);
• ПСТЗ,5, ПСТ4, ПСТ5 - однодротяні сталеві дроти, де цифри відповідають діаметру дроту в міліметрах.

Сталеві троси, що застосовуються на ПЛ як грозозахисні, виготовляють з оцинкованого дроту; їх переріз має бути не менше 25 мм2. На ПЛ напругою 35 кВ застосовують троси перерізом 35 мм2; на лініях ПВ кВ - 50 мм2; на лініях 220 кВ та вище -70 мм2.

Переріз багатодротяних проводів різних марок визначається для ПЛ напругою до 35 кВ за умовами механічної міцності, а для ПЛ напругою ПЗ кВ і вище - за умовами втрат на корону. На ПЛ при перетині різних інженерних споруд (ліній зв'язку, залізниць та шосейних доріг тощо) необхідно забезпечувати більш високу надійність, тому мінімальні перерізи проводів у прольотах перетинів повинні бути збільшені (табл. 5.2).

При обтіканні проводів потоком повітря, спрямованим упоперек осі ПЛ або під деяким кутом до цієї осі, з підвітряного боку дроту виникають завихрення. При збігу частоти освіти і переміщення вихорів з однією із частот власних коливань провід починає коливатися у вертикальній площині.

Такі коливання дроту з амплітудою 2...35 мм, довжиною хвилі 1...20 м і частотою 5...60 Гц називаються вібрацією.

Зазвичай вібрація проводів спостерігається за швидкості вітру 0,6... 12,0 м/с;

Сталеві дроти не допускаються в прольотах над трубопроводами та залізницями.

Вібрація, як правило, має місце у прольотах довжиною понад 120 м та на відкритій місцевості. Небезпека вібрації полягає в обриві окремих дротів дроту на ділянках їх виходу із затискачів через підвищення механічної напруги. Виникають змінні від періодичних згинів дротів в результаті вібрації і зберігаються в підвішеному дроті основні напруги, що розтягують.

У прольотах довжиною до 120 м-коду захисту від вібрації не потрібно; не підлягають захисту та ділянки будь-яких ПЛ, захищених від поперечних вітрів; на великих переходах рік і водних просторів потрібен захист незалежно від проводів. На ПЛ напругою 35 …220 кВ і вище захист від вібрації виконують шляхом установки віброгасників, підвішених на сталевому тросі, що поглинають енергію проводів вібрують зі зменшенням амплітуди вібрації біля затискачів.

При ожеледиці спостерігається так звана танець проводів, яка, як і вібрація, збуджується вітром, але відрізняється від вібрації більшою амплітудою, що досягає 12 ... 14 м, і більшою довжиною хвилі (з однією і двома напівхвилями в прольоті). У площині, перпендикулярній осі ПЛ, дріт На напрузі 35 - 220 кВ дроти ізолюють від опор гірляндами підвісних ізоляторів. Для ізоляції ПЛ 6 -35 кВ застосовують штирьові ізолятори.

Проходячи по проводах ПЛ, виділяє теплоту та нагріває провід. Під впливом нагріву дроту відбуваються:

1. подовження дроту, збільшення стріли провисання, зміна відстані до землі;
2. зміна натягу дроту та його здатності нести механічне навантаження;
3. зміна опору дроту, тобто зміна втрат електричної потужності та енергії.

Усі умови можуть змінюватися за наявності сталості параметрів довкілля або змінюватися спільно, впливаючи працювати проводу ПЛ. При експлуатації ПЛ вважають, що з номінальному струмі навантаження температура дроту становить 60…70″С. Температура проводу визначатиметься одночасним впливом тепловиділення та охолодження або тепловідведення. Тепловідведення проводів ПЛ зростає зі збільшенням швидкості вітру та зниженням температури навколишнього повітря.

При зменшенні температури повітря від +40 до 40 °С і збільшення швидкості вітру від 1 до 20 м/с теплові втрати змінюються від 50 до 1000 Вт/м. При позитивних температурах навколишнього повітря (0...40 °С) і незначних швидкостях вітру (1...5 м/с) теплові втрати становлять 75...200 Вт/м.

Для визначення впливу навантаження на збільшення втрат спочатку визначається

де RQ - опір дроту при температурі 02 Ом; R0] - опір дроту при температурі, що відповідає розрахунковому навантаженню в умовах експлуатації, Ом; А/.у.с - коефіцієнт збільшення температурного опору, Ом/°С.

Збільшення опору дроту порівняно з опором, що відповідає розрахунковому навантаженню, можливе при перевантаженні 30% на 12%, а при навантаженні 50% - на 16%

Збільшення втрати AUпри перевантаженні до 30% очікується:

1. при розрахунку ПЛ на AU = 5% А? / 30 = 5,6%;
2. при розрахунку ПЛ на А17 = 10% Д? / 30 = 11,2%.

При перевантаженні ПЛ до 50 % збільшення втрати дорівнює відповідно 5,8 і 11,6 %. Враховуючи графік навантаження, можна зазначити, що з перевантаженні ПЛ до 50 % втрати короткочасно перевищують допустимі нормативні значення на 0,8… 1,6 %, що не впливає якість електроенергії.

Застосування дроту СІП

З початку століття набули поширення низьковольтні повітряні мережі, виконані як самонесуча система ізольованих проводів (СІП).

Використовується СІП у містах як обов'язкове прокладання, як магістраль у сільських зонах зі слабкою щільністю населення, відгалуження до споживачів. Способи прокладання СІП різні: натягування на опорах; натягування по фасадах будівель; прокладання уздовж фасадів.

