Сравнение вл-35кв и влз-35кв. строительство влз высоковольтным сип-3

Сравнение вл-35кв и влз-35кв. строительство влз высоковольтным сип-3

Сравнение вл-35кв и влз-35кв. строительство влз высоковольтным сип-3
СОДЕРЖАНИЕ
0
28 просмотров
31 декабря 2020

Воздушные линии электропередачи

Воздушные линии электропередач, ВЛЭП, характеризуются высокой сложностью. Их конструкция, порядок эксплуатации регламентируются специальной документацией. ВЛ характеризуются тем, что электроэнергия передается по проводам, проложенным на открытом воздухе. Для обеспечения безопасности, уменьшения потерь состав ВЛ достаточно сложен.

Состав ВЛ

Что такое ВЛ? Это не высоковольтная линия, как иногда считают. ВЛ – это целый комплекс конструкций и оборудования. Основные элементы, из которых состоит любая линия электропередач:

  • Токонесущие провода;
  • Несущие опоры;
  • Изоляторы.

Другие компоненты также важны, но их тип, номенклатура и количество зависят от различных факторов:

  • Арматура;
  • Грозозащитные тросы;
  • Устройства заземления;
  • Разрядники;
  • Устройства секционирования;
  • Маркировка для предупреждения летательных аппаратов;
  • Вспомогательное оборудование (аппаратура наложения связи, дистанционного контроля);
  • Волоконно-оптическая линия связи.

В состав арматуры входят крепежные изделия для соединения изоляторов, проводов, крепления их к опорам.

К сведению. Разрядники, заземление и устройства грозозащиты служат для обеспечения безопасности и повышения надежности при возникновении скачков напряжения, в том числе во время грозы.

Устройства секционирования позволяют производить отключение части ЛЕП на период проведения регламентных или аварийных работ.

Аппаратура высокочастотной и оптоволоконной связи предназначена для осуществления диспетчерского удаленного контроля и управления работой линии, устройств секционирования, подстанции и распределительных устройств.

Документы, регулирующие ВЛ

Основными документами, которые регулируют любую ЛЭП, являются Строительные нормы и правила (СНиП), а также Правила устройства электроустановок ПУЭ. Данные документы регламентируют проектирование, конструкцию, строительство и эксплуатацию воздушных линий электропередач.

Классификация ВЛ

Большое разнообразие конструкций и типов воздушных линий позволяет выделить в них группы, объединенные общими признаками.

По роду тока

Большинство существующих ЛЭП предназначено для работы с переменным током, что связано с простотой преобразования напряжения по величине.

Отдельные типы линий работают с постоянным током. Они предназначены для некоторых областей применения (питание контактной сети, мощных потребителей постоянного тока), но общая протяженность невелика, несмотря на меньшие потери на емкостной и индуктивной составляющих.

По назначению

  • Межсистемные (дальние) – для объединения нескольких энергетических систем. Сюда относятся ВЛ 500 кВ и выше;
  • Магистральные – для объединения электростанций в сеть в пределах одной энергосистемы и подачи электроэнергии на узловые подстанции;
  • Распределительные – для связи крупных предприятий и населенных пунктов с узловыми подстанциями;
  • ВЛ сельскохозяйственных потребителей;
  • Городская и сельская распределительная сеть.

Линия Экибастуз-Кокшетау 1150 кВ

По режиму работы нейтралей в электроустановках

  • Сети с глухозаземленной нейтралью;
  • Сети с изолированной нейтралью;
  • С резонансно-заземленной нейтралью;
  • С эффективно-заземленной нейтралью.

По режиму работы в зависимости от механического состояния

Основной режим работы ВЛ – нормальный, когда все провода и тросы находятся в исправном состоянии. Могут бывать случаи, когда часть проводов отсутствует, но ЛЭП эксплуатируется:

  • При полном или частичном обрыве – аварийный режим;
  • Во время монтажа проводов, опор – монтажный режим.

