Повітряні та кабельні лінії електропередач коротко. Повітряна лінія електропередач. Безпека робіт у охоронній зоні ЛЕП

Повітряні лінії (ПЛ)служать передачі електроенергії по проводам, прокладеним на свіжому повітрі і закріпленим на спеціальних опорах чи кронштейнах інженерних споруд з допомогою ізоляторів і арматури. Основними конструктивними елементами ПЛ є дроти, захисні троси, опори, ізолятори та лінійна арматура. У міських умовах ПЛ набули найбільшого поширення на околицях, а також у районах забудови до п'яти поверхів. Елементи ПЛ повинні мати достатню механічну міцність, тому при їх проектуванні, крім електричних, роблять і механічні розрахунки для визначення не тільки матеріалу та перерізу проводів, а й типу ізоляторів та опор, відстані між проводами та опорами тощо.

Залежно від призначення та місця встановлення розрізняють такі види опор:

проміжні, призначені підтримки проводів на прямих ділянках ліній. Відстань між опорами (прольоти) становить 35-45 м для напруги до 1000 і близько 60 м для напруги 6-10 кВ. Кріплення проводів тут проводиться за допомогою штирьових ізоляторів (не наглухо);

анкерні, що мають більш жорстку і міцну конструкцію, щоб сприймати поздовжні зусилля від різниці тяжіння по проводах і підтримувати (у разі обриву) всі проводи, що залишилися в анкерному прольоті. Ці опори встановлюються також на прямих ділянках траси (з прольотом близько 250 м для напруги 6-10 кВ) та на перетинах з різними спорудами. Кріплення проводів на анкерних опорах проводиться наглухо до підвісних або штирових ізоляторів;

кінцеві, що встановлюються на початку та в кінці лінії. Вони є різновидом анкерних опор і повинні витримувати одностороннє тяжіння проводів, що постійно діє;

кутові, які встановлюються у місцях зміни напрямку траси. Ці опори зміцнюються підкосами чи металевими відтяжками;

спеціальні або перехідні, що встановлюються у місцях перетинів ПЛ із спорудами чи перешкодами (річками, залізницями тощо). Вони відрізняються від інших опор даної лінії по висоті чи конструкції.

Для виготовлення опор застосовують дерево, метал чи залізобетон.

Дерев'яні опори в залежності від конструкції можуть бути:

одинарними;

А-подібними, що складаються з двох стійок, що сходяться біля вершини і розходяться біля основи;

триногими, що складаються з трьох, що сходяться до вершини і розходяться в основі стійок;

П-подібними, що складаються з двох стійок, з'єднаних зверху горизонтальною траверсою;

АП-подібними, що складаються з двох А-подібних опор, з'єднаних горизонтальною траверсою;

складовими, що складаються зі стійки та приставки (пасинка), що приєднується до неї бандажом із сталевого дроту.

Для збільшення терміну служби дерев'яні опори просочують антисептиками, які значно уповільнюють процес гниття деревини. В експлуатації антисептування проводиться шляхом накладання антисептичного бандажу в місцях, схильних до гниття, з промазуванням антисептичною пастою всіх тріщин, місць сполучення і врубок.

Металеві опори виготовляють з труб або профільної сталі, залізобетонні - у вигляді порожнистих круглих або прямокутних стійок з перерізом, що зменшується, до вершини опори.

Для кріплення проводів ПЛ до опор застосовуються ізолятори та гаки, а для кріплення до траверси - ізолятори та штирі. Ізолятори можуть бути фарфоровими або скляними штиревого або підвісного (у місцях анкерного кріплення) виконання (рис. 1, а-в). Їх міцно навертають на гаки або штирі за допомогою спеціальних поліетиленових ковпачків або клоччя, просоченого суриком або оліфою.

Малюнок 1. а - штирьовий 6-10 кВ; б - штирьовий 35 кВ; в - підвісний; г, д - стрижневі полімерні

Ізолятори повітряних ліній виготовляються з порцеляни або загартованого скла - матеріалів, що володіють високою механічною та електричною міцністю та стійкістю до атмосферних впливів. Істотною перевагою скляних ізоляторів є те, що при пошкодженні загартоване скло розсилається. Це полегшує перебування пошкоджених ізоляторів на лінії.

За конструкцією ізолятори поділяють на штирьові та підвісні.

Штирьові ізолятори застосовуються на лініях напругою до 1 кВ, 6-10 кВ і рідко 35 кВ (рис. 1, а, б). Вони кріпляться до опор за допомогою гаків або штирів.

Підвісні ізолятори (рис. 1, в) використовуються на ПЛ напругою 35 кВ та вище. Вони складаються з порцелянової або скляної ізолюючої частини 1, шапки з ковкого чавуну 2, металевого стрижня 3 і цементної зв'язки 4. Підвісні ізолятори збирають у гірлянди, які бувають підтримуючими (на проміжних опорах) та натяжними (на анкерних опорах). Число ізоляторів у гірлянді визначається напругою лінії; 35 кВ – 3-4 ізолятори, 110 кВ – 6-8.

Застосовуються полімерні ізолятори (рис. 1, г). Вони є стрижневим елементом зі склопластику, на якому розміщено захисне покриття з ребрами з фторопласту або кремнійорганічної гуми:

До проводів ПЛ висуваються вимоги достатньої механічної міцності. Вони можуть бути одно-або багатодротяними. Однодротяні дроти із сталі застосовуються виключно для ліній напругою до 1000 В; багатодротяні дроти зі сталі, біметалу, алюмінію та його сплавів набули переважного поширення завдяки підвищеній механічній міцності та гнучкості. Найчастіше на ПЛ напругою до 6-10 кВ використовуються алюмінієві багатодротяні дроти марки А та сталеві оцинковані дроти марки ПС.