Конструкція СІП (уніполярних броньованих і неброньованих, триполярних з ізольованою або голою нейтраллю, що несе) в загальному випадку складається з мідної або алюмінієвої провідникової багатодротяної жили, оточеної внутрішнім напівпровідниковим екструдованим екраном, потім - ізоляцією з шитого поліетилену, поліет. Герметичність забезпечується порошком та компаундованою стрічкою, поверх яких розташований металевий екран з міді або алюмінію у вигляді спірально покладених ниток або стрічки з використанням екструдованого свинцю.

Поверх подушки кабельної броні, виконаної з паперу, ПВХ, поліетилену, роблять броню з алюмінію у вигляді сітки зі смужок та ниток. Зовнішній захист виконаний з ПВХ, поліетилену без гелогену. Прольоти прокладки, розраховані з урахуванням її температури та перерізу проводів (не менше 25 мм2 для магістралей та 16 мм2 на відгалуженнях до вводів для споживачів, 10 мм2 для сталеалюмінієвого проводу) становлять від 40 до 90 м.

При невеликому підвищенні витрат (близько 20%) порівняно з неізольованими проводами надійність та безпека лінії, оснащеної СІП, підвищується до рівня надійності та безпеки кабельних ліній. Однією з переваг повітряних ліній із ізольованими проводами ВЛІ перед звичайними ЛЕП є зниження втрат та потужності за рахунок зменшення реактивного опору. Параметри прямої послідовності ліній:

• АСБ95 - R = 0,31 Ом/км; Х = 0,078 Ом/км;
• СІП495 - відповідно 0,33 та 0,078 Ом/км;
• СІП4120 - 0,26 та 0,078 Ом/км;
• АС120 - 0,27 та 0,29 Ом/км.

Ефект від зниження втрат при застосуванні СІП та незмінності струму навантаження може становити від 9 до 47 %, втрат потужності – 18 %.

Багато людей навіть і не замислюються над цим питанням. Адже найчастіше пересічного громадянина цікавить електрика всередині будинку, а зовнішніми лініями (ЛЕП), як він вважає, мають займатися фахівці...

Вміння розпізнати напругу ЛЕП

Багато людей навіть і не замислюються над цим питанням. Адже найчастіше пересічного громадянина цікавить електрика всередині будинку, а зовнішніми лініями (ЛЕП), як він вважає, мають займатися фахівці. Але важливо врахувати кожному, що незнання простих відмінностей між повітряними лініями електропередач (ПЛ) може спричинити каліцтва або навіть смерть людини.

Безпечна для здоров'я відстань від ЛЕП до людини

Існують стандартні норми техніки безпеки, згідно з якими мінімально допустима відстань людини до струмоведучих частин має бути такою:

• 1-35кВ – 0,6м;
• 60-110кВ – 1,0м;
• 150кВ - 1,5 м;
• 220кВ - 2,0м;
• 330кВ – 2,5м;
• 400-500кВ - 3,5 м;
• 750кВ – 5,0м;
• 800 * кв - 3,5 м;
• 1150кВ - 8,0м.

Порушення цих правил смертельно небезпечне.

ЛЕП та санітарні зони

Починаючи якусь діяльність поблизу ЛЕП, потрібно врахувати і встановлені санітарно-контрольні зони. У таких місцях діють багато обмежень. Заборонено:

• проводити ремонт, демонтаж та будівництво будь-яких об'єктів;
• перешкоджати доступу до ЛЕП;
• розміщувати поблизу будматеріали, сміття тощо;
• розпалювати багаття;
• організовувати масові заходи.

Межі санітарно-контрольної зони такі:

• нижче 1кВ - 2м (по обидва боки);
• 20кВ - 10м;
• 110кВ - 20м;
• 500кВ - 30м;
• 750кВ - 40м;
• 1150кВ - 55м.

Чи може звичайна людина візуально визначити напругу ЛЕП?

Деякі відхилення можливі, але в більшості випадків, враховуючи певні параметри, можна легко визначити напругу ЛЕП на вигляд.

Залежно від виду ізолятора

Основне правило тут: «Чим потужніша ЛЕП, тим більше ізоляторів ви побачите на гірлянді».

Мал.1 Зовнішні ізолятори ЛЕП 0,4 кВ, 10 кВ, 35 кВ

Найбільш поширені ізолятори ПЛ-0,4кВ. На вигляд вони невеликого розміру, зазвичай зі скла або порцеляни.

ПЛ-6 і ПЛ-10 на вигляд тієї ж форми, але розміром значно більше. Крім штиревого кріплення, іноді використовують ці ізолятори на кшталт гірлянд за одним/двома зразками.

На ПЛ-35кВ в основному монтують підвісні ізолятори, хоча іноді трапляються ще штирьові. Гірлянда складається із трьох-п'яти примірників.

Рис.2 Ізолятори типу гірлянд

Ізолятори типу гірлянд властиві виключно для ПЛ-110кВ, 220кВ, 330кВ, 500кВ, 750кВ. Кількість зразків у гірлянді така:

• ПЛ-110кВ – 6 ізоляторів;
• ПЛ-220кВ – 10 ізоляторів;
• ПЛ-330кВ - 14;
• ПЛ-500кВ - 20;
• ПЛ-750кВ - від 20.

Залежно кількості проводів

• ПЛ-0,4 кВ властиво кількість проводів: для 220В - два, для 330В - 4 і більше.
• ПЛ-6, 10кВ – лише три дроти на лінії.
• ВЛ-35кВ, 110кВ – для окремого ступеня свій одиночний провід.
• ПЛ-220кВ – для кожного ступеня використовується один товстий провід.
• ПЛ-330кВ – у фазах по два дроти.
• ПЛ-500кВ – щаблі здійснюються за рахунок потрійного дроту на кшталт трикутника.
• ПЛ-750кВ – для окремого ступеня 4-5 проводів у вигляді квадрата або кільця.

