El dispositiu de línies elèctriques aèries amb diferent voltatge

El transport d'energia elèctrica en distàncies mitjanes i llargues es realitza amb major freqüència a través de línies elèctriques situades a l'aire lliure. El seu disseny sempre ha de complir dos requisits principals:

1. Fiabilitat de transmissió d'alta potència;

2. Garantir la seguretat de persones, animals i equips.

Durant el funcionament sota la influència de diversos fenòmens naturals associats a les ràfegues d'huracà de vent, gel, gelades, les línies elèctriques estan sotmeses periòdicament a un augment de la càrrega mecànica.

Per a una solució integral als problemes de transport segur de l'energia elèctrica, els enginyers elèctrics han d'elevar els cables d'alimentació a una gran alçada, distribuir-los a l'espai, aïllar-los dels elements de la construcció i instal·lar-los amb cables de corrent amb seccions transversals augmentades en suports elevats. per força.

Disposició general i traçat de les línies elèctriques aèries

Esquemàticament, qualsevol línia de transmissió d'energia es pot representar:

• suports instal·lats a terra;

• cables pels quals circula el corrent;

• accessoris lineals muntats sobre suports;

• aïllants fixats a l'induït i mantenint l'orientació dels cables a l'aire.

A més dels elements de les línies aèries, cal incloure:

• fonaments per a suports;

• sistema de protecció contra llamps;

• dispositius de connexió a terra.

Els suports són:

1. ancoratge dissenyat per suportar les forces dels cables tensats i equipat amb dispositius de tensió als accessoris;

2. intermedi, utilitzat per a fixar els cables a través de les pinces de suport.

La distància a terra entre dos suports d'ancoratge s'anomena secció d'ancoratge o vano, i per als suports intermedis entre si o amb un ancoratge - intermedi.

Quan una línia elèctrica aèria passa per barreres d'aigua, estructures d'enginyeria o altres objectes crítics, als extrems d'aquesta secció s'instal·len suports amb tensors de filferro i la distància entre ells s'anomena secció d'ancoratge intermèdia.

Els cables entre els suports mai s'estiren com una corda, en línia recta. Sempre s'enfonsen lleugerament en estar a l'aire, tenint en compte les condicions meteorològiques. Però al mateix temps, s'ha de tenir en compte la seguretat de la seva distància amb els objectes terrestres:

• superfícies de ferrocarril;

• cables de contacte;

• carreteres de transport;

• cables de línies de comunicació o altres línies aèries;

• instal·lacions industrials i altres.

S'anomena penjant del cable de l'estat tensat fletxa penjant… S'estima de diferents maneres entre suports, perquè els seus cims es poden situar al mateix nivell o amb cotes.

La caiguda relativa al punt de suport més alt sempre és més gran que la del més baix.

Les dimensions, longitud i construcció de cada tipus de línia de transport aèria depenen del tipus de corrent (altern o directe) de l'energia elèctrica transportada a través d'ella i de la magnitud de la seva tensió, que pot ser inferior a 0,4 kV o arribar als 1150 kV.

Disposició de cables de línies aèries

Com que el corrent elèctric només flueix en un bucle tancat, els consumidors s'alimenten amb almenys dos cables. D'acord amb aquest principi, es creen línies aèries simples amb corrent altern monofàsic amb una tensió de 220 V. Els circuits elèctrics més complexos transfereixen energia en un circuit de tres o quatre fils amb un zero rígidament aïllat o posat a terra.

El diàmetre i el metall del cable es seleccionen per a la càrrega de disseny de cada línia. Els materials més comuns són l'alumini i l'acer. Es poden fabricar com un únic conductor monolític per a circuits de baixa tensió o teixir a partir d'estructures multifilars per a línies de transmissió d'alta tensió.

L'espai intern entre cables es pot omplir amb greix neutre, que augmenta o no la resistència a la calor.

Les construccions multifils fetes de conductors d'alumini que transporten un bon corrent es creen amb nuclis d'acer dissenyats per suportar l'esforç mecànic i evitar trencaments.

GOST proporciona una classificació de conductors oberts per a línies elèctriques aèries i determina el seu marcatge: M, A, AC, PSO, PS, ACKC, ASKP, ACS, ACO, ACS. En aquest cas, els cables d'un sol cable s'indiquen per la mida del diàmetre. Per exemple, l'abreviatura PSO-5 diu "filferro d'acer fet amb un sol nucli amb un diàmetre de 5 mm.» Els cables multiconductors per a línies elèctriques utilitzen una marca diferent, inclosa una designació de dos dígits escrita com a fracció:

• el primer és l'àrea de la secció transversal total dels cables d'alumini en mm quadrats;

• el segon és l'àrea de la secció transversal de la inserció d'acer (mm sq).

A més dels conductors metàl·lics oberts, els conductors s'utilitzen cada cop més a les línies aèries modernes:

• aïllament autoportant;

• protegit per un polímer extruït que evita que es produeixin curtcircuits quan les fases són escombrades pel vent o quan es llancen objectes estranys des del terra.