Основные элементы ВЛ

  • Трасса – расположение оси ЛЭП относительно поверхности земли;
  • Фундамент опоры – конструкция в грунте, на которую опирается опора, передавая ей нагрузку от внешних воздействий;
  • Длина пролета – расстояние между центрами соседних опор;
  • Стрела провеса – расстояние между нижней точкой провода и условной прямой между точками подвеса проводов;
  • Габарит провода – расстояние от нижней части провода до поверхности земли.

Габариты ЛЭП

Опоры и фундаменты

Опоры на ВЛ 35 кВ приняты унифицированные.

Промежуточные свободностоящие опоры типов: ПБ35-3.1т на базе конических железобетонных центрифугированных 22-х метровых стоек типа: СК22.1-2.1. Опоры выбраны согласно серии 3.407.1-164.

Анкерно-угловая свободностоящая металлическая оцинкованная опора типа У35-1т. Опора выбрана согласно чертежей 3078тм-Т8.

Общее количество опор — 24шт., из них ПБ35-3.1т — 21шт., У35-1т — 1шт., У35-2т — 1шт.(см. 2075-ПЭМ-ЭВ1), существующая — 1шт.

Стойки железобетонных опор выполняются по ГОСТ 22687-85.

Материал металлических траверс, и закладных деталей стоек железобетонных опор — углеродистая сталь класса С38/23.

Монтаж фундаментов и опор производится в соответствии с технологическими картами разработанными институтом «Оргэнергострой».

Железобетонные опоры устанавливаются в сверленые котлованы с закреплением по безригельной схеме А-I.

Под анкерно-угловую опору по расчетам приняты железобетонные грибовидные фундаменты типа Ф3-АМ.

Расчеты были выполнены на основании 3041тм.

Опоры ЛЭП и другие заметные элементы

Для того чтобы провод надежно удерживался, применяются опоры. В простейшем случае это деревянные столбы. Но такая конструкция применима лишь к линиям до 35 кВ. А с увеличением ценности древесины в этом классе напряжений все больше используются опоры из железобетона. По мере увеличения напряжения провода необходимо поднимать выше, а расстояние между фазами делать больше. В сравнении опоры выглядят так:


Опоры ЛЭП

В общем, опоры – это отдельная тема, которая довольно-таки обширна. По этой причине в детали темы опор линий электропередачи здесь углубляться не будем. Но чтобы кратко и емко показать читателю ее основу, продемонстрируем изображение:


Атрибуты опор

В заключение информации о воздушных ЛЭП упомянем те дополнительные элементы, которые встречаются на опорах и хорошо заметны. Это

  • системы защиты от молнии,
  • а также реакторы.

Первые содержат специальный трос, который расположен выше проводов, и штыревые молниеотводы. Вторые предназначены для ограничения скорости нарастания тока при коротком замыкании. Реактор, по сути, – это дроссель.


Реакторы на опоре ЛЭП

Кроме перечисленных элементов, в линиях электропередачи применяется еще несколько. Но оставим их за рамками статьи и перейдем к кабелям.

Из какого материала сделаны столбы

Линии высоковольтной передачи составляют сложную металлическую конструкцию, форма которой зависит от напряжения в проводах и количества линий.

Под ЛЭП до 35 кВ устанавливаются столбы. Они могут быть из различного материала:

  • дерево;
  • бетон;
  • металл.

Промежуточные деревянные опоры электропередачи крепятся на железобетонные столбы – основания. Для защиты от разрушения дерево пропитывается специальными составами. Размер прогиба до нижней точки может составлять до 4,5 м при расположении в поле, на расстоянии не менее 100 м от частного сектора и дорог. Для высоковольтных линий до 35 кВ деревянная часть столбов имеет высоту 8,5 м.

Монтаж кабеля

Расстояние между ними:

  • дачный поселок – от 30 до 50 м;
  • населенный пункт городского типа – до 70 м;
  • город, частный сектор – до 60 м.

