A 20. század elején, a szerb eredetű kiemelkedő feltaláló, Nikola Tesla egy vezeték nélküli opciót dolgozott fel az energiaátvitel érdekében, ám még egy évszázad után az ilyen fejlesztések nem kaptak nagyszabású ipari alkalmazásokat. A fogyasztó számára az energia továbbításának fő módja továbbra is a kábel- és légvezetékek.
Tápvezetékek: cél és típusok
Az elektromos vezeték talán a legalapvetőbb alkotóeleme az elektromos hálózatoknak, amely része az energiaellátó berendezések és készülékek rendszerének, amelynek fő célja az elektromos energia átadása az azt előállító üzemekből (erőművek), átalakítás és elosztás (energia alállomások) a fogyasztók számára. Általános esetben ez az összes olyan elektromos vezeték neve, amely kívül esik a felsorolt elektromos berendezéseken.
Történelmi megjegyzés: Az első tápvezetéket (DC, 2 kV) Németországban építették ki, a francia tudós F. Depreux 1882-es projektje alapján. Körülbelül 57 km hosszú volt, és összekapcsolta München és Miesbach városát.
A beszerelés és az elrendezés módszerével a kábeleket és a felsővezetékeket elválasztják. Az utóbbi években, különösen a nagyvárosok energiaellátására, gázszigetelt vezetékeket építettek. Ezeket nagy kapacitások átvitelére használják nagyon sűrű fejlődés esetén, hogy megmentsék az energiavezetékek által elfoglalt területet, és biztosítsák a környezetvédelmi előírásokat és követelményeket.
A kábelvezetékek akkor alkalmazhatók, amikor a levegő elrendezése műszaki vagy esztétikai paraméterek miatt nehéz vagy lehetetlen. Az összehasonlítható olcsóság, a jobb karbantarthatóság (átlagosan 12-szer rövidebb a baleset vagy meghibásodás kiküszöböléséhez szükséges idő) és a nagy teljesítményű felsővezetékek számára a legnagyobb igény.
Definíció. Általános besorolás
Elektromos légvezeték (VLEP) - a szabadban elhelyezkedő és az elektromos áram továbbítására tervezett eszközkészlet. A felsővezetékek szerkezete vezetékeket tartalmaz, szigetelővel halad át, tartókat. Mivel ez utóbbi bizonyos esetekben hidak, felüljárók, épületek és egyéb szerkezetek szerkezeti elemeit lehet használni. A felsővezetékek és hálózatok építésében és üzemeltetésében különféle kiegészítő szerelvényeket (villámvédelem, földelő készülékek), kiegészítő és kapcsolódó eszközöket (nagyfrekvenciás és száloptikai kommunikáció, közbenső teljesítményfelvétel) és alkatrészeket jelölő alkatrészeket is használnak.
A továbbított energia jellege szerint a felsővezetékeket váltakozó áramú és egyenáramú hálózatokra osztják. Ez utóbbi bizonyos technikai nehézségek és hatástalanságok miatt nem széles körben elterjedt, és csak speciális fogyasztók energiaellátására szolgál: egyenáramú meghajtók, elektrolízis üzletek, városi kontakthálózatok (elektromos járművek).
A névleges feszültség szerint a légvezetékeket általában két nagy osztályra osztják:
- Alacsony feszültség, legfeljebb 1 kV feszültség. Az állami szabványok négy névleges értéket határoznak meg: 40, 220, 380 és 660 V.
- Nagyfeszültség, 1 kV felett. Tizenkét névleges értéket határozunk meg itt: közepes feszültség - 3 - 35 kV, magas - 110 - 220 kV, rendkívül magas - 330, 500 és 700 kV, és rendkívül magas - 1 MV fölött.
Megjegyzés: Az összes megadott ábra megfelel egy háromfázisú hálózat fázisközi (lineáris) feszültségének (a hat- és a 12-fázisú rendszereknek nincs komoly ipari eloszlásuk).