Залежно від виду опор

Рис.3 Типи опор високовольтних ліній

Сьогодні як опори для ліній електропередач напругою 35-750 кВ найчастіше використовують залізобетонні стійки СК 26 .

• Для ПЛ-0.4 кВ стандартно використовують одинарну опору з дерева.
• ПЛ-6 та 10 кВ – опори дерев'яні, але вже кутової форми.
• ПЛ-35 кВ – бетонні або металеві конструкції, рідше дерев'яні, але також у вигляді будов.
• ВЛ-110 кВ – залізобетонні або змонтовані із металоконструкцій. Дерев'яні опори трапляються дуже рідко.
• ПЛ понад 220 кВ бувають тільки з металоконструкцій або залізобетонні.

Якщо ж у вас є намір проводити на певній ділянці якісь серйозні роботи, і ви сумніваєтеся у захисній зоні ЛЕП, то надійніше звернутися за інформацією в енергетичну компанію вашого населеного пункту.

Енциклопедичний YouTube

1 / 5

✪ Як працює ЛЕП. Передача енергії великі відстані. Анімаційний навчальний ролик. / Урок 3

✪ Урок 261. Втрати енергії у ЛЕП. Умови погодження джерела струму з навантаженням

✪ Методи монтажу опор повітряних ліній електропередач (лекція)

✪ ✅Як зарядити телефон під високовольтною ЛЕП наведеними струмами

✪ Пляска проводів повітряної лінії електропередачі 110 кВ

Субтитри

Повітряні лінії електропередач

Повітряна лінія електропередач(ПЛ) - пристрій, призначений для передачі або розподілу електричної енергії по проводах, що знаходяться на відкритому повітрі і прикріплені за допомогою траверс (кронштейнів), ізоляторів та арматури до опор або інших споруд (мостів, шляхопроводів).

Склад ПЛ

• Траверси
• Секціонуючі пристрої
• Волоконно-оптичні лінії зв'язку (у вигляді окремих самонесучих кабелів, або вбудовані в грозозахисний трос, силовий провід)
• Допоміжне обладнання для потреб експлуатації (апаратура високочастотного зв'язку, ємнісного відбору потужності та ін.)
• Елементи маркування високовольтних проводів та опор ЛЕП для забезпечення безпеки польотів повітряних суден. Опори маркуються поєднанням фарб певних кольорів, дроти – авіаційними кулями для позначення у денний час. Для позначення в денний та нічний час доби застосовуються вогні світлової огорожі.

Документи, що регулюють ПЛ

Класифікація ПЛ

За родом струму

В основному, ПЛ служать для передачі змінного струму і лише в окремих випадках (наприклад, для зв'язку енергосистем, живлення контактної мережі та інші) використовуються лінії постійного струму. Лінії постійного струму мають менші втрати на ємнісну та індуктивну складові. У СРСР було збудовано кілька ліній електропередачі постійного струму:

• Високовольтна лінія постійного струму Москва-Кашира - Проект «Ельба»,
• Високовольтна лінія постійного струму Волгоград-Донбас ,
• Високовольтна лінія постійного струму Екібастуз-Центр і т.д.

Широкого поширення такі лінії не набули.

За призначенням

• Наддалека ПЛ напругою 500 кВ і вище (призначені для зв'язку окремих енергосистем).
• Магістральні ПЛ напругою 220 і 330 кВ (призначені передачі енергії від потужних електростанцій , і навіть для зв'язку енергосистем і об'єднання електростанцій всередині енергосистем - наприклад, з'єднують електростанції з розподільними пунктами).
• Розподільні ПЛ напругою 35, 110 і 150 кВ (призначені для електропостачання підприємств та населених пунктів великих районів - з'єднують розподільчі пункти зі споживачами)
• ПЛ 20 кВ і нижче, що підводять електроенергію до споживачів.

за напругою

• ПЛ до 1000 В (ПЛ нижчого класу напруг)
• ПЛ вище 1000 В
  • ПЛ 1-35 кВ (ПЛ середнього класу напруг)
  • ПЛ 35-330 кВ (ПЛ високого класу напруг)
  • ПЛ 500-750 кВ (ПЛ надвисокого класу напруг)
  • ПЛ вище 750 кВ (ПЛ ультрависокого класу напруг)

Ці групи значно різняться, переважно - вимогами у частині розрахункових умов і конструкцій.

У мережах СНД загального призначення змінного струму 50 Гц, згідно з ГОСТ 721-77, повинні використовуватися такі номінальні міжфазні напруги: 380; (6) , 10, 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750 та 1150 кВ. Можуть також існувати мережі, побудовані за застарілими стандартами з номінальними міжфазними напругами: 220, 3 та 150 кВ.

Найбільш високовольтною ЛЕП у світі є лінія Екібастуз-Кокчетав, номінальна напруга – 1150 кВ. Однак, нині лінія експлуатується під удвічі меншою напругою – 500 кВ.

Номінальна напруга для ліній постійного струму не регламентована, найчастіше використовуються напруги: 150, 400 (Виборзька ПС - Фінляндія) і 800 кВ.

У спеціальних мережах можуть використовуватися й інші класи напруг, в основному це стосується тягових мереж залізниць (27,5 кВ, 50 Гц змінного струму і 3,3 кВ постійного струму), метрополітену (825 В постійного струму), трамваїв і тролейбусів (600 У постійного струму).