Сталеалюмінієві дроти (рис. 2, в) застосовують на ПЛ напругою вище 1 кВ. Вони випускаються з різним співвідношенням перерізів алюмінієвої та сталевої частин. Чим менше це співвідношення, тим більшу механічну міцність має провід і тому використовується на територіях з більш важкими кліматичними умовами (з більшою товщиною стінки ожеледиці). У марці сталеалюмінієвих проводів вказуються перерізи алюмінієвої та сталевої частин, наприклад, АС 95/16.

Малюнок 2. а - загальний вигляд багатодротяного дроту; б - переріз алюмінієвого дроту; в - переріз сталеалюміневого дроту

Проводи зі сплавів алюмінію (АН – не термооброблений, АЖ – термооброблений) мають велику, порівняно з алюмінієвими, механічну міцність і практично таку ж електричну провідність. Вони використовуються на ПЛ напругою вище 1 кВ у районах із товщиною стінки ожеледиці до 20 мм.

Проводи мають у своєму розпорядженні різними способами. На одноланцюгових лініях їх, як правило, мають трикутник.

В даний час широко використовуються так звані самонесучі ізольовані дроти (СІП) напругою до 10 кВ. У лінії напругою 380 проводи складаються з несучого неізольованого проводу, що є нульовим, трьох ізольованих лінійних проводів, одного ізольованого проводу зовнішнього освітлення. Лінійні ізольовані дроти навиті навколо несучого нульового дроту. Несучий дріт є сталеалюмінієвим, а лінійні - алюмінієвими. Останні покриті світлостійким термостабілізованим (зшитим) поліетиленом (провід типу АПВ). До переваг ПЛ із ізольованими проводами перед лініями з голими проводами можна віднести відсутність ізоляторів на опорах, максимальне використання висоти опори для підвіски проводів; немає потреби в обрізанні дерев у зоні проходження лінії.

Для відгалужень від ліній напругою до 1000 В до введення в будівлі використовуються ізольовані дроти марки АПР або АВТ. Вони мають несучий сталевий трос та ізоляцію, стійку до атмосферних впливів.

Кріплення проводів до опор здійснюється різними способами, залежно від місця їх розташування на ізоляторі. На проміжних опорах дроти кріплять до штирьових ізоляторів затискачами або в'язальним дротом з того ж матеріалу, що й провід, причому останній у місці кріплення не повинен мати вигинів. Провіди, розташовані на головці ізолятора, кріпляться головною в'язкою, на шийці ізолятора - бічною в'язкою.

На анкерних, кутових і кінцевих опорах дроти напругою до 1000 В кріплять закручуванням дротів так званої «заглушкою», дроту напругою 6-10 кВ - петлею. На анкерних та кутових опорах, у місцях переходу через залізниці, проїзди, трамвайні колії та на перетинах з різними силовими лініями та лініями зв'язку застосовують подвійний підвіс проводів.

З'єднання проводів виробляють плашковими затискачами, обтиснутим овальним з'єднувачем, овальним з'єднувачем, скрученим спеціальним пристроєм. У деяких випадках застосовують зварювання за допомогою термітних патронів та спеціального апарату. Для однодротяних сталевих проводів можна застосовувати зварювання внахлестку з використанням невеликих трансформаторів. У прольотах між опорами не допускається мати більше двох з'єднань проводів, а в прольотах перетинів ПЛ з різними спорудами з'єднання проводів не допускається. На опорах з'єднання має бути виконане так, щоб воно не зазнавало механічних зусиль.

Лінійна арматура застосовується для кріплення проводів до ізоляторів та ізоляторів до опор та ділиться на такі основні види: затискачі, зчіпна арматура, з'єднувачі та ін.

Затискачі служать для закріплення проводів і тросів та прикріплення їх до гірлянд ізоляторів і поділяються на підтримуючі, що підвішуються на проміжних опорах, і натяжні, що застосовуються на опорах анкерного типу (рис. 3, а, б, в).

Малюнок 3. а - підтримуючий затискач; б - болтовий натяжний затискач; в - пресований натяжний затискач; г - підтримуюча гірлянда ізоляторів; д – дистанційна розпірка; е - овальний з'єднувач; ж - пресований з'єднувач

Зчіпна арматура призначена для підвіски гірлянд на опорах та з'єднання багатоланцюгових гірлянд один з одним і включає скоби, сережки, вушка, коромисла. Скоба служить для приєднання гірлянди до траверс опори. Підтримуюча гірлянда (рис. 3 г) закріплюється на траверсі проміжної опори за допомогою сережки 1, яка іншою стороною вставляється в шапку верхнього підвісного ізолятора 2. Вушко 3 використовується для прикріплення до нижнього ізолятора гірлянди підтримуючого затиску 4.

З'єднувачі застосовуються для з'єднання окремих ділянок дроту. Вони бувають овальні та пресовані. У овальних з'єднувачах дроти або стискаються, або скручуються (рис. 3, е). Пресовані з'єднувачі (рис. 3 ж) застосовуються для з'єднання проводів великих перерізів. У сталеалюмінієвих проводах сталева та алюмінієва частини опресовуються окремо.

Троси поряд із іскровими проміжками, розрядниками та пристроями заземлення служать для захисту ліній від грозових перенапруг. Їх підвішують над фазними проводами на ПЛ напругою 35 кВ і вище, залежно від району з грозової діяльності та матеріалу опор, що регламентується «Правилами влаштування електроустановок». Грозозахисні троси зазвичай виконують зі сталі, але при використанні їх як високочастотні канали зв'язку - зі сталі та алюмінію. На лініях 35-110 кВ кріплення троса до металевих та залізобетонних проміжних опор здійснюється без ізоляції троса.

Для захисту від грозових перенапруг ділянок ПЛ зі зниженим порівняно з іншою лінією рівнем ізоляції застосовують трубчасті розрядники.

