Конструкции электрических сетей внешнего и внутреннего электроснабжения

Воздушные линии. Воздушной линией (ВЛ) называют линию электропередачи электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и закрепленных с помощью изоляторов и арматуры к специальным опорам или кронштейнам и стойкам инженерных сооружений (мостов, путепроводов и т. п.).

Провода. В воздушных линиях используют неизолированные (голые) провода. Наибольшее применение находят многопроволочные алюминиевые (А) и сталеалюминиевые (АС) провода. АС провода применяют для повышения механической прочности. Сердечник провода выполняется из одной или нескольких свитых стальных оцинкованных проволок. Алюминиевые проволоки, расположенные вокруг сердечника одним-тремя повивами являются токоведущей частью провода. Сечение проводов выбирается по длительно допустимому току и механической прочности с учетом гололеда и ветровой нагрузки. По условиям уменьшения потерь на корону рекомендуется применять провода с наименьшим сечением: 110 кВ – 70 мм2, 220 кВ – 240 мм2.

ВЛ выполняют одноцепными и двухцепными. При сооружении двухцепных линий на опорах размещается практически две линии.

Опоры ВЛ представляют собой конструкцию для поддержания проводов на необходимой высоте над землей и сооружениями, которые пересекаются воздушной линией, а также для изоляции проводов друг от друга.

Кроме проводов, на опорах подвешивают стальные заземленные тросы для защиты проводов от прямых ударов молний и возникающих при этом перенапряжений.

Конструкции опор разнообразны. Опоры делят на промежуточные, анкерные, угловые, концевые и транспозиционные. Материалом для изготовления опор может быть древесина, железобетон, металлический прокат.

Основными элементами опор являются стойки, траверсы для крепления изоляторов, фундаменты, обеспечивающие закрепление опоры в грунте.

Промежуточные опоры предназначены для поддержания проводов на прямых участках трассы. Анкерные опоры устанавливают на прямых участках трассы ВЛ на пересечениях с различными сооружениями, а также там, где изменяется сечение и марка проводов. На этих опорах предусматриваются жесткие и прочные конструкции для крепления проводов, воспринимающие их тяжения в пролетах при различных условиях.

Концевые опоры по конструкции выполняют либо как промежуточные с укосиной в сторону тяжения проводов, либо как анкерные. Угловые опоры устанавливают в местах изменения направления линий. Они, как и концевые, имеют укосину, располагаемую по биссектрисе угла поворота.

Переходные опоры применяют при пересечении железных дорог, рек, озер, ущелий. Длина пролета достигает одного и более километров, а высота – нескольких десятков метров. Транспозиционные опоры устанавливают в местах, где провода меняются местами для обеспечения симметрии трехфазной системы.

На рис. 2.10 представлена конструкция П – образной деревянной опоры линии электропередачи на напряжение 35 – 220 кВ, на рис 2.11 – конструкции металлических опор (а ) – двухцепной линии на 110 кВ, б) – одноцепной линии на 220 кВ).

Деревянные опоры на напряжение 35 – 220 кВ изготавливают из сосны и лиственницы, из древесины более стойкой к гниению. Для повышения срока службы деревянные опоры пропитывают антисептиками. Подземная часть опор снабжается ригелями. Деревянные опоры могут комплектоваться железобетонными стульями или пасынками.

Железобетонные опоры применяются в линиях электропередачи на напряжение 35 – 220 кВ. Длина стоек опор до 25 м.

Металлические опоры применяют на напряжение 110 кВ и выше.

Металлические опоры устанавливают на фундаменты или подпятники.

Опоры воздушных линий на напряжение 6 – 10 кВ изготавливаются деревянными и железобетонными.

Расстояние между двумя соседними опорами называют пролетом. Провода между двумя соседними опорами подвешиваются свободно и под влиянием собственной массы провод в пролете провисает на величину, называемую стрелой провиса f (рис. 2.12). Наименьшее расстояние от низшей точки провода до поверхности земли называется габаритом линии h.

Провода на опорах размещают либо в вершинах треугольника, либо горизонтально.

Линии 35 кВ и выше снабжают грозозащитными тросами, которые располагаются выше проводов воздушной линии.

Изоляторы и арматура применяются для крепления проводов на опорах. На опорах воздушной линии напряжением 35 – 220 кВ провода крепят с помощью гирлянд подвесных или стержневых изоляторов (рис. 2.13). Изоляторы крепят к крюку, закрепленному на траверсе с помощью серьги 1. Гирлянда подвесных изоляторов набирается в зависимости от напряжения. На линии 35 кВ на деревянных опорах подвешиваются два изолятора, на железобетонных и стальных опорах – три. При напряжении 110 кВ – шесть и семь, при 220 кВ – 11 и 13 изоляторов соответственно.

