Лэп в строительстве это

Линии электропередачи, или ЛЭП – это комплекс взаимосвязанных компонентов, предназначенных для передачи электричества между двумя пунктами системы. При этом предусматривается возможность отбора питания на промежуточном этапе. В состав ЛЭП входят следующие компоненты:

• Провода, кабели.
• Изолирующие элементы.
• Несущие конструкции.
• Обоснование необходимости сооружения линий электропередач. В этот период рассматриваются следующие важные вопросы:
• Проектирование, включающее в себя следующие этапы:
• Проведение согласований с организациями, выдавшими технические условия и представителями государственной экспертизы.

Основная рабочая часть любой ЛЭП – это токопроводящая жила.

От того, насколько правильно будут разработаны линии электропередач, зависит долговечность этих конструкций, безопасность получателя электроэнергии и стабильность ее поставки. Поэтому при проектировании всем этим вопросам уделяется много внимания. Огромную роль играет и качественная арматура для ЛЭП. Это специальные элементы, использующиеся для соединения проводов, связки изоляторов в гирлянды, крепления к ним проводки и размещения полученных гирлянд на опорах ЛЭП.

Как работают линии электропередачи? Устройство и принцип работы ЛЭП.

Этапы проектирования линий электропередач

Любой процесс проектирования ЛЭП условно делится на следующие этапы:

• Обоснование необходимости сооружения линий электропередач. В этот период рассматриваются следующие важные вопросы:
• Экономичность строительства. Прокладка ЛЭП должна быть оправдана по стоимости количеством потенциальных потребителей электроэнергии.
• Безопасность и экономичность использования линии. Учитываются географические и климатические факторы, многие другие моменты.
• Максимально возможное сокращение протяженности линии. Она должна располагаться так, чтобы можно было минимизировать расходы на строительство.
• Предельная автоматизация.
• Возможность увеличения мощности энергии, передаваемой по линии. Это важно на перспективу, например, при росте населенных пунктов будет увеличиваться количество потребителей, нуждающихся в электроэнергии.
• Проектирование, включающее в себя следующие этапы:
• Вычерчивание трассы будущей линии.
• Расчет мощности, которая будет передаваться по ЛЭП.
• Подбор оптимально подходящего материала и сечения проводов.
• Подбор типа изоляции токопроводящих деталей.
• Разработка и проектирование защитных компонентов.
• Проведение согласований с организациями, выдавшими технические условия и представителями государственной экспертизы.

Только после получения положительных результатов и подписания необходимого пакета документов можно приступать непосредственно к строительству линий электропередач на местности.

Источник: rernsk.ru

Как Китайцы Строят Самые Высокие ЛЭП в Мире

Воздушные линии электропередачи

Воздушная линия электропередачи (ВЛ) – устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам с защитной изолирующей оболочкой (ВЛЗ) или неизолированным проводам (ВЛ), находящимся на открытом воздухе и прикрепленным с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и линейной арматуры к опорам или другим инженерным сооружениям (мостам, путепроводам).

Воздушные линии электропередачи (ЛЭП, ВЛ, ВЛЗ) при проектировании, строительстве, техническом перевооружении и эксплуатации должны удовлетворять требования надежности, экономичности и экологичности в течение всего срока службы. Конструктивные решения и материалы элементов воздушных линий электропередач (ВЛ) должны обеспечить сохранность расчетных параметров, характеризующих надёжность и способствовать снижению потерь электроэнергии при ее передаче. При проектировании необходимо стремится к сокращению площади отвода земель под ВЛ в постоянное пользование, применение стальных многогранных, узкобазых решетчатых, железобетонных секционированных или композитных опор ВЛ, создание компактных ВЛ и ориентироваться на использование передовых, безопасных методов строительства, эксплуатации и ремонта.

Проектирование конструктивной части ВЛ осуществляется в соответствии с действующими нормами с применением, как правило, унифицированных опор и фундаментов, стандартных марок проводов, тросов, линейной арматуры и изоляторов.

В процессе проектирования ЛЭП производят следующие расчеты:

• Технико-экономический расчет должен обеспечить такой подбор значений напряжения Uном, сечения проводов и токоведущих жил силовых кабелей при котором проектируемая сеть была бы наиболее экономичной.
• Расчет на нагревание проводов и кабелей. Определяется значение тока, допустимого для данного сечения провода или токоведущих жил силовых кабелей при заданных условиях охлаждения или наоборот.
• Расчет на потерю напряжения в линиях сети. В процессе расчета определяют значение напряжения U у потребителей и в случае его недопустимых отклонений разрабатывают способы регулирования напряжения.
• Расчет на механическую прочность позволяет выбрать рациональную конструкцию и оптимальный размер проводов, тросов, опор, изоляторов и других конструктивных элементов ВЛ.
• Дополнительные расчеты состоят в выявлении теплового действия токов короткого замыкания (К.З.) на провода и кабели выбранных сечений, в установлении надежности работы в послеаварийных режимах и т.п.

Для оценки технического состояния ЛЭП без вывода из эксплуатации необходимо использовать технологии мониторинга и диагностики с использованием методов неразрушающего контроля, мониторинг текущего состояния элементов ВЛ.

1. Опоры воздушных линий электропередачи

Основными этапами проектирования воздушной линии являются следующие:

• расстановка опор по выбранной трассе линии;
• выбор основных типов и марок унифицированных опор и их фундаментов;
• расчет проводов и грозозащитных тросов при их работе в нормальных режимах и обрывах в пролетах;
• расчет проводов и тросов для условий их монтажа и составление необходимой для этих режимов документации;
• расчеты габаритов линий при пересечении ими технических сооружений;
• проверочные расчеты отдельных опор и фундаментов, если это оказывается необходимым по условиям расстановки опор по трассе.

Помимо перечисленных этапов, непосредственно связанных с конструктивной частью ВЛ, при проектировании выполняют разработку основных положений подготовки трассы к строительству, организации эксплуатации линии, обеспечения её средствами связи и др.

Основное назначение опор ВЛ – поддержка проводов на требуемой высоте над землей и наземными сооружениями. Опоры состоят из вертикальных стоек, траверс и фундаментов. Основными материалами, из которых изготавливаются опоры, являются древесина хвойных пород, железобетон, металл и современные композиционные материалы.

Опоры из древесины простые в изготовлении, транспортировке и эксплуатации, применяются для ВЛ напряжением до 220 кВ включительно в районах лесоразработок или близких к ним. Основной недостаток таких опор — подверженность древесины загниванию. Для увеличения срока службы опор древесину просушивают и пропитывают антисептиками, препятствующими развитию процесса гниения.

Анкерные опоры из древесины выполняются А-образными при напряжениях до 10 кВ и АП-образными при более высоких напряжениях. Общий вид П-образной деревянной опоры показан на рис. 1. Железобетонные анкерные опоры имеют специальные тросовые растяжки. Металлические анкерные опоры имеют более широкую базу (нижнюю часть), чем промежуточные опоры.

Рис. 1. Общий вид П-образной деревянной опоры: 1 – пасынки (ж/б); 2 – бандаж из отожженной проволоки; 3 – стойка; 1+2+3 – нога; 4 – гирлянда изоляторов; 5 – провода; 6 – грозозащитный трос; 7 – арматура; 8 – раскосы; 9 – траверса; 10 – ригели для устойчивости опоры

Концевые, угловые и переходные опоры ВЛ должны быть достаточно жесткими и не должны отклоняться от вертикального положения при воздействии на них силы тяжения проводов и тросов более чем на 1%. Такие опоры выполняются в виде жестких пространственных ферм или с применением специальных тросовых растяжек и называются анкерными опорами. Провода с анкерными опорами имеют жесткое соединение, так как крепятся с помощью натяжных гирлянд изоляторов.

Опоры ВЛ из композитных материалов применяются для сооружения электрических сетей различных классов напряжения. Легкие (вес в три раза меньший аналогичной металлической конструкции), компактные и быстромонтируемые комплекты опор ВЛ позволяют ускорить процесс восстановления электроснабжения при аварийном разрушении опор, особенно в труднодоступной местности.

По прочности опоры из композита сопоставимы со стальными, а по изоляционным свойствам практически аналогичны деревянным. Упругие и долговечные, экологически чистые, стойки композитных опор выдерживают большие ветровые и гололедные нагрузки.

Однако отклонение верха опоры не должно приводить к нарушению установленных ПУЭ наименьших изоляционных расстояний от токоведущих частей (проводов) до заземленных элементов опоры и до поверхности земли и пересекаемых инженерных сооружений. При минимальном обслуживании срок службы стоек композитных опор составляет по прогнозам около 70 лет, что компенсирует их высокую стоимость. В настоящее время опоры из композита находятся на стадии внедрения и испытания при сооружении новых линий и реконструкции существующих. Некоторые из вариантов выполнения опор из композита показан на рис. 2.