На ПЛ заземлюються всі металеві та залізобетонні опори, на яких підвішено грозозахисні троси або встановлені інші засоби грозозахисту (розрядники, іскрові проміжки) ліній напругою 6-35 кВ. На лініях до 1 кВ з глухозаземленою нейтраллю гаки та штирі фазних проводів, що встановлюються на залізобетонних опорах, а також арматура цих опор повинні бути приєднані до нульового дроту.

Кабельна лінія (КЛ)- Лінія для передачі електроенергії, що складається з одного або декількох паралельних кабелів, виконана яким-небудь способом прокладання (рис. 1.29). Кабельні лінії прокладають там, де будівництво ПЛ неможливе через стиснуту територію, неприйнятне за умовами техніки безпеки, недоцільно за економічними, архітектурно-планувальними показниками та іншими вимогами. Найбільше застосування КЛ знайшли при передачі та розподілі ЕЕ на промислових підприємствах та в містах (системи внутрішнього електропостачання) при передачі ЕЕ через великі водні простори

Переваги та переваги кабельних ліній порівняно з повітряними: несхильність до атмосферних впливів, скритність траси та недоступність для сторонніх осіб, менша ушкоджуваність, компактність лінії та можливість широкого розвитку електропостачання споживачів міських та промислових районів. Однак КЛ значно дорожче за повітряні того ж напруги (в середньому в 2-3 рази для ліній 6-35 кВ і в 5-6 разів для ліній 110 кВ і вище), складніше при спорудженні та експлуатації.

Рис. 1.29. Способи прокладання кабелів та кабельні споруди: а – земляна траншея; б-_колектора; в-тунель; г-канал; д – естакада; е - блок

У склад КЛвходять: кабель, обладнання для з'єднання та секціонування ділянок кабелю та приєднання кінців кабелів до апаратури та шин РУ (кабельна арматура – ​​головним чином різні муфти), будівельні конструкції, елементи кріплення, а також апаратури підживлення олією або газом (для олійно- та газонаповнених кабелів) ).

Класифікація кабельних ліній переважно відповідає класифікації які у неї кабелів. Основними ознаками є:

Рід струму;

Номінальну напругу;

Число струмопровідних елементів;

Електроізоляційний матеріал;

Характер просочення та спосіб збільшення електричної міцності паперової ізоляції;

Матеріал оболонок.

(Ці ознаки охоплюють лише кабелі, що працюють в умовах природного охолодження. Є кабелі з форсованим охолодженням водою або олією, а також кріогенні кабелі.)

Кабель- готовий заводський виріб, що складається із ізольованих струмопровідних жил, укладених у захисну герметичну оболонку та броню, що оберігають їх від вологи, кислот та механічних пошкоджень. Силові кабелі мають від однієї до чотирьох алюмінієвих або мідних жил перерізом 1,5-2000 мм2. Жили перетином до 16 мм 2 - однодротяні, згори - багатодротяні. За формою перерізу жили круглі, сегментні чи секторні.

Кабелі напругою до 1 кВ виконуються, як правило, чотирижильними, напругою 6-35 кВ - трижильними, а напругою 110-220 кВ - одножильними.

Захисні оболонки виготовляються зі свинцю, алюмінію, гуми та поліхлорвінілу. У кабелях напругою 35 кВ кожна жила додатково полягає у свинцеву оболонку, що створює більш рівномірне електричне поле та покращує відведення тепла. Вирівнювання електричного поля біля кабелів із пластмасовою ізоляцією та оболонкою досягається екрануванням кожної жили напівпровідним папером.

У кабелях на напругу 1-35 кВ підвищення електричної міцності між ізольованими жилами і оболонкою прокладається шар поясної ізоляції.

Броня кабелю, виготовлена ​​із сталевих стрічок або сталевих оцинкованих дротів, захищається від корозії зовнішнім покривом з кабельної пряжі, просоченої бітумом і покритою крейдою.

У кабелях напругою 110кВ і вище підвищення електричної міцності паперової ізоляції їх наповнюють газом чи олією під надлишковим тиском (газонаповнені і маслонаполненные кабелі).

Кабельні лінії високої напруги

Кабельні лінії з в'язким просоченням при напругах понад 35 кВ не застосовуються. Це з тим, що у ізоляції готового кабелю завжди залишаються повітряні включення. Їх наявність суттєво знижує електричну міцність ізоляції. Повітряні включення, залежно від місця їх перебування, піддаються іонізації з усіма наслідками, що звідси випливають, або їх негативна роль проявляється у зв'язку з протіканням теплових процесів. Кабель періодично піддається нагріванню і охолодженню у зв'язку зі зміною потужності, що передається. Збільшення та зниження обсягу кабелю призводить до збільшення повітряних включень, міграції їх до струмопровідної жили та подальшого пробою.

Усунути зазначені явища можна двома способами:

Виключити повітряні включення;

Підвищити тиск у повітряних (газових) включеннях.

Перший спосіб використовується в маслонаповнених кабелях (МНК) низького тиску, що мають канали для олії всередині жили, другий - МНК високого тиску, що прокладаються в сталевих трубопроводах.

Маслонаповнені кабелі низького тиску .

МНК низького тиску (до 0,05 МПа) випускають одножильними, вони серійно виготовляються на напругу 110, 150 і 220 кВ і мають мідні жили перерізом 120-800 у свинцевих або алюмінієвих оболонках.

Залежно від умов прокладання – у землі (у траншеях), коли кабель не піддається розтягуючим умовам та захищений від механічних пошкоджень; або під водою, в болотистій місцевості і там, де він піддається зусиллям, що розтягують, - застосовуються різні тіни маслонаполненного кабелю.

Маслонаповнені кабелі високого тиску .

Маслонаповнені кабелі (МНК) високого тиску виготовляються на напругу 110, 220, 330, 380 та 500 Кв.