За режимом роботи нейтралів в електроустановках

• Трифазні мережі з незаземленими (ізольованими) нейтралями (нейтраль не приєднана до заземлювального пристрою або приєднана до нього через апарати з великим опором). У СНД такий режим нейтралі використовують у мережах напругою 3-35 кВ з малими струмами однофазних замикань на землю.
• Трифазні мережі з резонансно-заземленими (компенсованими) нейтралями (нейтральна шина приєднана до заземлення через індуктивність). У СНД використовують у мережах напругою 3-35 кВ з великими струмами однофазних замикань на землю.
• Трифазні мережі з ефективно-заземлениминейтралями (мережі високої та надвисокої напруги, нейтралі яких з'єднані із землею безпосередньо або через невеликий активний опір). У Росії це мережі напругою 110, 150 та частково 220 кВ, в яких застосовуються трансформатори (автотрансформатори вимагають обов'язкового глухого заземлення нейтралі).
• Мережі з глухозаземленоюнейтраллю (нейтраль трансформатора або генератора приєднується до заземлювального пристрою безпосередньо або через малий опір). До них відносяться мережі напругою менше 1 кВ, а також напругою мережі 220 кВ і вище.

За режимом роботи в залежності від механічного стану

• ПЛ нормального режиму роботи (проводи та троси не обірвані).
• ПЛ аварійного режиму роботи (при повному або частковому обриві проводів та тросів).
• ПЛ монтажного режиму роботи (під час монтажу опор, проводів та тросів).

Основні елементи ПЛ

• Траса- положення осі ПЛ на земній поверхні.
• Пікети(ПК) - відрізки, на які розбита траса, довжина ПК залежить від номінальної напруги ПЛ та типу місцевості.
• Нульовий пікетний знакпозначає початок траси.
• Центровий знакна трасі ВЛ, що будується, позначає центр розташування опори.
• Виробничий пікетаж- встановлення пікетних та центрових знаків на трасі відповідно до відомості розміщення опор.
• Фундамент опори- конструкція, зароблена в грунт або спирається на нього і передає йому навантаження від опори, ізоляторів, проводів (тросів) та зовнішніх впливів (гололеда, вітру).
• Основа фундаменту- ґрунт нижньої частини котловану, що сприймає навантаження.
• Проліт(Довжина прольоту) - відстань між центрами двох опор, на яких підвішені дроти. Розрізняють проміжнийпроліт (між двома сусідніми проміжними опорами) та анкернийпроліт (між анкерними опорами). Перехідний проліт- проліт, що перетинає будь-яку споруду або природну перешкоду (річку, яр).
• Кут повороту лінії- Кут α між напрямками траси ПЛ у суміжних прольотах (до і після повороту).
• Стріла провісу- вертикальна відстань між нижчою точкою дроту в прольоті та прямою, що з'єднує точки його кріплення на опорах.
• Габарит дроту- вертикальна відстань від дроту в прольоті до інженерних споруд, поверхні землі або води, що перетинаються трасою.
• Шлейф (петля) - відрізок дроту, що з'єднує на анкерній опорі натягнуті дроти сусідніх анкерних прольотів.

Монтаж повітряних ліній електропередач

Монтаж ліній електропередач здійснюється методом монтажу «підтяжкою» . Це особливо актуально у разі складного рельєфу місцевості. При підборі обладнання для монтажу ЛЕП необхідно враховувати кількість проводів у фазі, їх діаметр та максимальну відстань між опорами ЛЕП.

Кабельні лінії електропередач

Кабельна лінія електропередачі(КЛ) - лінія для передачі електроенергії або окремих її імпульсів, що складається з одного або декількох паралельних кабелів зі сполучними, стопорними і кінцевими муфтами (закладеннями) і кріпильними деталями, а для маслонаповнених ліній, крім того, з підживлювальними апаратами та системою сигналізації тиску масла .

Класифікація

Кабельні лінії класифікують аналогічно повітряним лініям. Крім того, кабельні лінії ділять:

• за умовами проходження:
  • підземні;
  • по спорудам;
  • підводні.
• за типом ізоляції:
  • рідинна (просочена кабельною нафтовою олією);
  • тверда:
    • паперово-олійна;
    • полівінілхлоридна (ПВХ);
    • гумово-паперова (RIP);
    • етилен-пропіленова гума (EPR).

Тут не вказано ізоляцію газоподібними речовинами та деякі види рідинної та твердої ізоляції через їх відносно рідкісне застосування в момент написання статті [ коли?] .

Кабельні споруди

До кабельних споруд відносяться:

• Кабельний тунель- закрита споруда (коридор) з розташованими в ній опорними конструкціями для розміщення на них кабелів та кабельних муфт, з вільним проходом по всій довжині, що дозволяє проводити прокладання кабелів, ремонт та огляд кабельних ліній.
• Кабельний канал- непрохідна споруда, закрита і частково або повністю заглиблена в ґрунт, підлогу, перекриття і т.п.
• Кабельна шахта- вертикальна кабельна споруда (як правило, прямокутного перерізу), у якої висота в кілька разів більша за сторони перерізу, забезпечена скобами або сходами для пересування вздовж неї людей (прохідні шахти) або знімною повністю або частково стінкою (непрохідні шахти).
• Кабельний поверх- частина будівлі, обмежена підлогою та перекриттям або покриттям, з відстанню між підлогою та виступаючими частинами перекриття або покриття не менше 1,8 м.
• Подвійна підлога- Порожнина, обмежена стінами приміщення, міжповерховим перекриттям та підлогою приміщення зі знімними плитами (на всій або частині площі).
• Кабельний блок- кабельну споруду з трубами (каналами) для прокладання в них кабелів з колодязями, що належать до нього.
• Кабельна камера- підземна кабельна споруда, що закривається глухою знімною бетонною плитою, призначена для укладання кабельних муфт або для протягування кабелів у блоки. Камера, що має люк для входу до неї, називається кабельним колодязем.
• Кабельна естакада- надземна або наземна відкрита горизонтальна або похила кабельна протяжна споруда. Кабельна естакада може бути прохідною або непрохідною.
• Кабельна галерея- надземна або наземна закрита (повністю або частково, наприклад, без бічних стін) горизонтальна або похила протяжна кабельна споруда.