Рис. 2. Опоры ВЛ из композита: а – двухцепной ВЛ; б – одноцепной ВЛ

Железобетонные опоры состоят из железобетонной стойки и траверс. Стойка представляет собой пустотелую конусную трубу с малым наклоном образующих конуса. Нижняя часть стойки заглубляется в грунте. Траверсы изготавливаются из стального оцинкованного проката. Эти опоры долговечнее опор из древесины, просты в обслуживании, требуют меньше металла, чем стальные опоры.

Основные недостатки опор из железобетона, это большой вес, затрудняющий транспортировку опор в труднодоступные места трассы ВЛ, и относительно малая прочность бетона на изгиб. Для увеличения прочности опор на изгиб при изготовлении железобетонной стойки используется предварительно напряженная (растянутая) стальная арматура.

Для обеспечения высокой плотности бетона при изготовлении стоек опор применяют виброуплотнение и центрифугирование бетона. Стойки опор воздушных линий напряжением до 35 кВ выполняют из вибробетона, при более высоких напряжениях — из центрифугированного бетона.

Железобетонные опоры – конические и цилиндрические стойки и траверсы опор изготавливаются из центрифугированного бетона марки 400 – 600. Для предварительно напряженной продольной арматуры применяется горячая катаная сталь в виде стержней. Продольная арматура выполняется из плоских пучков канатов с предварительным напряжением. Для поперечной спиральной арматуры стоек применяется низкоуглеродистая холоднотянутая проволока.

Стальные опоры обладают высокой механической прочностью и большим сроком службы, но являются сравнительно дорогими. Эти опоры с помощью сварки и болтовых соединений собираются из отдельных элементов, поэтому имеется возможность создания опор практически любой конструкции. В отличие от опор из древесины и железобетона металлические опоры устанавливаются на железобетонных фундаментах. Для увеличения срока службы опор их покрывают антикоррозийными составами и окрашивают. Очень эффективной против коррозии является горячая оцинковка стальных опор.

Основные конструкционные элементы стальных опор ВЛ изготавливаются из стали марки ВМ. Наиболее нагруженные части опор могут изготавливаться из низколегированных сталей. Отливы для некоторых узлов опор производятся из ковкого чугуна. Для растяжек опор применяются стальные оцинкованные канаты марки ТК (от 18 до 37 жил). Части секции опор подвергаются заводской горячей оцинковке для защиты от коррозии и сбор секции на месте производиться посредством болтовых соединений.

Опоры из алюминиевых сплавов эффективны при сооружении ВЛ в условиях труднодоступных трасс. Вследствие стойкости алюминия к коррозии, эти опоры не нуждаются в антикоррозийном покрытии. Однако высокая стоимость алюминия существенно ограничивает возможности использования таких опор. Опоры из сплава алюминия – применяются в основном термически неупроченные сплавы, содержащие 0,5% марганца и 7% магния с пределом прочности 320 МПа.

На сооружаемых ВЛ должны применяться унифицированные и типовые опоры для данных климатических условий территории страны, в зависимости от населенной или ненаселенной местности. Стальные опоры в зависимости от свойства грунтов могут устанавливаться на специальные подставки. Конструкции унифицированных и типовых опор рассчитаны на нагрузки от ветрового давления не менее 500 Па. Анкерные опоры рассчитываются на угол поворота до 60о. Стальные анкерные угловые опоры применяются также в качестве концевых.

Промежуточные опоры до 20 кВ рассчитаны на крепление проводов вязкой отожженной проволокой на штыревые изоляторы. Крепление проводов к поддерживающим гирляндам изоляторов промежуточных опор ВЛ напряжением 35 кВ и выше выполняется в глухих зажимах. Металлические промежуточные опоры закрепляются на типовых сборных железобетонных фундаментах или сваях. Стойки железобетонных опор погружаются на 2 – 3,5 м в грунт, для устойчивости к концевой нижней части опоры обычно прикрепляют ригли. Оттяжки опор крепятся с железобетонными анкерными плитами, заглубленными в грунт на 3 – 5 м. Деревянные опоры, как правило имеют стойки и приставки (пасынки – железобетонные).

При прохождении по определенной территории ВЛ может менять направление, пересекать различные инженерные сооружения и естественные преграды, подключаться к шинам распределительных устройств подстанций. На рис. 3 показан вид сверху фрагмента трассы ВЛ.

Рис. 3. Фрагмент трассы ВЛ

Из этого рисунка видно, что разные опоры работают в разных условиях и, следовательно, должны иметь отличающуюся конструкцию в зависимости от их местоположения в линии:

• промежуточные опоры, гибкой или жесткой конструкции, предназначены для поддерживания проводов на прямом участке ВЛ. Провода с этими опорами не имеют жесткого соединения, так как крепятся с помощью поддерживающих гирлянд изоляторов. На эти опоры действуют силы тяжести проводов, тросов, гирлянд изоляторов, гололеда, а также ветровые нагрузки;
• анкерные опоры в начале и конце линии, жесткой конструкции, полностью воспринимающих силу тяжения Т проводов и тросов в смежных с опорой пролетах, направленную вдоль линии. Анкерные опоры должны быть рассчитаны на разность тяжения проводов и тросов, возникающую вследствие неравенства значений приведенных пролетов по обе стороны опоры. Концевые опоры должны рассчитываться также на одностороннее тяжение всех проводов и тросов. Расстояние между анкерными опорами для ВЛ напряжением 35 кВ и выше должно быть не более 10 км, а в местности с особо сложными природными условиями не более 5 км. Для ВЛ напряжением 20 кВ и ниже с проводами, закрепленными на штыревых изоляторах, расстояние между анкерными опорами не должно превышать 1,5 км в районах по гололеду I – III и 1 км в районах по гололеду IV и более;
• угловые опоры, установленные в местах поворота трассы линии, испытывают дополнительное воздействие силы тяжения Т проводов и тросов, направленной по биссектрисе угла поворота ВЛ;
• переходные опоры, ограничивающие пролет пересечения, в нормальном режиме ВЛ выполняют роль промежуточных опор, должны быть анкерными концевыми. Эти опоры принимают на себя тяжение проводов и тросов при их обрыве в соседних пролетах и исключают недопустимое провисание проводов в пролете пересечения.

Все опоры ВЛ унифицированы. Унификация означает объединение опор ВЛ в единую систему конструкций, сокращение типоразмеров опор и устанавливает для каждой опоры область ее применения. В маркировке унифицированной опоры указываются:

• вид опоры (П – промежуточная, У – анкерно-угловая, С – специальная);
• материал опоры (Д – дерево, Б – железобетон, у стальных опор буква отсутствует);
• номинальное напряжение;
• номер опоры, характеризующий область ее применения и количество цепей на опоре (четная цифра соответствует двухцепной опоре, нечетная – одноцепной).

Например, опора ПБ110-4 – это промежуточная (П), железобетонная (Б) опора, на номинальное напряжение 110 кВ, двухцепная (4).

В технических характеристиках опоры указываются районы по гололеду и ветру, в которых может использоваться опора, диапазон сечений проводов и массогабаритные показатели опоры.

2. Провода и грозозащитные тросы ВЛ

Рис. 4. Конструкции неизолированных проводов для ВЛ

Таблица 1. Свойства материалов, используемых для изготовления проводов ВЛ

На ВЛ 220 кВ и выше, как правило, следует применять стандартные сталеалюминевые провода. В обоснованных случаях допускается применение современных конструкций проводов, позволяющих существенно увеличить пропускную способность без увеличения нагрузки на опоры, или превосходящие стандартные провода по техническим характеристикам:

• при новом строительстве — провода с сердечником из стальных и алюминиевых сплавов, композитных немагнитных материалов обладающие: повышенной пропускной способностью, с цилиндрической поверхностью из проволок трапецеидальной или z-образной формы с меньшими коэффициентами аэродинамического сопротивления, повышенной коррозионной стойкостью и повышенной стойкостью к гололедно-ветровым воздействиям, лучшей деформационной способностью, большей крутильной жесткостью;
• при реконструкции ВЛ с целью повышения пропускной способности при сохранении (или снижении) нагрузки на опоры, а также при строительстве больших переходов применять провода с длительно допустимыми температурами до 240ºС с токопроводящими повивами из термостойких и сверхтермостойких алюминиевых сплавов, с коррозионностойким сердечником, в том числе, изготовленном из стали, алюминиевых сплавов, или с композитным сердечником, с целью снижения нагрузки на опоры и фундаменты;
• при достаточном технико-экономическом обосновании – провода со встроенным оптическим кабелем (ОКФП).