Жили такого кабелю випускають:

а) у тимчасовій свинцевій оболонці, що оберігає ізоляцію від зволоження та пошкодження при транспортуванні та видаляється при монтажі;

б) без оболонки. У цьому випадку жили кабелю доставляють на трасу в герметичному контейнері, заповненому маслом.

При монтажі ізольовані та екрановані мідні жили перерізом 120-700 з накладеними на них напівкруглими дротиками ковзання затягуються у сталеві труби. При =500 кВ зовнішній діаметр труби становить 273 мм при товщині стінки 10 мм.

Для таких кабельних ліній тиск олії становить 1,08 – 1,57 МПа. За рахунок високого тиску збільшується електрична міцність. Труби є гарним захистом від механічних пошкоджень.

Трубопроводи зварюють з відрізків довжиною по 12 м. Компенсація зміни об'єму масла при зміні температури і підтримка тиску масла в трубопроводі здійснюється автоматично підживлювальним пристроєм, який розташовується на одному кінці лінії (при невеликих довжинах) або на обох (при великих довжинах).

Існують також маслонаповнені кабелі середнього тиску, кабелі з полімерними матеріалами як ізоляція і т.д.

У марці, позначенні кабелю вказуються відомості про його конструкцію, номінальну напругу, кількість та переріз жил. У чотирижильних кабелів напругою до 1 кВ перетин четвертої («нульової») жили менше, ніж фазної. Наприклад кабель ВПГ-1-3x35+1x25 - кабель з трьома мідними жилами перерізом по 35 мм 2 і четвертим перерізом 25 мм", поліетиленовою (П) ізоляцією на 1 кВ оболонкою з поліхлорвінілу (В), неброньований, без зовнішнього покриву (Г) "_ для прокладання всередині приміщень, в каналах, тунелях, за відсутності механічних впливів на кабель; кабель АОСБ-35-3x70 - кабель з трьома алюмінієвими (А) жилами по 70 мм 2 , з ізоляцією на 35 кВ, з окремо освинцьованими (О) жилами, в свинцевій (С) оболонці, броньований (Б) сталевими стрічками, із зовнішнім захисним покривом – для прокладання у земляній траншеї;

ОСБ-35__3x70 - такий самий кабель, але з мідними жилами.

Конструкції деяких кабелів представлені на рис. 1.30. На рис. 1.30 а, б дано силові кабелі напругою до 10 кВ.

Чотирьохжильний кабель напругою 380 В (див. рис. 1.30, а) містить елементи: 1 - струмопровідні фазні жили; 2 - паперова фазна та поясна ізоляція; 3 – захисна оболонка; 4 – сталева броня; 5 – захисний покрив; 6 – паперовий наповнювач; 7 – нульова жила.

Трижильний кабель з паперовою ізоляцією напругою 10 кВ (рис. 1.30 б) містить елементи: 1 - струмопровідні жили; 2 – фазна ізоляція; 3 – загальна поясна ізоляція; 4 – захисна оболонка; 5 - подушка під бронею; 6 – сталева броня; 7 – захисний покрив; 8 – заповнювач.

Трижильний кабель напругою 35 кВ зображено на рис. 1.30, ст. До нього входять: 1 - круглі струмопровідні жили; 2 - напівпровідні екрани; 3 – фазна ізоляція; 4 – свинцева оболонка; 5 – подушка; 6 – заповнювач з кабельної пряжі; 7 – сталева броня; 8 – захисний покрив.

На рис. 1.30, г представлений маслонаповнений кабель середнього та високого тиску напругою 110-220 кВ. Тиск масла запобігає появі повітря та його іонізацію, усуваючи одну з основних причин пробою ізоляції. Три однофазні кабелі поміщені в сталеву трубу 4, заповнену маслом 2 під надлишковим тиском. Струмопровідна жила 6складається з мідних круглих дротів і покрита паперовою ізоляцією 1 з в'язким просоченням; поверх ізоляції накладений екран 3 у вигляді мідної перфорованої стрічки та бронзових дротів, що оберігають ізоляцію від механічних пошкоджень при протягуванні кабелю в трубі. Зовні сталева труба захищена покривом 5 .

Широко поширені кабелі в поліхлорвінілової ізоляції, що виробляються три-, чотири- та п'ятижильними (1.30, е) або одножильними (рис. 1.30, д). Більш докладні дані про різні типи і марки кабелів, сферах їх застосування наведені в.

Кабелі виготовляються відрізками обмеженої довжини залежно від напруги та перерізу. При прокладанні відрізки з'єднують за допомогою сполучних муфт, що герметизують місця з'єднання. При цьому кінці жил кабелів звільняють від ізоляції та закладають у сполучні затискачі.

При прокладанні в землі кабелів 0,38-10 кВ для захисту від корозії та механічних пошкоджень місце з'єднання полягає у захисному чавунному роз'ємному кожуху. Для кабелів 35 кВ використовуються також сталеві або склопластикові кожухи.

Надійність роботи всієї кабельної лінії багато в чому визначається надійністю її арматури, тобто муфт різного типу та призначення.

Кабельні муфти високої напруги класифікуються за трьома основними ознаками.

за призначенню муфти діляться втричі основні групи – кінцеві, сполучніі стопорні,причому серед кінцевих виділяють відкриті муфти та кабельні введення в трансформатори та високовольтні апарати, а серед сполучних – власне сполучні, відгалужувальні та сполучно – розгалужувальні муфти.

за виду електричної ізоляції муфти діляться на дві групи: зі шаруватийі монолітноїізоляції. Шарувата ізоляція виконується шляхом намотування стрічок з кабельного паперу, синтетичної плівки або їх композицій та заповнюється тим чи іншим середовищем (олією, газом) під надлишковим тиском або без нього. Монолітна ізоляція утворюється методом екструзії або спікання ізолюючих матеріалів в прес-формах, що підігріваються.