Пожежна безпека

Температура всередині кабельних каналів (тунелів) в літній час повинна бути не більше ніж на 10 ° C вище температури зовнішнього повітря.

При пожежах у кабельних приміщеннях у початковий період відбувається повільний розвиток горіння і лише згодом швидкість поширення горіння істотно збільшується. Практика свідчить, що при реальних пожежах у кабельних тунелях спостерігається температура до 600 °C і вище. Це пояснюється тим, що в реальних умовах горять кабелі, які тривалий час знаходяться під струмовим навантаженням та ізоляція яких прогрівається зсередини до температури 80 °C і вище. Може виникнути одночасне займання кабелів у кількох місцях та на значній довжині. Пов'язано це з тим, що кабель знаходиться під навантаженням і його ізоляція нагрівається до температури, близької до температури самозаймання.

Кабель складається з безлічі конструктивних елементів, виготовлення яких використовують широкий спектр горючих матеріалів, до яких входять матеріали, мають низьку температуру займання, матеріали схильні до тління. Також у конструкцію кабелю та кабельних конструкцій входять металеві елементи. У разі пожежі або струмового перевантаження відбувається прогрівання цих елементів до температури порядку 500-600 ˚C, яка перевищує температуру займання (250-350 ˚C) багатьох полімерних матеріалів, що входять в конструкцію кабелю, у зв'язку з чим можливе їхнє повторне займання від прогрітих металевих елементів після припинення подачі вогнегасної речовини У зв'язку з цим необхідно вибирати нормативні показники подачі вогнегасних речовин, щоб забезпечувати ліквідацію полум'яного горіння, а також унеможливити повторне займання.

Тривалий час у кабельних приміщеннях застосовувалися установки пінного гасіння. Однак досвід експлуатації виявив низку недоліків:

• обмежений термін зберігання піноутворювача і неприпустимість зберігання їх водних розчинів;
• нестійкість у роботі;
• складність налагодження;
• необхідність спеціального догляду за влаштуванням дозування піноутворювача;
• швидке руйнування піни за високої (близько 800 °C) температури середовища при пожежі.

Дослідження показали, що розпилена вода має більшу вогнегасну здатність в порівнянні з повітряно-механічною піною, так як вона добре змочує і охолоджує палаючі кабелі та будівельні конструкції.

Лінійна швидкість поширення полум'я для кабельних споруд (горіння кабелів) становить 1,1 м/хв.

Високотемпературні надпровідники

ВТСП-провід

Втрати у ЛЕП

Втрати електроенергії в проводах залежать від сили струму, тому при передачі її на далекі відстані, напруга багаторазово підвищують (у стільки ж раз зменшуючи силу струму) за допомогою трансформатора, що при передачі тієї ж потужності дозволяє значно знизити втрати. Однак зі зростанням напруги починають відбуватися різні розрядні явища.

У повітряних лініях надвисокої напруги присутні втрати активної потужності на корону (коронний розряд). Коронний розряд виникає, коли напруженість, електричного поля E (\displaystyle E)біля поверхні дроту перевищить порогову величину E k (\displaystyle E_(k)), яку можна обчислити за емпіричною формулою Піка:
E k = 30 , 3 β (1 + 0,298 r β) (\displaystyle E_(k)=30(,)3\beta \left((1+(\frac (0(,)298))\sqrt (r \beta))))\right))кВ/см,
де r (\displaystyle r)- радіус дроту в метрах, β (\displaystyle \beta )- Відношення щільності повітря до нормальної.

Напруженість електричного поля прямо пропорційна напрузі на дроті і обернено пропорційна його радіусу, тому боротися з втратами на корону можна, збільшуючи радіус проводів, а також (меншою мірою) - застосовуючи розщеплення фаз, тобто використовуючи в кожній фазі кілька проводів, що утримуються спеціальними розпірками на відстані 40-50 см. Втрати на корону приблизно пропорційні добутку U (U − U кр) (\displaystyle U(U-U_(\text(кр)))).

Втрати у ЛЕП змінного струму

Важливою величиною, що впливає на економічність ЛЕП змінного струму, є величина, що характеризує співвідношення між активною та реактивною потужностями в лінії - cos φ. Активна - потужність - частина повної потужності, що пройшла по проводах і передана в навантаження; Реактивна - потужність - це потужність, яка генерується лінією, її зарядною потужністю (ємністю між лінією і землею), а також самим генератором, і споживається реактивним навантаженням (індуктивним навантаженням). Втрати активної потужності в лінії залежать і від реактивної потужності, що передається. Чим більше перетікання реактивної потужності, тим більше втрати активної.