Дача, гараж и жилой дом могут располагаться от ЛЭП на расстоянии от 5 м. Если расстояние от столба до точки ввода более 20 м, необходимо устанавливать дополнительный столб.

Бетонные анкерные опоры выглядят как перекошенная буква А. Основная стойка расположена ровно, анкер – (подпорка) наклонно. Расстояние между железобетонными стойками ЛЭП на уровне земли составляет более чем один метр. Высота до нижнего изолятора – 7800 мм, между подвесами (проводами) – промежуток 1000 мм.

Схема минимальных расстояний

Максимально допустимое провисание проводов – на высоте 7600 мм от земли. Специальные устройства обеспечивают натяжение провода. Анкерные опоры используют в основном как концевые и угловые.

Стальные опоры применяют для высоковольтных линий напряжением свыше 35 кВ. Они изготавливаются следующих видов:

  • одностоечные;
  • портальные.

Устанавливаются они на бетонный фундамент. Высота – от 9 до 23 м. Расстояние между точками подвеса – от 4,8 м. Изоляторы располагаются на выносных кронштейнах по обе стороны от опоры. Могут устанавливаться между распределительными пунктами и крупными потребителями типа городов, промышленных предприятий.

Подземное подключение

В частный жилой сектор установка делается крайне редко. ЛЭП может проходить между улицами, при этом соблюдается ширина санитарной зоны, сколько положено в зависимости от напряжения: 5 или 10 м в каждую сторону от крайних проводов.

Расстояние между одностоечными металлическими опорами составляет от 200 м в черте населенных пунктов и до 400 м на ровном рельефе вдали от всех зданий и трасс.

Портальные опоры имеют 2 стойки, соединенные вверху поперечной конструкцией. Изоляторы подвешивают на выступающих краях поперечины и между стойками. Расстояние между портальными опорами может составлять до 700 м. Устанавливаются они для транспортировки электроэнергии между объектом, производящим электроэнергию, и основным ПУЭ, от которого провода ведут в город.

Дистанция до домов

Форма опоры

По конструкции и назначению в ЛЭП различают несколько видов опор:

  • в начале и конце линии стоят концевые опоры;
  • при ответвлении от основной линии устанавливают специальные конструкции;
  • на прямых участках без препятствий ставят промежуточные стойки;
  • анкерные опоры устанавливают в местах пересечений с различными объектами.

Промежуточные опоры, как правило, имеют форму обычного столба. Анкерные упрочненные – арочного типа с высотой подвеса до 20 м. Зависимость размера пролета от типа опор выглядит следующим образом:

  1. В районе промзоны расстояние между опорами составляет 500 м.
  2. Для ЛЭП частного сектора с напряжением 6–10 кВ используют промежуточные конструкции обычного типа – столбы. Их устанавливают на расстоянии 60 м.
  3. Для анкерной упрочненной конструкции расстояние между опорами ЛЭП 10 кВ увеличивается до 250 метров.

Смотрите видео на эту тему.

Кабельные линии электропередачи

Что такое кабельная ЛЭП? Данный тип линий электропередач отличается от ВЛ тем, что провода различных фаз изолированы и объединены в единый кабель.

По условиям прохождения

По условиям прохождения КЛ делят на:

  • Подземные;
  • Подводные;
  • По сооружениям.

Кабельные сооружения

Помимо того, что кабель может находиться в воде или земле, часть его обязательно проходит по кабельным сооружениям, к которым относятся:

  • Кабельные каналы;
  • Кабельная камера;
  • Кабельная шахта;
  • Кабельный колодец;
  • Двойной пол;
  • Кабельная галерея.

Кабельный колодец

Данный перечень неполон, основное отличие кабельных сооружений от прочих – они предназначены исключительно для монтажа кабеля вместе с устройствами крепления, силовыми муфтами и ответвлениями.

По типу изоляции

Наибольшее распространение получили кабельные линии с твердой изоляцией:

  • Поливинилхлоридная;
  • Масляно-бумажная;
  • Резино-бумажная;
  • Полиэтиленовая (сшитый полиэтилен);
  • Этилен-пропиленовая.