GOELRO-tól UES-ig
A következő osztályozás a felsővezetékek infrastruktúráját és funkcionalitását írja le.
A hálózat területének lefedettsége szerint fel vannak osztva:
- rendkívül hosszú (500 kV-nál nagyobb feszültség), amelyet regionális energiarendszerek csatlakoztatására terveztek;
- törzs (220, 330 kV), kialakításuk érdekében (erőművek csatlakoztatása elosztó berendezésekkel);
- elosztás (35 - 150 kV), amelynek fő célja a nagyfogyasztók villamosenergia-ellátása (ipari létesítmények, mezőgazdasági komplexum és nagy települések);
- ellátás vagy ellátás (20 kV alatti), energiaellátást biztosítva más (városi, ipari és mezőgazdasági) fogyasztók számára.
A felsővezetékek fontos szerepet játszanak az ország egységes energiarendszerének kialakításában, amelynek alapját a fiatal Szovjet Köztársaság GOELRO (Oroszország állami elektrifikációja) tervének mintegy száz évvel ezelőtti megvalósítása során fektették le, hogy biztosítsák az energiaellátás magas szintű megbízhatóságát, hibatűrését.
A topológiai felépítés és konfiguráció szerint a nagyfeszültségű vezetékek nyitva lehetnek (radiális), zártak, tartalék (két vagy több forrást tartalmaz) energiával.
Az egy út mentén haladó párhuzamos áramkörök száma szerint a vonalakat egy-, két- és többáramú áramokra osztják (az áramkör háromfázisú hálózat teljes vezetékkészletét jelenti). Ha az áramkörök névleges feszültség-értékei eltérőek, akkor egy ilyen nagyfeszültségű vezetéket kombináltnak hívnak. A láncokat mind egy tartóra, mind a különbözőre lehet felszerelni. Természetesen az első esetben a támasz tömege, méretei és összetettsége növekszik, de a vonal védőövezete csökken, amely sűrűn lakott területeken néha döntő szerepet játszik a projekt előkészítésében.
Ezenkívül a légvezetékeket és a hálózatokat elkülönítik a semleges (izolált, szilárd földdel stb.) Teljesítmény és az üzemmód (alaphelyzet, vészhelyzet, telepítés) alapján.
Biztonsági zóna
A nagyfeszültségű vezetékek biztonságának, normál mûködésének, egyszerû karbantartásának és javításának biztosítása, valamint a sérülések és halálesetek elkerülése érdekében az útvonalakon speciális üzemmódú zónákat vezetnek be. Így a felsővezetékek biztonsági zónája egy földterület és a felette levő légtér, amely a külső vezetékektől bizonyos távolságban lévő függőleges síkok között van bezárva. A biztonsági zónákban tilos volt emelőberendezések, épületek és építmények építése. A felsővezetékhez való minimális távolságot a névleges feszültség határozza meg.
| Tervezési feszültség, kV | Távolság, m |
| legfeljebb 1 | 2 |
| 1-től 20-ig | 10 (szigetelt vezetékekhez - 5) |
| 35 | 15 |
| 110 | 20 |
| 150; 220 | 25 |
| 330; 500; ± 400 (DCV) | 30 |
| 750 (ACV és DCV) | 40 |
| 1150 | 55 |
A nem navigálható víztestek átlépésekor a villamosenergia-átviteli vezetékek védőövezete hasonló távolságoknak felel meg, és a hajózható vizek esetében a mérete 100 méterre növekszik. Ezenkívül az iránymutatások meghatározzák a huzalok legkisebb eltávolítását a föld, az ipari és lakóépületek, a fák felületéről. Tilos nagyfeszültségű útvonalakat vezetni az épületek tetejére (kivéve a termelést, kivételes esetekben), a gyermekintézmények, stadionok, kulturális és szórakoztató, valamint kereskedelmi területek területére.
