Villamos légvezetékek vezetékei és kábelei
Tovább légvonalak erőátvitel 1000 V feletti feszültség, csupasz vezetékeket és kábeleket használnak. A szabadban tartózkodva ki vannak téve a légkörnek (szél, jég, hőmérséklet-változások) és a környező levegő káros szennyeződéseinek (vegyi üzemek kéngázai, tengeri só), ezért megfelelő mechanikai szilárdságúnak és korrózióállónak kell lenniük (rozsda).
Jelenleg az acél-alumínium vezetékek a legszélesebb körben alkalmazhatók a felsővezetékekben.
Korábban rézhuzalokat használtak a felsővezetékeken, most pedig alumíniumot, acél-alumíniumot és acélt, egyes esetekben pedig speciális alumíniumötvözetből készült huzalokat - eldriumot stb. A villámvédelmi kábelek általában acélból készülnek.
Megkülönböztetik őket a tervezéstől:
a) egy fémből készült többerű vezetők, amelyek (a vezető keresztmetszetétől függően) 7 darabból állnak; 19 és 37 különálló vezetékek egymáshoz csavarva (1. ábra, b);
b) egyvezetékes vezetékek, amelyek egy tömör vezetékből állnak (1. ábra, a);
c) két fém – acél és alumínium vagy acél és bronz – sodrott vezetékei.A hagyományos kivitelű acél-alumínium vezetékek (AC osztály) horganyzott acélmagból állnak (egyvezetékes vagy 7 vagy 19 vezetékből csavart), amely körül egy alumínium rész található, amely 6, 24 vagy több vezetékből áll (1. ábra). , °C).
Rizs. 1. Felsővezetékek vezetékeinek építése: a — egyvezetékes vezetékek; b – sodrott vezetékek; c — acél-alumínium huzalok.
A csupasz alumínium és acél-alumínium vezetékek szerkezeti tervezési adatai a GOST 839-80-ban találhatók.
Lásd még: Csupasz huzalszerkezetek légvezetékekhez
A légvezetékek kiválasztása során több tényezőt is figyelembe kell venni, amelyek közül az egyik legjelentősebb az elektromos árammal történő tartós fűtés. A vezetékek felmelegedése korlátozza a felsővezeték átviteli kapacitását, a vezetékek korróziójához, mechanikai szilárdságuk elvesztéséhez, megereszkedés növekedéséhez stb. A vezetékek hőmérséklete az aktuális terheléstől és a felsővezeték nyomvonalának időjárási viszonyaitól függ.
A vezetékek teherbíró képességét nagymértékben befolyásolják az időjárási viszonyok – a szél sebessége, a környezeti hőmérséklet és a napsugárzás, amelyek az év során nagyon változóak.
A szélsebesség változásának állítólag nagyobb hatása van, mint a levegő hőmérsékletének változásának. A gyenge, 0,6 m / s sebességű szél 140% -kal növeli a vezetékek áteresztőképességét a statikus levegőviszonyokhoz képest, míg a környezeti hőmérséklet 10 ° C-os növekedése 10-15% -kal csökkenti.
Rézhuzalok
A szorosan húzott rézhuzalból készült vezetékeim alacsony ellenállással (r = 18,0 Ohm x mm2/km) és jó mechanikai szilárdsággal rendelkeznek: maximális szakítószilárdság sp = 36 ... 40 kgf / mm2, sikeresen ellenállnak a légköri hatásoknak és a káros korróziónak. szennyeződések a levegőben.
A rézhuzalokat M betűvel jelöljük, a vezeték névleges keresztmetszetének hozzáadásával. Tehát 50 mm2 névleges keresztmetszetű rézhuzal, M-50 jelzéssel.
A réz jelenleg szűkös és drága anyag, ezért légvezetékek vezetékeként gyakorlatilag nem használják, a réz-, bronz- és acél-bronz vezetékek gyártása az 1960-as években megszűnt.
Alumínium huzalok
Az alumíniumhuzalok sokkal kisebb tömeggel, valamivel nagyobb fajlagos ellenállással (r = 28,7 ... 28,8 Ohm x mm2/km) és kisebb mechanikai szilárdsággal különböznek a rézhuzaloktól: sp = 15,6 kgf / mm2 — AT osztályú vezetőkhöz és sp = 16 … 18 kgf / mm2 Atp vezeték.
Az alumíniumhuzalokat elsősorban a helyi hálózatokban használják. Ezeknek a vezetékeknek az alacsony mechanikai szilárdsága nem teszi lehetővé a magas feszültséget. A nagy nyilak elkerülése és a szükséges rögzítése érdekében PUE a vezeték minimális mérete a talajhoz képest, csökkenteni kell a támasztékok közötti távolságot, és ez növeli a vezeték költségét.
Az alumíniumhuzalok mechanikai szilárdságának növelése érdekében többszálú, keményen húzott huzalokból készülnek. Jól tűri a légköri hatásokat, az alumíniumhuzalok nem bírják a levegő káros szennyeződéseinek hatását.