Реже встречаются жидкостная и газовая изоляции.

Высокотемпературные сверхпроводники

ВТСП-провод

В проводах на основе высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) использование сверхпроводимости позволяет передавать электрический ток без потерь, а также достичь высокой плотности токов. Большим недостатком ВТСП-проводов является необходимость в постоянном охлаждении, что ограничивает их применение на практике. Несмотря на сложности в производстве и эксплуатации ВТСП-проводов, делаются постоянные попытки применения их на практике. Например, в демонстрационной системе силовой сети, запущенной в эксплуатацию в июле 2006 года в США, при напряжении 138 кВ передаётся мощность в 574 МВА на длину 600 метров.

Первая коммерческая сверхпроводящая линия электропередачи была запущена в эксплуатацию фирмой American Superconductor на Лонг-Айленде в Нью-Йорке в конце июня 2008 года. Энергосистемы Южной Кореи собираются создать к 2015 году сверхпроводящие линии электропередачи общей длиной в 20 км.

Техническая характеристика энергокабелей

В согласии с ГОСТ, кабели производят силового и контрольного назначения. Кабельные силовые линии предназначены передавать, распределять электроэнергию в электроустановках. Контрольные – используют для организации цепей контроля, передачи сигналов, ДУ и автоматики. Линии электрической передачи (ЛЭП) от 6 до 10 кВ и более, выполняются силовым кабелем.

Внутри СК может находиться 1, 2, 3 или 4 изолированные жилы, герметично закупоренных защитной пленкой (Рис.1).

Рис.1 трехжильный СК «ААБ»: 1 – сегментные жилы; 2,3,4 – изолирующий материал; 5-герметическая оболочка; 6,7,8 – завершающий защитный покров.

Токоведущие жилы бывают алюминиевого и медного происхождения, в конструкции СК, обычно, используют алюминиевый материал. Жилы могут быть многопроволочные и однопроволочные (при маркировке добавляется значение «ож»).

Изоляция. При изготовлении кабеля проводят изоляцию жил, она может выполняться специальным резиновым, бумажным или пластмассовым материалом. Для силовых конструкций, чаще всего, применяют изоляцию из пластмассового материала и, пропитанной специальным составом, бумаги.

У кабелей с напряжением до 10 кВ, изолируется по отдельности каждая жилка (бумажная изоляция). Затем осуществляют поясную изоляцию – все жилы вместе изолируют от оболочки. Зазоры между жилами наполняются бумажными жгутами.

Защитная оболочка. Применяют в качестве герметизирующего материала, предотвращая повреждение кабельной конструкции в случае  воздействия внешних факторов.

Оболочка может быть выполнена:

  • часто из алюминия;
  • свинца (для кабельной линии электропередач в воде);
  • резины (полихлоропреновый каучук);
  • пластика (материал поливинилхлорид).

Защитный слой. Выполняет свои функции, относительно кабельной оболочки. Служит преградой от внешних воздействий, защищает внутреннюю структуру от механических повреждений и образования коррозии. В зависимости от предназначения кабеля, его защитный покров может состоять из подушки, брони и внешнего покрова.

Бронированные конструкции применяют в создании кабельных линий электропередач, используемых для прокладывания в воде и земле. Их защитный слой, с внешней стороны, снабжается дополнительно предохраняющим от химических воздействий пластом.

Как работать в охранных зонах

Длительное нахождение в областях близких к ЛЭП приводит к нарушению работы человеческого организма, ухудшению самочувствия и здоровья. Необходимость проведения каких-либо монтажных или строительных работ подразумевает соблюдение определённых мер безопасности.

Перед проведением работ в охранных зонах должны быть соблюдены все требования ГОСТа 12.1.019, Если нет возможности отключить линию – необходимо выдать рабочему персоналу средства защиты, установить защитное ограждение, обеспечить полную изоляцию рабочего места.

