Blanke draadconstructies voor bovengrondse hoogspanningslijnen

Bovengrondse lijngeleiders, evenals kabels die zijn versterkt aan de bovenkant van de hoogspanningslijnsteunen om de geleiders te beschermen tegen atmosferische golven en directe blikseminslag, werken in moeilijke omstandigheden, aangezien ze buiten zijn en worden blootgesteld aan verschillende atmosferische verschijnselen (wind, regen, ijs , temperatuurveranderingen) en chemische onzuiverheden in de buitenlucht.

Daarom moeten de draden, naast een goede elektrische geleidbaarheid, voldoende mechanische sterkte hebben en goed bestand zijn tegen de effecten van atmosferische verschijnselen en chemische onzuiverheden. Bovendien moet hun werking gepaard gaan met de laagste kosten en tegelijkertijd een ononderbroken stroomvoorziening garanderen.

De verschillende bedrijfsomstandigheden van bovengrondse hoogspanningslijnen bepalen de behoefte aan verschillende geleiderontwerpen.

De belangrijkste constructies zijn:

1) enkeldraads geleiders uit één metaal,

2) meerdraads enkele metalen geleider,

3) geslagen geleiders van twee metalen,

4) holle draden,

5) bimetalen geleiders.

Vanwege de grotere mechanische sterkte en flexibiliteit in vergelijking met enkeladerige geleiders met dezelfde doorsnede, worden gevlochten geleiders op grote schaal gebruikt.

Holle of holle geleiders worden gebruikt voor hoogspanningslijnen met een spanning van 220 kV en hoger, omdat ze vanwege hun grote diameters in vergelijking met meeraderige geleiders coronaverliezen kunnen verminderen of zelfs voorkomen.

Massieve draden zijn, zoals de naam al doet vermoeden, gemaakt van een enkele draad.

Enkele metalen draden bestaan ​​uit meerdere getwiste draden (Fig. 1). Geleiders hebben één centrale geleider waaromheen opeenvolgende lagen (rijen) geleiders worden gemaakt. Elke volgende laag heeft 6 draden meer dan de vorige. Met één draad in het midden zijn er 6 draden in de eerste draai, in de tweede - 12, in de derde - 18. Daarom wordt met één draai de draad gedraaid van 7, met twee draaiingen - van 19, en in drie wendingen - van 37 draden.

Het draaien van aangrenzende draden gebeurt in verschillende richtingen, wat zorgt voor een meer ronde vorm en het mogelijk maakt om een ​​draad te krijgen die beter bestand is tegen afwikkelen.

In speciale gevallen worden gevlochten draden van andere strengen gebruikt.

Rijst. 1. Meeraderige geleiders uit één metaal: a-7-draads, b-19-draads.

De tijdelijke weerstand van gevlochten draden is ongeveer 90% van de som van de tijdelijke weerstanden van de afzonderlijke draden. De vermindering van de tijdelijke weerstand van de geleider is over het algemeen te wijten aan de ongelijke verdeling van de kracht die langs de geleider werkt tussen de geleiders van de geleider.

Voordelen van gespannen draden

Gevlochten draden hebben een aantal belangrijke voordelen ten opzichte van enkeldraads draden:

1.Meeraderige draden zijn flexibeler dan enkeladerige draden met dezelfde doorsnede, wat hun grotere veiligheid en installatiegemak garandeert.

Onder invloed van de wind zwaaien de geleiders van bovenleidingen voortdurend en trillen ze soms, wat extra mechanische spanningen en metaalmoeheid veroorzaakt.In dit geval worden enkeldraads geleiders veel sneller vernietigd dan meeraderige geleiders.

2. Hoge maximale sterkte van het materiaal kan alleen worden bereikt voor draden met relatief kleine diameters. Enkeldraads geleiders met een doorsnede van 25, 35 mm2 en meer zouden de uiteindelijke weerstand verminderen.

Bij gevlochten geleiders kan er geen sprake zijn van een zo grote verzwakking van de draadsterkte als gevolg van fabricagefouten als bij enkeladerige geleiders.

De genoemde voordelen van meeraderige draden leidden ertoe dat alleen draden met kleine doorsneden werden gemaakt met enkeladerige draden. Bij de constructie van antennenetwerken worden in de meeste gevallen meeraderige draden gebruikt. Aluminium bovenleidinggeleiders worden altijd uitgevoerd met gevlochten geleiders. Enkeldraads geleiders van dit metaal hebben niet de nodige mechanische sterkte en garanderen niet de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening aan consumenten.

Staal-aluminium geleiders van bovengrondse hoogspanningsleidingen

De wens om de mechanische sterkte van aluminiumdraden te vergroten leidde tot de productie van aluminiumdraden met stalen kernen, het zogenaamde staal-aluminium.