Провод укладывается в поддерживающий зажим 2, который соединяется с нижним изолятором ушком 2. Зажимы служат для жесткого крепления провода и не допускают его проскальзывания при одностороннем тяжении в случае обрыва провода в соседнем пролете. На анкерных опорах применяют клиновые и болтовые зажимы.

Провода между собой соединяют зажимами, после чего концы сваривают между собой

Провода могут крепиться с помощью натяжных гирлянд (рис. 2.14).

Натяжные гирлянды крепят с двух сторон к траверсе анкерной опоры 1.

Провода соединяются между собой обходной петлей 2. Натяжные гирлянды содержат на один – два изолятора больше, чем подвесные.

В пролетах большой длины наблюдается вибрация проводов, что может привести к обрыву проволок проводов и снизить их механическую прочность. При наличии гололеда возникает «пляска» проводов – вибрация с повышенной амплитудой. На линиях 35 – 220 кВ применяют защиту от вибрации установкой виброгасителей, которые поглощают энергию вибрации и уменьшают амплитуду колебания проводов у зажимов.

Крепление проводов ВЛ на напряжение 6 – 20 кВ осуществляется с помощью штыревых изоляторов, которые крепятся на крюках или штырях.

Пересечение высоковольтных линий с дорогами и линиями других напряжений. Пересечения ВЛ с железными и автомобильными дорогами должно производиться под углом близким к 90°, но не менее 45°.

Опоры, ограничивающие пролет пересечения должны быть анкерными.

Минимальное расстояние от провода ВЛ до головки рельса должно быть не менее 7,5 м; до полотна автомобильной дороги – не менее 7 м.

При пересечении ВЛ 150 – 220 кВ между собой наименьшее расстояние между проводом верхней линии и проводом или грозозащитным тросом нижней линии должно быть не менее 5 м. При пересечении этих линий с линиями меньшего напряжения и с линиями связи – не менее 4 м.

Пересечения линий 35 – 110 кВ между собой, с линиями меньшего напря-

жения и с линиями связи должны иметь минимальное расстояние – 3 м,

линии 6 – 20 кВ – не менее 2 м.

Прохождение ВЛ над зданиями и сооружениями не допускается.

Кабельные линии. В местах, где затруднено сооружение воздушных линий, прокладываются кабельные линии. На вводах в ГПП предприятий широко применяют маслонаполненные кабели с бумажной изоляцией, пропитанной минеральным маслом. Кабели находятся под давлением масла до 0,5 МПа.

Наибольшее распространение кабели получили в распределительных сетях напряжением 6 –10 кВ.

Конструктивно трехжильный кабель состоит из токоведущих жил, выполненных в виде сегментов, свитых из отдельных проволок (рис. 2.15).

Жилы кабеля 1 имеют фазовую изоляцию 2, поверх которой наложена общая поясная изоляция 4 из пропитанной маслом бумаги. Пространство между жилами заполняется джутовым наполнителем. Кабель имеет герметизирующую свинцовую или алюминиевую оболочку 5. По оболочке кабель покрывается слоем кабельной бумаги 6 и джутовой рубашкой 7. От механических повреждений кабель защищается броней из стальной ленты 8, а от коррозии джутовым покровом 9.

Кабели прокладываются в земляных траншеях с защитой от механических повреждений кирпичом или железобетонными плитами. В одной траншее укладывают не более 6 кабелей. Прокладка выполняется змейкой для компенсации температурных деформаций.

При пересечении кабельными линиями дорог, трасс холодного и горячего водоснабжения кабели прокладывают в защитных блоках или трубах.

По территории предприятия кабели преимущественно прокладывают в кабельных каналах, в которых можно уложить до 30 кабелей (рис.2.16). Каналы изготавливаются из сборных железобетонных элементов.

Каналы закрываются плитами. Кабели размещают на кабельных конструкциях (кронштейнах) 1. При размещении кабелей в несколько рядов, применяют огнестойкие перегородки 2. В кабельном канале возможно размещение кабелей на разное напряжение. В самом верхнем ряду размещают кабели высокого напряжения 3. В самых нижних рядах – контрольные кабели 5 и кабели связи 6. Кабели на напряжение до 1 кВ 4 размещают в средних рядах, а также где имеется возможность их размещения в других рядах.

В местах изменения направления кабелей устанавливают кабельные колодцы.

При большом количестве кабелей, проходящих в одном направлении, их прокладывают в туннелях. Можно прокладывать кабели в галереях, по эстакадам и стенам зданий.

При прокладке кабелей в помещениях с них снимают джутовый покров.

Трассы кабельных линий должны прокладываться параллельно стенам промышленных корпусов или образующим кварталов.