VL v conductors aïllats autoportants autoportants estan substituint gradualment les antigues estructures no aïllades. S'utilitzen cada cop més en xarxes internes fetes de nuclis de coure o alumini recoberts de cautxú amb una capa protectora de materials fibrosos dielèctrics o compostos de PVC sense protecció externa addicional.

Per tal d'excloure l'aparició de descàrregues de corona amb una llargada llarga, els cables amb VL-330 kV i una tensió més alta es divideixen en fluxos addicionals.

A la VL-330 s'instal·len dos conductors horitzontalment, a la línia de 500 kV augmenten a tres i es col·loquen als vèrtexs d'un triangle equilàter. Per a les línies aèries de 750 i 1150 kV s'utilitza una separació de 4, 5 o 8 rieres, respectivament, situades a les cantonades dels seus propis polígons equilàters.

La formació de "corona" no només condueix a pèrdues d'energia, sinó que també distorsiona la forma de l'oscil·lació sinusoïdal. Per tant, lluiten amb mètodes constructius.

Dispositiu de suport

Normalment es creen suports per assegurar els cables d'un circuit elèctric.Però en seccions paral·leles de dues línies, es pot utilitzar un suport comú, que està destinat a la seva instal·lació conjunta. Aquestes construccions s'anomenen doble circuit.

El material per a la producció de suports pot ser:

1. cantonades perfilades de diferents marques d'acer;

2. troncs de fusta de construcció impregnats amb compostos antipodricions;

3. estructures de formigó armat amb barres armades.

Les estructures de suport de fusta són les més barates, però fins i tot amb una bona impregnació i un manteniment adequat, no serveixen més de 50 ÷ 60 anys.

Segons el projecte tècnic, els suports de les línies aèries superiors a 1 kV es diferencien dels de baixa tensió per la seva complexitat i l'alçada de la connexió dels cables.

Estan fets en forma de prismes o cons oblongs amb una base ampla a la part inferior.

Cada estructura de suport es calcula per a la resistència mecànica i l'estabilitat, hi ha una reserva estructural suficient per a les càrregues existents. Però cal tenir en compte que durant el funcionament, es poden violar els seus diferents elements com a resultat de la corrosió, l'impacte i l'incompliment de la tecnologia d'instal·lació.

Això comporta un debilitament de la rigidesa d'una única estructura, deformacions i, de vegades, caigudes dels suports, sovint aquests casos es donen en aquells moments en què les persones treballen sobre els suports, desmunten o estiren cables, creant forces axials variables.

Per aquest motiu, l'acceptació d'un equip d'instal·ladors per treballar a una alçada de l'estructura portant es realitza després de comprovar el seu estat tècnic amb una valoració de la qualitat de la seva part soterrada al sòl.

Dispositiu d'aïllament

A les línies elèctriques aèries, productes fets de materials amb altes propietats dielèctriques amb resistència ÷ Ohm. M. S'anomenen aïllants i estan fets de:

• porcellana (ceràmica);

• vidre;

• materials polimèrics.

El disseny i les dimensions dels aïllants depenen de:

• sobre la magnitud de les càrregues dinàmiques i estàtiques aplicades a ells;

• els valors de la tensió efectiva de la instal·lació elèctrica;

• condicions de funcionament.

La forma complexa de la superfície, que treballa sota la influència de diversos fenòmens atmosfèrics, crea un camí augmentat per al flux d'una possible descàrrega elèctrica.

Els aïllants instal·lats a les línies aèries per a la fixació de cables es divideixen en dos grups:

1. pin;

2. suspès.

Models de ceràmica

Els pins de porcellana o ceràmica amb aïllants únics han trobat una major aplicació en línies aèries de fins a 1 kV, tot i que funcionen en línies de fins a 35 kV inclosos. Però s'utilitzen amb la condició de fixar cables amb una secció transversal baixa, creant petites forces de tracció.

En línies de 35 kV s'instal·len garlandes d'aïllants de porcellana suspesos.

El kit d'aïllants de suspensió de porcellana única inclou un cos dielèctric i una tapa de ferro mal·leable. Les dues parts es mantenen juntes per una barra d'acer especial. El nombre total d'aquests elements a la garlanda ve determinat per:

• el valor de tensió de la línia aèria;

• estructures de suport;

• característiques del funcionament de l'equip.

A mesura que augmenta la tensió de la xarxa, s'afegeix el nombre d'aïllants de la cadena. Per exemple, per a línies aèries de 35 kV, n'hi ha prou amb instal·lar-ne 2 o 3, i per a 110 kV, ja es necessiten 6 ÷ 7.

Aïllants de vidre

Aquests dissenys tenen una sèrie d'avantatges respecte a la porcellana:

• l'absència de defectes interns en el material aïllant que afecten la formació de fuites;

• augment de la força a les forces de torsió;

• transparència de l'estructura, que permet l'avaluació visual de l'estat i l'observació de l'angle de polarització del flux de llum;

• manca de signes d'envelliment;

• menys càrregues que el vostre propi pes;

• automatització de la producció i fosa.

