Het apparaat van bovengrondse hoogspanningslijnen met verschillende voltages

Het transport van elektrische energie over middellange en lange afstanden wordt meestal uitgevoerd via hoogspanningskabels in de open lucht. Hun ontwerp moet altijd aan twee hoofdvereisten voldoen:

1. Hoge betrouwbaarheid van de krachtoverbrenging;

2. Zorgen voor veiligheid voor mens, dier en materieel.

Tijdens bedrijf onder invloed van verschillende natuurlijke fenomenen die samenhangen met orkaanwindstoten, ijs, vorst, worden hoogspanningsleidingen periodiek onderworpen aan verhoogde mechanische belasting.

Voor een alomvattende oplossing voor de problemen van veilig transport van elektrische energie, moeten energietechnici de stroomdraden tot grote hoogte brengen, ze in de ruimte verdelen, ze isoleren van bouwelementen en ze installeren met stroomdraden met grotere doorsneden op hoge steunen voor kracht.

Algemene opstelling en lay-out van bovengrondse hoogspanningsleidingen

Schematisch kan elke hoogspanningslijn worden weergegeven:

• steunen geïnstalleerd in de grond;

• draden waardoor stroom vloeit;

• lineaire fittingen gemonteerd op steunen;

• isolatoren die aan het anker zijn bevestigd en de oriëntatie van de draden in de lucht behouden.

Naast de elementen van bovenleidingen, is het noodzakelijk om het volgende op te nemen:

• funderingen voor steunen;

• bliksem beschermingssysteem;

• aarding apparaten.

De steunen zijn:

1. verankering ontworpen om de krachten van de gespannen draden te weerstaan ​​en uitgerust met spaninrichtingen op de fittingen;

2. tussenstuk, gebruikt om de draden vast te zetten door de steunklemmen.

De afstand op de grond tussen twee ankersteunen wordt de ankersectie of overspanning genoemd, en voor tussenliggende steunen tussen elkaar of met een anker - tussenliggend.

Wanneer een bovengrondse hoogspanningslijn door waterkeringen, kunstwerken of andere kritieke objecten gaat, worden aan de uiteinden van een dergelijke sectie steunen met draadspanners geïnstalleerd en de afstand daartussen wordt een tussenliggende ankersectie genoemd.

De draden tussen de steunen worden nooit als een touwtje getrokken - in een rechte lijn. Ze hangen altijd een beetje door in de lucht, rekening houdend met de weersomstandigheden. Maar tegelijkertijd moet rekening worden gehouden met de veiligheid van hun afstand tot grondobjecten:

• spooroppervlakken;

• rijdraden;

• snelwegen vervoeren;

• draden van communicatielijnen of andere bovengrondse lijnen;

• industriële en andere voorzieningen.

Het ophangen van de draad vanuit de gespannen toestand wordt genoemd hangende pijl… Het wordt op verschillende manieren geschat tussen ondersteuningen, omdat hun toppen zich op hetzelfde niveau of met verhogingen kunnen bevinden.

De doorbuiging ten opzichte van het hoogste steunpunt is altijd groter dan die van het onderste.

De afmetingen, lengte en constructie van elk type bovengrondse transmissielijn zijn afhankelijk van het type stroom (wisselstroom of direct) van de elektrische energie die er doorheen wordt getransporteerd en de grootte van de spanning, die minder dan 0,4 kV kan zijn of 1150 kV kan bereiken.

Draadopstelling van bovenleidingen

Aangezien elektrische stroom alleen in een gesloten lus stroomt, worden consumenten gevoed door ten minste twee draden. Volgens dit principe worden eenvoudige bovenleidingen gecreëerd met enkelfasige wisselstroom met een spanning van 220 V. Complexere elektrische circuits brengen energie over in een drie- of vierdraads circuit met een star geïsoleerde of geaarde nul.

De diameter en het metaal voor de draad worden geselecteerd voor de ontwerpbelasting van elke lijn. De meest voorkomende materialen zijn aluminium en staal. Ze kunnen worden gemaakt als een enkele monolithische geleider voor laagspanningscircuits of geweven uit meeraderige structuren voor hoogspanningstransmissielijnen.