Erőátviteli oszlopok
Tartók - fa, vasbeton, fém vagy kompozit anyagból készült szerkezetek, amelyek biztosítják a vezetékek és a villámvédelmi kábelek szükséges távolságát a föld felszínétől. A legtöbb költségvetési lehetőséget - a faállványokat, amelyeket a múlt században nagyon széles körben használtak a nagyfeszültségű vezetékek építésénél - fokozatosan leszerelik, és újakat szinte nem telepítenek. A felsővezetékek tartóinak fő elemei a következők:
- alapozások
- állvány,
- rugóstagok,
- striák.
A formatervezési mintákat horgonyos és köztes részre osztják. Az első a vonal elején és végén áll, amikor az útvonal irányát megváltoztatja. A horgonytartók speciális osztálya átmeneti, a nagyfeszültségű vezetékek víz artériák, felüljárók és hasonló tárgyak kereszteződésein használják. Ezek a legtömegebbek és a legnagyobb terhelésű szerkezetek. Bonyolult esetekben magasságuk elérheti a 300 métert!
A közbenső tartók szerkezetének szilárdsága és méretei, amelyeket csak a vágányok egyenes szakaszaira használnak, nem annyira lenyűgözők. A felhasználástól függően transzpozíciós (a fázisvezetékek helyzetének megváltoztatására szolgál), keresztirányú, elágazó, leengedett és megemelt részekre osztják őket. 1976 óta az összes tartót szigorúan egységesítették, de manapság folyamatban van a tipikus termékek tömeges felhasználásától való távolodás. Minden egyes sávot megpróbálnak a lehető legjobban hozzáigazítani a dombormű, a táj és az éghajlati viszonyokhoz.
Vezetékek a felsővezetékekhez
A VLEP huzalok fő követelménye a nagy mechanikai szilárdság. Két osztályba sorolhatók - nem szigetelt és izolált. Előállíthatók többvezetékes és egyvezetékes vezetők formájában. Ez utóbbiak, amelyek egy réz vagy acél magból állnak, csak alacsony feszültségű útvonalak építésére szolgálnak.
A felsővezetékek sodrott vezetékei acélból, alumínium ötvözetekből vagy tiszta fémből vagy rézből készülhetnek (ez utóbbit a magas költségek miatt hosszú utakon gyakorlatilag nem használják). A leggyakoribb vezetők alumíniumból (az "A" betű szerepel a jelölésben) vagy acél-alumínium ötvözetekből (AC vagy ACS (megerősített)). Szerkezetükben csavart acélhuzalok, amelyekre az alumíniumvezetők vannak feltekerve. Acél, korrózióvédelemhez, horganyzott.
A szekciót a megengedett feszültségcsökkenés átviteli teljesítményének, a mechanikai jellemzőknek megfelelően kell megválasztani. Az Oroszországban gyártott huzalok standard keresztmetszete 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 és 240. A felsővezetékek építéséhez használt huzalok minimális keresztmetszetének ötlete az alábbi táblázatban található.
| Alapvető anyag | 1 kV, mm feletti vonalak2 | Vonalak 1 kV, mm-ig2 | Bemenetekre való elágazások (hosszúság 10 m / 10 m felett), mm2 |
| réz | 25 | 2,5 | |
| acél | 25 | 25 | 4/4 |
| alumínium | 356 | 16 | 6 / 10 |
Az elágazásokat gyakrabban végzik szigetelt vezetékekkel (APR, AVT márkák). A termékek időjárásálló szigetelő bevonattal és acélcsapágy-kábellel vannak ellátva. A peremek vezetékcsatlakozásai olyan helyekre vannak felszerelve, amelyek nem vannak kitéve a mechanikai igénybevételnek. Ezek össze vannak préselve (megfelelő eszközök és anyagok felhasználásával) vagy hegesztéssel (termeszekkel vagy speciális berendezéssel).
