Ledninger og kabler til luftledninger

På luftlinjer kraftoverføring spenning over 1000 V, det brukes blanke ledninger og kabler. Utendørs er de utsatt for atmosfæren (vind, is, temperaturendringer) og skadelige urenheter fra luften rundt (svovelgasser fra kjemiske anlegg, havsalt) og må derfor ha tilstrekkelig mekanisk styrke og være motstandsdyktig mot korrosjon (rust).

For tiden har stål-aluminiumsledere funnet den største anvendelsen i luftledninger.

Tidligere ble kobbertråder brukt på luftledninger, og nå brukes aluminium, stål-aluminium og stål, og i noen tilfeller ledninger av spesielle aluminiumslegeringer - eldrium, etc. Lynbeskyttelseskabler er vanligvis laget av stål.

De er preget av design:

a) flerkjerneledere av ett metall, bestående (avhengig av lederens tverrsnitt) av 7; 19 og 37 separate ledninger vridd sammen (fig. 1, b);

b) enkelttråds ledninger bestående av en solid ledning (fig. 1, a);

c) trådede ledere av to metaller — stål og aluminium eller stål og bronse.Stål-aluminiumsledere av konvensjonell design (klasse AC) består av en galvanisert stålkjerne (enkeltråd eller tvunnet med 7 eller 19 ledninger), rundt hvilken en aluminiumsdel er plassert, bestående av 6, 24 eller flere ledninger (fig. 1 , °C).

Ris. 1. Konstruksjon av ledninger av luftledninger: a — entråds ledninger; b — strandede ledere; c — stål-aluminiumstråder.

De strukturelle designdataene til blanke aluminium- og stål-aluminiumledere er i GOST 839-80.

Se også: Bartrådskonstruksjoner for luftledninger

Valget av luftledninger innebærer vurdering av flere faktorer, blant dem en av de viktigste er langvarig oppvarming med elektrisk strøm. Oppvarming av ledningene begrenser overføringskapasiteten til luftledningen, fører til korrosjon av ledningene, deres tap av mekanisk styrke, økning i sag, etc. Temperaturen på lederne avhenger av gjeldende belastning og værforholdene til luftledningstraséen.

Bæreevnen til ledninger er sterkt påvirket av værforhold - vindhastighet, omgivelsestemperatur og solstråling, som varierer mye gjennom året.

En endring i vindhastighet sies å ha større innvirkning enn en endring i lufttemperatur. En svak vind med en hastighet på 0,6 m / s øker gjennomstrømningen av ledninger med 140 % sammenlignet med statiske luftforhold, mens en økning i omgivelsestemperaturen med 10 ° C reduserer den med 10-15 %.

Kobbertråder

Mine ledninger, laget av tett trukket kobbertråd, har lav motstand (r = 18,0 Ohm x mm2/ km) og god mekanisk styrke: maksimal strekkstyrke sp = 36 ... 40 kgf / mm2, motstår vellykket atmosfærisk påvirkning og korrosjon fra skadelige urenheter i luften.

Kobbertråder er merket med bokstaven M med tillegg av ledningens nominelle tverrsnitt. Så, kobbertråd med et nominelt tverrsnitt på 50 mm2 merket med M - 50.

Foreløpig er kobber et lite og kostbart materiale, og det er derfor det praktisk talt ikke brukes som ledere for luftledninger.For å spare kobber ble kobber-, bronse- og stål-bronseledere avviklet på 1960-tallet.

Aluminiums ledninger

Aluminiumtråder skiller seg fra kobbertråder med mye lavere masse, litt høyere spesifikk motstand (r = 28,7 ... 28,8 Ohm x mm2/ km) og mindre mekanisk styrke: sp = 15,6 kgf / mm2 — for ledere av AT-klasse ledere og sp = 16 … 18 kgf / mm2 Atp-tråd.

Aluminiumsledninger brukes hovedsakelig i lokale nettverk. Den lave mekaniske styrken til disse ledningene tillater ikke høy spenning. For å unngå store piler og sikre det nødvendige PUE minimumsstørrelsen på linjen til bakken, er det nødvendig å redusere avstanden mellom støttene og dette øker kostnadene for linjen.

For å øke den mekaniske styrken til aluminiumstråder er de laget av flertrådete, hardtrukne ledninger. Godt tolererende for atmosfæriske påvirkninger tåler aluminiumtråder ikke virkningen av skadelige urenheter fra luften.

