Воздушные линии электропередачи

ЛЕКЦИЯ. ПРИНЦИПЫ КОНСТРУКТИВНОГО

ИСПОЛНЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

План

1. Назначение воздушных линий электропередачи.

2. Конструктивное исполнение воздушных линий.

3. Опоры ВЛ.

4. Провода ВЛ.

5. Грозозащитные тросы.

6. Изоляторы.

7. Кабельные линии электропередачи.

8. Особенности исполнения КЛ низкого и высокого напряжения.

Линии электропередачи – центральный элемент системы передачи и

распределения ЭЭ. Линии выполняются преимущественно воздушными и

кабельными. На энергоемких предприятиях применяют также токопроводы,

на генераторном напряжении электростанций – шинопроводы; в производст-

венных и жилых зданиях – внутренние проводки.

Выбор типа ЛЭП, ее конструктивного исполнения определяется назна-

чением линии, местом расположения (прокладки) и соответственно опреде-

ляется ее номинальным напряжением, передаваемой мощностью, дальностью

электропередачи, площадью и стоимостью занимаемой (отчуждаемой) терри-

тории, климатическими условиями, требованиями электробезопасности и

технической эстетики и рядом других факторов и в конечном счете экономи-

ческой целесообразностью передачи электрической энергии. Указанный вы-

бор производится на стадиях принятия проектных решений.

ЛЕКЦИЯ 3. ПРИНЦИПЫ КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

 

расщепленных фаз. Они представляют собой двухцепные линии, в которых

попарно сдвинуты одноименные фазы разных цепей. При этом к цепям под-

водятся напряжения, сдвинутые на определенный угол. За счет режимного

изменения с помощью специальных устройств угла фазового сдвига осуще-

ствляется управление параметрами линий.

 

 

ЛЕКЦИЯ. ПРИНЦИПЫ КОНСТРУКТИВНОГО

ИСПОЛНЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

План

1. Назначение воздушных линий электропередачи.

2. Конструктивное исполнение воздушных линий.

3. Опоры ВЛ.

4. Провода ВЛ.

5. Грозозащитные тросы.

6. Изоляторы.

7. Кабельные линии электропередачи.

8. Особенности исполнения КЛ низкого и высокого напряжения.

Линии электропередачи – центральный элемент системы передачи и

распределения ЭЭ. Линии выполняются преимущественно воздушными и

кабельными. На энергоемких предприятиях применяют также токопроводы,

на генераторном напряжении электростанций – шинопроводы; в производст-

венных и жилых зданиях – внутренние проводки.

Выбор типа ЛЭП, ее конструктивного исполнения определяется назна-

чением линии, местом расположения (прокладки) и соответственно опреде-

ляется ее номинальным напряжением, передаваемой мощностью, дальностью

электропередачи, площадью и стоимостью занимаемой (отчуждаемой) терри-

тории, климатическими условиями, требованиями электробезопасности и

технической эстетики и рядом других факторов и в конечном счете экономи-

ческой целесообразностью передачи электрической энергии. Указанный вы-

бор производится на стадиях принятия проектных решений.

Воздушные линии электропередачи

Воздушными называются линии, предназначенные для передачи и рас-

пределения ЭЭ по проводам, расположенным на открытом воздухе и под-

держиваемым с помощью опор и изоляторов. Воздушные ЛЭП сооружаются

и эксплуатируются в самых разнообразных климатических условиях и гео-

графических районах, подвержены атмосферному воздействию (ветер, голо-

лед, дождь, изменение температуры). В связи с этим ВЛ должны сооружаться

с учетом атмосферных явлений, загрязнения воздуха, условий прокладки

(слабозаселенная местность, территория города, предприятия) и др. Из ана-

лиза условий ВЛ следует, что материалы и конструкции линий должны

удовлетворять ряду требований: экономически приемлемой стоимостью, хо-

рошей электропроводностью и достаточной механической прочностью мате-

риалов проводов и тросов, стойкостью их к коррозии, химическим воздейст- ЦИЯ 3. ПРИНЦИПЫ КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ  

виям; линии должны быть электрически и экологически безопасны, занимать

минимальную территорию.