При довжині ЛЕП змінного струму понад кілька тисяч кілометрів спостерігається ще один вид втрат-радіовипромінювання. Оскільки така довжина вже можна порівняти з довжиною електромагнітної хвилі частотою 50 Гц ( λ = c / ν = (\displaystyle \lambda =c/\nu =) 6000 км, довжина чвертьхвильового вібратора λ / 4 = (\displaystyle \lambda /4=) 1500 км), провід працює як випромінююча антена.

Натуральна потужність та пропускна здатність ЛЕП

Натуральна потужність

ЛЕП має індуктивність і ємність. Містка потужність пропорційна квадрату напруги, і не залежить від потужності, що передається по лінії. Індуктивна потужність лінії пропорційна квадрату струму, а значить і потужності лінії. При певному навантаженні індуктивна та ємнісна потужності лінії стають рівними, і вони компенсують одна одну. Лінія стає «ідеальною», що споживає стільки реактивної потужності, скільки її виробляє. Така потужність називається натуральною потужністю. Вона визначається лише погонними індуктивністю та ємністю, і не залежить від довжини лінії. За величиною натуральної потужності можна орієнтовно судити про пропускну спроможність лінії електропередачі. При передачі такої потужності лінії має місце мінімальні втрати потужності, режим її роботи є оптимальним. При розщепленні фаз, за ​​рахунок зменшення індуктивного опору та збільшення ємнісної провідності лінії, натуральна потужність збільшується. При збільшенні відстані між проводами натуральна потужність зменшується, і навпаки, підвищення натуральної потужності необхідно зменшувати відстань між проводами. Найбільшу натуральну потужність мають кабельні лінії, що мають велику ємнісну провідність і малу індуктивність.

Пропускна здатність

Під пропускною здатністю електропередачі розуміється найбільша активна потужність трьох фаз електропередачі, яку можна передати в тривалому режимі з урахуванням режимно-технічних обмежень. Найбільша активна потужність електропередачі, що передається, обмежена умовами статичної стійкості генераторів електричних станцій, передавальної і приймальної частини електроенергетичної системи, і допустимою потужністю по нагріванню проводів лінії з допустимим струмом. З практики експлуатації електроенергетичних систем випливає, що пропускна здатність електропередач 500 кВ і вище зазвичай визначається фактором статичної стійкості, для електропередач 220-330 кВ обмеження можуть наступати як за умовою стійкості, так і за допустимим нагріванням, 110 кВ і нижче - тільки нагрівання.

Характеристика пропускної спроможності повітряних ліній електропередач

Повітряна лінія електропередач(ПЛ) – пристрій, призначений для передачі або розподілу електричної енергії по проводах із захисною ізолюючою оболонкою (ВЛЗ) або неізольованими проводами (ПЛ), що знаходяться на відкритому повітрі і прикріплені за допомогою траверс (кронштейнів), ізоляторів та лінійної арматури до опор або інших інженерних споруд (мостів, шляхопроводів). Головними елементами ПЛ є:

• дроти;
• захисні троси;
• опора, що підтримує дроти та тороси на певній висоті над рівнем землі або води;
• ізолятори, що ізолюють дроти від тіла опори;
• лінійна арматура.

За початок та за кінець повітряної лінії приймають лінійні портали розподільчих пристроїв. За конструктивним пристроєм ПЛ діляться на одноланцюгові та багатоцінні, як правило 2-ланцюгові.

Зазвичай ПЛ складається з трьох фаз, тому опори одноланцюгових ПЛ напругою вище 1 кВ розраховані на підвіску трьох фазних проводів (одного ланцюга) (рис. 1), на опорах дволанцюгових ПЛ підвішують шість проводів (два паралельно йдуть ланцюги). При необхідності над фазними проводами підвішується один або два грозозахисні троси. На опорах ПЛ розподільної мережі напругою до 1 кВ підвішується від 5 до 12 проводів для електропостачання різних споживачів по одній ПЛ (зовнішнє та внутрішнє освітлення, електросилове господарство, побутові навантаження). ПЛ напругою до 1 кВ з глухозаземленной нейтраллю крім фазних забезпечена нульовим проводом.

Мал. 1. Фрагменти ПЛ 220 кВ:а – одноланцюговий; б – дволанцюговий

Проводи повітряних ліній електропередачі в основному виготовляються з алюмінію та його сплавів, у деяких випадках з міді та її сплавів, виконуються з холоднотягнутого дроту, що володіє достатньою механічною міцністю. Однак найбільшого поширення набули багатодротяні дроти з двох металів з хорошими механічними характеристиками та відносно невисокою вартістю. До дротів такого типу відносяться сталеалюмінієві дроти з відношенням площ поперечного перерізу алюмінієвої та сталевої частини від 4,0 до 8,0. Приклади розташування фазних проводів та грозозахисних тросів показані на рис. 2 а конструктивні параметри ПЛ стандартного ряду напруг наведені в табл. 1.

Мал. 2. : а – трикутне; б – горизонтальне; в – шестикутне «бочкою»; г – зворотною «ялинкою»

Таблиця 1. Конструктивні параметри повітряних ліній

Номінальна напруга ПЛ, кВ	Відстань між фазними проводами, м	Довжина прольоту, м	Висота	Габарит
Менш 1	0,5	40 – 50	8 – 9	6 – 7
6 – 10	1,0	50 – 80	10	6 – 7
35	3	150 – 200	12	6 – 7
110	4 – 5	170 – 250	13 – 14	6 – 7
150	5,5	200 – 280	15 – 16	7 – 8
220	7	250 – 350	25 – 30	7 – 8
330	9	300 – 400	25 – 30	7,5 – 8
500	10 – 12	350 – 450	25 – 30	8
750	14 – 16	450 – 750	30 – 41	10 – 12
1150	12 – 19	–	33 – 54	14,5 – 17,5

Для всіх наведених варіантів розташування фазних проводів на опорах характерне несиметричне розташування проводів один до одного. Відповідно це веде до неоднакового реактивного опору та провідності різних фаз, обумовлених взаємною індуктивністю між проводами лінії та як наслідок до несиметрії фазних напруг та падіння напруги.