Derfor, for luftledninger bygget nær kysten, saltsjøer og kjemiske anlegg, anbefales AKP-merkede aluminiumsledere beskyttet mot korrosjon (aluminium-korrosjonsbestandig, med fylling av rommet mellom lederne med nøytralt fett). Aluminiumsledere er merket med bokstaven A med tillegg av lederens nominelle tverrsnitt.

Ståltråder

Ståltråder har høy mekanisk styrke: maksimal bruddstyrke sp = 55 ... 70 kgf / mm2... Ståltråder er enkelt- eller flertråds.

Den elektriske motstanden til ståltråder er mye høyere enn for aluminium, og i AC-nettverk avhenger det av mengden strøm som flyter gjennom ledningen. Ståltråder brukes i lokale nettverk med en spenning på opptil 10 kV ved overføring av relativt lav effekt, når bygging av linjer med aluminiumsledninger er mindre lønnsomt.

En betydelig ulempe med ståltråder og kabler er deres mottakelighet for korrosjon. For å redusere korrosjon er ledningene galvanisert. Det er to merker strandtråd tilgjengelig: PS (ståltråd) og PMS (kobberståltråd). PS-ledninger har en kobbertilsetning på opptil 0,2%, og PSO-ledninger er laget med en diameter på 3; 3,5; 5 mm. Lynbeskyttelseskabler av flertrådskabel i stål produseres i klassene S-35, S-50 og S-70.

Stål-aluminium ledninger

Stål-aluminium-ledere har samme motstand som aluminium-ledere med samme tverrsnitt, fordi i de elektriske beregningene av stål-aluminium-ledere, blir ikke ledningsevnen til ståldelen tatt i betraktning på grunn av dens ubetydelighet sammenlignet med ledningsevnen til aluminiumsdel av lederne.

Strukturelle ståltråder utgjør innsiden av stålaluminiumstråden, og aluminiumstråder utgjør utsiden. Stål er designet for å øke mekanisk styrke, aluminium er en ledende del.

Med stål-aluminium-tråder oppstår ytterligere indre spenninger i aluminiumsdelen av ledningen, på grunn av de forskjellige termiske ekspansjonskoeffisientene til aluminium og stål.

Obligatorisk trådspenningsbegrensning ved gjennomsnittlig årstemperatur for alle ledere er nødvendig for å forhindre rask utmattingsslitasje på lederne på grunn av vibrasjon.

Det ble eksperimentelt fastslått at aluminium begynner å miste sine styrkeegenskaper ved temperaturer over 65 ° C. Med dette i betraktning, når du velger maksimal driftstemperatur for stål-aluminiumstråder, anbefales det å planlegge en reduksjon i styrken til aluminium med 12 — 15 % (som er 7 — 8 % tap av styrke for ledningen som helhet) ) gjennom hele levetiden, noe som omtrent tilsvarer kontinuerlig drift av ledningen i 50 år ved en temperatur på 90 ° C. Det bør bemerkes at det totale tapet av mekanisk styrke på grunn av kortvarige nødoverbelastninger av ledningene ikke overstiger 1 %.

Følgende merker av stål-aluminiumtråder (GOST 839-80) produseres:

AC - ledning bestående av en kjerne - galvaniserte ståltråder og ett eller flere ytre lag med aluminiumstråder. Ledningen er beregnet for legging på land, unntatt i områder med forurenset luft med skadelige kjemiske forbindelser;

FORESPØRG, ASKP — ligner på wire av AC-merke, men med stålkjernen (C) eller hele ledningen (P) fylt med fett som motvirker forekomsten av ledningskorrosjon. Designet for legging langs kysten av hav, saltsjøer og i industriområder med forurenset luft;

ASK — samme som ASK-tråd, men med en stålkjerne isolert med en plastkappe. I merkingen av ledningen, etter bokstaven A, kan det være bokstaven P, som indikerer at ledningen har økt mekanisk styrke (for eksempel APSK).

Stål-aluminiumtråder av alle merker produseres med et annet forhold mellom tverrsnittet av aluminiumsdelen av ledningen til tverrsnittet av stålkjernen: innen 6,0 ... 6,16 - for drift av ledningen i medium mekaniske belastningsforhold; 4,29 ... 4,39 — forbedret styrke; 0,65 … 1,46 — spesielt forsterket styrke: 7,71 … 8,03 — lett konstruksjon og 12,22 … 18,09 — spesielt lett.

