Провода и тросы воздушных линий электропередачи

На воздушных линиях электропередачи напряжением выше 1000 В применяют голые провода и тросы. Находясь на открытом воздухе, они подвергаются воздействиям атмосферы (ветер, гололед, изменение температуры) и вредных примесей окружающего воздуха (сернистые газы химических заводов, морская соль) и поэтому должны обладать достаточной механической прочностью и быть устойчивыми против коррозии (ржавления).

В настоящее время на ВЛ наибольшее применение нашли сталеалюминиевые провода.

Раньше на воздушных линиях применялись медные провода, а теперь используют алюминиевые, сталеалюминевые и стальные, а в отдельных случаях и провода из специальных сплавов алюминия – альдрея и др. Грозозащитные тросы выполняются, как правило, из стали.

По конструкции различают:

а) многопроволочные провода из одного металла, состоящие (в зависимости от сечения провода) из 7; 19 и 37 скрученных между собой отдельных проволок (рис. 1, б);

б) однопроволочные провода, состоящие из одной проволоки сплошного сечения (рис. 1, а);

в) многопроволочные провода из двух металлов – стали и алюминия или стали и бронзы. Сталеалюминевые провода обычной конструкции (марки АС) состоят из стальной оцинкованной жилы (однопроволочной или скрученной из 7 или 19 проволок), вокруг которой расположена алюминиевая часть, состоящая из 6, 24 или более проволок (рис. 1, в).

Рис. 1. Конструкция проводов воздушных линий: а – однопроволочные провода; б – многопроволочные провода; в – сталеалюминевые провода.

Конструктивные расчетные данные голых алюминиевых и сталеалюминевых проводов находятся в ГОСТ 839-80.

Выбор проводов ВЛ предусматривает учет нескольких факторов, среди которых одним из наиболее существенных является длительный нагрев электрическим током. Нагрев проводов ограничивает пропускную способность ВЛ, приводит к коррозии проводов, потере ими механической прочности, росту стрелы провеса и т. д. Температура проводов зависит от токовой нагрузки и метеорологических условий трассы ВЛ.

На нагрузочную способность проводов значительное влияние оказывают погодные условия — скорость ветра, температура окружающего воздуха и солнечная радиация, которые в течение года изменяются в достаточно широких пределах.

Высказывается мнение, что изменение скорости ветра оказывает большее влияние, чем изменение температуры воздуха. Слабый ветер со скоростью 0,6 м/с повышает пропускную способность проводов на 140% по сравнению с условиями неподвижного воздуха, в то время как повышение температуры окружающей среды на 10°С снижает ее на 10 — 15%.

Меые провода, изготовленные из твердотянутой медной проволоки, обладают малым удельным сопротивлением (r = 18,0 Ом х мм 2 /км) и хорошей механической прочностью: предельное сопротивление разрыву sп = 36 … 40 кгс/мм 2 , успешно противостоят атмосферным воздействиям и коррозии от вредных примесей в воздухе.

Медные провода маркируют буквой М с прибавлением номинимального сечения провода. Так, медный провод с номинальным сечением 50 мм 2 обозначается М – 50.

Медь в настоящее время является дефицитным дорогостоящим материалом, поэтому в качестве проводов воздушных линий электропередачи практически не используется. В целях экономии меди медные, бронзовые и сталебронзовые провода сняты с производства еще в 60-х годах прошлого века.

Алюминиевые провода отличаются от медных значительно меньшей массой, несколько большим удельным сопротивлением (r = 28,7…28,8 Ом х мм 2 /км) и меньшей механической прочностью: sп = 15,6 кгс/мм 2 — для проводов из проволок марки АТ и sп = 16 …18 кгс/мм 2 из проволки Атп.

Алюминиевые провода применяют главным образом в местных сетях. Малая механическая прочность этих проводов не допускает большого тяжения. Чтобы избежать больших стрел провеса и обеспечить требуемый ПУЭ минимальный габарит линии до земли, приходится уменьшить расстояние между опорами, а это удорожает линию.

Для повышения механической прочности алюминиевых проводов их изготовляют многопроволочными, из твердотянутых проволок. Хорошо перенося атмосферные воздействия, алюминиевые провода плохо противостоят воздействию вредных примесей воздуха.

Поэтому для воздушных линий, сооружаемых вблизи морских побережий, соленых озер и химических предприятий, рекомендуются алюминиевые провода марки АКП, защищенные от коррозии (алюминиевые коррозионно-стойкие, с заполнением межпроволочного пространства нейтральной смазкой). Провода из алюминия маркируются буквой А с добавлением номинального сечения провода.

Стальные провода обладают большой механической прочностью: предельное сопротивление при разрыве sп = 55 …70 кгс/мм 2 . Стальные провода бывают как однопроволочными, так и многопроволочными.

Удельное электрическое сопротивление стальных проводов значительно выше, чем алюминиевых, и в сетях переменного тока оно зависит от величины тока, протекающего по проводу. Стальные провода применяют в местных сетях напряжением до 10 кВ при передаче сравнительно небольших мощностей, когда сооружение линий с алюминиевыми проводами менее выгодно.