Ezért a tengerpartok, sóstavak és vegyi üzemek közelében épített légvezetékekhez AKP márkájú korrózióvédett alumínium vezetékek (alumínium korrózióálló, a vezetékek közötti tér semleges zsírral történő kitöltésével) ajánlottak. Az alumínium vezetékeket A betűvel jelöljük, a vezeték névleges keresztmetszetével együtt.
Acélhuzalok
Az acélhuzalok nagy mechanikai szilárdságúak: maximális szakítószilárdság sp = 55 ... 70 kgf / mm2... Az acélhuzalok egyvezetékesek vagy többvezetékesek.
Az acélhuzalok elektromos ellenállása jóval nagyobb, mint az alumíniumé, váltóáramú hálózatokban pedig a vezetéken átfolyó áram nagyságától függ. Az acélhuzalokat legfeljebb 10 kV feszültségű helyi hálózatokban használják viszonylag kis teljesítmény átvitelekor, amikor az alumíniumhuzalokkal történő vezetékek építése kevésbé jövedelmező.
Az acélhuzalok és -kábelek jelentős hátránya a korrózióra való érzékenységük. A korrózió csökkentése érdekében a vezetékek horganyzottak. A sodrott acélhuzal két márkája kapható: PS (acélhuzal) és PMS (réz acélhuzal). A PS vezetékek réz hozzáadásával legfeljebb 0,2%, a PSO vezetékek pedig 3 átmérőjűek; 3,5; 5 mm. Az acél többvezetékes villámvédelmi kábelek S-35, S-50 és S-70 minőségben készülnek.
Acél-alumínium huzalok
Az acél-alumínium vezetők ellenállása megegyezik az azonos keresztmetszetű alumínium vezetőkékkel, mivel az acél-alumínium vezetők elektromos számításainál az acélrész vezetőképességét nem veszik figyelembe, mivel az acél alkatrész vezetőképességéhez képest jelentéktelen. a vezetők alumínium része.
Szerkezeti acélhuzalok alkotják az acél alumíniumhuzal belsejét, az alumíniumhuzalok pedig a külsejét. Az acélt a mechanikai szilárdság növelésére tervezték, az alumínium vezető alkatrész.
Acél-alumínium huzaloknál további belső feszültségek lépnek fel a huzal alumínium részében, az alumínium és az acél eltérő hőtágulási együtthatója miatt.
A vezetékek feszültségének kötelező korlátozása az éves átlaghőmérsékleten minden vezető esetében szükséges, hogy elkerüljük a vezetők vibráció miatti gyors kifáradását.
Kísérletileg megállapították, hogy az alumínium 65 ° C feletti hőmérsékleten kezdi elveszíteni szilárdsági tulajdonságait. Ezt figyelembe véve az acél-alumínium huzalok maximális üzemi hőmérsékletének kiválasztásakor javasolt az alumínium szilárdságának 12-vel történő csökkentését tervezni. — 15% (ami a huzal egészének 7-8%-os szilárdságveszteségét jelenti) teljes élettartamuk alatt, ami hozzávetőlegesen megfelel a huzal 50 éven át tartó, 90 °C-os hőmérsékleten történő folyamatos működésének. hogy a vezetékek rövid távú vészhelyzeti túlterhelései miatti teljes mechanikai szilárdságveszteség ne haladja meg az 1%-ot.
A következő márkájú acél-alumínium huzalokat (GOST 839-80) gyártják:
AC - magból álló huzal - horganyzott acélhuzalok és egy vagy több alumíniumhuzal külső rétege. A vezetéket szárazföldre fektetik, kivéve azokat a területeket, ahol a levegő káros vegyi anyagokkal szennyezett;
KÉRDEZÉS, KÉRDÉS – hasonló az AC márkájú huzalhoz, de az acélmaggal (C) vagy a teljes huzallal (P) zsírral van feltöltve, amely megakadályozza a huzalkorrózió előfordulását. Tengerek, sós tavak partjai mentén és szennyezett levegőjű ipari területeken történő elhelyezésre tervezték;
ASK – ugyanaz, mint az ASK huzal, de műanyag köpennyel szigetelt acél maggal. A huzal jelölésében az A betű után ott lehet a P betű, ami azt jelzi, hogy a huzal megnövekedett mechanikai szilárdságú (például APSK).
Az összes márka acél-alumínium huzalait a huzal alumínium részének keresztmetszete és az acélmag keresztmetszete eltérő arányával állítják elő: 6,0 ... 6,16 között - a huzal közepesen történő működéséhez mechanikai terhelési feltételek; 4,29 ... 4,39 — fokozott szilárdság; 0,65 … 1,46 – különösen megerősített szilárdság: 7,71 … 8,03 – könnyű szerkezet és 12,22 … 18,09 – különösen könnyű.
Fényhuzalokat használnak az újonnan épített és felújított vonalakon olyan területeken, ahol a jégfal vastagsága nem haladja meg a 20 mm-t. A 20 mm-nél nagyobb jégfalvastagságú területeken megerősített acél-alumínium vezetékek használata javasolt. Speciális erős huzalokat használnak nagy távolságok megvalósítására víztereken és mérnöki építményeken keresztüli átkeléseknél.