За родом струмурозрізняють муфти для кабелів змінного, постійного та імпульсного струму. Муфти кабелів змінного струму можуть виконуватися однофазними та трифазними.

Конструкція муфт силових кабелів високої напруги насамперед визначається типом кабелю, котрим вони призначені.

На кінцях кабелів застосовують кінцеві муфтиабо кінцеві закладення.

Рис. 1.30. Силові кабелі: а - чотирижильний напругою 380 В;

б-трсхжильний з паперовою ізоляцією напругою 10 кВ; в - трижильний напругою 35 кВ; г - маслонаповнений високого тиску; д - одножильний із пластмасовою ізоляцією

На рис. 1.31а, показано з'єднання трижильного низьковольтного кабелю 2 в чавунній муфті 1. Кінці кабелю фіксовані фарфоровою розпіркою 3 і з'єднані затискачем 4. Муфти кабелів до 10 кВ з паперовою ізоляцією заповнюються бітумінозними складами, Для кабелів з пластмасовою ізоляцією застосовують з'єднувальні муфти з термоусаджувальних ізоляційних трубок, число яких відповідає числу фаз, і однієї трубки для нульової жили, що усаджуються в герметизовану муфту (рис. 1.31, б).

Рис. 1.31. Сполучні муфти для трьох- і чотирижильних кабелів напруженням до 1 кВ: а - чавунна; б- із термоусаджуваних ізоляційних трубок

На рис. 1.32 а наведена мастиконаповнена трифазна муфта зовнішньої установки з фарфоровими ізоляторами для кабелів напругою 10 кВ. Для трижильних кабелів із пластмасовою ізоляцією застосовується кінцева муфта, представлена ​​на рис. 1.32, б. Вона складається з термоусаджувальної рукавички 1, стійкої до впливу навколишнього середовища, і напівпровідних термоусаджувальних трубок 2, за допомогою яких на кінці трижильного кабелю створюються три одножильні кабелі. На окремі жили надягають ізоляційні термоусаджувальні трубки 3. На них монтується потрібна кількість термоусаджуваних ізоляторів 4.

Рис. 1.32. Кінцеві муфти для трижильних кабелів напругою 10 кВ: а - зовнішньої установки з фарфоровими ізоляторами; б - зовнішньої установки із пластмасовою ізоляцією; в - внутрішньої установки із сухим обробленням

Для кабелів 10 кВ і нижче із пластмасовою ізоляцією у внутрішніх приміщеннях застосовують сухе оброблення (рис. 1.32, е). Оброблені кінці кабелю з ізоляцією 3 обмотують липкою поліхлорвінілової стрічкою 5 і лакують; кінці кабелю герметизують кабельною масою 7 і ізоляційною рукавичкою 1, що перекриває оболонку кабелю 2, кінці рукавички і жили додатково ущільнюють і обмотують поліхлорвінілової стрічкою 4, 5, останню для запобігання відставання і розмотування фіксують бандажами 6.

Спосіб прокладання кабеліввизначається умовами траси лінії. Кабелі прокладаються в земляних траншеях, блоках, тунелях, кабельних тунелях, колекторах, кабельними естакадами, а так само перекриттями будівель (рис. 1.29).

Найчастіше на території міст, промислових підприємствах кабелі прокладають у земляних траншеях . Для запобігання пошкодженням через прогини на дні траншеї створюють м'яку подушку з шару просіяної землі або піску. При прокладанні в одній траншеї декількох кабелів до 10 кВ відстань по горизонталі між ними повинна бути не менше 0,1 м, між кабелями 20-35 кВ - 0,25 м. Кабель засипають невеликим шаром такого ж ґрунту і закривають цеглою або бетонними плитами захисту від механічних ушкоджень Після цього кабельну траншею засипають землею. У місцях переходу через дороги та на вводах у будівлі кабель прокладають у азбестоцементних чи інших трубах. Це захищає кабель від вібрацій та забезпечує можливість ремонту без розкриття полотна дороги. Прокладка в траншеях – найменш витратний спосіб кабельної каналізації ЕЕ.

У місцях прокладання великої кількості кабелів агресивний грунт і блукаючи струми обмежують можливість їх прокладання в землі. Тому поряд з іншими підземними комунікаціями використовують спеціальні споруди: колектори, тунелі, канали, блоки та естакади .

Колектор(Рис. 1.29, б)служить для спільного розміщення в ньому різних підземних комунікацій: кабельних силових ліній та зв'язку, водопроводу міськими магістралями і на території великих підприємств.

При великій кількості кабелів, що паралельно прокладаються, наприклад, від будівлі потужної електростанції застосовують прокладку в тунелях

(Рис. 1.29, в). При цьому покращуються умови експлуатації, знижується площа землі, необхідна для прокладання кабелів. Однак вартість тунелів дуже велика. Тунель призначений лише для прокладання кабельних ліній. Його споруджують під землею із збірного залізобетону або каналізаційних труб великого діаметра, ємність тунелю – від 20 до 50 кабелів.

При меншій кількості кабелів застосовують кабельні канали (Мал. 1.29, г), закриті землею або виходять на рівень поверхні землі.

Кабельні естакади та галереї(Мал. 1.29, д) використовують для надземної прокладки кабелів. Цей вид кабельних споруд широко застосовують там, де безпосередньо прокладка силових кабелів у землі є небезпечною через зсуви, обвали, вічну мерзлоту тощо.

У великих містах і великих підприємствах кабелі іноді прокладаються в блоках (рис. 1.29, е), що представляють азбестоцементні труби, стики, які закріплені бетоном. Однак у них кабелі погано охолоджуються, що знижує їхню пропускну здатність. Тому прокладати кабелі в блоках слід лише за неможливості прокладання їх у траншеях.