Lette ledninger brukes på nybygde og rekonstruerte linjer i områder hvor tykkelsen på isveggen ikke overstiger 20 mm. Forsterkede stål-aluminiumsledere anbefales for bruk i områder med isveggtykkelse større enn 20 mm. Spesielle sterke ledninger brukes for gjennomføring av lange avstander i kryssinger gjennom vannrom og tekniske strukturer.

For en mer fullstendig karakterisering av stål-aluminium-ledere, er det nominelle tverrsnittet til lederen og tverrsnittet til stålkjernen lagt inn i betegnelsen på trådmerket, for eksempel: AC-150/24 eller ASKS-150 /34.

Aldrei ledninger

Aldry ledninger har omtrent samme elektriske motstand som aluminium ledninger, men har større mekanisk styrke. Aldry er en aluminiumslegering med mindre mengder jern («0,2%), magnesium (»0,7%) og silisium («0,8%); når det gjelder korrosjonsbestandighet, er det lik aluminium. Ulempen med Aldrey-ledninger er deres lave motstand mot vibrasjoner.

Plassering av luftledningsledninger

Lederne på støttene til luftledninger kan plasseres på forskjellige måter: på enkeltkretslinjer - i en trekant eller horisontalt; på linjer med dobbel kjede — omvendt tre eller sekskant (i form av en «tønne»).

Arrangement av ledninger i en trekant (fig. 2, a) brukes på linjer med en spenning på opptil 20 kV, inkludert på linjer med en spenning på 35 ... 330 kV med metall- og armert betongstøtter.

Det horisontale arrangementet av ledninger (fig. 2, b) vil bli brukt på linjer 35 ... 220 kV med trestøtter. Dette arrangementet av ledninger er det beste med tanke på arbeidsforholdene, da det tillater bruk av lavere støtter og utelukker ledningssammenfiltring under isnedstigning og wiredans.

På linjer med to verdier plasseres ledningene enten med et omvendt tre (fig. 2, c), som er praktisk for installasjonsforholdene, men øker støttenes masse og krever suspensjon av to beskyttelseskabler eller en sekskant ( Fig. 2, G).

Sistnevnte metode er å foretrekke.Det anbefales for bruk på linjer med to verdier med en spenning på 35 ... 330 kV.

Alle disse alternativene er preget av et asymmetrisk arrangement av ledninger i forhold til hverandre, noe som fører til en forskjell i de elektriske parametrene til fasene. For ligningen av disse parameterne brukes transponering av ledninger, dvs. den gjensidige plasseringen av lederne i forhold til hverandre på forskjellige seksjoner av linjen endres suksessivt på støttene. I dette tilfellet passerer lederen til hver fase en tredjedel av lengden på linjen på ett sted, den andre på den andre og den tredje på tredje plass (fig. 3.).

Ris. 2. Arrangement av ledninger og beskyttelseskabler på støttene: a — med en trekant; b — horisontal; c — omvendt tre; d — sekskant (tønne).

Ris. 3... Enkeltrådslinjetransponeringsskjema.

Beregningen av den mekaniske delen av luftledningen utføres basert på repeterbarheten av vindhastigheten og tykkelsen på isveggen på ledningene, som oppfyller kravene til pålitelighet og kapitalisering av en viss klasse luftledninger.

Luftledninger av ulike klasser skal ved kryssing av samme terreng, spesielt på felles trasé, utformes for ulike vind- og islaster.

Lynbeskyttelseskabler av luftledninger

Lynbeskyttelseskabler er hengt over ledningene for å beskytte dem mot atmosfæriske overspenninger. På linjer med spenning under 220 kV henges kabler kun ved innkjøringene til nettstasjoner. Dette reduserer sannsynligheten for overlappende ledninger nær transformatorstasjonen. På linjer med spenning 220 kV og over er kablene opphengt langs hele ledningen. Ståltau brukes vanligvis.

Tidligere ble kablene til linjer med alle nominelle spenninger jordet tett på hver støtte. Driftserfaring viser at strømmer vises i de lukkede kretsene til jordingssystemet - kabler - støtter. De oppsto som et resultat av virkningen av EMF indusert i kablene ved elektromagnetisk induksjon. Samtidig oppstår det i en rekke tilfeller betydelige effekttap i gjentatte jordede kabler, spesielt i ultrahøyspentlinjer.

Studier har vist at ved å henge opp kabler med økt ledningsevne (stål-aluminium) på isolatorer, kan kablene brukes som kommunikasjonsledninger og som strømledere for å forsyne lavstrømsforbrukere.

For å gi et tilstrekkelig nivå av lynbeskyttelse til linjene, må kablene kobles til bakken gjennom gnistgap.