Рекомендуется применение перечисленных ниже сталеалюминевых проводов, расчетные данные которых приведены в табл. 2, а варианты исполнения по механической прочности в табл. 3:

• АС 25/4,2; 35/6,2; 50/84 70/11; 95/16 во всех районах независимо от толщины стенки гололеда;
• АС 120/19, 150/24, 185/29, 240/32, 300/39, 330/43, 400/51, 450/56, и 500/64 при толщине стенки гололеда до 20 мм;
• АС 120/27, 150/34, 185/43, 240/56, 300/66, 400/93, 450/56 и 500/64 при толщине стенки гололеда более 20 мм;
• АС 185/128, 300/204, 500/336 в пролетах более 800 м.

Таблица 2. Расчетные данные проводов ВЛ напряжением 35 – 110 кВ при температуре 20 °С

Таблица 3. Варианты исполнения сталеалюминиевых проводов

На ВЛ напряжением 35 – 110 кВ, как правило, должны применяться стандартные сталеалюминевые провода. В районах с интенсивными ветровыми и гололёдными нагрузками, а также на больших переходах ВЛ 35 – 110 кВ рекомендуется применять новые конструкции проводов, превосходящие стандартные пропускной способностью и техническими характеристиками.

При наличии технико-экономического обоснования в соответствии с требованиями ПУЭ на больших переходах через водные и другие естественные преграды, при обосновании, в качестве проводов допускается применять стальные канаты из оцинкованных проволок. Срок службы проводов и грозозащитных тросов на ВЛ напряжением 35 – 110 кВ должен быть не менее 50 лет.

На магистралях ВЛ напряжением 6 – 20 кВ следует применять неизолированный провод типа АС или защищенный провод сечением не менее 70 мм 2 . На отпайках от магистралей рекомендуется применение проводов типа АС или защищенных проводов сечением не менее 35 мм 2 .

Самонесущие изолированные провода (СИП) применяются для воздушных распределительных сетей низкого и среднего напряжения взамен неизолированных алюминиевых и сталеалюминиевых проводов. Базовая конструкция провода на низкое напряжение – это пучок скрученных изолированных светостабилизированным сшитым ПЭ фазных проводников с несущим нулевым проводом и проводом меньшего сечения для уличного освещения. Несущий нулевой провод выполняется из алюминиевого сплава на базе Al-Mg-Si с разрывной прочностью на единицу сечения не менее 295 МПа (для сравнения — разрывная прочность алюминия около 165 МПа). Провод подвешивается на опорах ЛЭП. СИП на напряжения 10—20 кВ имеет токопроводящую жилу из алюминиевого сплава и изоляцию из светостабилизированного сшитого ПЭ.

Эксплуатационные преимущества изолированных самонесущих проводов по сравнению с неизолированными:

• повышенная надежность в эксплуатации за счет значительно меньшей вероятности короткого замыкания (проводники фаз изолированы);
• стойкость к атмосферным воздействиям (гололед, ветровые нагрузки);
• снижение индуктивного сопротивления в 3,5 раза, что позволяет сократить потери электроэнергии и увеличивает токи нагрузки;
• защита зеленых насаждений (не требуется вырубки деревьев и кустарников по трассе прокладки).

Решение проблемы снижения потерь электроэнергии при ее передаче достигается использованием защищённых проводов на ВЛ, как альтернативным вариантом канализации электроэнергии ВЛ с неизолированными проводами. На ВЛЗ напряжением 0,4; 6 – 10 и 20 кВ более 50 лет используются провода с защитной изоляцией. Однако современная практика проектирования и строительства ВЛЗ потребовала применения защищённых проводов также на ВЛЗ 35 и 110 кВ, соответствующих требованиям ГОСТ 31946-2012, ГОСТ 22483-77 и ГОСТ 18690-82, норм CENELEC EN 50397-1 и EN 50397-3.

Конструкция защищённого провода СИП-3 напряжением 6-35 кВ показана на рис. 5. Климатическое исполнение проводов СИП-3 напряжением 35 кВ и СИП-7 напряжением 110 кВ – В, категория размещения 1 по ГОСТ 15150-69.

Рис. 5. Конструкция защищённого провода СИП-3 напряжением 6 – 35 кВ (по ГОСТ 31946-2012): 1 – токопроводящая жила из проволок из алюминиевого сплава сечением 35-240 мм 2 , герметизированная, при необходимости, посредством введения водоблокирующих элементов при скрутке; 2 – оболочка из устойчивого к климатическим воздействиям сшитого полиэтилена.

К настоящему времени провод СИП-7 на напряжение 110 кВ серийно не выпускается. Воздушные линии с СИП-7 напряжением 110 кВ, построенные в России и других странах, являются объектом изучения и мониторинга для накопления опыта их эксплуатации.

Токопроводящая жила из проволок из алюминиевого сплава сечением от 50 до 240 мм 2 , герметизированная посредством введения водоблокирующих элементов при скрутке и покрытых слоем электропроводящего полиэтилена. Далее следует слой изоляции из сшитого полиэтилена и оболочка из устойчивого к климатическим воздействиям полиэтилена. Провод с защитной изоляцией имеет оптимальное соотношение «масса-проводимость», обладает высокой механической прочностью и проводимостью. Провод практически полностью герметичен и защищён от воздействия окружающей среды.

Сдерживающим фактором применения провода СИП-7 остается опасное значение градиента напряжённости электрического поля на его поверхности. При контакте или случайном касании с заземлённым предметом или другой фазой создаётся электрический разряд, что приводит к пробою защитной оболочки и потере её изолирующих свойств. Поэтому для ВЛЗ 110 кВ необходимо пройти опытно-промышленный этап их эксплуатации, в результате которого должны появиться конкретные требования к конструкции СИП-7, арматуре для их подвески, которые позволят в будущем уточнить требования в стандартах на проектирование, строительство и эксплуатацию ВЛЗ 110 кВ.

Защищенные провода рекомендуется применять на ВЛ напряжением 6 – 35 кВ в первую очередь:

• при прохождении трассы ВЛ по населенной местности;
• при прохождении ВЛ по лесным массивам;
• при пересечении ВЛ водных преград;
• при отсутствии возможности соблюдения габаритных расстояний при прохождении ВЛ в стеснённых условиях;
• при совместной подвеске с ВЛ напряжением 0,4 кВ с самонесущим изолированным проводом(СИП).

При новом строительстве и реконструкции ВЛ 0,4 кВ должны применяться аттестованные самонесущие изолированные провода. Монтаж проводов линий электропередачи, выполненных СИП с изолированной нулевой жилой, может осуществляться, как на опорах, так и по стенам зданий и сооружениям, с учетом рекомендаций ПАО «Россети». ВЛ 0,4 кВ с распределенной нагрузкой по длине линии должны выполняться с использованием самонесущих изолированных проводов сечением не менее 70 мм 2 . Для

подключения отдельных потребителей, в том числе ответвления от линии, может использоваться СИП меньшего сечения, но не менее 16 мм 2 . Срок службы проводов СИП должен быть не менее 40 лет.

По условию отсутствия коронирования проводов допускаются минимальные диаметры проводов:

• 11,4мм при номинальном напряжении 110 кВ;
• 21,6мм при 220 кВ; 33,2 мм при 330 кВ.

В расщепленных фазах допустимо применение таких чисел и диаметров проводов:

• 2х21,6 мм или 3х17,1 мм при напряжении 330 кВ;
• 3х24,5 мм или 2х36,2 мм – 500 кВ.

При новом строительстве, реконструкции и ремонте ВЛ напряжением 35 кВ и выше в качестве грозозащитных тросов должны применяться:

• канаты и провода из стальных оцинкованных по группе ОЖ или плакированных алюминием проволок, тросы из низколегированной стали, обладающие высокой молниестойкостью, механической прочностью, коррозионной стойкостью;
• грозозащитные тросы со встроенным оптико-волоконным кабелем, в том числе с термостойким оптическим волокном.

Срок службы проводов и грозозащитных тросов на воздушных линиях электропередачи не менее 50 лет.

Воздушные линии электропередачи должны быть защищены по всей длине от грозовых перенапряжений и прямых попаданий молний грозозащитными тросами. Грозозащитные тросы применяются на ВЛ с металлическими и железобетонными опорами – при напряжении 35 кВ только на подходах к подстанциям, а при напряжении 110 кВ и выше по всей длине линии. Линии на деревянных опорах, как правило, не защищаются тросами, за исключением ВЛ напряжением 220 кВ.

Для защиты изоляции ВЛ напряжением 35 кВ и выше при прохождении в районах с высоким удельным сопротивлением грунтов, на больших переходах, в особых гололёдных районах взамен или в дополнение к грозозащитному тросу допускается применение ограничители перенапряжений (ОПН). Применение на ВЛ 6 – 35 кВ средств ограничения перенапряжений должно обеспечивать защиту:

• проводов от перегрева и пережога;
• подходов к распределительным устройствам подстанции;
• изоляции ВЛ в районах с высокой грозовой активностью;
• коммутационного оборудования;
• кабельных муфт;
• мест пересечения ВЛ с инженерными сооружениями;
• столбовых и мачтовых подстанций, электрооборудования подстанций, распределительных и трансформаторных пунктов.