Если повышен риск прикосновения к токонесущим частям, следует обеспечить защитное заземление или зануление линии. Специальными приборами замерить сопротивление изоляции. В зависимости от ситуации, защитные средства можно применять как по отдельности, так и все вместе.

Обязательно! Перед началом работ должен быть проведён инструктаж по технике безопасности. При необходимости у персонала также проверяют знания основных правил безопасности или долженствующих инструкций.

Перед проведением земельных работ необходимо убедиться, что в этом месте не проложены высоковольтные линии. Очень часто экскаватор становится причиной серьёзного короткого замыкания, при котором может пострадать не только техника, но и здоровье самого экскаваторщика.

Если ваш дом был построен в охраняемой зоне, но до возведения воздушной линии подрядчик выполняющий работы должен согласовать проводимые работы.

Технические характеристики линий электропередач

Основные параметры ЛЭП:

  • l — промежутки между стойками или опорами ЛЭП;
  • dd — пространство ме­ж­ду со­сед­ни­ми кабельными линиями;
  • λλ — можно расшифровать как протяженность гир­лян­ды ЛЭП;
  • HH — высота стойки;
  • hh — самое малое разрешенное рас­стоя­ние от низкой отметки кабеля до почвы.

Расшифровывать все характеристики установок сможет не каждый. Поэтому за помощью можно обратиться к профессионалу.

Ниже представлена таблица линий электропередач, обновленная в 2010 году. Более полное описание можно находить на форумах электрики.

Номинальное напряжение, кВ
40 115 220 380 500 700
Промежуток l, м 160-210 170-240 240-360 300-440 330-440 350-550
Пространство d, м 3,0 4,5 7,5 9,0 11,0 18,5
Протяженность гирлянды X, м 0,8-1,0 1,4-1,7 2,3-2,8 3,0-3,4 4,6-5,0 6,8-7,8
Высота стойки Н, м 11-22 14-32 23-42 26-44 28-33 39-42
Параметр линии h, м 6-7 7-8 7-8 8-11 8-14 12-24
Количество кабелей в фазе* 1 1 2 2 3 4-6
Объем сечений проводов, мм2 60-185 70-240 250-400 250-400 300-500 250-700

Вам это будет интересно Что такое ГРЩ как он расшифровывается


Основные элементы установки

Чтобы понизить число ава­рий­ных выключений, которые возникают при плохих погодных условиях, линии электростанций снабжаются грозо­за­щит­ны­ми канатами, которые устанавливаются на стойках вы­ше кабелей и используются для подавления пря­мых по­па­да­ний грозы в ЛЭП. Они похожи на металлические оцин­ко­ван­ные мно­го­про­во­лоч­ные тросы или специальные уси­лен­ные алюминиевые кабели малого се­че­ния.

Производятся и используются такие устройства от молний с встроенными в их труб­ча­тый стержень оп­ти­ко-во­ло­кон­ны­ми жилами, которые дают мно­го­ка­наль­ную связь. На территориях с постоянно по­вто­ряю­щи­ми­ся и силь­ны­ми морозами, лед откладывается на провода и образуются ава­рии из-за пробивания воздушных линий при приближении про­вис­ших канатов и кабелей.

Рабочая температура линий электропередач составляет от 150 до 200 градусов. Внутри провода не имеют изоляцию. Они должны обладать высокой степенью проводимости, а также устойчивостью к механическим повреждениям.

Ниже описано, какие линии электропередач используются для передачи электроэнергии.


Два основных вида

Провода для воздушных линий электропередач

Главное требование к проводам ВЛЭП – высокая механическая прочность. Делятся на два класса – неизолированные и изолированные. Могут быть выполнены в виде многопроволочных и однопроволочных проводников. Последние, состоящие из одной медной или стальной жилы, применяются только для строительства трасс низкого напряжения.