Az acél-alumínium vezetékek teljesebb jellemzéséhez a vezeték névleges keresztmetszetét és az acélmag keresztmetszetét a huzalmárka jelölésébe kell beírni, például: AC-150/24 vagy ASKS-150 /34.
Aldrei vezetékek
Az Aldry huzalok elektromos ellenállása körülbelül azonos az alumíniumhuzalokkal, de nagyobb a mechanikai szilárdsága. Az Aldry egy alumíniumötvözet, amely kis mennyiségű vasat («0,2%), magnéziumot (» 0,7%) és szilíciumot («0,8%) tartalmaz; korrózióállóságát tekintve megegyezik az alumíniummal. Az Aldrey vezetékek hátránya az alacsony rezgésállóság.
A felsővezeték vezetékeinek elhelyezkedése
A felsővezetékek tartóin lévő vezetékek különböző módon helyezhetők el: egyáramú vezetékeken - háromszögben vagy vízszintesen; kettős láncú vonalakon - fordított fa vagy hatszög ("hordó" formájában).
A vezetékek háromszögben történő elrendezését (2. ábra, a) legfeljebb 20 kV feszültségű vonalakon használják, beleértve a 35 ... 330 kV feszültségű vezetékeket fém- és vasbeton tartókkal.
A vezetékek vízszintes elrendezését (2. ábra, b) a 35 ... 220 kV-os fatartós vonalakon kell alkalmazni. A vezetékek ilyen elrendezése a legjobb a munkakörülmények szempontjából, mivel lehetővé teszi az alsó támasztékok alkalmazását, és kizárja a vezetékek összefonódását a jégesés és a dróttánc során.
A két értékű vonalakon a vezetékek vagy egy fordított fával vannak elhelyezve (2. ábra, c), ami kényelmes a beépítési körülmények között, de növeli a támasztékok tömegét, és két védőkábel vagy egy hatszög felfüggesztését igényli ( 2. ábra, G).
Az utóbbi módszer előnyösebb.Használata 35 ... 330 kV feszültségű kétértékű vezetékeken javasolt.
Mindezeket az opciókat a vezetékek egymáshoz viszonyított aszimmetrikus elrendezése jellemzi, ami a fázisok elektromos paramétereinek eltéréséhez vezet. Ezen paraméterek egyenletéhez a vezetékek transzpozícióját alkalmazzuk, azaz. a vezetékek egymáshoz viszonyított egymáshoz viszonyított elhelyezkedése a vezeték különböző szakaszain a tartókon egymás után változik. Ebben az esetben az egyes fázisok vezetői a vezeték hosszának egyharmadát az egyik helyen, a másodikat a másikon, a harmadikat pedig a harmadik helyen haladják át (3. ábra).
Rizs. 2. A vezetékek és védőkábelek elrendezése a tartókon: a — háromszöggel; b — vízszintes; c — fordított fa; d — hatszög (hordó).
Rizs. 3… Egyvezetékes transzponálási séma.
A felsővezeték mechanikai részének kiszámítása a szélsebesség megismételhetősége és a vezetékeken lévő jégfal vastagsága alapján történik, amely megfelel a légvezetékek bizonyos osztályának megbízhatóságára és kapitalizációjára vonatkozó követelményeknek.
A különböző osztályú felsővezetékeket azonos terepen haladva, különösen közös útvonalon, eltérő szél- és jégterhelésre kell kialakítani.
Villamos légvezetékek villámvédelmi kábelei
A villámvédelmi kábelek a vezetékek felett vannak felfüggesztve, hogy megvédjék őket a légköri túlfeszültségtől. A 220 kV alatti feszültségű vonalakon a kábeleket csak az alállomások megközelítésénél lógatják. Ez csökkenti a vezetékek átfedésének valószínűségét az alállomás közelében. A 220 kV-os és nagyobb feszültségű vonalakon a kábelek a teljes vonalon fel vannak függesztve. Általában acélkötelet használnak.
Korábban minden névleges feszültségű vezeték kábeleit minden tartón szorosan földelték. Az üzemi tapasztalatok azt mutatják, hogy a földelőrendszer - kábelek - támasztékok zárt áramköreiben áramok jelennek meg. Ezek a kábelekben elektromágneses indukcióval indukált EMF hatására keletkeztek. Ugyanakkor számos esetben jelentős teljesítményveszteség lép fel a többszörösen földelt kábelekben, különösen az ultra-nagyfeszültségű vezetékekben.
Tanulmányok kimutatták, hogy a megnövelt vezetőképességű (acél-alumínium) kábelek szigetelőkre való felfüggesztésével a kábelek kommunikációs vezetékként és áramvezetőként használhatók kis teljesítményű fogyasztók ellátására.
A vezetékek megfelelő szintű villámvédelmének biztosítása érdekében a kábeleket szikraközön keresztül a földhöz kell kötni.