В качестве грозозащитных тросов обычно применяются стальные тросы ТК-9 на ВЛ напряжением 10 – 150 кВ и ТК-11 на ВЛ напряжением 220 – 500 кВ, а также сталеалюминевые провода марок 70/72 и 95/141 на ВЛ напряжением 750 кВ. Сталеалюминевые провода или провода из термообработанного алюминиевого сплава со стальным сердечником в качестве грозозащитного троса рекомендуется применять на особо ответственных переходах через инженерные сооружения, в районах с повышенным загрязнением атмосферы, а также на ВЛ с большими токами однофазного короткого замыкания по условиям термической стойкости и для уменьшения влияния ВЛ на линии связи.

При уточняющих расчетах стрел провеса проводов и тросов с учетом их вытяжки (остаточной деформации) при монтаже и в процессе эксплуатации помимо эквивалентного модуля упругости Е применяются также модули удлинения:

• модуль начального растяжения С(модуль неупругости), соответствующий первичной вытяжке провода при его монтаже и в начальный период эксплуатации;
• модуль предельного растяжения D(модуль релаксации).

3. Сведения о линейной арматуре и изоляции проводов

Рекомендованная нормативными документами к применению линейная арматура воздушных линий электропередачи, в зависимости от типа, делится на сцепную, поддерживающую, натяжную, соединительную и защитную.

Арматура ВЛ, рекомендованная к применению, как правило, не требует обслуживания, ремонта и замены в период всего расчетного срока службы ВЛ. По конструктивным параметрам в основном устанавливается спиральная и клиносочлененная арматура, а при соответствующих обоснованиях допускается к установке прессуемая и болтовая. На переходных промежуточных опорах больших переходов применяются поддерживающие роликовые подвесы, допускающие сезонные перемещения провода.

На ВЛ напряжением до 1 кВ рекомендуется применять линейную арматуру для самонесущего изолированного провода (рис. 6). Соединения и ответвления проводов на ВЛ напряжением 0,4 кВ допускается выполнять только с применением специальных зажимов, соответствующих типу самонесущего провода.

Рис. 6. Линейная арматура для самонесущего изолированного провода 0,4 кВ

Соединения ответвлений к вводам ВЛ с внутренней проводкой должно осуществляться с применением ответвительных одноразовых, прокалывающих, герметичных зажимов со срывной головкой без возможности их демонтажа. Линейная арматура должна быть необслуживаемая и соответствовать сроку службы ВЛ.

Арматура, предназначенная крепления и подвески проводов с защитной изоляцией СИП-3 напряжением 35 кВ и СИП-7 напряжением 110 кВ, не должна создавать условий для попадания влаги к токопроводящей жиле. Вспомогательное оборудование и арматура для подвески, крепления и монтажа не должны нарушать технических и эксплуатационных параметров (характеристик) провода в процессе монтажа и эксплуатации. Арматура предназначена для эксплуатации при температуре окружающего воздуха от минус 60 до плюс 50°С, на высоте до 1000 м над уровнем моря в районах с (1 – 4) степенью загрязнения, во всех районах по ветру и гололёду. Климатическое исполнение арматуры и категория размещения по ГОСТ 15150 — УХЛ1.

Сцепная арматура служит для крепления проводов к гирляндам изоляторов и крепления гирлянд изоляторов к траверсам опор. Сцепная арматура изготовляется из оцинкованной стали. Номенклатура сцепной арматуры достаточно разнообразна.

На ВЛ с гирляндами изоляторов провода укладываются в специальные зажимы. Зажимы, как и гирлянды, подразделяются на поддерживающие и натяжные. Поддерживающие глухие зажимы обеспечивают жесткое крепление провода за счет нажимных плашек и U-образных болтов. Иногда применяются поддерживающие зажимы с ограниченной прочностью заделки провода. Такие зажимы при обрыве провода допускают его проскальзывание, уменьшая тем самым одностороннее тяжение провода на промежуточные опоры.

При применении унифицированных или типовых опор на ВЛ используется разнообразная линейная арматура:

• арматура для крепления проводов к штыревым или подвесным изоляторам;
• арматура для сцепки изоляторов в гирлянду;
• арматура для крепления гирлянды изоляторов к опорам или траверсам;
• арматура для крепления грозозащитных тросов;
• арматура для демпфирования вибрации проводов и тросов (петля или виброгаситель крепятся с помощью этой арматуры);
• арматура для предупреждения схлестыванияи опасных сближений проводов расщепленных фаз или проводов разноименных фаз и др.

Выбор линейной арматуры производиться в соответствии с ее назначением и в соответствии с номинальным напряжением ВЛ, а также в зависимости от марок проводов и их числа в расщепленных фазах и марок грозозащитных тросов.

Подбор линейной арматуры воздушных линий электропередачи осуществляется по разрушающим нагрузкам. На анкерных опорах применяются натяжные зажимы, воспринимающие полное тяжение провода. В этих зажимах провод крепится наглухо. Различают болтовые, прессуемые и клиновые натяжные зажимы (рис. 7).

В болтовых зажимах крепление провода осуществляется с помощью нажимных плашек и U-образных болтов. Такие зажимы используются для проводов сечением до 500 мм 2 .

Рис. 7. Фиксирующая арматура: а – глухой поддерживающий зажим; б – болтовой натяжной зажим; в – прессуемый натяжной зажим; 1 – корпус; 2 – палец; 3 – провод; 4 – U-образный болт с плашкой; 5 – анкер

В прессуемых зажимах опрессовывается часть зажима вокруг провода. Эти зажимы состоят из стального анкера 1, в котором по длине l1опрессовывается стальной сердечник провода, и алюминиевого корпуса 2, в котором по длине l2опрессовывается алюминиевая часть провода со стороны пролета, а по длине l — один конец соединительного шлейфа между двумя натяжными зажимами анкерной опоры. Прессуемые зажимы используются для проводов сечением 300 мм 2 и более.

Клиновые зажимы используются для крепления фазных проводов и стальных грозозащитных тросов. В этих зажимах провод или трос под действием тяжения заклинивается между телом зажима и клином.

На рис. 8 показана гирлянда изоляторов с основными элементами сцепной арматуры. К траверсе 1 крепится U-образная скоба 2, на которую предварительно надевается серьга 3. Нижний конец серьги вставляется в гнездо шапки верхнего изолятора 4. Со стержнем нижнего изолятора 5 соединяется ушко 6, имеющее в верхней части специальное гнездо.

Нижняя часть ушка, имеющая отверстие, соединяется с помощью стального пальца с зажимом 7, имеющим в верхней части отверстие такого же размера. Надежность соединений серьги с изолятором, ушка с изолятором и изоляторов между собой обеспечивается специальными замками. Соединение ушка с зажимом запирается шплинтом.

Рис. 15. Гирлянда изоляторов а) и элементы сцепной арматуры (б, в, г): 1 – траверса; 2 – скоба; 3 – серьга; 4 – гнездо шапки верхнего изолятора; 5 – нижний изолятор; 6 – ушко со специальным гнездом; 7 — глухой поддерживающий зажим

Соединительная арматура ВЛ предназначена для соединения отдельных кусков провода при его монтаже и эксплуатации. Сталеалюминевые провода сечением до 185 мм 2 соединяются с помощью овальных соединителей, представляющих собой алюминиевую трубку овального сечения.

В эту овальную трубку с разных сторон вставляются концы соединяемых проводов и с помощью специальных переносных клещей производится скручивание соединителя или его обжатие (рис. 9, а, б).

Скручивание соединителя применяется для проводов сечением до 95 мм 2 , обжатие — для проводов сечением до 185 мм 2 . Для повышения надежности соединения и обеспечения надежного электрического контакта короткие концы соединяемых проводов, выходящие из соединителя, сваривают с помощью термитной сварки (рис. 9, в, г).

Изолированные провода соединяются обжатием с последующим покрытием термоусаживаемой изоляцией (рис. 9, д). Сталеалюминевые провода сечением 240 мм 2 и более соединяются с помощью прессуемых соединителей, состоящих из двух трубок — стальной и алюминиевой. С помощью стальной трубки опрессовываются концы стальных сердечников соединяемых проводов, с помощью алюминиевой трубки, накладываемой поверх стальной, опрессовываются алюминиевые части соединяемых проводов. На анкерных опорах соединение шлейфов, идущих от натяжных зажимов, осуществляется с помощью термитной сварки, обеспечивающей надежный электрический контакт.