Многопроволочные провода для воздушных линий электропередач могут быть выполнены из стали, сплавов на основе алюминия или чистого металла, меди (последние, вследствие высокой стоимости, на протяженных трассах, практически не используются). Наиболее распространены проводники, изготовленные из алюминия (в обозначении присутствует буква “А”) или сталеалюминиевых сплавов (марка АС или АСУ (усиленные)). Конструктивно представляют собой скрученные стальные проволоки, поверх которых навиты алюминиевые жилы. Стальные, для защиты от коррозии, оцинковывают.

Выбор сечения производят в соответствии с передаваемой мощностью допустимого падения напряжения, механических характеристик. Стандартные сечения проводов, производимых в России, – 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 и 240. Представление о минимальных сечениях проводов, применяемых для сооружения воздушных линий, можно получить из таблицы, приведенной ниже.

Минимальные сечения проводов ВЛЭП
Материал жилы Линии свыше 1 кВ, мм2 Линии до 1 кВ, мм2 Ответвления к вводам (длина до 10 м/ свыше 10 м), мм2
Медь 25 2,5
Сталь 25 25 4/4
Алюминий 356 16 6 / 10

Ответвления выполняют чаще изолированными проводами (марки АПР, АВТ). Изделия имеют атмосферостойкое изоляционное покрытие и стальной несущий тросик. Соединения проводов в пролетах монтируют на участках, не подверженных механическим воздействиям. Сращивают их обжатием (с применением соответствующих приспособлений и материалов) либо свариванием (термитными шашками или специальным аппаратом).

В последние годы при возведении воздушных линий все чаще используют самонесущие изолированные провода. Для ВЛЭП низкого напряжения промышленностью выпускаются марки СИП-1, -2 и -4, а для линий 10-35 кВ – СИП-3.

На трассах напряжением свыше 330 кВ, для предотвращения коронных разрядов, практикуется применение расщепленной фазы – один провод большого сечения заменяется несколькими меньшими, скрепленными между собой. С ростом номинального напряжения их число увеличивается от 2 до 8.

Определение напряжения по внешнему виду

Следующий этап — определение мощностей ВЛ.

Как же узнать напряжение на ЛЭП по её внешнему виду? Легче всего это сделать по количеству проводов и по числу изоляторов. Самый простой способ — определение по изоляторам.

Существуют ВЛ разных классов напряжения. Рассмотрим поочередно каждую.

ЛЭП на 0,4 киловольта (400 Вольт) — низковольтные, встречающиеся во всех населенных пунктах. В них всегда используются штыревые изоляторы из фарфора или стекла. Опоры изготавливают из железобетона или дерева. В однофазной линии два провода. Если фазы три, проводников будет четыре и более.

Далее идут ЛЭП на 6 и 10 киловольт. Визуально они неотличимы друг от друга. Здесь всегда по три провода. В каждом используется два штыревых фарфоровых или стеклянных изолятора или один, но большего номинала. Используются эти трассы для подведения питания к трансформаторам. Минимальное расстояние до частей, проводящих ток, здесь составляет 0,6 м.

Часто в целях экономии совмещают подвеску проводников 0,4 и 10 кВ. Охранной зоной таких трасс является расстояние 10 м.

В ЛЭП на напряжение 35 кВ, используются подвесные изоляторы в количестве от 3 до 5 штук в гирлянде к каждому из трёх фазных проводов.

Обычно такие воздушные магистрали через территорию городов не проходят. Допустимым считается расстояние – 0,6 м, а охранная зона определяется 15 метрами. Опоры должны быть железобетонными или металлическими, с разнесенными друг от друга на допустимое расстояние проводниками, несущими ток.

В ЛЭП на напряжение 110 кВ монтаж каждого из проводов осуществляется на отдельной гирлянде из 6-9 подвесных изоляторов. Минимально близким к проводникам, является расстояние в 1 метр, а охранная зона определяется 20 метрами.

Материалом для опоры служит железобетон или металл.

Если напряжение 150 кВ, применяют 8-9 подвесных изоляторов на каждую гирлянду в ЛЭП. Расстояние 1,5 м до проводников тока считается в этом случае минимальным.

Когда напряжение 220 кВ, число используемых изоляторов находится в пределах от 10 до 40 единиц. Фаза передаётся по одному проводу.