De interne ruimte tussen de draden kan worden gevuld met neutraal vet, wat de hittebestendigheid verhoogt of niet.

Meeraderige constructies gemaakt van aluminium geleiders die een goede stroom geleiden, worden gemaakt met stalen kernen die zijn ontworpen om mechanische spanning op te vangen en breuk te voorkomen.

GOST biedt een classificatie van open geleiders voor bovengrondse hoogspanningslijnen en bepaalt hun markering: M, A, AC, PSO, PS, ACKC, ASKP, ACS, ACO, ACS. In dit geval worden enkeldraads draden aangegeven door de grootte van de diameter. De afkorting PSO-5 luidt bijvoorbeeld "staaldraad gemaakt met een enkele kern met een diameter van 5 mm.» Meeraderige draden voor hoogspanningskabels gebruiken een andere markering, inclusief een tweecijferige aanduiding geschreven als een breuk:

• de eerste is de totale dwarsdoorsnede van de aluminiumdraden in vierkante mm;

• de tweede is de dwarsdoorsnede van het stalen inzetstuk (mm²).

Naast open metalen geleiders worden geleiders steeds vaker gebruikt in moderne bovenleidingen:

• zelfdragende isolatie;

• beschermd door een geëxtrudeerd polymeer dat het optreden van kortsluiting voorkomt wanneer de fasen door de wind worden geveegd of wanneer vreemde voorwerpen van de grond worden geslingerd.

VL v zelfdragende zelfdragende geïsoleerde geleiders vervangen geleidelijk oude niet-geïsoleerde constructies. Ze worden steeds vaker gebruikt in interne netwerken gemaakt van koperen of aluminium kernen bedekt met rubber met een beschermende laag van diëlektrische vezelmaterialen of PVC-verbindingen zonder extra externe bescherming.

Om het optreden van corona-ontlading met een lange lengte uit te sluiten, worden draden met VL-330 kV en hogere spanning verdeeld in extra stromen.

Op de VL-330 zijn twee geleiders horizontaal geïnstalleerd, op de 500 kV-lijn nemen ze toe tot drie en worden ze op de hoekpunten van een gelijkzijdige driehoek geplaatst. Voor luchtlijnen van 750 en 1150 kV wordt een scheiding van respectievelijk 4, 5 of 8 stromen gebruikt, gelegen op de hoeken van hun eigen gelijkzijdige veelhoeken.

De vorming van "corona" leidt niet alleen tot energieverliezen, maar vervormt ook de vorm van de sinusvormige trilling. Daarom bestrijden ze het met behulp van constructieve methoden.

Ondersteunend apparaat

Steunen worden meestal gemaakt om de draden van een elektrisch circuit vast te zetten.Maar op parallelle secties van twee lijnen kan één gemeenschappelijke steun worden gebruikt, die bedoeld is voor hun gezamenlijke installatie. Dergelijke constructies worden dubbel circuit genoemd.

Het materiaal voor de productie van steunen kan zijn:

1. geprofileerde hoeken van verschillende merken staal;

2. bouwhoutblokken geïmpregneerd met rottingwerende middelen;

3. constructies van gewapend beton met gewapende staven.

Ondersteunende constructies van hout zijn het goedkoopst, maar zelfs met goede impregnering en goed onderhoud gaan ze niet langer dan 50 ÷ 60 jaar mee.

Volgens het technische project verschillen de ondersteuningen van bovenleidingen boven 1 kV van laagspanningslijnen in hun complexiteit en de hoogte van de bevestiging van de draden.

Ze zijn gemaakt in de vorm van langwerpige prisma's of kegels met een brede basis aan de onderkant.

Elke draagstructuur wordt berekend op mechanische sterkte en stabiliteit, er is voldoende structurele reserve voor de bestaande belastingen. Maar er moet rekening mee worden gehouden dat tijdens het gebruik schendingen van de verschillende elementen mogelijk zijn als gevolg van corrosie, impact, niet-naleving van de installatietechnologie.

Dit leidt tot een verzwakking van de stijfheid van een enkele structuur, vervormingen en soms vallen van de steunen.Vaak doen dergelijke gevallen zich voor op het moment dat mensen aan de steunen werken, draden ontmantelen of trekken, waardoor variabele axiale krachten ontstaan.

