Eri jännitteillä varustettujen ilmajohtojen laite

Sähköenergian siirto keskipitkiä ja pitkiä matkoja tapahtuu useimmiten ulkoilmassa sijaitsevien voimalinjojen kautta. Niiden suunnittelun on aina täytettävä kaksi päävaatimusta:

1. Korkea voimansiirron luotettavuus;

2. Ihmisten, eläinten ja laitteiden turvallisuuden varmistaminen.

Käytön aikana erilaisten luonnonilmiöiden vaikutuksesta, jotka liittyvät hurrikaanin tuulen, jään, pakkasen puuskiin, voimalinjat altistuvat ajoittain lisääntyneelle mekaaniselle kuormitukselle.

Sähköenergian turvallisen kuljetuksen ongelmiin kokonaisvaltaisen ratkaisun saamiseksi energiainsinöörien on nostettava voimajohdot suurelle korkeudelle, jaettava ne avaruuteen, eristettävä ne rakennuselementeistä ja asennettava ne virtajohdoilla, joiden poikkileikkaus on kasvanut korkeille tuille. voimaa varten.

Ilmajohtojen yleinen järjestely ja sijoittelu

Kaavamaisesti mikä tahansa voimansiirtolinja voidaan esittää:

• maahan asennetut tuet;

• johdot, joiden läpi virta kulkee;

• lineaariset liittimet, jotka on asennettu tukiin;

• ankkuriin kiinnitetyt eristeet, jotka säilyttävät johtojen suunnan ilmassa.

Ilmajohtojen osien lisäksi on sisällytettävä:

• tukien perusta;

• ukkossuojausjärjestelmä;

• maadoituslaitteet.

Tuet ovat:

1. Ankkurointi, joka on suunniteltu kestämään kiristettyjen lankojen aiheuttamat voimat ja varustettu liittimien kiristyslaitteilla;

2. väli, käytetään johtojen kiinnittämiseen tukikiinnittimien läpi.

Kahden ankkurituen välistä etäisyyttä maassa kutsutaan ankkuriosuudeksi tai jänneväliksi, ja välitukien välillä tai ankkurin kanssa - väli.

Kun ilmajohto kulkee vesiesteiden, teknisten rakenteiden tai muiden kriittisten kohteiden läpi, tällaisen osan päihin asennetaan tuet langankiristimillä, ja niiden välistä etäisyyttä kutsutaan väliankkuriosuudeksi.

Tukien välisiä johtoja ei koskaan vedä narun tavoin – suorassa linjassa. Ne painuvat aina hieman ilmassa ollessaan sääolosuhteet huomioon ottaen. Mutta samalla on otettava huomioon niiden etäisyyden turvallisuus maakohteista:

• kiskojen pinnat;

• yhteysjohdot;

• liikenteen moottoritiet;

• tietoliikennelinjojen tai muiden ilmajohtojen johdot;

• teollisuus- ja muut tilat.

Langan ripustusta jännitteisestä tilasta kutsutaan riippuva nuoli… Se on arvioitu eri tavoin tukien välillä, koska niiden kärjet voivat sijaita samalla tasolla tai korkeudella.

Kallistuma korkeimpaan tukipisteeseen nähden on aina suurempi kuin alemman tukipisteen.

Kunkin ilmajohtotyypin mitat, pituus ja rakenne riippuvat sen läpi kulkevan sähköenergian virran tyypistä (vaihto- tai suora) ja sen jännitteen suuruudesta, joka voi olla alle 0,4 kV tai saavuttaa 1150 kV.

Ilmajohtojen johtojärjestely

Koska sähkövirta kulkee vain suljetussa piirissä, kuluttajat saavat virran vähintään kahdesta johdosta. Tämän periaatteen mukaan yksinkertaiset ilmajohdot luodaan yksivaiheisella vaihtovirralla, jonka jännite on 220 V. Monimutkaisemmat sähköpiirit siirtävät energiaa kolmi- tai nelijohtimispiirissä, jossa on jäykästi eristetty tai maadoitettu nolla.

Langan halkaisija ja metalli valitaan kunkin linjan mitoituskuorman mukaan. Yleisimmät materiaalit ovat alumiini ja teräs. Ne voidaan valmistaa yhtenä monoliittisena johtimena pienjännitepiireihin tai kudottu monijohtorakenteista suurjännitesiirtolinjoihin.