Рис. 9. Соединение проводов: а-б) – обжатие и скручивание неизолированных проводов; в-г) – обжатие со сваркой; д) – соединение трех изолированных проводов обжатием

Защитная арматура ВЛ предназначена для предотвращения опасных последствий вибрации проводов, использованием многочастотных гасителей вибрации, и сближений (схлестывания) проводов расщепленных фаз.

В результате воздействия ветра на провод при определенных условиях возникают колебания провода с большой частотой (5…60 Гц) и малой амплитудой (2…З см). Это явление называется вибрацией проводов. Вибрация приводит к периодическим изгибам провода в месте его крепления в зажиме и, как следствие, к излому отдельных проволок и обрыву провода.

Для защиты одиночных проводов и грозозащитных тросов от повреждений вибрацией и поглощения энергии вибрирующих проводов наибольшее распространение получили многочастотные гасители вибрации Стокбриджа и различные их модификации, сочетающие высокую эффективность защитного действия с конструктивной простотой и невысокой стоимостью (рис. 10).

Применяются также гасители петлевого типа (фестоны) (рис. 11). Гаситель вибрации Стокбриджа представляет собой отрезок многопроволочного оцинкованного стального каната с укрепленным посередине зажимом для установки его на проводе (тросе) и двумя отлитыми из чугуна грузами стаканообразной формы, закрепленными по концам каната. Динамические характеристики и эффективность таких гасителей зависят от формы и массы грузов, марки и длины рабочей части стального каната и его упругих свойств.

Рис. 10. Многочастотный гаситель вибраций проводов Стокбриджа

Рис. 11. Однопетлевой (а) и двухпетлевой (б) гасители пляски «Крыло» на проводе АС-120/19

Устанавливаются гасители вибрации по обе стороны от поддерживающей гирлянды изоляторов (рис. 12, а) или со стороны пролета от натяжной гирлянды (рис. 12, б) на расстоянии 0,5…1 м от гирлянды. В качестве гасителя вибраций также используется шунтирующая петля из провода на поддерживающей гирлянде изоляторов (рис. 12, г).

Рис. 12. Гасители вибрации (а, б, г) и дистанционная распорка (в): 1 – гаситель вибрации проводов; 2 – зажим; 3 – поддерживающий зажим; 4 –поддерживающая гирлянда; 5 – провод; 6 – распорка проводов расщепленной фазы

При наличии гололедных отложений центр масс сечения провода смещается от его оси и при вертикальных колебаниях возникает сила инерции, вектор которой смещен относительно оси провода. Эта сила создает крутящий момент, поддерживающий крутильные колебания. Вертикальные и крутильные колебания взаимно поддерживают друг друга и при скорости ветра, превышающей некоторое критическое значение, могут развиться до значительных амплитуд. Основное назначение гасителя – рассогласование частот вертикальных и крутильных колебаний и исключение их близости при обледенении провода. Указанный выше принцип рассогласования частот реализован конструктивно в виде одно- и двухпетлевых гасителей – «Крыло» и «Бабочка».

Гаситель вибраций этого типа состоит из одного или двух жестких грузов в виде куска провода или стального прутка, которые с помощью петель спиральной арматуры крепятся к проводу (рис. 9).

Спиральная прядь состоит из 4…8 стальных проволок диаметром 3…5 мм. Диаметр петли однопетлевого гасителя – 0,2…0,5 м, масса груза 3…15 кг. Диаметр петель двухпетлевого гасителя должен быть 0,3…0,6 м. Обе петли расположены в одной плоскости. Длина груза – 0,9…1,5 м. Масса гасителя – 3…20 кг.

На ВЛ напряжением 330 кВ и выше каждая фаза выполняется расщепленной, т.е. состоящей из нескольких проводов. Между проводами одной фазы устанавливают дистанционные распорки, предотвращающие схлестывание отдельных проводов фазы (рис. 12,в).

Для повышения надежности защиты проводов от вибраций многочастотные гасители вибрации Стокбриджа устанавливают последовательно. Вариант расположения гасителей вибрации при монтаже поддерживающего зажима с силовыми прядями и протектором защитным спирального типа показан на рис. 13.

Рис. 13. Последовательная установка гасителей вибрации при монтаже поддерживающего зажима с силовыми прядями и протектором защитным спирального типа

Изоляторы предназначены для изоляции находящихся под напряжением проводов ВЛ от конструктивных частей опоры. Изоляторы ВЛ работают в естественных климатических условиях и подвержены как электрическим, так и механическим воздействиям. Основными требованиями, предъявляемыми к изоляторам, являются: высокая электрическая и механическая прочность, экономичность и стойкость к воздействию внешней среды. Для изготовления изоляторов используются фарфор, закаленное стекло и полимеры.

Количество и тип изоляторов в гирляндах разного назначения на ВЛ должны выбираться в соответствии с действующими нормами, а также с учетом местных условий, в том числе наличия обновленных карт загрязнения изоляции. Так на ВЛ 220 кВ и выше, как правило, следует применять стеклянные изоляторы со сниженным уровнем радиопомех, кроме того на ВЛ 220 кВ и выше гирлянды изоляторов должны быть снабжены защитной арматурой. На ВЛ 220 кВ, круглогодично доступных для обслуживания, проходящих в районах с степенью загрязненности атмосферы (СЗА) I – III (за исключением ВЛ, проходящих в III и выше районах по ветру/гололеду) при наличии обоснования используются полимерные изоляторы цельнолитые с кремнийорганической защитной оболочкой и наличием индикатора перекрытия.

На ВЛ 35 – 110 кВ рекомендуется применять полимерные и стеклянные изоляторы.

На ВЛ напряжением 110 кВ и выше на высотных опорах рекомендуется применять длинностержневые фарфоровые изоляторы (при обосновании), а на больших переходах ВЛ 110 кВ и выше – стеклянные изоляторы.

На ВЛ напряжением 6 – 20 кВ рекомендуется применять:

• подвесные полимерные, стеклянные изоляторы;
• полимерные изолирующие распорки;
• полимерные изолирующие траверсы;
• штыревые стеклянные и фарфоровые изоляторы с проушиной, с применением спиральной вязки для проводов марки СИП-3 и АС.

На ВЛ напряжением до 220 кВ включительно, проходящих в стесненных условиях, имеющих возможность подъезда автовышки к опорам для проведения технического обслуживания и ремонтов арматуры и изоляторов рекомендованы к установке полимерные консольные изолирующие траверсы.

Конструктивно изоляторы ВЛ изготавливаются двух основных типов: штыревые (рис. 14, а.) и подвесные (рис. 14, б). Штыревые изоляторы применяются для ВЛ напряжением до 20 кВ и представляют собой монолитное тело 1 специальной формы с канавками для укладки провода и посадочным местом для металлического штыря или крюка 2. К штыревым изоляторам провода привязываются мягкой проволокой того же металла, что и сам провод.

Рис. 14. Изоляторы воздушных линий: а) – штыревой 6 – 10 кВ; б) — штыревой 35 кВ; в) – подвесной; г),д) – стержневые полимерные

Для ВЛ напряжением 35 кВ и выше применяются подвесные изоляторы. Такой изолятор состоит из изолирующей части 1, шапки из ковкого чугуна 2, стального стержня 3. Шапка и стержень с изолирующей частью соединяются цементной связкой 4. В верхней части чугунной шапки имеется гнездо, совпадающее по форме с нижней головкой стального стержня.

Эти элементы позволяют собирать подвесные изоляторы в гибкие гирлянды. Гирлянды изоляторов удобны при монтаже и эксплуатации в связи с несложной заменой поврежденного изолятора в гирлянде. По назначению различают гирлянды поддерживающие – для промежуточных опор и гирлянды натяжные – для анкерных опор. Характеристики поддерживающих гирлянд изоляторов ВЛ напряжением 35—330 кВ приведены в табл. 4.

В буквенном обозначении изолятора указывается его тип (П — подвесной, Ш — штыревой), материал (С — стеклянный, Ф — фарфоровый). В цифровом обозначении изолятора указывается разрушающая механическая нагрузка. Например, ПФ-60 — изолятор подвесной, фарфоровый, с разрушающей механической нагрузкой 60 кН.

Таблица 4. Характеристики поддерживающих гирлянд изоляторов ВЛ 35 — 330 кВ

Параметр	Марка изолятора	Значение параметра при Uном, кВ
		35	110	150	220	330
Количество изоляторов в гирлянде,nиз	ПФ70-В	3	7	9	13	19
	ПС70-Б	3	8	10	14	21
Высота гирлянды изоляторов, ?г, м	ПФ70-В	0,69	1,25	1,5	2,2	3,0
	ПС70-Б	0,68	1,35	1,6	2,3	3,2
Вес гирлянды изоляторов, mг, кг	ПФ70-В	19	38	47	72	118
	ПС70-Б	16	36	45	67	111

Для металлических многогранных и композитных опор компактных ВЛ в настоящее время применяются новые узлы крепления и изоляции проводов (изолирующие траверсы) (рис. 15) с ограничителем перенапряжений (ОПН).