Линии используют для подведения электроэнергии к крупным подстанциям. Наименьшее расстояние приближения к проводникам составляет 2 м. Величина охранной зоны – 25 м.

В последующих классах высоковольтных ЛЭП появляется отличие по числу проводов на фазу.

Если произведен монтаж двух проводников на одну фазу, а изоляторов в гирляндах по 14, перед вами магистраль 330 кВ.

Минимальным расстоянием до токоведущих частей в ней считается 3,5 м. Необходимое увеличение охранной зоны до 30 м. Материалом для опор служит железобетон или метал.

Если фаза расщепляется на 2-3 проводника, а подвесных изоляторов в гирляндах по 20, то напряжение ВЛ составляет 500 кВ.

Охранная зона в этом случае ограничивается 30 метрами. Опасной считается дистанция менее 3,5 м до проводов.

В случае разделения фазы на 4 или 5 проводников, соединение которых кольцевое или квадратное, и присутствия в гирляндах 20 и более изоляторов, напряжение ВЛ составляет 750 кВ.

Охранная территория таких трасс — 40 м, а приближение к токопроводящим частям ближе 5 м опасно для жизни.

В России есть единственная в мире ЛЭП, напряжение которой 1150 кВ. Фазы в ней делятся на 8 проводов каждая, а в гирляндах присутствуют 50 и более изоляторов.

К этой трассе не стоит приближаться более чем на 8 метров. Увидеть такую высоковольтную линию можно, например, на участке магистрали «Сибирь – Центр».

Получить подробную информацию о любой ВЛ, её местоположении можно на интерактивной карте в сети интернет.

Потери в ЛЭП

Потери электроэнергии в проводах зависят от силы тока, поэтому при передаче её на дальние расстояния напряжение многократно повышают (во столько же раз уменьшая силу тока) с помощью трансформатора, что при передаче той же мощности позволяет значительно снизить потери. Однако с ростом напряжения начинают происходить различные разрядные явления.

В воздушных линиях сверхвысокого напряжения присутствуют потери активной мощности на корону. Коронный разряд возникает, когда напряжённость электрического поля E{\displaystyle E} у поверхности провода превысит пороговую величину Ek{\displaystyle E_{k}}, которую можно вычислить по эмпирической формуле Пика: Ek=30,3β(1+0,298rβ){\displaystyle E_{k}=30{,}3\beta \left({1+{\frac {0{,}298}{\sqrt {r\beta }}}}\right)} кВ/см, где r{\displaystyle r} — радиус провода в метрах, β{\displaystyle \beta } — отношение плотности воздуха к нормальной.

Напряжённость электрического поля прямо пропорциональна напряжению на проводе и обратно пропорциональна его радиусу, поэтому бороться с потерями на корону можно, увеличивая радиус проводов, а также (в меньшей степени) — применяя расщепление фаз, то есть используя в каждой фазе несколько проводов, удерживаемых специальными распорками на расстоянии 40-50 см. Потери на корону приблизительно пропорциональны произведению U(U−Uкр){\displaystyle U(U-U_{\text{кр}})}.

Потери на корону резко возрастают с ростом напряжения, среднегодовые потери на ЛЭП напряжением 500 кВ составляют около 12 кВт/км, при напряжении 750 кВ — 37 кВт/км, при 1150 кВ — 80 кВт/км. Потери также резко возрастают при осадках, особенно изморози, и могут достигать 1200 кВт/км.

В прошлом потери в ЛЭП были очень высокими. Так, в конце XIX века потери на 56-ти километровой линии постоянного тока Крей — Париж составили 45 %. В современных линиях электропередач (по состоянию на 2020 год) потери составляют всего 2 — 3 %. Однако и эти потери пытаются сократить, используя высокотемпературные сверхпроводники. Впрочем, по состоянию на 2020 год линии электропередач на высокотемпературных сверхпроводниках отличаются высокой стоимостью и небольшой протяженностью (самая длинная такая линия построена в 2014 году в Германии и имеет длину всего 1 км).