Sisäinen johtojen välinen tila voidaan täyttää neutraalilla rasvalla, joka lisää lämmönkestävyyttä tai ei.

Hyvää virtaa kuljettavista alumiinijohtimista valmistetut monijohtimisrakenteet luodaan teräsytimillä, jotka on suunniteltu kestämään mekaanista rasitusta ja estämään rikkoutumisen.

GOST tarjoaa ilmajohtimien avointen johtimien luokituksen ja määrittää niiden merkinnät: M, A, AC, PSO, PS, ACKC, ASKP, ACS, ACO, ACS. Tässä tapauksessa yksilankaiset johdot ilmoitetaan halkaisijan koolla. Esimerkiksi lyhenne PSO-5 lukee "teräslanka, joka on valmistettu yhdestä ytimestä, jonka halkaisija on 5 mm.» Voimalinjojen monijohtimissa johdoissa on erilainen merkintä, mukaan lukien kaksinumeroinen merkintä, joka on kirjoitettu murtolukuna:

• ensimmäinen on alumiinilankojen kokonaispoikkipinta-ala millimetreinä neliömetriä;

• toinen on teräsosan poikkipinta-ala (mm sq).

Avointen metallijohtimien lisäksi johtimia käytetään yhä enemmän nykyaikaisissa ilmajohdoissa:

• itsekantava eristys;

• suojattu ekstrudoidulla polymeerillä, joka estää oikosulkujen syntymisen tuulen pyyhkiessä vaiheita tai kun vieraita esineitä sinkoutuu maasta.

VL v itsekantavat itsekantavat eristetyt johtimet korvaavat vähitellen vanhoja eristämättömiä rakenteita. Niitä käytetään yhä enemmän sisäverkoissa, jotka on valmistettu kupari- tai alumiiniytimistä, jotka on päällystetty kumilla ja joissa on suojakerros dielektrisiä kuitumateriaaleja tai PVC-yhdisteitä ilman ulkoista lisäsuojaa.

Pitkän koronapurkauksen välttämiseksi VL-330 kV:n ja korkeamman jännitteen johdot jaetaan lisävirtoihin.

VL-330:ssa kaksi johdinta asennetaan vaakasuoraan, 500 kV linjalla ne kasvavat kolmeen ja sijoitetaan tasasivuisen kolmion kärkiin. 750 ja 1150 kV:n ilmajohdoissa käytetään 4, 5 tai 8 virran erotusta, jotka sijaitsevat omien tasasivuisten monikulmioidensa kulmissa.

"Koronan" muodostuminen ei johda vain energiahäviöihin, vaan myös vääristää sinivärähtelyn muotoa. Siksi he taistelevat sitä vastaan ​​rakentavin menetelmin.

Tukilaite

Tuet luodaan yleensä kiinnittämään sähköpiirin johtimia.Mutta kahden linjan rinnakkaisilla osilla voidaan käyttää yhtä yhteistä tukea, joka on tarkoitettu niiden yhteiseen asennukseen. Tällaisia ​​rakenteita kutsutaan kaksoispiireiksi.

Materiaali tukien valmistukseen voi olla:

1. profiloidut kulmat eri teräsmerkeistä;

2. lahoamisenestoaineilla kyllästetyt rakennuspuut;

3. teräsbetonirakenteet teräsraudoilla.

Puusta valmistetut tukirakenteet ovat halvimpia, mutta jopa hyvällä kyllästetyllä ja asianmukaisella huollolla ne kestävät enintään 50 ÷ 60 vuotta.

Teknisen projektin mukaan yli 1 kV:n ilmajohtojen tuet eroavat pienjännitteisistä monimutkaisuuden ja johtojen kiinnityskorkeuden puolesta.

Ne on valmistettu pitkänomaisten prismien tai kartioiden muodossa, joiden pohjassa on leveä pohja.

Jokaiselle tukirakenteelle on laskettu mekaaninen lujuus ja vakaus, olemassa oleville kuormituksille on riittävästi rakenteellista reserviä. Mutta on pidettävä mielessä, että käytön aikana sen eri elementtien rikkomukset ovat mahdollisia korroosion, iskun ja asennustekniikan noudattamatta jättämisen seurauksena.

Tämä johtaa yksittäisen rakenteen jäykkyyden heikkenemiseen, muodonmuutoksiin ja joskus tukien putoamiseen Usein tällaisia ​​tapauksia esiintyy silloin, kun ihmiset työskentelevät tukien parissa, purkaa tai vetää johtoja, jolloin syntyy muuttuvia aksiaalivoimia.