Рис. 15. Изолирующая траверса для ВЛЗ-10 с ОПН

Комбинированный изолятор-разрядник (рис. 16) – устройство, объединяющее в единый узел традиционный изолятор и разрядник, предназначенное для молниезащиты линий электропередачи как от прямых ударов молнии, так и от индуктированных перенапряжений. Молниезащита ВЛ напряжением 35 – 220 кВ с применением данных устройств позволяет отказаться от использования как грозозащитного троса, так и ОПН, что ведет к снижению массы и стоимости опор и фундаментов, и соответственно общей стоимости строительства ВЛ.

Рис. 16. Мультикамерные изоляторы-разрядники ВЛ 10 кВ

Выбор изоляторов для поддерживающих гирлянд промежуточных опор и для натяжных гирлянд анкерных опор производиться в зависимости от усилий, действующих по оси гирлянды, в нормальном и аварийном режиме, возникающем при обрыве провода, и назначаемых коэффициентов запаса прочности (2,7 в нормальном режиме наибольшей нагрузке, 5,0 то же, но для средних эксплуатационных условий, 1,8 – 2,0 в аварийном режиме).

В эксплуатации значимым результатом замены традиционных средств молниезащиты ВЛ (грозозащитного троса или ОПН) на комбинированные изоляторы — разрядники является снижение трудоемкости и стоимости обслуживания и ремонтов ВЛ, связанных с негативными последствиями воздействия разрядов молнии при грозе и обледенения тросов в гололедный период. За счет снижения токовых воздействий на выключатели и обмотки силовых трансформаторов значительно повышается ресурс основного оборудования подстанций.

Источник: extxe.com

Рекомендации по строительству ЛЭП 6-20 кВ

Линии электропередачи отвечают за проведение тока от источника к конечному потребителю. При этом существуют разные виды ЛЭП по величине напряжения. Чем больше мощность, тем более дальние расстояния охватываются. Например, для соединения районов применяют ЛЭП с напряжением от 35 до 150 кВ, а для передачи тока между городами на очень большие расстояния линии с напряжением от 550 кВ и выше.

При прокладке линий электропередач от подстанций к жилым и промышленным районам речь идет о напряжении от 6 до 20 кВ. ЛЭП с таким номинальным напряжением можно использовать в черте города. Причем они являются высоковольтными, а есть еще и низковольтные линии с напряжением 0,4 кВ, они используются для подведения тока до конечного потребителя, будь это жилой дом, магазин или другой объект.

Особенности ЛЭП 6-20 кВ

Для строительства воздушных линий 6-20 кВ используются следующие основные комплектующие:

• Опоры, благодаря которым обеспечивается размещение проводов на нужной высоте и их удерживание, несмотря на ветер или другие внешние факторы.
• Провода, отвечающие за передачу тока.
• Арматура, используемая для фиксации отдельных элементов ЛЭП.
• Изоляторы, с помощью которых токоведущие части линии изолируются от всех остальных, включая опоры и арматуру.

Помимо этого, при строительстве высоковольтных линий используют различные виды зажимов и разрядников, разъединители и устройства для защиты. Часто с защитной целью на верхнюю часть опоры крепят специальный трос, который служит для обеспечения безопасности ЛЭП в грозовую погоду.

Монтаж высоковольтных линий осуществляется с применением защищенных проводов, отличающихся высокой прочностью и безопасностью в эксплуатации. Это самонесущие изолированные провода СИП-3, наделенные отличными эксплуатационными качествами.

Устройство опоры ЛЭП

При строительстве ВЛ 6-20 кВ большое значение имеет выбор опор и их грамотная установка. Наиболее распространенные стойки изготавливаются из дерева, металла или железобетона. Деревянные опоры стоят дешевле, но с точки зрения долговечности и надежности уступают металлическим или железобетонным.

Стандартная опора для ЛЭП 6-20 кВ состоит из следующих элементов:

• фундамент для обеспечения устойчивости конструкции;
• стойка для размещения провода на необходимой высоте;
• подкосы для частичного принятия нагрузки при одностороннем натяжении провода;
• растяжки для удерживания СИП в горизонтальном положении.

В начале и конце ЛЭП, а также на участках с изменением направления устанавливают анкерные опоры, а по всей длине линий монтируются промежуточные изделия. Первые отличаются большей массивностью, а вторые расставляются на одинаковом расстоянии друг от друга и могут быть выполнены в различных вариантах. В частности, изготавливают транспозиционные, ответвительные и другие виды промежуточных опор.

Защита ЛЭП

При строительстве линии электропередачи очень важно обеспечить ей защиту от любых внешних воздействий. В частности, предусматривается защита от птиц, животных и атмосферных явлений.

Для этой цели используют систему релейной защиты ЛЭП, состоящую из измерительных устройств для контроля тока и напряжения на линии, а также специальное реле для автоматического переключения при обнаружении неисправностей. Такая система работает автоматически. Если на линии обнаруживается превышающее критическое значение отклонение в величине тока или напряжения, реле переключает контакты для прекращения передачи тока. Когда параметры ЛЭП возвращаются к норме, контакты реле переключаются на штатное положение.

Такая релейная защита срабатывает при возникновении аварий, в случае переключения нагрузки обслуживающим ЛЭП персоналом и в других ситуациях. Также можно использовать средства автоматики для измерения сопротивления. С их помощью можно легко определить место возникновения короткого замыкания.

В случае строительства высоковольтных ЛЭП 6-20 кВ необходимо внимательно относиться к защите в виде заземления опор. Заземляющие устройства устанавливают на всех опорах с напряжением от 0,4 кВ и выше, чтобы создать безопасные условия работы для технического персонала и защитить линию от внутреннего или атмосферного перенапряжения. Заземлению подлежат разъединители и предохранители, силовые и измерительные трансформаторы, а также другие элементы высоковольтной линии.

Профессиональный подход к строительству ЛЭП

При строительстве высоковольтной линии электропередачи профессиональный подход очень важен, так как речь идет о работе с высоким напряжением, опасным для жизни людей. Воздушные линии прокладываются с соблюдением всех норм и правил специалистами, у которых есть соответствующие допуски.

Источник: sip2a.ru

Опоры ЛЭП назначение, классификация

Опоры ЛЭП предназначены для поддержки и натяжки токонесущих проводов или проводов связи, в зависимости от назначения. Опоры воздушных линий являются основным составным элементом устройства магистрали. Также для сооружения ВЛ с целью крепления и поддержки проводов применяется линейная арматура – крюки, зажимы, траверсы и т.д.

Типы и виды опор ЛЭП

В настоящее время для монтажа линий электроснабжения по воздуху применяются следующие типы опор ЛЭП, состоящие из стоек:

Промежуточные

являются наиболее распространенными и устанавливаются на прямых участках линий электропередач. Они используются для поддержания проводов и не предназначены для восприятия нагрузок от натяжения проводов вдоль линии.

Анкерные

устанавливаются на прямых участках линии электропередач, а также в местах перехода последних через естественные преграды или различные инженерные сооружения. Особенностью данного типа опор является жесткая и прочная конструкция, которая позволяет воспринимать значительную продольную нагрузку.

Угловые

устанавливаются при необходимости осуществить поворот трассы электропередачи на большой угол (при углах в пределах 30 градусов могут использоваться угловые промежуточные опоры). Если угол больше 30 градусов, то применяются специальные анкерные угловые опоры, которые имеют значительно более жесткую конструкцию, а крепление проводов осуществляется с помощью анкеров.

Концевые

устанавливаются в начале или конце линии электроснабжения и являются разновидностью анкерных опор ЛЭП. Их особенностью является восприятие нагрузки от натяжения проводов и тросов только в одном направлении.

В зависимости от напряжения опоры подразделяются:

• Для низковольтных линий 0,4 кВ
• Для высоковольтных линий 6, 10, 35 кВ и выше

В первом случае используются железобетонные стойки СВ-95, СВ-110 и деревянные пропитанные длиной 9,5 и 11 метров.

Чем выше напряжение ВЛ, тем более мощные и тяжелые опоры применяются, в том числе и металлические, и композитные.

Способы установки опор ЛЭП

Установка опор ЛЭП требуется в следующих случаях:

Способы монтажа опор различаются также в зависимости от напряжения линии.