Щоб зробити ємність і індуктивність всіх трьох фаз ланцюга однаковими, лінії електропередачі застосовують транспозицію проводів, тобто. взаємно змінюють їх розташування один щодо одного, при цьому кожен провід фази проходить одну третину шляху (рис. 3). Одне таке потрійне рух називається циклом транспозиції.

Мал. 3. Схема повного циклу транспозиції ділянок повітряної лінії електропередачі: 1, 2, 3 – фазні дроти

Транспозицію фазних проводів повітряної лінії електропередач з неізольованими проводами застосовують на напругу 110 кВ і вище і при протяжності лінії 100 км і більше. Один із варіантів монтажу проводів на транспозиційній опорі показано на рис. 4. Слід зазначити, що транспозицію струмопровідних жил іноді застосовують і в КЛ, крім того сучасні технології проектування та споруди ПЛ дозволяють технічно реалізувати управління параметрами лінії (керовані лінії, що самокомпенсуються, і компактні повітряні лінії надвисокої напруги).

Мал. 4.

Проводи та захисні троси ПЛ у певних місцях повинні бути жорстко закріплені на натяжних ізоляторах анкерних опор (кінцеві опори 1 та 7, що встановлюються на початку та кінці ПЛ, як це показано на рис. 5 та натягнуті до заданого тяжіння. Між анкерними опорами встановлюють проміжні опори , необхідні для підтримки дротів і тросів, за допомогою підтримуючих гірлянд ізоляторів з підтримуючими затискачами, на заданій висоті (опори 2, 3, 6), що встановлюються на прямому ділянці ПЛ; (опори 2 і 3), що встановлюються в прольоті перетину повітряною лінією будь-якої природної перешкоди або інженерної споруди, наприклад, залізниці або шосе.

Мал. 5.

Відстань між анкерними опорами називають анкерним прольотом повітряної лінії електропередачі (рис. 6). Горизонтальна відстань між точками кріплення дроту на сусідніх опорах називається довжиною прольоту L . Ескіз прольоту ПЛ показаний на рис. 7. Довжину прольоту вибирають в основному з економічних міркувань, крім перехідних прольотів, враховуючи як висоту опор, так і провисання проводів і тросів, а також кількість опор та ізоляторів по всій довжині ПЛ.

Мал. 6. : 1 – підтримуюча гірлянда ізоляторів; 2 – натяжна гірлянда; 3 – проміжна опора; 4 – анкерна опора

Найменшу відстань по вертикалі від землі до дроту при його найбільшому провисанні називають габаритом лінії до землі. h . Габарит лінії повинен витримуватися для всіх номінальних напруг з урахуванням небезпеки перекриття повітряного проміжку між фазними проводами та найвищою точкою місцевості. Також необхідно враховувати екологічні аспекти впливу високих напруженостей електромагнітного поля на живі організми та рослини.

Найбільше відхилення фазного дроту f п або грозозахисного троса f т від горизонталі під дією рівномірно розподіленого навантаження від власної маси, маси ожеледиці та тиску вітру називають стрілою провисання. Для запобігання схльостування проводів стріла провісу троса виконується менше стріли провісу дроту на 0,5 - 1,5 м.

Конструктивні елементи ПЛ, такі як фазні проводи, троси, гірлянди ізоляторів мають значну масу тому сили, що діють на одну опору, досягає сотень тисяч ньютон (Н). Сили тяжіння на провід від ваги дроту, ваги натяжних гірлянд ізоляторів та ожеледних утворень спрямовані нормалі вниз, а сили, обумовлені вітровим натиском, нормалі у бік від вектора вітрового потоку, як це показано на рис. 7.

Мал. 7.

З метою зменшення індуктивного опору та збільшення пропускної спроможності ПЛ далеких передач використовують різні варіанти компактних ЛЕП, характерною особливістю яких є зменшена відстань між фазними проводами. Компактні ЛЕП мають більш вузький просторовий коридор, менший рівень напруженості електричного поля на рівні землі і дозволяють технічно реалізувати управління параметрами лінії (керовані лінії, що самокомпенсуються, і лінії з нетрадиційною конфігурацією розщеплених фаз).

2. Кабельна лінія електропередачі

Кабельна лінія електропередачі (КЛ) складається з одного або кількох кабелів та кабельної арматури для з'єднання кабелів та для приєднання кабелів до електричних апаратів або шин розподільних пристроїв.

На відміну від ПЛ кабелі прокладаються не тільки на відкритому повітрі, а й усередині приміщень (рис. 8), у землі та воді. Тому КЛ схильні до впливу вологи, хімічної агресивності води та ґрунту, механічних ушкоджень під час проведення земляних робіт та зміщення ґрунту під час зливових дощів та паводків. Конструкція кабелю та споруд для прокладання кабелю повинна передбачати захист від зазначених впливів.

Мал. 8.

За значенням номінальної напруги кабелі поділяються на три групи: кабелі низької напруги(До 1 кВ), кабелі середньої напруги(6...35 кВ), кабелі високої напруги(110 кВ та вище). За родом струму розрізняють кабелі змінного та постійного струму.