Конструктивное исполнение воздушных линий. Основными конст-

руктивными элементами ВЛ являются опоры, провода, грозозащитные тро-

сы, изоляторы и линейная арматура.

По конструктивному исполнению опор наиболее распространены одно-

и двухцепные ВЛ. На трассе линии могут сооружаться до четырех цепей.

Трасса линии – полоса земли, на которой сооружается линия. Одна цепь вы-

соковольтной ВЛ объединяет три провода (комплекта проводов) трехфазной

линии, в низковольтной – от трех до пяти проводов. В целом конструктивная

часть ВЛ) характеризуется типом опор, длинами пролетов, габарит-

1. ными размерами, конструкцией фаз, количеством изоляторов.Конструкционная схема одноцепной воздушной линии: а – 1 – анкерная опора,

2 – промежуточная опора; б – основные характеристики габаритного пролета ВЛ

Длины пролетов ВЛ l выбирают по экономическим соображениям, т. к.

с увеличением длины пролета возрастает провис проводов, необходимо уве-

личить высоту опор H, чтобы не нарушить допустимый габарит линии h

 при этом уменьшится количество опор и изоляторов на линии.

Габарит линии – наименьшее расстояние от нижней точки провода до земли

(воды, полотна дороги) должно быть таким, чтобы обеспечить безопасность

движения людей и транспорта под линией. Это расстояние зависит от номи-

нального напряжения линии и условий местности (населенная, ненаселен-

ная). Расстояние между соседними фазами линии зависит главным образом

от ее номинального напряжения. Конструкция фазы ВЛ в основном опреде-

ляется количеством проводов в фазе. Если фаза выполнена несколькими про-

водами, она называется расщепленной. Расщепленными выполняют фазы ВЛ

высокого и сверхвысокого напряжения. При этом в одной фазе используют

два провода при 330 (220) кВ, три – при 500 кВ, четыре-пять – при 750 кВ,

восемь, одиннадцать – при 1150 кВ.

Опоры воздушных линий. Опоры ВЛ – конструкции, предназначен-

ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой,

или каким-то инженерным сооружением. Кроме того, на опорах в необходи- ЦИЯ 3. ПРИНЦИПЫ КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

мых случаях подвешивают стальные заземленные тросы для защиты прово-

дов от прямых ударов молнии и связанных с этим перенапряжений.

Типы и конструкции опор разнообразны. В зависимости от назначения

и размещения на трассе ВЛ они подразделяются на промежуточные и анкер-

ные. Отличаются опоры материалом, исполнением и способом крепления,

подвязки проводов. В зависимости от материала они бывают деревянные,

железобетонные и металлические.

Промежуточные опоры наиболее простые, служат для поддерживания

проводов на прямых участках линии. Они встречаются наиболее часто; доля

их в среднем составляет 80–90 % общего числа опор ВЛ. Провода к ним кре-

пят с помощью поддерживающих (подвесных) гирлянд изоляторов или шты-

ревых изоляторов. Промежуточные опоры в нормальном режиме испытыва-

ют нагрузку в основном от собственного веса проводов, тросов и изоляторов,

подвесные гирлянды изоляторов свисают вертикально.

Анкерные опоры устанавливают в местах жесткого крепления прово-

дов; они делятся на концевые, угловые, промежуточные и специальные. Ан-

керные опоры, рассчитанные на продольные и поперечные составляющие

тяжения проводов (натяжные гирлянды изоляторов расположены горизон-

тально), испытывают наибольшие нагрузки, поэтому они значительно слож-

нее и дороже промежуточных; число их на каждой линии должно быть ми-

нимальным.

В частности, концевые и угловые опоры, устанавливаемые в конце или на

повороте линии, испытывают постоянное тяжение проводов и тросов: одно-

стороннее или по равнодействующей угла поворота; промежуточные анкер-

ные, устанавливаемые на протяженных прямых участках, также рассчитыва-

ются на одностороннее тяжение, которое может возникнуть при обрыве час-

ти проводов в примыкающем к опоре пролете.