У будинках, по стінах і перекриттям великі потоки кабелів укладають у металеві лотки та короби. Поодинокі кабелі можуть прокладатися відкрито по стінах і перекриттям або приховано: у трубах, в пустотілих плитах та інших будівельних частинах будівель.

Кожен з нас усвідомлює, наскільки важливу роль у житті грають лінії електропередачі (ЛЕП). Можна сказати, що енергія, яку вони переносять, живить наше життя. Практично будь-яка робота неможлива без застосування електрики.

Лінії електропередачі - одна з основ енергетичного комплексу

Основною перевагою передачі саме електричної енергії є мінімальний час, протягом якого приймальний пристрій отримає живлення. Це пояснюється швидкістю поширення електромагнітного поля та забезпечує широке поширення ЛЕП. Передача електроенергії виробляється досить великі відстані. Це вимагає додаткових хитрощів, спрямованих на зниження втрат.

Різновиди ЛЕП

Для зручності сприйняття інформації, а також для правильного документування в галузі електроенергетики здійснено класифікацію ліній електропередачі за декількома показниками. Ось деякі з них.

Спосіб монтажу

Основним критерієм, яким класифікують лінії електропередачі, є конструктивний спосіб передачі енергії. Лінії ділять такі типи:

• повітряні— передача електричного струму ведеться проводами, підвішеними на спеціальних опорах;
• кабельні— передача електричного струму здійснюється за допомогою силових кабелів, що прокладаються в ґрунті, кабельної каналізації або інженерних конструкцій іншого роду.

Напруга лінії

Залежно від характеристик мережі, протяжності лінії, кількості споживачів та їх потреб ЛЕП поділяються на такі класи за напругою:

• нижчий (напруга менше 1 кВ);
• середній (напруга в діапазоні від 1 кВ до 35 кВ);
• високий (напруга в діапазоні від 110 кВ до 220 кВ);
• надвисокий (напруга в діапазоні від 330 кВ до 750 кВ);
• ультрависокий (напруга понад 750 кВ).

Вид передається струму

За цим критерієм ЛЕП поділяються на такі типи:

1. лінії змінного струму;
2. лінії постійного струму.

Лінії постійного струму не набули широкого поширення, хоч і мають менші витрати при передачі енергії на великі відстані. Це в першу чергу високою вартістю устаткування.

Склад ліній електропередач

Склад кабельної та повітряної ліній різні. Для диференціації розглянемо кожен вид ЛЕП окремо.

Складові повітряної лінії електропередачі

ПЛ у своєму складі мають безліч пристроїв та конструкцій. Перерахуємо основні з них:

1. опори;
2. арматура та ізолятори;
3. пристрої заземлення;
4. дроти та троси;
5. розрядні пристрої;
6. маркери для позначення дротів;
7. підстанції.

Крім прямого призначення повітряні лінії використовуються як інженерні конструкції для підвісу волоконно-оптичного кабелю зв'язку. У зв'язку з цим на деяких лініях кількість елементів постійно зростає.

Складові кабельної лінії електропередачі

Кабельні лінії застосовуються передачі електричної енергії в місцях, недоступних для підвісу по опорах ПЛ. До складу входить силовий кабель та вузли введення на підстанції та до кінцевих споживачів.

Обґрунтування високої напруги

Споживачам прийнято доставляти електричний струм напругою 220 і 380 вольт. Однак в умовах протяжних ліній це не вигідно, так як втрати на ділянках довжиною більше 2 км можуть бути непорівнянні з необхідною потужністю, що споживається.

З метою зниження втрат на великих відстанях підвищують потужність і передають струм високої напруги. Для цього перед передачею використовують підстанції, що підвищують, а перед споживачем ставлять понижуючі трансформатори. Таким чином, лінія передачі виглядає так:

Структурна схема ЛЕП

Лінії електропередач

Лінія електропередачі(ЛЕП) - один із компонентів електричної мережі, система енергетичного обладнання, призначена для передачі електроенергії.

Відповідно до МПТЕЕП (Міжгалузеві правила технічної експлуатації електроустановок споживачів) Лінія електропередачі- Електрична лінія, що виходить за межі електростанції або підстанції та призначена для передачі електричної енергії.

Розрізняють повітряніі кабельні лінії електропередачі.

По ЛЕП також передають інформацію з допомогою високочастотних сигналів, за оцінками у Росії використовується близько 60 тис. ВЧ-каналів по ЛЕП. Використовуються для диспетчерського управління, передачі телеметричних даних, сигналів релейного захисту та протиаварійної автоматики.

Повітряні лінії електропередач

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

Склад ПЛ

• 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.)

Документи, що регулюють ПЛ

Класифікація ПЛ

За родом струму

• ВЛ змінного струму
• ВЛ постійного струму

В основному, ПЛ служать передачі змінного струму і лише окремих випадках (напр., для зв'язку енергосистем, живлення контактної мережі та інших.) використовують лінії постійного струму.

Для ПЛ змінного струму прийнята наступна шкала класів напруг: змінне - 0.4, 6, 10, (20), 35, 110, 150, 220, 330, 400 (Виборзька ПС - Фінляндія), 500, 750 і; постійне – 400 кВ.

По призначенню

• 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 та об'єднання електростанцій всередині енергосистем - наприклад, з'єднують електростанції з розподільними пунктами)
• розподільні ПЛ напругою 35, 110 та 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 1 кВ (ПЛ нижчого класу напруг)
• ПЛ вище 1 кВ
  • ПЛ 1-35 кВ (ПЛ середнього класу напруг)
  • ПЛ 110-220 кВ (ПЛ високого класу напруг)
  • ПЛ 330-500 кВ (ПЛ надвисокого класу напруг)
  • ПЛ 750 кВ і вище (ПЛ ультрависокого класу напруг)

Це групи значно різняться переважно вимогами у частині розрахункових умов і конструкцій.