Els desavantatges dels aïllants de vidre són:

• feble resistència antivandàlica;

• baixa resistència a l'impacte;

• la possibilitat de danys durant el transport i la instal·lació per forces mecàniques.

Aïllants de polímer

Han augmentat la resistència mecànica i el pes, reduït fins a un 90% en comparació amb els seus homòlegs de ceràmica i vidre. Els avantatges addicionals inclouen:

• facilitat d'instal·lació;

• major resistència a la contaminació de l'atmosfera, la qual cosa, però, no exclou la necessitat de neteja periòdica de la seva superfície;

• hidrofobicitat;

• bona susceptibilitat a la sobretensió;

• augment de la resistència al vandalisme.

La durabilitat dels materials polímers també depèn de les condicions de funcionament. En un entorn atmosfèric amb una major contaminació per part de les empreses industrials, els polímers poden presentar fenòmens de "fractura fràgil", que consisteixen en un canvi gradual de les propietats de l'estructura interna sota la influència de reaccions químiques dels contaminants i la humitat atmosfèrica que es produeixen en combinació amb processos elèctrics. .

Quan els vàndals disparen aïllants de polímer amb un tret o una bala, normalment no hi ha una destrucció completa del material, com ara el vidre. Molt sovint, la bala o la bala vola directament o s'allotja al cos de la faldilla. Però les propietats dielèctriques encara estan subestimades i els elements danyats de la garlanda cal substituir-los.

Per tant, aquests equips s'han de comprovar periòdicament mitjançant mètodes d'inspecció visual. I és gairebé impossible detectar aquest dany sense eines òptiques.

Accessoris de la línia d'aire

Per fixar aïllants en un suport de línia aèria, muntar-los en garlandes i instal·lar-hi cables vius, es produeixen fixacions especials, que normalment s'anomenen accessoris.

Segons les tasques realitzades, els accessoris es classifiquen en els següents grups:

• un connector dissenyat per connectar elements de suspensió de diferents maneres;

• tensador, que serveix per a fixar suports tensors a filferros i garlandes de suports d'ancoratge;

• suport, realitzant la retenció de fixacions de cables, bucles i nodes de pantalles;

• protector dissenyat per preservar el funcionament dels equips de línia aèria quan s'exposen a descàrregues atmosfèriques i vibracions mecàniques;

• connectors formats per connectors ovals i cartutxos de termita;

• contacte;

• espiral;

• instal·lació d'aïllants de pins;

• instal·lació de cables aïllats autoportants.

Cadascun dels grups enumerats té una àmplia varietat de detalls i requereix un estudi més acurat. Per exemple, només els accessoris de protecció inclouen:

• banyes protectores;

• anells i pantalles;

• detentors;

• amortidors de vibracions.

Les banyes de protecció creen una espurna, desvien l'arc elèctric resultant quan es produeix l'aïllament i, per tant, protegeixen els equips de línia aèria.

Els anells i les pantalles desvien l'arc de la superfície de l'aïllant, milloren la distribució de la tensió a tota l'àrea de la corda.

Els protectors contra sobretensions protegeixen els equips de les sobretensions generades pels llamps.Es poden utilitzar a partir d'estructures de tubs de plàstic vinílic o tubs de fibra-baquelita amb elèctrodes, o poden estar fets d'elements de vàlvula.

Els amortidors de vibracions funcionen en cordes i filferros, evitant els danys per les tensions de fatiga causades per vibracions i vibracions.

Dispositius de connexió a terra de línies aèries

La necessitat de tornar a terra els suports de línies aèries és causada pels requisits per a un funcionament segur en cas de modes d'emergència i sobretensió llamp. La resistència de bucle del dispositiu de connexió a terra no ha de superar els 30 ohms.

Per als suports metàl·lics, tots els elements de fixació i el reforç s'han de connectar al cable PEN, i per al formigó armat, un zero combinat connecta tots els suports i el reforç dels suports.

En suports de fusta, metall i formigó armat, no es posen a terra els agulles i ganxos durant la instal·lació de cables aïllats aïllats autoportants, excepte en els casos en què sigui necessari realitzar una connexió a terra repetida per a la protecció contra sobretensions.

Els ganxos i agulles muntats al suport es connecten al bucle de terra mitjançant soldadura mitjançant filferro o vareta d'acer amb un diàmetre no inferior a 6 mm amb la presència obligatòria d'un recobriment anticorrosió.

El reforç metàl·lic s'utilitza en suports de formigó armat per a la presa de terra. Totes les connexions de contacte dels cables de terra es solden o s'estrenyen amb un cargol especial.

Els suports de les línies elèctriques aèries amb una tensió de 330 kV i més no estan connectats a terra a causa de la complexitat d'implementar solucions tècniques per garantir una magnitud segura de contacte i tensió de pas.En aquest cas, les funcions de protecció de terra s'assignen a les línies d'alta velocitat.