Силові кабелі виконуються одножильними, двожильними, трижильними, чотирижильними та п'ятижильними.Одножильними виконуються кабелі високої напруги; двожильними – кабелі постійного струму; трижильними – кабелі середньої напруги.

Кабелі низької напруги виконуються із кількістю жил до п'яти. Такі кабелі можуть мати одну, дві або три фазні жили, а також нульову робочу жилу N та нульову захисну жилу РЕ або суміщену нульову робочу та захисну жилу PEN .

За матеріалом струмопровідних жил розрізняють кабелі з алюмінієвими та мідними жилами.Через дефіцитність міді найбільшого поширення набули кабелі з алюмінієвими жилами. Як ізоляційний матеріал використовується кабельний папір, просочений маслоканіфольним складом, пластмаса та гума.Розрізняють кабелі з нормальним просоченням, збідненим просоченням і просоченням складом, що не стікає. Кабелі з збідненим або не просочуванням прокладають по трасі з великим перепадом висот або по вертикальних ділянках траси.

Кабелі високої напруги виконуються маслонаповненими або газонаповненими.У цих кабелях паперова ізоляція заповнюється олією чи газом під тиском.

Захист ізоляції від висихання та попадання повітря та вологи забезпечується накладенням на ізоляцію герметичної оболонки. Захист кабелю від можливих механічних пошкоджень забезпечується бронею. Для захисту від агресивності довкілля служить зовнішній захисний покрив.

Під час вивчення кабельних ліній доцільно відзначити надпровідні кабелі для ліній електропередачв основу конструкції яких покладено явище надпровідності. У спрощеному вигляді явище надпровідностіу металах можна уявити так. Між електронами, як між однойменно зарядженими частинками, діють кулонівські сили відштовхування. Однак при наднизьких температурах для надпровідних матеріалів (а це 27 чистих металів і велика кількість спеціальних сплавів та з'єднань) характер взаємодії електронів між собою та з атомними гратами суттєво видозмінюється. В результаті стає можливим притягування електронів та утворення так званих електронних (куперівських) пар. Виникнення цих пар, їх збільшення, утворення «конденсату» електронних пар пояснює появу надпровідності. З підвищенням температури частина електронів термічно збуджується і перетворюється на одиночний стан. За деякої так званої критичної температури всі електрони стають нормальними і стан надпровідності зникає. Те саме відбувається і при підвищенні напруженості магнітного поля. Критичні температури надпровідних сплавів і сполук, які у техніці, становлять 10 - 18 До, тобто. від -263 до -255°С.

Перші проекти, експериментальні моделі та дослідні зразки таких кабелів у гнучких гофрованих кріостатуючих оболонках були реалізовані лише у 70-80-х роках XX століття. Як надпровідник використовувалися стрічки на основі інтерметалевого з'єднання ніобію з оловом, що охолоджуються рідким гелієм.

У 1986 р. було відкрито явище високотемпературної надпровідності, і вже на початку 1987 р. були отримані такого роду провідники, що являють собою керамічні матеріали, критична температура яких була підвищена до 90 К. Приблизний склад першого високотемпературного надпровідника 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.

Техніко-економічні дослідження показують, що високотемпературні надпровідні кабелі будуть більш ефективними в порівнянні з іншими видами електропередачі вже при потужності, що передається більше 0,4 - 0,6 ГВ·А в залежності від реального об'єкта застосування. Високотемпературні надпровідні кабелі передбачається в майбутньому використовувати в енергетиці як струмопроводи на електростанціях потужністю понад 0,5 ГВт, а також глибоких вводів у мегаполіси та великі енергоємні комплекси. При цьому необхідно реально оцінювати економічні аспекти та повний комплекс робіт із забезпечення надійності таких кабелів в експлуатації.

Однак слід зазначити, що при будівництві нових та реконструкції старих КЛ необхідно керуватися положеннями ПАТ «Россети», згідно з якими на КЛ заборонено застосовувати :

• силові кабелі, що не відповідають чинним вимогам щодо пожежної безпеки та виділяють великі концентрації токсичних продуктів при горінні;
• кабелі з паперово-масляною ізоляцією та маслонаповнені;
• кабелі, виготовлені за технологією силанольної зшивки (композиції, що зношуються, містять щеплені органофункціональні силанові групи, і зшивання молекулярного ланцюга поліетилену (ПЕ), що призводить до утворення просторової структури, в цьому випадку відбувається за рахунок зв'язку кремній-кисень-кремній (Si-O-Si) , а не вуглець-вуглець (С-С), як це має місце при пероксидному зшиванні).

Кабельну продукцію в залежності від конструкцій поділяють на кабелі , дроти і шнури .

Кабель– повністю готовий до застосування заводський електротехнічний виріб, що складається з однієї або більше ізольованих струмопровідних жил (провідників), ув'язнених, як правило, у металеву або неметалчну оболонку, поверх якої залежно від умов прокладання та експлуатації може бути відповідний захисний покрив, до складу якого може входити броня. Силові кабелі в залежності від класу напруги мають від однієї до п'яти алюмінієвих або мідних жил перерізом від 1,5 до 2000 мм 2 , з них перетином до 16 мм 2 однодротяні, понад багатодротяні.

Дріт- одна неізольована або одна і більше ізольованих жил, поверх яких залежно від умов прокладання та експлуатації може бути неметалічна оболонка, обмотка та (або) обплетення волокнистими матеріалами або дротом.

Шнур- дві або більше ізольованих, або особливо гнучких жил перетином до 1,5 мм 2 , скручених або укладених паралельно, поверх яких залежно від умов прокладання та експлуатації можуть бути накладені неметалічна оболонка та захисні покриття.