При прокладке линии ВЛ 0,4 кВ применяется такой вид спецтехники, как ямобур, позволяющий быстро пробурить яму нужных размеров, а также осуществлять поднятие и переноску стойки опоры ЛЭП, ее установку вертикально в отверстие и удерживание в фиксированном состоянии до ее закрепления. Кроме этого, не следует забывать про специальную технику, которая позволит провести высотные работы по монтажу оборудования и натягиванию СИП.

Монтаж стоек ЛЭП должен происходить в полном соответствии с требованиями СНиП 12-01-2004. Данный нормативный документ делит операцию установки на несколько этапов:

• развозку выкладку столбов, разметку
• бурение отверстий глубиной от 2 до 3 метров (определяется проектом или особенностью грунтов)
• сборку и установку опор по проекту
• выверку и окончательное фиксирование (отверстие засыпается вырытым грунтом и послойно трамбуется)

При строительстве высоковольтных линий технология гораздо сложнее. В этом случае требуется использование более сложных крановых механизмов, а также вертолетов.

Эти конструкции обеспечивают электроснабжение объектов — крупных промышленных и строительных, в том числе населенных пунктов. Поэтому малейшие недочеты в монтаже чреваты серьезнейшими последствиями. Это нарушение подачи электроэнергии, ее отключение. И, как следствие, огромные убытки для всех без исключения экономических агентов и частных лиц.

Источник: stroimontajbur.ru

Классификация воздушных линий электропередач

Над беспроводным вариантом передачи электроэнергии еще в самом начале 20-го века работал выдающийся изобретатель сербского происхождения Никола Тесла, но даже спустя столетие подобные разработки масштабного промышленного применения не получили. Основным способом доставки энергии потребителю по-прежнему остаются кабельные и воздушные линии электропередач.

Линии электропередач: назначение и виды

Линия электропередачи — едва ли не самый основной компонент электрических сетей, входящий в систему энергетического оборудования и устройств, главное предназначение которой — передача электрической энергии от установок, ее производящих (электростанций), преобразующих и распределяющих (электроподстанций) к потребителям. В общих случаях так называют все электрические линии, находящиеся вне пределов перечисленных электросооружений.

Историческая справка: первая ЛЭП (постоянного тока, напряжением 2 кВ) была сооружена в Германии по проекту французского ученого Ф. Депре в 1882 году. Она имела протяженность около 57 км и соединяла города Мюнхен и Мисбах.

По способу монтажа и обустройства разделяют кабельные и воздушные линии электропередач. В последние годы, особенно для энергоснабжения мегаполисов, возводят газоизолированные линии. Их применяют для передачи высоких мощностей в условиях очень плотной застройки для экономии площади, занимаемой ЛЭП, и обеспечения экологических норм и требований.

Кабельные линии находят применение там, где обустройство воздушных затруднительно или невозможно по техническим или эстетическим параметрам. Из-за сравнительной дешевизны, лучшей ремонтопригодности (в среднем время ликвидации аварии или неисправности в 12 раз меньше) и высокой пропускной способности наиболее востребованы воздушные линии электропередачи.

Определение. Общая классификация

Электрическая воздушная линия (ВЛЭП) — совокупность устройств, расположенных на открытом воздухе и предназначенных для передачи электроэнергии. В состав воздушных линий входят провода, траверсы с изоляторами, опоры. В качестве последних в некоторых случаях могут выступать конструктивные элементы мостов, путепроводов, зданий и прочих сооружений. При возведении и эксплуатации воздушных линий электропередач и сетей также используется различная вспомогательная арматура (грозозащита, заземляющие устройства), дополнительное и сопутствующее оборудование (высокочастотной и волоконно-оптической связи, промежуточного отбора мощности) и элементы маркировки комплектующих.

По роду передаваемой энергии воздушные линии подразделяют на сети переменного и постоянного тока. Последние, ввиду определенных технических трудностей и неэффективности, широкого распространения не получили и применяются лишь для энергоснабжения специализированных потребителей: приводов постоянного тока, электролизных цехов, городских контактных сетей (электрифицированного транспорта).

По номинальному напряжению воздушные линии электропередачи принято делить на два больших класса:

1. Низковольтные, напряжением до 1 кВ. Государственными стандартами определяются четыре номинальных значения: 40, 220, 380 и 660 В.
2. Высоковольтные, свыше 1 кВ. Здесь определены двенадцать номинальных значений: среднего напряжения — от 3 до 35 кВ, высокого — от 110 до 220 кВ, сверхвысокого — 330, 500 и 700 кВ и ультравысокого — свыше 1 МВ.

Примечание: все приведенные цифры соответствуют межфазному (линейному) напряжению трехфазной сети (шести- и двенадцатифазные системы серьезного промышленного распространения не имеют).

От ГОЭЛРО до ЕЭС

Следующая классификация описывает инфраструктуру и функциональное назначение воздушных линий электропередач.

По охвату территории сети подразделяют:

• на сверхдальние (напряжение свыше 500 кВ), предназначенные для связи региональных энергетических систем;
• магистральные (220, 330 кВ), служащие для их формирования (соединения электростанций с распределительными сооружениями);
• распределительные (35 — 150 кВ), основное предназначение которых поставка электроэнергии крупным потребителям (объектам промышленности, аграрного комплекса и крупным населенным пунктам);
• подводящие или питающие (ниже 20 кВ), обеспечивающие энергоснабжение остальных потребителей (городских, промышленных и сельскохозяйственных).

Воздушные линии электропередач имеют важное значение в формировании Единой энергетической системы страны, основа которой была заложена еще при реализации плана ГОЭЛРО (Государственная электрификация России) молодой Советской республики около столетия назад для обеспечения высокого уровня надежности энергоснабжения, его отказоустойчивости.

По топологической структуре и конфигурации ВЛЭП могут быть разомкнутыми (радиальными), замкнутыми, с резервным (содержащим два и более источника) питанием.

По числу параллельных цепей, проходящих по одной трассе, линии разделяют на одно-, двух- и многоцепные (под цепью понимается полный комплект проводов трехфазной сети). Если цепи имеют различные номинальные значения напряжения, то такую ВЛЭП называют комбинированной. Цепи могут крепиться как на одной опоре, так и на разных. Естественно, в первом случае масса, габариты и сложность опоры возрастают, но сокращается охранная зона линии, что в густонаселенной местности иногда играет решающую роль при составлении проекта.

Дополнительно используют разделение воздушных линий и сетей, исходя из исполнения нейтралей (изолированная, глухозаземленная и т. д.) и режиму работы (штатный, аварийный, монтажный).

Охранная зона

Для обеспечения сохранности, нормального функционирования, удобства обслуживания и ремонта ВЛЭП, а также для предотвращения травматизма и гибели людей, вдоль трасс вводятся зоны с особым режимом использования. Таким образом, охранная зона воздушных линий электропередачи — это земельный участок и воздушное пространство над ним, заключенное между вертикальными плоскостями, стоящими на определенном расстоянии от крайних проводов. В охранных зонах запрещена работа грузоподъемной техники, строительство зданий и сооружений. Минимальное расстояние от воздушной линии электропередачи определяется номинальным напряжением.

Размеры охранной зоны ВЛЭП

Проектное напряжение, кВ	Расстояние, м
до 1	2
от 1 до 20	10 (для изолированных проводов — 5)
35	15
110	20
150; 220	25
330; 500; ±400 (DCV)	30
750 (ACV и DCV)	40
1150	55

При пересечении несудоходных водоемов, охранной зоне воздушных линий электропередач соответствуют аналогичные расстояния, а для судоходных ее размер увеличивается до 100 метров. Кроме того, руководящими указаниями определяются наименьшие удаления проводов от поверхности земли, производственных и жилых построек, деревьев. Запрещена прокладка высоковольтных трасс над крышами зданий (кроме производственных, в особо оговоренных случаях), над территориями детских учреждений, стадионов, культурно-развлекательных и торговых площадок.

Опоры воздушных линий электропередачи

Опоры — конструкции, выполненные из дерева, железобетона, металла или композитных материалов для обеспечения необходимого расстояние проводов и грозозащитных тросов от земной поверхности. Самый бюджетный вариант — деревянные стойки, используемые очень широко в прошлом веке при строительстве высоковольтных линий, — постепенно выводятся из эксплуатации, а новые почти не устанавливаются. К основным элементам опор воздушных линий электропередачи относятся:

• фундаментные основания,
• стойки,
• подкосы,
• растяжки.

Конструкции разделяют на анкерные и промежуточные. Первые устанавливают в начале и конце линии, при изменении направления трассы. Особый класс анкерных опор — переходные, используемые на пересечениях ВЛЭП с водными артериями, путепроводами и подобными объектами. Это самые массивные и высоконагруженные конструкции. В сложных случаях их высота может достигать 300 метров!