Tästä syystä asentajaryhmän hyväksyminen työskentelyyn korkealla tukirakenteesta suoritetaan sen jälkeen, kun niiden tekninen kunto on tarkastettu arvioimalla sen maahan haudatun osan laatu.

Eristyslaite

Ilmajohdoissa tuotteet, jotka on valmistettu materiaaleista, joilla on korkeat dielektriset ominaisuudet vastus ÷ Ohm. M. Niitä kutsutaan eristeiksi ja ne on valmistettu:

• posliini (keramiikka);

• lasi;

• polymeeriset materiaalit.

Eristeiden suunnittelu ja mitat riippuvat:

• niihin kohdistuvien dynaamisten ja staattisten kuormien suuruudesta;

• sähköasennuksen tehollisen jännitteen arvot;

• käyttöolosuhteet.

Pinnan monimutkainen muoto, joka toimii erilaisten ilmakehän ilmiöiden vaikutuksesta, luo lisääntyneen polun mahdollisen sähköpurkauksen virtaukselle.

Ilmajohtoihin asennetut eristimet johtojen kiinnittämiseksi on jaettu kahteen ryhmään:

1. tappi;

2. keskeytetty.

Keraamiset mallit

Posliini- tai keraamiset nastat, joissa on yksi eriste, ovat löytäneet suuremman käyttökohteen 1 kV:n ilmajohdoissa, vaikka ne toimivatkin linjoilla 35 kV mukaan lukien. Mutta niitä käytetään poikkileikkaukseltaan pienillä kiinnityslangoilla, jotka luovat pieniä vetovoimia.

35 kV johtoihin asennetaan ripustettujen posliinieristeiden seppeleitä.

Yksittäinen posliiniripustuseristesarja sisältää dielektrisen rungon ja takkiraudasta valmistetun kannen. Molemmat osat pysyvät yhdessä erityisen terästangon avulla. Tällaisten elementtien kokonaismäärä seppeleessä määräytyy:

• ilmajohdon jännitearvo;

• tukirakenteet;

• laitteen toiminnan ominaisuudet.

Kun verkkojännite kasvaa, eristeiden lukumäärä merkkijonossa lisätään. Esimerkiksi 35 kV ilmajohtoihin riittää, että niitä asennetaan 2 tai 3, ja 110 kV: lle tarvitaan jo 6 ÷ 7.

Lasieristeet

Näillä malleilla on useita etuja posliiniin verrattuna:

• eristysmateriaalin sisäisten vikojen puuttuminen, jotka vaikuttavat vuotovuotojen muodostumiseen;

• lisääntynyt voima vääntövoimille;

• rakenteen läpinäkyvyys, joka mahdollistaa tilan visuaalisen arvioinnin ja valovirran polarisaatiokulman tarkkailun;

• ikääntymisen merkkien puute;

• vähemmän kuormia kuin oma painosi;

• tuotannon ja sulatuksen automatisointi.

Lasieristeiden haitat ovat:

• heikko ilkivallan vastainen vastustus;

• alhainen iskulujuus;

• mekaanisten voimien aiheuttaman vaurion mahdollisuus kuljetuksen ja asennuksen aikana.

Polymeerieristeet

Niiden mekaaninen lujuus ja paino ovat lisääntyneet, ja ne ovat pienentyneet jopa 90 % keraamisiin ja lasiin verrattuna. Muita etuja ovat:

• asennuksen helppous;

• suurempi vastustuskyky ilmakehän saastumiselle, mikä ei kuitenkaan sulje pois tarvetta puhdistaa niiden pinta säännöllisesti;

• hydrofobisuus;

• hyvä herkkyys ylijännitteelle;

• lisääntynyt ilkivallan vastustuskyky.

Polymeerimateriaalien kestävyys riippuu myös käyttöolosuhteista. Ilmaympäristössä, jossa teollisuusyritysten aiheuttama saastuminen on lisääntynyt, polymeereillä voi esiintyä "hauraita murtumia" -ilmiöitä, jotka koostuvat sisäisen rakenteen ominaisuuksien asteittaisesta muutoksesta epäpuhtauksien ja ilmakehän kosteuden kemiallisten reaktioiden vaikutuksesta sähköprosessien yhteydessä. .