Az utóbbi években az önhordó szigetelt vezetékeket egyre inkább használják a légvezetékek építéséhez. Az alacsony feszültségű nagyfeszültségű vezetékekhez az ipar SIP-1, -2 és -4, 10-35 kV vezetékekhez pedig SIP-3 gyárt.
A 330 kV feletti feszültségű útvonalakon a koronás kisülések megakadályozására osztott fázist alkalmaznak - egy nagy keresztmetszetű huzal helyébe több kisebb, egymáshoz kötött vezeték kerül. A névleges feszültség növekedésével számuk 2-ről 8-ra növekszik.
Lineáris megerősítés
A VLEP szerelvények tartalmaznak mozgatóeszközöket, szigetelőket, bilincseket és felfüggesztéseket, burkolatot és merevítőket, rögzítőket (konzolok, bilincsek, hardver).
A keresztirányú fõ feladata a huzalok rögzítése oly módon, hogy az ellenkező fázisok között biztosítsák a szükséges távolságot. A termékek sarkokból, szalagokból, csapokból stb. Készült speciális fémszerkezetek, festett vagy galvanizált felülettel. Körülbelül két tucat méretű és típusú átjáró létezik, amelyek súlya 10-50 kg (TM-1 ... TM22).
A szigetelőket a huzalok megbízható és biztonságos rögzítésére használják.A gyártás anyagától (porcelán, edzett üveg, polimerek), a funkcionális rendeltetéstől (tartó, átvezető, bevezető) és a kereszteződéshez való rögzítés módjától (csap, rúd és felfüggesztés) szerint csoportokba vannak osztva. A szigetelőket egy bizonyos feszültség alatt állítják elő, amelyet fel kell tüntetni az alfanumerikus jelölésen. A légvezetékek telepítésekor az ilyen típusú szerelvényekre vonatkozó fő követelmények a mechanikai és elektromos szilárdság, a hőállóság.
A vonal rezgésének csökkentése és a huzalvezetékek törésének megakadályozása érdekében speciális csillapító eszközöket vagy csillapító hurkokat használnak.
Műszaki előírások és védelem
A légvezetékek tervezése és telepítése során a következő fontos jellemzőket veszik figyelembe:
- A közbenső hézag hossza (a szomszédos állványok tengelyei közötti távolság).
- A fázisvezetők és a legalacsonyabb vezetékek közötti távolság a talaj felszínétől (vonalméret) van.
- A szigetelők húrjának hossza a névleges feszültség szerint.
- A tartók teljes magassága.
A táblázatból megismerheti a 10 kV-os vagy annál magasabb felsővezetékek fő paramétereit.
| 10 kV | 35 kV | 110 kV | 220 kV | 330 kV | 500 kV | 750 kV | |
| Span, m | 150-ig | 150- 200 | 170-250 | 250-350 | 300-400 | 350-450 | 350-540 |
| Interfázis távolság, m | 1,0 | 3,0 | 4,0 | 6,6 | 9 | 12 | 17,5 |
| Vonalméret, m | 6 | 6,5 | 7 | 7,5 | 7,6-8 | 15,5 | 23 |
| Füzér hossza, m | - | 0,7-1,1 | 1,4-1,7 | 2,3-2,7 | 3,1-3,6 | 4,6-5,1 | 6,8-7,9 |
| Támasztási magasság, m | 13-14 | 10-21 | 13-31 | 22-41 | 25-43 | 27-32 | 38-41 |
A légvezetékek károsodásának és a vészhelyzetben történő vészkikapcsolások elkerülésének érdekében a fázisvezetékek fölött acél- vagy acél-alumínium kábel villámrúdot vezetnek át, amelynek keresztmetszete 50-70 mm.2földelt oszlopok. Gyakran üreges, és ezt a helyet használják a magas frekvenciájú kommunikációs csatornák szervezésére.