Потери в ЛЭП переменного тока

Важной величиной, влияющей на экономичность ЛЭП переменного тока, является величина, характеризующая соотношение между активной и реактивной мощностями в линии — cos φ.  — часть полной мощности, прошедшей по проводам и переданной в нагрузку;  — это мощность, которая генерируется линией, её зарядной мощностью (ёмкостью между линией и землёй), а также самим генератором, и потребляется реактивной нагрузкой (индуктивной нагрузкой)

Потери активной мощности в линии зависят и от передаваемой реактивной мощности. Чем больше переток реактивной мощности, тем больше потери активной.

При длине ЛЭП переменного тока более нескольких тысяч километров наблюдается ещё один вид потерь — радиоизлучение. Так как такая длина уже сравнима с длиной электромагнитной волны частотой 50 Гц (λ=cν={\displaystyle \lambda =c/\nu =}6000 км, длина четвертьволнового вибратора λ4={\displaystyle \lambda /4=}1500 км), провод работает как излучающая антенна.

Определение напряжения ЛЭП

Разумеется, что кабельные линии электропередач в большинстве своем скрыты, да и находящиеся на открытом воздухе далеко не всегда можно различить визуально.

А вот воздушные линии можно определить по:

  • Типу применяемых в ЛЭП опор;
  • Внешнему виду и числу изоляторов;
  • Проводам;
  • Размеру охранной зоны;
  • Буквенной маркировке на опорах (Т – 35кВ, С – 110кВ, Д – 220кВ).


Буквенная маркировка на опоре Поэтому далее рассмотрим систему определения величины напряжения ЛЭП по основным визуальным критериям.

По количеству проводов

В зависимости от числа проводов все ЛЭП подразделяются таким образом:

  • На напряжение 0,23 и 0,4кВ число проводов будет составлять 2 и 4 соответственно, в некоторых случаях присутствует еще один провод заземления;
  • Для напряжения ВЛ 6 – 10кВ используются 3 провода;
  • В линиях от 35 до 220кВ один провод для каждой фазы, помимо них могут монтироваться провода грозозащиты. Нередко на опорах ЛЭП устанавливаются сразу две линии то есть 6 проводов.
  • При напряжении 330кВ и выше фаза выполняется не одним, а несколькими проводами, уже применяется расщепление фазных проводов для минимизации потерь.

По внешнему виду опор

Помимо этого, многое можно сказать о напряжении в ЛЭП по виду установленных опор. Как указано в таблице выше, каждый номинал напряжения имеет допустимое минимальное безопасное расстояние. Поэтому, чем он больше, тем выше располагаются провода. Соответственно, габариты и конструкция опоры должна обеспечивать допустимые расстояния в стреле провеса.

Сегодня опоры подразделяются по материалу, из которого они изготовлены:

  • деревянные;
  • металлические;
  • железобетонные.

По конструктивному исполнению встречаются:

  • стойки;
  • мачтовые;
  • портальные.

Внешнему виду и числу изоляторов

Чем выше напряжение в ЛЭП, тем большей электрической прочностью должны обладать изоляторы. Соответственно сопротивление электрическому току повышается за счет увеличения длины пути тока утечки, чем выше напряжение, тем больше сам изолятор, тем больше ребер расположено на рубашке, помимо этого ребра могут усиливаться несколькими кольцами. Еще одним приемом для повышения диэлектрической устойчивости ЛЭП по отношению к опоре является сборка из нескольких последовательно включенных изоляторов – гирлянда ВЛ.

Чем больше гирлянды изоляторов, тем выше разность потенциалов они могут выдержать, однако не стоит путать с параллельно собранными изоляторами, они предназначены для повышения надежности в местах прохода ЛЭП над дорогами, другими линиями, коммуникациями и сооружениями.

Комментировать
0
28 просмотров
Это интересно

Русские никогда не жили в избах Занимательные факты
197 комментариев