Конструкція повітряних ЛЕП: опори, схеми, розрахунки, дроти, застосування

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

За кількістю ланцюгів ВЛ поділяються на одно-, двох- і багатоланцюгові. Кількість ланцюгів визначається схемою електропостачання і необхідністю її резервування. Якщо по схемі електропостачання потрібні два ланцюги, то ці ланцюги можуть бути підвішені на двох окремих одноланцюгових ПЛ з одинланцюговому опорами або на одній Дволанцюговий ВЛ з Дволанцюгова опорами. Відстань / між сусідніми опорами називають прольотом, а відстань між опорами анкерного типу – анкерним ділянкою.

Провід, що підвішуються на ізоляторах (А, – довжина гірлянди) до опор (рис. 5.1, а), провисають по ланцюгової лінії. Відстань від точки підвісу до нижчої точки проводу називається стрілою провисання /. Вона визначає габарит наближення дроти до землі А, який для населеної місцевості дорівнює: до поверхні 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 проводів опори бувають:

1. проміжні, на яких дроти закріплюють в підтримувальних затискачах;
2. анкерного типу, службовці для натягу проводів; на етіхопорах дроти закріплюють в натяжних затисках;
3. кутові, які встановлюють на кутах повороту ВЛ з підвіскою проводів в підтримувальних затискачах; вони можуть бути проміжні, відгалужувальні і кутові, кінцеві, анкерні кутові.

Укрупнене ж опори ПЛ понад 1 кВ поділяються на два види анкерні, повністю сприймають тяжіння проводів і тросів в суміжних прольотах; проміжні, які не сприймають тяжіння проводів або сприймають частково.

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

Дерев’яні опори ПЛ

Дерев’яні опори ПЛ все ще мають поширення в країнах, які мають лісовими запасами. Перевагами дерева як матеріалу для опор є: невелику питому вагу, висока механічна міцність, хороші електроізоляційні властивості, природний круглий сортамент. Недоліком деревини є її гниття, для зменшення якого застосовують антисептики.

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

Для ПЛ напругою 20 і 35 кВ, на яких застосовують штирові ізолятори, доцільно застосування одностоякових свічкоподібних опор з трикутним розташуванням проводів. На повітряних ЛЕП 6 -35 кВ з штирьовими ізоляторами при будь-якому розташуванні проводів відстань між ними D, м, має бути не менше значень, що визначаються за формулою

де U – напруга лінії, кВ; – найбільша стріла провисання, відповідна габаритному прольоту, м; Ь – товщина стінки ожеледі, 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 з залізобетонним пасинком поєднують в собі переваги залізобетонних і дерев’яних опор: грозоустойчівость і опірність до гниття в місці торкання з грунтом. З’єднання стійки з пасинком виконують дротяними бандажами зі сталевого дроту діаметром 4 . 6 мм, натягиваемой за допомогою скручування або натяжним болтом.

Анкерні і проміжні кутові опори для ВЛ 6 – 10 кВ виконують у вигляді Аобразной конструкції зі складовими стійками.

Сталеві опори електропередачі

сталеві опори широко застосовують на ПЛ напругою 35 кВ і вище.

За конструктивним виконанням сталеві опори можуть бути двох видів:

1. баштові або одностоєчні (див. рис. 5.1, д);
2. портальні, які за способом закріплення підрозділяютьсяна свободностоящие опори і опори на відтягненнях.

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

Опори виготовляють із сталевого кутового прокату (в основному застосовують равнобокой куточок); високі перехідні опори можуть бути виготовлені зі 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

залізобетонні опори в порівнянні з металевими більш довговічні і економічні в експлуатації, так як вимагають менше догляду і ремонту (якщо брати життєвий цикл, то залізобетонні – більш енерговитратних). Основна перевага залізобетонних опор – зменшення витрат стали на 40 . 75%, недолік – велика маса. За способом виготовлення залізобетонні опори поділяються на бетоновані на місці установки (здебільшого такі опори застосовують за кордоном) і заводського виготовлення.

Кріплення траверс до стовбура стійки залізобетонної опори виконують за допомогою болтів, пропущених через спеціальні отвори в стійці, або за допомогою сталевих хомутів, що охоплюють стовбур і мають цапфи для кріплення на них кінців поясів траверс. Металеві траверси попередньо піддають гарячого оцинкування, тому вони довгий час не вимагають при експлуатації спеціального догляду і спостереження.

Провід повітряних ліній виконують неізольованими, що складаються з однієї або декількох свити дротів. Провід з одного дроту, звані жилами (їх виготовляють перетином від 1 до 10 мм 2), мають меншу міцність і застосовуються тільки на ПЛ напругою до 1 кВ. Багатодротяні дроти, звиті з декількох дротів, застосовуються на ВЛ всіх напруг.

