Файл: Условные обозначения и основные термины. Виды схем электроснабжения по назначению Электроустановка.docx

20 Основные направления повышения надежности воздушных линий

Основными направлениями повышения надежности воздушных линий являются:

- разработка проводов нового поколения для ВЛ;

1. 
   изменение конструкции провода для повышения надежности,
   
2. 
   применение сплавов вместо алюминия для повышения проводимости и пропускной способности,
   
3. 
   применение сплавов вместо стального сердечника для повышения механической прочности,
   
4. 
   применение более совершенной антикоррозионной защиты.
   

Обычно провода марки АС состоят из нескольких круглых алюминиевых и стальных проволок, скрученных в жгут. Стальные проволоки называют сердечником. Служит он для повышения механической прочности. Недостаток такой конструкции провода: повышенная площадь внешней поверхности, которая контактирует с окружающей средой, что приводит к ускоренной коррозии провода. Другой недостаток - снижение механической прочности из-за трения проволок друг о друга при ветровых нагрузках

1. 
   Для повышения прочности в последние годы применяют (разрабатывают):
   

- обжатие проводов, изготовленных из круглых проволок;

- уменьшение внешнего диаметра провода путем применения вместо круглых проволок профилированных форм: в форме трапеции (обозначение TW); Z-образные (обозначение Z). Конструкции Z-проводов



2. Для повышения проводимости и снижения диаметра алюминиевой части вместо алюминия в новых марках проводов применяют алюминиево-циркониевый термостойкий сплав (в обозначении ТА, например, провода типов TACSR, ZTACSR) или отожжённый алюминий (в проводах типа AASS). Пропускная способность (допустимый ток) повышается в 1,5-1,7 раза. Кроме того, применение высокотемпературных проводов позволяет снизить провесы проводов при колебаниях температуры. Это снижает вероятность схлестывания проводов, а, следовательно, снижается вероятность двухфазных КЗ. Кроме того, применение высокотемпературных проводов позволяет уменьшить высоту опор при сохранении требуемого габарита линии.

3. В проводах без стального сердечника для увеличения механической прочности на разрыв вместо алюминия применяют алюминий-магниевые сплавы). Прочность на разрыв выше в 1,5 раза, чем у проводов марки А (или ААС) из алюминия

---

4. Для защиты стального сердечника от коррозии применяют лакирование алюминием (AW) или защита сердечника высокотемпературной смазкой (в обозначении провода буква R).

5. Использование вместо стали высокопрочного железоникелевого сплава INVAR (в обозначении провода буква I) или использование композитных материалов (обозначение С – Composite, в проводах типов АССС или ACСR).

- разработка новых конструкций ВЛ в целом.

К новым конструкциям ВЛ относятся ВЛ с самонесущими изолированными проводам (СИП) и компактные ВЛ.

Компактные ВЛ

Следующее направление развития ВЛ – это применение компактных ВЛ. Термин «компактные ВЛ» - означает ВЛ с уменьшенными расстояниям между фазами. Уменьшение расстояний между фазами достигается за счет использования изолирующих распорок между фазами в промежутках между опорами, чтобы исключить схлестывание проводов во время ветра.

При уменьшенном расстоянии между фазами существенно уменьшается индуктивное сопротивление. Это позволяет снизить потери напряжения в линиях электропередач и как следствие повысит напряжения на шинах подстанций промышленных предприятий как в нормальных режимах, так и при пусках крупных электродвигателей.

Самонесущие изолированные провода (СИП)

В последние годы на ВЛ напряжением 0,4; 6, 10 и 35 кВ все шире начинают применяться самонесущие изолированные провода (СИП). Это самонесущий провод без стального сердечника с покровом из светостабилизированного сшитого полиэтилена (СПЭ). Жила провода типа СИП выполнена из алюминиевого сплава высокой прочности и не требует стального сердечника. Механическая нагрузка может восприниматься или несущей жилой, или всеми проводниками жгута.

ВЛ на напряжение 0,4кВ с СИП (СИП-1, СИП-2, СИП-4) называют ВЛИ.

ВЛ с СИП-3 на ВЛ 6,10 кВ называют ВЛЗ (ВЛ с защищенными проводами).

Преимущества СИП состоят в том, что при его использовании:

- отсутствует характерный для неизолированных линий риск схлестывания проводов; Применение проводов типа СИП практически исключает междуфазные КЗ на линии.

- уменьшается ширина просеки; в городе требуется меньшая полоса отчуждения земли;

- применение СИП снижает эксплуатационные расходы до 80%;

- затрудняется возможность незаконных подключений для кражи электроэнергии.

Конструкция провода

Для сетей сети 0,4 кВ. СИП состоит из 1-5 изолированных проводов, навитых вокруг несущего проводника из алюминиевого сплава (рисунок 3.15). Несущий проводник используется в качестве

---

нейтрального провода. Несущий проводник может быть, как голым, так и изолированным.

Кроме того, есть разновидность СИП без несущего провода, у которого все четыре провода изолированы.



21 Опоры воздушных линий

Виды опор по материалу.

В воздушных линиях промышленных предприятий применяют деревянные, железобетонные и стальные опоры. Из-за большей коррозийной стойкости, меньших эксплуатационных расходов и меньшего расхода металла преимущественное применение нашли железобетонные опоры.

В лесистых районах может оказаться рациональным применение деревянных опор, а в труднодоступных местностях, когда большое значение имеет уменьшение транспортной массы, - опор из алюминиевых сплавов. Из двух основных разновидностей опор – одностоечных и портальных – на территории промышленных предприятий для уменьшения ширины коридора для линий применяют в основном одностоечные.