Kun vandaalit ampuvat polymeerieristeitä laukauksella tai luodilla, materiaali, kuten lasi, ei yleensä tuhoudu täydellisesti, vaan useimmiten pelletti tai luoti lentää suoraan hameen läpi tai juuttuu hameen runkoon. Mutta dielektriset ominaisuudet ovat edelleen aliarvioituja, ja seppeleen vaurioituneet elementit on vaihdettava.

Siksi tällaiset laitteet on tarkastettava säännöllisesti silmämääräisin tarkastusmenetelmin. Ja on lähes mahdotonta havaita tällaisia ​​​​vaurioita ilman optisia työkaluja.

Ilmajohtojen liittimet

Eristeiden kiinnittämiseksi ilmajohtokannattimeen, niiden kokoamiseksi seppeleiksi ja jännitteisten johtojen asentamiseksi niihin valmistetaan erityisiä kiinnikkeitä, joita yleensä kutsutaan liittimiksi.

Tehtyjen tehtävien mukaan kalusteet luokitellaan seuraaviin ryhmiin:

• liitin, joka on suunniteltu liittämään ripustuselementtejä eri tavoin;

• kiristys, jonka tarkoituksena on kiinnittää kiristyskannattimet ankkuritukien johtoihin ja seppeleihin;

• johtojen kiinnittimien, silmukoiden ja näyttöjen solmujen tukeminen, kiinnittäminen;

• suoja, joka on suunniteltu säilyttämään ilmajohtolaitteiden toiminta, kun ne ovat alttiina ilmakehän purkauksille ja mekaaniselle tärinälle;

• soikeista liittimistä ja termiittipatruunoista koostuvat liittimet;

• ottaa yhteyttä;

• kierre;

• pin-eristimien asennus;

• itsekantavien eristettyjen johtojen asennus.

Jokaisessa luetellussa ryhmässä on laaja valikoima yksityiskohtia ja se vaatii tarkempaa tutkimista. Esimerkiksi vain suojavarusteita ovat:

• suojaavat sarvet;

• renkaat ja näytöt;

• pysäyttimet;

• tärinänvaimentimet.

Suojatorvet luovat kipinäraon, ohjaavat syntyvän sähkökaaren eristyksen tapahtuessa ja suojaavat siten ilmajohtolaitteita.

Renkaat ja suojukset ohjaavat kaaren eristeen pinnalta, parantavat jännitteen jakautumista koko merkkijonon alueelle.

Ylijännitesuojat suojaavat laitteita salaman aiheuttamilta ylijännitteiltä.Niitä voidaan käyttää vinyylimuovista tai kuitu-bakeliittiputkista elektrodeilla valmistettujen putkirakenteiden pohjalta tai venttiilielementeistä.

Tärinänvaimentimet toimivat köysiin ja vaijereihin ja estävät tärinän ja tärinän aiheuttamia väsymisrasituksia.

Ilmajohtojen maadoituslaitteet

Ilmajohtojen tukien uudelleenmaadoitustarve johtuu vaatimuksista turvalliselle toiminnalle hätätiloissa ja salamajännitteissä. Maadoituslaitteen silmukkaresistanssi ei saa ylittää 30 ohmia.

Metallituissa kaikki kiinnikkeet ja raudoitukset on liitettävä PEN-lankaan, ja teräsbetonissa yhdistetty nolla yhdistää kaikki tuet ja tukien vahvistukset.

Puusta, metallista ja teräsbetonista valmistettujen tukien tappeja ja koukkuja ei ole maadoitettu itsekantavien eristettyjen johtojen asennuksen aikana, paitsi tapauksissa, joissa on tarpeen suorittaa toistuva maadoitus ylijännitteen suojaamiseksi.

Tukiin asennetut koukut ja tapit yhdistetään maasilmukkaan hitsaamalla teräslangalla tai -tankolla, jonka halkaisija on enintään 6 mm ja jossa on pakollinen korroosionestopinnoite.

Metalliraudoitusta käytetään teräsbetonituissa maadoitukseen. Kaikki maadoitusjohtojen kosketusliitännät hitsataan tai kiristetään erityisellä pultilla.

Yli 330 kV jännitteisten ilmajohtojen tukia ei ole maadoitettu teknisten ratkaisujen toteuttamisen monimutkaisuuden vuoksi turvallisen kosketus- ja askeljännitteen suuruuden varmistamiseksi.Tässä tapauksessa suurnopeuslinjoille osoitetaan suojamaadoitustoiminnot.