Матеріали проводів і тросів повинні мати високу електричну провідність, мати достатню міцність, витримувати атмосферні дії (в цьому відношенні найбільшою стійкістю володіють мідні і бронзові дроти; проводу з алюмінію схильні до корозії, особливо на морських узбережжях, де в повітрі містяться солі; сталеві дроти руйнуються навіть в нормальних атмосферних умовах).

Для ПЛ застосовують однопроволочние сталеві дроти діаметром 3,5; 4 і 5 мм і мідні дроти діаметром до 10 мм. Обмеження нижньої межі обумовлено тим, що дроти меншого діаметра мають недостатню механічну міцність. Верхня межа обмежений через те, що вигини сплетений дроти більшого діаметру можуть викликати в його 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 (їх виготовляють перетином від 1,0 до 500 мм 2).

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

Як правило, багатодротяні дроти виготовляють з круглих дротів, причому в центрі поміщається одна або кілька дротів однакового діаметра. Довжина скрученого дроту трохи більше довжини проводу, яка вимірюється за його осі. Це викликає збільшення фактичної маси проводу на 1 . 2% в порівнянні з теоретичної масою, яка виходить при множенні перетину дроту на довжину і щільність. У всіх розрахунках приймається фактична маса проводу, зазначена у відповідних стандартах.

Марки неізольованих проводів позначають:

• буквами М, А, АС, ПС – матеріал проводу;
• цифрами – перетин в квадратних міліметрах.

Алюмінієвий дріт А може бути:

• марки AT (твердої неоттоженной)
• AM (відпалений м’якої) сплавів АН, АЖ;
• АС, АСХС – зі сталевого сердечника і алюмінієвих дротів;
• ПС – з сталевих дротів;
• ПСТ – із сталевого оцинкованого дроту.

Наприклад, А50 позначає алюмінієвий дріт, перетин якого дорівнює 50 мм 2;

• АС50 / 8 – сталеалюміневимі провід перетином алюмінієвої частини 50 мм 2, сталевого сердечника 8 мм 2 (в електричних розрахунках враховується провідність тільки алюмінієвої частини проводу);
• ПСТЗ, 5, ПСТ4, ПСТ5 – однопроволочние сталеві дроти, де цифри відповідають діаметру дроту в міліметрах.

Сталеві троси, що застосовуються на ВЛ як грозозахисних, виготовляють з оцинкованого дроту; їх перетин має бути не менше 25 мм 2. На ПЛ напругою 35 кВ застосовують троси перерізом 35 мм 2; на лініях ПО кВ – 50 мм 2; на лініях 220 кВ і вище -70 мм 2.

Перетин багатодротяних проводів різних марок визначається для ПЛ напругою до 35 кВ за умовами механічної міцності, а для ПЛ напругою ПО кВ та вище – за умовами втрат на корону. На ПЛ при перетині різних інженерних споруд (ліній зв’язку, залізничних і шосейних доріг і т.д.) необхідно забезпечувати більш високу надійність, тому мінімальні перерізи проводів в прольотах перетину повинні бути збільшені (табл. 5.2).

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

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

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

Сталеві дроти не допускаються в прольотах над трубопроводами і залізницями.

Вібрація, як правило, має місце в прольотах довжиною понад 120 м і на відкритій місцевості. Небезпека вібрації полягає в обриві окремих дротів дроти на ділянках їх виходу з затискачів изза підвищення механічної напруги. виникають змінні напруги від періодичних вигинів дротів в результаті вібрації і зберігаються в підвішеному дроті основні напруження розтягу.

У прольотах довжиною до 120 м захисту від вібрації не потрібно; не підлягають захисту та ділянки будь-яких ВЛ, захищених від поперечних вітрів; на великих переходах річок і водних просторів потрібен захист незалежно від напруги в проводах. На ПЛ напругою 35 . 220 кВ і вище захист від вібрації виконують шляхом установки віброгасителів, підвішених на сталевому тросі, що поглинають енергію вібруючих проводів зі зменшенням амплітуди вібрації близько затискачів.

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

Електричний струм , Проходячи по проводів ПЛ, виділяє теплоту і нагріває дріт. Під впливом нагрівання проводу відбуваються:

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

Всі умови можуть змінюватися при наявності сталості параметрів навколишнього середовища або змінюватися разом, впливаючи на роботу проводу ПЛ. Під час експлуатації ПЛ вважають, що при номінальному струмі навантаження температура дроти становить 60 . 70 “С. Температура дроти буде визначатися одночасним впливом тепловиділення і охолодження або тепла. Тепловідведення проводів ПЛ зростає зі збільшенням швидкості вітру і зниженням температури навколишнього повітря.