За режимом роботи нейтралів в електроустановках

• Трифазні мережі із незаземленими (ізольованими) нейтралями (нейтраль не приєднана до заземлювального пристрою або приєднана до нього через апарати з великим опором). У Росії її такий режим нейтралі використовується в мережах напругою 3-35кВ з малими струмами однофазних замикань на землю.
• Трифазні мережі з резонансно-заземленими (компенсованими) нейтралями (нейтральна шина приєднана до заземлення через індуктивність). У Росії її використовується в мережах напругою 3-35кВ із великими струмами однофазних замикань на грішну землю.
• Трифазні мережі з ефективно-заземленими нейтралями (мережі високої та надвисокої напруги, нейтралі яких з'єднані із землею безпосередньо або через невеликий активний опір). У це мережі напругою 110, 150 і частково 220кВ, тобто. мережі, в яких застосовуються трансформатори, а не автотрансформатори, що вимагають обов'язкового глухого заземлення нейтралі за режимом роботи.
• Мережі з глухозаземленою нейтраллю (нейтраль трансформатора або генератора приєднується до заземлювального пристрою безпосередньо або через малий опір). До них відносяться мережі напругою менше 1кВ, а також мережі напругою 220кВ 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 знакпозначає центр розташування опори в натурі на трасі ВЛ, що будується.
• Виробничий пікетаж- встановлення пікетних та центрових знаків на трасі у відповідність до відомості розміщення опор.
• Фундамент опори- конструкція, закріплена в ґрунт або спирається на нього і передає йому навантаження від опори, ізоляторів, проводів (тросів) та від 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 проміжний(між двома сусідніми проміжними опорами) та анкерний(Між анкерними опорами) прольоти. 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 нижчої точки дроту в прольоті до інженерних споруд, що перетинаються, поверхні землі або води.
• Шлейф (петля) - відрізок дроту, що з'єднує на анкерній опорі натягнуті дроти сусідніх анкерних прольотів.

Кабельні лінії електропередач

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

За класифікацієюкабельні лінії аналогічні повітряним лініям

Кабельні лінії ділять за умовами проходження

• Підземні
• По спорудах
• Підводні

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, ремонти та огляди кабельних ліній.

• Кабельний канал- закрите та заглиблене (частково або повністю) у ґрунт, підлогу, перекриття тощо непрохідну споруду, призначену для розміщення в ньому кабелів, укладання, огляд та ремонт яких можливо проводити лише при знятому перекритті.

• Кабельна шахта- вертикальна кабельна споруда (як правило, прямокутного перерізу), у якої висота в кілька разів більша за сторони перерізу, з 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 протяжна кабельна 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 прохідна кабельна споруда.

За типом ізоляції

Ізоляція кабельних ліній поділяється на два основні типи:

• рідинна
  • кабельною нафтовою олією
• тверда
  • паперово-масляна
  • полівінілхлоридна (ПВХ)
  • гумово-паперова (RIP)
  • зшитий поліетилен (XLPE)
  • 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.

Втрати у ЛЕП

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

Інший важливою величиною, що впливає на економічність ЛЕП, є cos(f) - величина, що характеризує відношення активної та реактивної потужності.

У повітряних лініях надвисокої напруги є втрати активної потужності на корону (коронний розряд). Ці втрати залежать багато в чому від погодних умов (у суху погоду втрати менше, відповідно в дощ, мряка, сніг ці втрати зростають) і розщеплення дроту у фазах лінії. Втрати на корону для ліній різних напруг мають значення (для лінії ПЛ 500кВ середньорічні втрати на корону становлять близько Р=9,0 -11,0 кВт/км). Оскільки коронний розряд залежить від напруженості лежить на поверхні дроти, то зменшення цієї напруженості в повітряних лініях свервысокого напруги застосовують розщеплення фаз. Тобто місце одного проводу застосовують від трьох і більше проводів у фазі. Розташовуються ці дроти на рівній відстані один від одного. Виходить еквівалентний радіус розщепленої фази, цим зменшується напруженість на окремому дроті, що зменшує втрати на корону.

- (ПЛ) – лінія електропередачі, дроти якої підтримуються над землею за допомогою опор, ізоляторів. [ГОСТ 24291 90] Рубрика терміна: Енергетичне обладнання Рубрики енциклопедії: Абразивне обладнання, Абразиви, Автодороги … Енциклопедія термінів, визначень та пояснень будівельних матеріалів

ПОВІТРЯНА ЛІНІЯ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧІ- (Лінія електропередачі, ЛЕП споруда, призначена для передачі на відстань електричної енергії від електростанцій до споживачів; розміщена на відкритому повітрі і виконана зазвичай неізольованими проводами, які підвішені за допомогою… … Велика політехнічна енциклопедія

Повітряна лінія електропередач- (ПЛ) пристрій для передачі та розподілу електроенергії по проводах, розташованих на відкритому повітрі та прикріплених за допомогою ізоляторів та арматури до опор або кронштейнів, стояків на інженерних спорудах (мостах, шляхопроводах тощо) … Офіційна термінологія

повітряна лінія електропередачі- 51 повітряна лінія електропередач; ВЛ Лінія електропередачі, дроти якої підтримуються над землею за допомогою опор, ізоляторів 601 03 04 de Freileitung en overhead line

Повітряні та кабельні лінії електропередач (ЛЕП)

Загальні відомості та визначення

У випадку можна вважати, що лінія електропередачі (ЛЕП) це - електрична лінія, яка виходить за межі електростанції або підстанції і призначена для передачі електричної енергії на відстань; вона складається з проводів та кабелів, ізолюючих елементів та несучих конструкцій.

Сучасна класифікація ЛЕП за низкою ознак представлена ​​табл. 13.1.