Прочность и габариты конструкции промежуточных опор, используемых только для прямых участков трасс, не столь внушительны. В зависимости от назначения, их разделяют на транспозиционные (служащие для смены месторасположения фазных проводов), перекрестные, ответвительные, пониженные и повышенные. С 1976 года все опоры были строго унифицированы, но в наши дни наблюдается процесс отхода от массового применения типовых изделий. Каждую трассу стараются максимально адаптировать к условиям рельефа, ландшафта и климата.

Провода для воздушных линий электропередач

Главное требование к проводам ВЛЭП — высокая механическая прочность. Делятся на два класса — неизолированные и изолированные. Могут быть выполнены в виде многопроволочных и однопроволочных проводников. Последние, состоящие из одной медной или стальной жилы, применяются только для строительства трасс низкого напряжения.

Многопроволочные провода для воздушных линий электропередач могут быть выполнены из стали, сплавов на основе алюминия или чистого металла, меди (последние, вследствие высокой стоимости, на протяженных трассах, практически не используются). Наиболее распространены проводники, изготовленные из алюминия (в обозначении присутствует буква «А») или сталеалюминиевых сплавов (марка АС или АСУ (усиленные)). Конструктивно представляют собой скрученные стальные проволоки, поверх которых навиты алюминиевые жилы. Стальные, для защиты от коррозии, оцинковывают.

Выбор сечения производят в соответствии с передаваемой мощностью допустимого падения напряжения, механических характеристик. Стандартные сечения проводов, производимых в России, — 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 и 240. Представление о минимальных сечениях проводов, применяемых для сооружения воздушных линий, можно получить из таблицы, приведенной ниже.

Минимальные сечения проводов ВЛЭП

Материал жилы	Линии свыше 1 кВ, мм 2	Линии до 1 кВ, мм 2	Ответвления к вводам (длина до 10 м/ свыше 10 м), мм 2
Медь	25	2,5
Сталь	25	25	4/4
Алюминий	356	16	6 / 10

Ответвления выполняют чаще изолированными проводами (марки АПР, АВТ). Изделия имеют атмосферостойкое изоляционное покрытие и стальной несущий тросик. Соединения проводов в пролетах монтируют на участках, не подверженных механическим воздействиям. Сращивают их обжатием (с применением соответствующих приспособлений и материалов) либо свариванием (термитными шашками или специальным аппаратом).

В последние годы при возведении воздушных линий все чаще используют самонесущие изолированные провода. Для ВЛЭП низкого напряжения промышленностью выпускаются марки СИП-1, -2 и -4, а для линий 10-35 кВ — СИП-3.

На трассах напряжением свыше 330 кВ, для предотвращения коронных разрядов, практикуется применение расщепленной фазы — один провод большого сечения заменяется несколькими меньшими, скрепленными между собой. С ростом номинального напряжения их число увеличивается от 2 до 8.

Линейная арматура

К арматуре ВЛЭП относятся траверсы, изоляторы, зажимы и подвесы, планки и распорки, крепежные приспособления (скобы, хомуты, метизы).

Основная функция траверс — крепление проводов таким образом, чтобы обеспечить необходимое расстояние между разноименными фазами. Изделия представляют собой специальные металлоконструкции, выполненные из уголков, полосы, штырей и т. д. с окрашенной или оцинкованной поверхностью. Существует около двух десятков типоразмеров и видов траверс, весом от 10 до 50 кг (обозначаются как ТМ-1. ТМ22).

Изоляторы применяют для надежного и безопасного крепления проводов. Их подразделяют по группам, в зависимости от материала изготовления (фарфор, закаленное стекло, полимеры), функционального назначения (опорные, проходные, вводные) и способов крепления к траверсам (штыревые, стержневые и подвесные). Изоляторы изготавливают под определенное напряжение, которое обязательно указывают в буквенно-цифровой маркировке. Главные требования, предъявляемые к этому типу арматуры при устройстве воздушных линий электропередач, — механическая и электрическая прочность, теплостойкость.

Для уменьшения вибрации линии и предотвращения изломов проволок проводов применяют специальные гасящие устройства или демпфирующие петли.

Технические параметры и защита

При проектировании и монтаже воздушных линий электропередач учитывают следующие важнейшие характеристики:

• Длину промежуточного пролета (дистанцию между осями соседних стоек).
• Расстояние удаления друг от друга фазных проводников и самого нижнего — от поверхности земли (габарит линии).
• Длину гирлянды изоляторов в соответствии с номинальным напряжением.
• Полную высоту опор.

Получить представление об основных параметрах воздушных линий электропередач 10 кВ и выше можно из таблицы.

Параметры ВЛЭП

10 кВ	35 кВ	110 кВ	220 кВ	330 кВ	500 кВ	750 кВ
Пролет, м	до 150	150- 200	170-250	250-350	300-400	350-450	350-540
Межфазное расстояние, м	1,0	3,0	4,0	6,6	9	12	17,5
Габарит линии, м	6	6,5	7	7,5	7,6-8	15,5	23
Длина гирлянды, м	—	0,7-1,1	1,4-1,7	2,3-2,7	3,1-3,6	4,6-5,1	6,8-7,9
Высота опоры, м	13-14	10-21	13-31	22-41	25-43	27-32	38-41

Для предупреждения повреждений воздушных линий и профилактики аварийных отключений во время грозы над фазными проводами пускают стальной или сталеалюминиевый тросовый молниеотвод, сечением 50-70 мм 2 , заземленный на опорах. Нередко его выполняют полым, и это пространство используют для организации высокочастотных каналов связи.

Защиту от возникающих при ударах молнии перенапряжений обеспечивают вентильные разрядники. В случае возникновения на проводах индуцированного грозового импульса, происходит пробой искрового промежутка, в результате которого разряд перетекает на опору, имеющую потенциал земли, не повреждая изоляции. Сопротивление опоры уменьшают, используя специальные заземляющие устройства.

Подготовка и монтаж

Технологический процесс сооружения ВЛЭП состоит из подготовительных, строительно-монтажных и пусковых работ. К первым относят закупку оборудования и материалов, железобетонных и металлических конструкций, изучение проекта, подготовку трассы и пикетаж, разработку ППЭР (плана производства электромонтажных работ).

Строительные работы включают в себя рытье котлованов, установку и сборку опор, распределение по трассе арматуры и комплектов заземления. Непосредственно монтаж воздушных линий электропередач начинают с раскатки проводов и тросов, выполнения соединений. Затем следует подъем их на опоры, натяжка, визирование стрел провеса (наибольшего расстояния между проводом и прямой линией, соединяющей точки его крепления к опорам). В завершение увязывают провода и тросы на изоляторах.

Кроме общих мер безопасности, работы на воздушных линиях электропередач подразумевают соблюдение следующих правил:

• Прекращение всех работ при приближении грозового фронта.
• Обеспечение защиты персонала от воздействия наведенных в проводах электрических потенциалов (закорачивание и заземление).
• Запрещение работы в ночное время (кроме монтажа пересечений с путепроводами, железными дорогами), гололеде, тумане, при скорости ветра более 15 м/с.

Перед вводом в эксплуатацию проверяют стрелу провеса и габариты линии, измеряют падение напряжения в соединителях, сопротивление заземляющих устройств.

Обслуживание и ремонт

По регламентам работ все воздушные линии свыше 1 кВ каждые полгода подлежат осмотру обслуживающим персоналом, инженерно-техническими работниками — 1 раз в год, на предмет следующих неисправностей:

• набросов посторонних предметов на провода;
• обрывов или перегорания отдельных фазовых проводов, нарушение регулировки стрел провеса (не должны превышать проектные более чем на 5 %);
• повреждения или перекрытия изоляторов, гирлянд, разрядников;
• разрушений опор;
• нарушений в охранной зоне (складирование посторонних предметов, нахождение негабаритной техники, сужение ширины просеки, вследствие разрастания деревьев и кустарников).

Внеочередные осмотры трассы проводят при образовании наледи, в период разлива рек, природных и техногенных пожаров, а также после автоматического отключения. Осмотры с подъемом на опоры проводят по мере надобности (минимум 1 раз в 6 лет).

В случае обнаружения нарушения целостности части проволок провода (до 17 % общего сечения), поврежденный участок восстанавливают наложением ремонтной муфты или бандажа. При больших повреждениях провод разрезают и вновь соединяют специальным зажимом.

В ходе текущего ремонта воздушной трассы выправляют покосившиеся опоры и подкосы, проверяют затяжку всех резьбовых соединений, восстанавливают защитный покрасочный слой на металлоконструкциях, нумерацию, знаки и плакаты. Замеряют сопротивление заземляющих устройств.

Капитальный ремонт воздушных линий электропередач подразумевает выполнение всех работ текущего ремонта. Помимо этого, осуществляется полная перетяжка проводов с замером переходного сопротивления соединительных муфт и проведением послеремонтных испытательных мероприятий.

Источник: businessman.ru