Виды опор по назначению.

Для ВЛ следует применять следующие типы опор:

1) промежуточные, устанавливаемые на прямых участках трассы ВЛ. Эти опоры в нормальных режимах работы не должны воспринимать усилий, направленных вдоль ВЛ;

2) анкерные, устанавливаемые для ограничения анкерного пролета, а также в местах изменения числа, марок и сечений проводов ВЛ. Эти опоры должны воспринимать в нормальных режимах работы усилия от разности тяжения проводов, направленные вдоль ВЛ;

3) угловые, устанавливаемые в местах изменения направления трассы ВЛ. Эти опоры при нормальных режимах работы должны воспринимать результирующую нагрузку от тяжения проводов смежных пролетов. Угловые опоры могут быть промежуточными и анкерного типа;

4) концевые, устанавливаемые в начале и конце ВЛ, а также в местах, ограничивающих кабельные вставки. Они являются опорами анкерного типа и должны воспринимать в нормальных режимах работы ВЛ одностороннее тяжение всех проводов.

По своему назначению опоры воздушных линий делят:

- на промежуточные

---

, на которые в нормальном режиме работы не действуют передаваемые проводами усилия вдоль линии,

- и опоры, рассчитанные на продольные усилия от тяжения проводов вдоль линии (в том числе одностороннего тяжения проводов во время монтажа или в случае аварийного обрыва проводов).

К таким опорам относят анкерные, концевые и (в случае существенного изменения направления линии) угловые опоры линий. Анкерные пролеты (расстояния между соседними анкерными опорами) нормируют.

Расположение проводов на опоре

• 
  Горизонтальное.
  
• 
  Треугольником.
  
• 
  Трапецией, бочкой (на двухцепных линиях).
  

Рисунок 3.16 – Расположение проводов на опоре

22 Изоляторы ВЛ.

Для изоляции проводов от опор применяют штыревые и подвесные изоляторы. Такие изоляторы называют линейными. Внутри электростанций и трансформаторных подстанций применяют опорные и проходные изоляторы. Их называют станционными, Опорные используют для крепления токопроводящих шин к заземленным конструкциям,

Для того чтобы провести кабель или шину через стену используются проходные изоляторы.

Подвесной изолятор – изолятор, предназначенный для подвижного крепления токоведущих элементов к опорам. Гирлянда изоляторов – устройство, состоящее из нескольких подвесных изоляторов и линейной арматуры, подвижно соединенных между собой.

состоят из фарфоровой или стеклянной изолирующей части и металлических деталей – шапок и стержней, соединяемых с изолирующей частью посредством цементной связки.

Подвесные изоляторы воспринимают только растягивающие усилия и подразделятся на гирляндные и стержневые

Штыревой изолятор – изолятор, состоящий из изоляционной детали, закрепляемой на штыре или крюке опоры.



Рисунок 3.17 - Штыревые изоляторы: а) фарфоровый; б) стеклянный; в) в разрезе

Расположение штыревых изоляторов на опоре показано на рисунке 3.18.



Рисунок 3.18 – Примеры расположения штыревых изоляторов на штырях (а, в, д) и крюках (б, г) на ВЛ напряжением 0,4 кВ (а. б) и 6,10 кВ (в, г, д)

---

Подвесные изоляторы собираются в гирлянды (рисунок 3.21),



Рисунок 3.21 – Гирлянда изоляторов



Рисунок 3.22 – Гирлянды подвесных изоляторов: а) поддерживающие; б) натяжные



Рисунок 3.23- Подвесные стержневые изоляторы

Для воздушных линий напряжением 35 кВ с проводами средних и больших сечений, а также для линий более высокого напряжения применяют только подвесные изоляторы

Для разных условий по загрязненности окружающей среды применяются тарельчатые изоляторы разных типов, отличающихся друг от друга основными характеристиками: длиной пути тока утечки и испытательным напряжением

Виды изоляторов по материалу.

Фарфоровые изоляторы. Исторически - это первый тип изоляторов, который начал применяться на ВЛ более 100 лет назад.

Имеют все необходимые характеристики диэлектрика: абсолютная прочность на изгиб, не горючесть, водонепроницаемость, «равнодушие» к ультрафиолету, имеют преимущество по цене.

Фарфоровые тарельчатые изоляторы очень хрупкие, часто лопаются. Еще одним недостатком является сложность определения их пробоя и отыскания микротрещин.+

Стеклянные изоляторы.

Изоляторы из стекла стоят дороже аналогичных изделий из фарфора, но имеют перед ними ряд преимуществ. В настоящее время они получили самое широкое распространение. Основное их достоинство – простота диагностики повреждений, так как при пробое они саморазрушаются.

К недостаткам стеклянных изоляторов относится хрупкость и низкая ударная прочность, что приводит к высокой повреждаемости изоляторов на этапе их перевозки, хранения, монтажа, а также снижает стойкость к вандализму.

Полимерные изоляторы - это новый тип изоляции ВЛ (рисунок 3.25). У них есть ряд существенных преимуществ. Во-первых, изоляторы из полимерных материалов значительно легче стеклянных и фарфоровых, что снижает затраты на их транспортировку. Во-вторых, в отличие от тарельчатых фарфоровых и стеклянных изоляторов, стержневые полимерные изоляторы не нужно собирать в гирлянды, что снижает затраты на их монтаж. В-третьих, производство данного типа изоляторов менее энергоемкое, чем стеклянных и фарфоровых, что делает их более дешевыми. В-четвертых, повреждаемость полимерных изоляторов ниже, чем тарельчатых фарфоровых и стеклянных.

---