Staal-aluminiumdraden verschenen in de praktijk van krachtoverbrenging vanwege de wens om een ​​draad te creëren met een hoge mechanische sterkte en voldoende elektrische geleidbaarheid.De voordelen van staal-aluminium geleiders in vergelijking met gelijkwaardige geleidende koperen geleiders zijn een aanzienlijk lager gewicht en een aanzienlijk grotere buitendiameter van de draad. Door de toename van de diameter, de spanning waarbij de corona van de geleider verschijnt, is het resultaat een vermindering van coronaverliezen.

De kern van de draad is gemaakt van één of meer getordeerde gegalvaniseerde staaldraden met een tijdelijke weerstand van ongeveer 120 kg/mm2. Aluminium geleiders die de kern met één, twee of drie lagen bedekken, vormen het stroomvoerende deel van de geleider.

Bij de elektrische berekeningen van staal-aluminiumdraden wordt geen rekening gehouden met de elektrische geleidbaarheid van het stalen deel van de draad, aangezien deze relatief klein is in vergelijking met de geleidbaarheid van het aluminium deel van de draad.

Mechanische belasting (draadspanning) wordt ervaren door staal en aluminium. In staal-aluminium geleiders met een verhouding van aluminium dwarsdoorsnede tot staaldoorsnede van ongeveer 5-6, nemen de aluminium geleiders 50-60% van de totale spanning op de geleider op, de rest is de stalen kern.

Staal-aluminiumdraden worden vooral gebruikt bij de aanleg van regionale netwerken van 35 tot 330 vierkante meter.

De weerstand van staal-aluminium geleiders tegen chemische reagentia in de lucht is dezelfde als die van aluminium en staal afzonderlijk. Het is onmogelijk om staal-aluminium geleiders in de buurt van de zee te leggen: er is een snelle vernietiging van aluminium geleiders naast de stalen kern onder invloed van elektrolytische corrosie.

Als het nodig is om een ​​lage actieve weerstand van een draad te combineren met een zeer hoge mechanische sterkte, worden staal-brons en staal-aluminium draden gebruikt.

De meest voorkomende staal-aluminium geleiders van het merk AC, met een verhouding van aluminium tot staaldoorsneden van ongeveer 5,5-6.

Aldry-draden hebben een iets lagere elektrische geleidbaarheid dan aluminium, maar bijna 2 keer hogere mechanische sterkte. Aldry is een aluminiumlegering met kleine hoeveelheden magnesium en siliciumdioxide. Het lage soortelijk gewicht van elzenhout en de hoge mechanische sterkte maken lange afstanden mogelijk.

Holle draden

Holle draadconstructies worden getoond in Fig. 2. In de eerste (Fig. 2, a) worden ronde koperdraden op de spiraalkern gelegd. Afhankelijk van de doorsnede van de draad worden 1-3 draadactiva gemaakt. Een ander type holle draad (Fig. 2.6) is gemaakt van gevormde draden verbonden met een speciaal slot.Dit type holle draad is rationeler.

Lijnen met een spanning van 220 kv en hoger, indien gemaakt met staal-aluminium geleiders, vereisen minder constructie- en bedrijfskosten dan lijnen met holle koperen geleiders.

Rijst. 2. Holle draden: a — met een schroefkern van ronde draden, b — van gevormde draden met een slot.

Bimetalen draden

De wens om de hoge geleidbaarheid van koper te combineren met de hoge mechanische sterkte van staal leidde tot de creatie van bimetalen geleiders. De staaldraad is bedekt met een laag koper, de metalen zijn verbonden door lassen. De dwarsdoorsnedeverhouding van koper en staal kan sterk variëren, wat het mogelijk maakt om draden te verkrijgen met eigenschappen die dicht bij die van koper- of staaldraden liggen.

Merken van moderne blanke draden en hun ontwerp:

• A - draad gedraaid uit aluminiumdraden,

• AKP - draad van klasse A, maar de ruimte tussen de draden van de hele draad, behalve het buitenoppervlak, is gevuld met neutraal vet met verhoogde hittebestendigheid,

• AC - draad bestaande uit een stalen kern en aluminiumdraden,

• VRAAGT - Draad van het merk AC, maar de ruimte tussen de draden van de stalen kern, inclusief het buitenoppervlak, is gevuld met neutraal vet met verhoogde hittebestendigheid,

• ASKP - draad van het merk AC, maar de ruimte tussen de draden van de hele draad, behalve het buitenoppervlak, is gevuld met neutraal vet met verhoogde hittebestendigheid,

• ASK — AC-merkgeleider, maar de stalen kern is geïsoleerd met twee stroken polyethyleentereftalaatfilm. De meerdraads stalen kern onder polyethyleentereftalaatplaten moet worden gecoat met een neutraal vet met verhoogde hittebestendigheid,

• AN-draad gedraaid van niet-warmtebehandelde geleiders van aluminiumlegering van het merk ABE,

• АЖ — draad gedraaid van warmtebehandelde geleiders van aluminiumlegering van het merk ABE.