Om deze reden wordt de acceptatie van een team van installateurs om op een hoogte van de draagstructuur te werken uitgevoerd na controle van hun technische staat met een beoordeling van de kwaliteit van het ingegraven deel in de grond.

Isolatie apparaat

Op bovengrondse hoogspanningslijnen, producten gemaakt van materialen met hoge diëlektrische eigenschappen met weerstand ÷ Ohm. M. Ze worden isolatoren genoemd en zijn gemaakt van:

• porselein (keramiek);

• glas;

• polymere materialen.

Het ontwerp en de afmetingen van de isolatoren zijn afhankelijk van:

• op de grootte van de dynamische en statische belastingen die erop worden uitgeoefend;

• de waarden van de effectieve spanning van de elektrische installatie;

• bedrijfsomstandigheden.

De complexe vorm van het oppervlak, werkend onder invloed van verschillende atmosferische verschijnselen, creëert een groter pad voor de stroom van een mogelijke elektrische ontlading.

Isolatoren die op bovenleidingen zijn geïnstalleerd voor het bevestigen van draden, zijn onderverdeeld in twee groepen:

1. speld;

2. geschorst.

Keramische modellen

Porseleinen of keramische pinnen met enkele isolatoren hebben meer toepassing gevonden op bovengrondse lijnen tot 1 kV, hoewel ze werken op lijnen tot en met 35 kV. Maar ze worden gebruikt onder de voorwaarde van bevestigingsdraden met een kleine doorsnede, waardoor kleine trekkrachten ontstaan.

Slingers van hangende porseleinen isolatoren zijn geïnstalleerd op 35 kV-lijnen.

De Single Porcelain Suspension Insulator Kit bevat een diëlektrisch lichaam en kap gemaakt van smeedbaar ijzer. Beide delen worden bij elkaar gehouden door een speciale stalen staaf. Het totale aantal van dergelijke elementen in de slinger wordt bepaald door:

• de spanningswaarde van de bovenleiding;

• ondersteunende structuren;

• kenmerken van de werking van de apparatuur.

Naarmate de netspanning toeneemt, wordt het aantal isolatoren in de string toegevoegd. Voor 35 kV bovenleidingen is het bijvoorbeeld voldoende om er 2 of 3 te installeren, en voor 110 kV zijn er al 6 ÷ 7 nodig.

Glazen isolatoren

Deze ontwerpen hebben een aantal voordelen ten opzichte van porselein:

• de afwezigheid van interne defecten in het isolatiemateriaal die de vorming van leklekken beïnvloeden;

• verhoogde sterkte torsiekrachten;

• transparantie van de structuur, waardoor visuele beoordeling van de toestand en observatie van de polarisatiehoek van de lichtstroom mogelijk is;

• gebrek aan tekenen van veroudering;

• minder lasten dan je eigen gewicht;

• automatisering van productie en smelten.

De nadelen van glasisolatoren zijn:

• zwakke weerstand tegen vandalisme;

• lage slagvastheid;

• de mogelijkheid van schade tijdens transport en installatie door mechanische krachten.

Polymeer isolatoren

Ze hebben een grotere mechanische sterkte en een groter gewicht, tot 90% verminderd in vergelijking met tegenhangers van keramiek en glas. Bijkomende voordelen zijn onder meer:

• installatiegemak;

• grotere weerstand tegen vervuiling door de atmosfeer, wat echter de noodzaak van periodieke reiniging van hun oppervlak niet uitsluit;

• hydrofobiciteit;

• goede gevoeligheid voor overspanning;

• verhoogde vandalismebestendigheid.

De duurzaamheid van polymeermaterialen hangt ook af van de bedrijfsomstandigheden. In een luchtomgeving met verhoogde vervuiling door industriële ondernemingen, kunnen polymeren "brosse breuk" -verschijnselen vertonen, die bestaan ​​uit een geleidelijke verandering in de eigenschappen van de interne structuur onder invloed van chemische reacties van verontreinigende stoffen en atmosferisch vocht die optreden in combinatie met elektrische processen .