При зменшенні температури повітря від +40 до +40 ° С і збільшенні 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 перевантаження на збільшення втрат напруги спочатку визначається

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

Збільшення опору дроти в порівнянні з опором, відповідним розрахунковому навантаженні, можливо при перевантаженні 30% на 12%, а при перевантаженні 50% – на 16%

збільшення втрати напруги AUпрі перевантаження до 30% можна очікувати:

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

При перевантаженні ВЛ до 50% збільшення втрати напруги дорівнюватиме відповідно 5,8 і 11,6%. З огляду на графік навантаження, можна відзначити, що при перевантаженні ВЛ до 50% втрати напруги короткочасно перевищують допустимі нормативні значення на 0,8 . 1,6%, що істотно не впливає на якість електроенергії.

Застосування провода СИП

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

Використовується СИП в містах як обязательнаяпрокладка, як магістраль в сільських зонах зі слабкою щільністю населення, відгалуження до споживачів. Способи прокладки СІП різні: натягування на опорах; натягування по фасадах будівель; прокладка уздовж фасадів.

Конструкція СІП (уніполярних броньованих і неброньованих, тріполярних з ізольованою або голою несучої нейтраллю) в загальному випадку складається з мідної або алюмінієвої провідникової багатопроволкової жили, оточеній внутрішнім напівпровідникових екструдованим екраном, потім – ізоляцією з шитого поліетилену, поліетилену або ПВХ. Герметичність забезпечується порошком і компаундують 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 з смужок і ниток. Зовнішній захист виконана з ПВХ, поліетилену без гелогена. Прольоти прокладки, розраховані з урахуванням її температури і перетину проводів (не менше 25 мм 2 для магістралей і 16 мм 2 на відгалуженнях до вводів для споживачів, 10 мм2 для сталеалюмінієвого дроти) складають від 40 до 90 м.

При невеликому підвищенні витрат (близько 20%) у порівнянні з неізольованими проводами надійність і безпеку лінії, оснащеної СИП, підвищується до рівня надійності та безпеки кабельних ліній. Одним з переваг повітряних ліній з ізольованими проводами ПЛІ перед звичайними ЛЕП є зниження втрат напруги і 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 і 0,078 Ом / км;
• СІП4120 – 0,26 і 0,078 Ом / км;
• АС120 – 0,27 і 0,29 Ом / км.

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

Опора ЛЕП (стовпи ліній електропередач)

Опора повітряної лінії електропередачі або опора ЛЕП – споруда (конструкція) для утримання проводів і грозозахисних тросів повітряної лінії електропередачі на заданій відстані від поверхні землі. Опора ЛЕП призначена для спорудження ліній електропередач напругою 35 кВ і вище при розрахунковій температурі зовнішнього повітря до – 65 °C і є одним з головних конструктивних елементів ЛЕП (ліній електропередач), що відповідає за кріплення і підвіску електричних проводів на певному рівні. Залізобетонні опори лінії електропередачі або стовпи ЛЕП виконують з різних конструкцій. Для ліній 35-110 кВ і вище, зазвичай застосовують опори з центрифугованного бетону. Перевагою залізобетонних стовпів є їх стійкість до корозії та впливу хімічних реагентів, що знаходяться в повітрі. Термін служби залізобетонних опор ЛЕП досягає 50 років і більше.

Наша компанія – партнер, з яким можна будувати міцні відносини – і міцні об’єкти із ЗБВ!

Ціни на опори ЛЕП

Ціни на стояки опор контактної мережі

Опори контактної мережі – залізобетонні конструкції, на яких закріплюються дроти контактної підвіски та інших повітряних ліній електрифікованих залізниць. Контактна підвіска кріпиться до опор на консолях (кронштейнах), жорстких металевих ригелях (поперечинах) або системою поперечних тросів; дроти інших повітряних ліній – на дерев’яних або металевих кронштейнах.

Опори (стовпи) контактної мережі поділяються за призначенням на підтримуючі (проміжні та перехідні), анкерні (для сприйняття навантажень від натягу проводів), фіксуючі (для утримання проводів щодо осі струмоприймача електричного рухомого складу) та фідерні (для підвіски проводів живильних та відсмоктувальних ліній); за конструкцією розрізняють опори контактної мережі самонесучі і з відтяжками. На перегонах одноколійних і двоколійних ліній залізниць, а також на окремо розташованих коліях станцій встановлюють консольні опори контактної мережі. Розрізняють декілька видів залізобетонних стояків для опор контактної мережі:

СС – стояки опор, що встановлюються у фундаменти стаканного типу або закопують безпосередньо у ґрунт (нероздільні);

ССА – стояки опор з болтовим кріпленням до фундаменту (роздільні).

В Україні найбільшого поширення набули залізобетонні опори контактної мережі конічної форми: залежно від гідрологічних умов і роду струму в контактній мережі вони встановлюються в ґрунт або на фундаментах. Для фідерних ліній металеві опори встановлюють на блокових або пальових залізобетонних фундаментах.