A villámcsapások által okozott túlfeszültség elleni védelmet a szelepfogók biztosítják. Ha a vezetékeken indukált villámimpulzus van, akkor a szikrarés megszakad, amelynek eredményeként a kisülés a talajpotenciállal rendelkező támaszra áramlik anélkül, hogy a szigetelést károsítaná. A tartó ellenállása speciális földelő eszközökkel csökken.
Előkészítés és telepítés
A nagyfeszültségű távvezeték építésének technológiai folyamata előkészítési, építési, szerelési és indítási munkákból áll. Az első tartalmazza berendezések és anyagok, vasbeton és fémszerkezetek vásárlását, a projekt tanulmányozását, az útvonal és a piket előkészítését, a PER (az elektromos munka előállítási terv) kidolgozását.
Az építési munkák magukban foglalják a gödrök ásását, a tartók felszerelését és összeszerelését, a megerősítési és földelési készletek elosztását az út mentén. A légvezetékek közvetlen telepítése a vezetékek és kábelek hengerelésével, a csatlakozások létrehozásával kezdődik. Ezután azokat fel kell emelni a támaszokra, meg kell nyújtani, meg kell látni a karok nyilait (a huzal és a rögzítési pontokat a támaszokhoz összekötő egyenes közötti legnagyobb távolság). Összegezve: a szigetelők vezetékeit és kábeleit össze vannak kötve.
Az általános biztonsági intézkedések mellett a légvezetékeken végzett munka a következő szabályok betartását is jelenti:
- Minden munka leáll, ha zivatar közeledik.
- A személyzet védelmének biztosítása a vezetékekben indukált elektromos potenciál (rövidzárlat és földelés) ellen.
- Éjszakai munka tilalma (kivéve a kereszteződések létesítését felüljárókkal, vasutakkal), jég, köd, 15 m / s-ot meghaladó szélsebességgel.
Üzembe helyezés előtt ellenőrizze a lehajlás és a vonal méretét, mérje meg a csatlakozók feszültségcsökkenését, a földelő készülékek ellenállását.
Szerviz és javítás
A munkaszabályok szerint minden félévente 1 kV feletti felsővezetéket karbantartó, műszaki és műszaki személyzet ellenőrizhet - évente egyszer, a következő működési zavarok esetén:
- idegen tárgyak dobása vezetékekre;
- az egyes fázisvezetékek törése vagy kiégése, a sík nyilainak beállításának megsértése (a tervezést nem haladhatja meg több mint 5% -kal);
- a szigetelők, húrok, levezetők károsodása vagy átfedése;
- tartók megsemmisítése;
- jogsértések a biztonsági zónában (idegen tárgyak tárolása, túlméretes felszerelések megtalálása, a tisztás szélességének szűkítése a fák és cserjék növekedése miatt).
Az útvonal rendkívüli ellenőrzéseit a jégképződés során, a folyók kiömlésekor, a természetes és ember okozta tűzvész közben, valamint az automatikus leállást követően végezzük. A támaszok emelkedésével végzett ellenőrzéseket szükség szerint elvégzik (6 évben legalább 1 alkalommal).
A huzalvezetékek egy részének integritásának megsértése esetén (a teljes keresztmetszet legfeljebb 17% -a) a sérült területet javító hüvely vagy kötszer segítségével javítják. Nagy károk esetén a huzalt megvágják és egy speciális szorítóval újracsatlakoztatják.
A légutak jelenlegi javítása során a rozsdamentes támaszokat és rugókat kiegyenesítik, megvizsgálják az összes menetes csatlakozás tömítettségét, helyreállítják a fémszerkezetek védőfestékrétegét, a számozást, a jeleket és a plakátokat. Mérje meg a földelő készülékek ellenállását.
A felsővezetékek átalakítása a folyamatban lévő javítások elvégzését jelenti. Ezenkívül a huzalok teljes vontatását elvégzik a csatlakozók átmeneti ellenállásának mérésével és a javítás utáni teszt események elvégzésével.