Специальные опоры бывают следующих типов: переходные – для

больших пролетов пересечения рек, ущелий; ответвительные – для выполне-

ния ответвлений от основной линии; транспозиционные – для изменения по-

рядка расположения проводов на опоре.

Наряду с назначением (типом) конструкция опоры определяется коли-

чеством цепей ВЛ и взаимным расположением проводов (фаз). Опоры (и ли-

нии) выполняются в одно- или двухцепном варианте, при этом провода на

опорах могут размещаться треугольником, горизонтально, обратной «елкой»

и шестиугольником или «бочкой»

ЦИЯ 3. П РИНЦ ИПЫ КОНСТРУ КТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПааЕРЕДАЧ

 

 Расположение проводов и тросов на опорах: а, б – треугольное;

в – горизонтальное; г – обратной ёлкой; д – шестиугольное «бочкой»

Несимметричное расположение фазных проводов по отношению друг к

другу (рис. 3.2) обусловливает неодинаковость индуктивностей и емкостей

разных фаз. Для обеспечения симметрии трехфазной системы и выравнива-

ния по фазам реактивных параметров на длинных линиях (более 100 км) на-

пряжением 110 кВ и выше осуществляют перестановку (транспозицию) про-

водов в цепи с помощью соответствующих опор.

При полном цикле транспозиции каждый провод (фаза) равномерно по

длине линии занимает последовательно положение всех трех фаз на опоре

(рис. 3.3).

Рис. 3.3. Схема транспозиции проводов

Деревянные опоры (рис. 3.4) изготавливают из сосны или лиственницы и

применяют на линиях напряжением до 110 кВ в лесных районах, в настоящее

время все меньше. Основными элементами опор являются пасынки (пристав-

ки) 1, стойки 2, траверсы 3, раскосы 4, подтраверсные брусья 6 и ригели 5.

Опоры просты в изготовлении, дешевы, удобны в транспортировке. Основ-

ной их недостаток – недолговечность из-за гниения древесины, несмотря на

ее обработку антисептиком. Применение железобетонных пасынков (приста-

вок) увеличивает срок службы опор до 20–25 лет. ЛЕКЦИЯ 3. ПРИНЦИПЫ КОНСТРУКТИВНОГО ИСПО ЛНЕНИЯ ЛИН ИЙ Э ЛЕКТРО ПЕРЕДАЧ

 

Рис. 3.4. Применение деревянных опор и тип опоры: а – промежуточная 0,38–10 кВ;

б – промежуточная на 0,38–35 кВ; в – угловая промежуточная на 6–35 кВ;

г – промежуточная на 35 кВ; д – промежуточная свободностоящая на 35–220 кВ

Железобетонные опоры (рис. 3.5) наиболее широко применяются на

линиях напряжением до 750 кВ. Они могут быть свободностоящие (проме-

жуточные) и с оттяжками (анкерные). Железобетонные опоры долговечнее

деревянных, просты в эксплуатации, дешевле металлических.

а б в г д

а

Рис. 3.5. Применение железобетонных опор на ВЛ и тип опор: а – промежуточная

6–10 кВ; б – угловая промежуточная на 6–35 кВ; в – анкерно-угловая одноцепная на от-

тяжках на 35–220 кВ; г – промежуточная двухцепная на 110–220 кВ; д – промежуточная

одноцепная портальная на 330–500 кВ

Металлические (стальные) опоры (рис. 3.6) применяют на линиях на-

пряжением 35 кВ и выше. К основным элементам относятся стойки 1, тра-

версы 2, тросостойки 3, оттяжки 4 и фундамент 5. Они прочны и надежны, но

достаточно металлоемкие, занимают большую площадь, требуют для уста-

новки сооружения специальных железобетонных фундаментов и в процессе

эксплуатации должны окрашиваться для предохранения от коррозии.