Класифікація ліній електропередач

Таблиця 13.1

Ознака	Тип лінії	Різновид
Рід струму	Постійного струму
	Трифазного змінного струму
	Багатофазного змінного струму	Шестифазна
		Дванадцятифазна
Номінальна напруга	Низьковольтна (до 1 кВ)
	Високовольтна (понад 1 кВ)	СН (3-35 кВ)
		ВН (110-220 кВ)
		СВН (330-750 кВ)
		УВН (понад 1000 кВ)
Конструктивне виконання	Повітряна
	Кабельна
Число ланцюгів	Одноланцюгова
	Дволанцюгова
	Багатоланцюгова
Топологічні Характеристики	Радіальна
	Магістральна
	Відгалуження
Функціональне призначення	Розподільча
	Живлення
	Міжсистемний зв'язок

У класифікації першому місці стоїть рід струму. Відповідно до цієї ознаки розрізняються лінії постійного струму, а також трифазного та багатофазного змінного струму.

Лінії постійного струмуконкурують з іншими лише за досить великої протяжності і потужності, що передається, оскільки в загальній вартості електропередачі значну частку становлять витрати на спорудження кінцевих перетворюючих підстанцій.

Найбільшого поширення у світі набули лінії трифазного змінного струму, причому за довжиною серед них лідирують саме повітряні лінії. Лінії багатофазного змінного струму(Шести-і дванадцятифазні) в даний час відносяться до категорії нетрадиційних.

Найбільш важливою ознакою, що визначає відмінність конструктивних та електричних характеристик ЛЕП, є номінальна напруга U. До категорії низьковольтнихвідносяться лінії з номінальною напругою менше 1 кВ. Лінії з U hou > 1 кВ належать до розряду високовольтних, і серед них виділяються лінії середньої напруги(СН) з U iom = 3-35 кВ, високої напруги(ВН) з U nou= 110-220 кВ, надвисокої напруги(СВН) U h (m = 330-750 кВ та ультрависокогонапруги (УВН) з U hou > 1000 кВ.

За конструктивним виконанням розрізняють повітряні та кабельні лінії. За визначенням повітряна лінія- це лінія електропередачі, дроти якої підтримуються над землею за допомогою опор, ізоляторів та арматури. В свою чергу, кабельна лініявизначається як лінія електропередачі, виконана одним або декількома кабелями, покладеними безпосередньо в землю або прокладеними в кабельних спорудах (колекторах, тунелях, каналах, блоках тощо).

За кількістю паралельних ланцюгів (л ц), що прокладаються загальною трасою, розрізняють одноланцюгові (п =1), дволанцюгові(і ц = 2) та багатоланцюгові(і ц > 2) лінії. За ГОСТ 24291-9 Ьодноланцюгова повітряна лінія змінного струму визначається як лінія, що має один комплект фазних проводів, а дволанцюгова ПЛ - два комплекти. Відповідно багатоланцюгової ПЛ називається лінія, що має більше двох комплектів фазних проводів. Ці комплекти можуть мати однакові або різні номінальні напруги. В останньому випадку лінія називається комбінованої.

Одноланцюгові повітряні лінії споруджуються на одноланцюгових опорах, тоді як дволанцюгові можуть споруджуватися або з підвіскою кожного ланцюга на окремих опорах, або з їхньою підвіскою на загальній (дволанцюговій) опорі.

В останньому випадку, очевидно, скорочується смуга відчуження території під трасу лінії, але зростають вертикальні габарити та маса опори. Перша обставина, як правило, є вирішальною, якщо лінія проходить у густонаселених районах, де зазвичай вартість землі досить висока. З цієї ж причини в ряді країн світу використовуються і багатоцінні опори з підвіскою ланцюгів однієї номінальної напруги (зазвичай с і ц = 4) або різних напруг (СЯЦ

За топологічними (схемними) характеристиками розрізняють радіальні та магістральні лінії. Радіальноївважається лінія, яку потужність надходить лише з одного боку, тобто. від єдиного джерела живлення. Магістральналінія визначається ГОСТ як лінія, від якої відходить кілька відгалужень. Під відгалуженнямрозуміється лінія, приєднана одним кінцем до іншої ЛЕП у її проміжній точці.

Остання ознака класифікації - функціональне призначення.Тут виділяються розподільчіі живлячілінії, і навіть лінії міжсистемного зв'язку. Розподіл ліній на розподільні та живильні досить умовно, бо й ті, й інші служать забезпечення електричної енергією пунктів споживання. Зазвичай до розподільчих відносять лінії місцевих електричних мереж, а до живильним - лінії мереж районного значення, які здійснюють електропостачання центрів живлення розподільчих мереж. Лінії міжсистемного зв'язку безпосередньо з'єднують різні енергосистеми та призначені для взаємного обміну потужністю як у нормальних режимах, так і при аваріях.

Процес електрифікації, створення та об'єднання енергосистем в Єдину енергосистему супроводжувався поступовим збільшенням номінальної напруги ЛЕП з метою підвищення їхньої пропускної спроможності. У цьому процесі біля колишнього СРСР історично склалися дві системи номінальних напруг. Перша, найбільш поширена, включає наступний ряд значень U Hwt: 35-110-200-500-1150 кВ, а друга -35-150-330-750 кВ. На момент розпаду СРСР біля Росії перебувало в експлуатації понад 600 тис. км ПЛ 35-1150 кВ. У наступний період зростання довжини тривало, хоч і менш інтенсивно. Відповідні дані представлені у табл. 13.2.

Динаміка зміни протяжності ПЛ за 1990-1999 рр.

Таблиця 13.2

і, кВ	Протяжність ПЛ, тис. км
	1990 р.	1995 р.	1996 р.	1997 р.	1998 р.	1999 р.
Усього