Wanneer vandalen polymere isolatoren beschieten met een schot of kogel, is er meestal geen volledige vernietiging van het materiaal, zoals glas.Meestal vliegt de kogel of kogel er recht doorheen of nestelt zich in het lichaam van de rok. Maar de diëlektrische eigenschappen worden nog steeds onderschat en beschadigde elementen in de guirlande zijn aan vervanging toe.

Daarom moet dergelijke apparatuur periodiek worden gecontroleerd door middel van visuele inspectiemethoden. En het is bijna onmogelijk om dergelijke schade op te sporen zonder optische hulpmiddelen.

Fittingen voor luchtleidingen

Voor het bevestigen van isolatoren op een bovenleidingsteun, het samenstellen ervan tot guirlandes en het installeren van onder spanning staande draden, worden speciale bevestigingsmiddelen geproduceerd, die meestal fittingen worden genoemd.

Afhankelijk van de uitgevoerde taken worden de hulpstukken ingedeeld in de volgende groepen:

• een connector ontworpen om ophangelementen op verschillende manieren te verbinden;

• spannen, dat dient om spanbeugels aan draden en guirlandes van ankersteunen te bevestigen;

• ondersteunen, vasthouden van bevestigingsmiddelen van draden, lussen en knopen van schermen;

• beschermend ontworpen om de werking van bovenleidingapparatuur te behouden bij blootstelling aan atmosferische ontladingen en mechanische trillingen;

• connectoren bestaande uit ovale connectoren en thermietpatronen;

• contact;

• spiraal;

• installatie van penisolatoren;

• installatie van zelfdragende geïsoleerde draden.

Elk van de vermelde groepen heeft een breed assortiment aan details en vereist meer zorgvuldige studie. Alleen beschermende fittingen omvatten bijvoorbeeld:

• beschermende hoorns;

• ringen en schermen;

• afleiders;

• trillingsdempers.

Beschermende hoorns creëren een vonkbrug, leiden de resulterende elektrische boog af wanneer isolatie optreedt en beschermen zo bovenleidingapparatuur.

De ringen en schermen leiden de boog af van het oppervlak van de isolator, verbeteren de spanningsverdeling over het hele gebied van de string.

Overspanningsafleiders beschermen apparatuur tegen spanningspieken veroorzaakt door bliksem.Ze kunnen worden gebruikt op basis van buisconstructies van vinylkunststof of vezelbakelietbuizen met elektroden, of ze kunnen worden gemaakt van klepelementen.

Trillingsdempers werken op touwen en draden, voorkomen schade door vermoeiingsspanningen veroorzaakt door trillingen en trillingen.

Aardingsapparaten van bovenleidingen

De behoefte aan heraarding van bovenleidingsteunen wordt veroorzaakt door de vereisten voor een veilige werking in geval van noodtoestanden en blikseminslag. De lusweerstand van het aardingsapparaat mag niet hoger zijn dan 30 ohm.

Voor metalen steunen moeten alle bevestigingen en wapening worden aangesloten op de PEN-draad en voor gewapend beton verbindt een gecombineerde nul alle steunen en wapening van de steunen.

Op steunen van hout, metaal en gewapend beton zijn pennen en haken tijdens de installatie van zelfdragende geïsoleerde geïsoleerde draden niet geaard, behalve in gevallen waarin het nodig is om herhaalde aarding uit te voeren ter bescherming tegen overspanning.

De haken en pennen die op de steun zijn gemonteerd, zijn verbonden met de aardlus door middel van lassen met behulp van een staaldraad of staaf met een diameter van niet dunner dan 6 mm met de verplichte aanwezigheid van een anticorrosiecoating.

Metalen wapening wordt gebruikt op steunen van gewapend beton voor aarding. Alle contactverbindingen van de aarddraden zijn in een speciale bout gelast of vastgedraaid.

De steunen van bovengrondse hoogspanningslijnen met een spanning van 330 kV en meer zijn niet geaard vanwege de complexiteit van het implementeren van technische oplossingen om een ​​veilige grootte van contact- en stapspanning te garanderen.In dit geval worden beschermende aardingsfuncties toegewezen aan hogesnelheidslijnen.