Существенный недостаток стальных проводов и тросов – подверженность коррозии. Для уменьшения коррозии провода оцинковывают. Выпускаются две марки многопроволочных стальных проводов: ПС (провод стальной) и ПМС (провод омедненный стальной). Провода ПС имеют присадку меди до 0,2%, а провода марки ПСО изготовляются диаметром 3; 3,5; 5 мм. Стальные многопроволочные грозозащитные тросы выпускаются марок С-35, С-50 и С-70.

Сталеалюминевые провода имеют то же удельное сопротивление, что и алюминиевые провода равного им сечения, так как в электрических расчетах сталеалюминевых проводов проводимость стальной части не учитывается ввиду ее незначительности по сравнению с проводимостью алюминиевой части проводов.

Конструктивно стальные проволки составляют внутреннюю часть сталеалюминевого провода, а алюминиевые проволки – внешнюю. Сталь предназначена для увеличения механической прочности, алюминий является токопроводящей частью.

В сталеалюминиевых проводах возникают дополнительные внутренние напряжения в алюминиевой части провода, вследствие различных коэффициентов температурного расширения алюминия и стали.

Обязательное ограничение напряжения в проводе при среднегодовой температуре для всех проводов необходимо для предотвращения быстрого износа проводов от усталости вследствие вибрации.

Экспериментально установлено, что алюминий начинает терять свои прочностные качества при температурах свыше 65°С. С учетом этого при выборе максимальной рабочей температуры сталеалюминиевых проводов рекомендуется планировать уменьшение прочности алюминия на 12 — 15% (что составляет 7 — 8% потери прочности провода в целом) в течение всего срока их службы, что примерно соответствует непрерывной в течение 50 лет эксплуатации провода при температуре 90°С. Следует отметить, что суммарная потеря механической прочности вследствие кратковременных аварийных перегрузок проводов не превышает 1%.

Выпускаются следующие марки сталеалюминевых проводов (ГОСТ 839-80):

АС – провод, состоящий из сердечника – стальных оцинкованных проволок, и одного или нескольких наружных повивов из алюминиевых проволок. Провод предназначается для прокладки на суше, кроме районов с загрязненным вредными химическими соединениями воздухом;

АСКС, АСКП – как и провод марки АС, но с заполнением стального сердечника (С) или всего провода (П) смазкой, противодействующей появлению коррозии проволок. Предназначен для прокладки на побережье морей, соленых озер и в промышленных районах с загрязненным воздухом;

АСК – такой же как и провод АСКС, но со стальным сердечником, изолированным полиэтиленовой пленкой. В маркировке провода после буквы А может стоять буква П, которая указывает, что провод повышенной механической прочности (например АпСК).

Сталеалюминевые провода всех марок выпускаются с разным отношением сечения алюминиевой части провода к сечению стального сердечника: в пределах 6,0…6,16 – для работы провода в средних по механической нагрузке условиях; 4,29…4,39 – усиленной прочности; 0,65…1,46 – особо усиленной прочности: 7,71…8,03 – облегченной конструкции и 12,22…18,09 – особо облегченные.

Провода облегченной конструкции применяют на вновь сооружаемых и реконструируемых линиях в районах, где толщина стенки гололеда не превышает 20 мм. Сталеалюминевые провода усиленной прочности рекомендуется применять в районах с толщиной стенки гололеда более 20 мм. Для осуществления больших пролетов на переходах через водные пространства и инженерные сооружения применяют провода особой прочности.

Для более полной характеристики сталеалюминевых проводов в обозначение марки проводов вводится номинальное сечение провода и сечение стального сердечника, например: АС – 150/24 или АСКС – 150/34.

Провода из альдрея

Провода из альдрея обладают примерно тем же электрическим сопротивлением, что и алюминиевые, но имеют большую механическую прочность. Альдрей представляет собой сплав алюминия с незначительными количествами железа (» 0,2 %), магния (» 0,7 %) и кремния (» 0,8 %); по корроизной стойкости он равен алюминию. Недостаток проводов из альдрея – их малая стойкость при вибрации.

Расположение проводов на воздушной линии

Провода на опорах воздушных линий можно располагать различными способами: на одноцепных линиях – треугольником или горизонтально; на двухцепных линиях – обратной елкой или шестиугольником (в виде «бочки»).

Расположение проводов треугольником (рис. 2 , а) применяется на линиях напряжением до 20 кВ включительно и на линиях напряжением 35…330 кВ с металлическими и железобетонными опорами.

Горизонтальное расположение проводов (рис. 2 , б) применятся на линиях напряжением 35…220 кВ с деревянными опорами. Такое расположение проводов является наилучшим по условиям эксплуатации, так как позволяет применять более низкие опоры и исключает схлестывание проводов при сбрасывании гололеда и пляске проводов.

На двухценных линиях провода располагают либо обратной елкой (рис. 2 , в), что удобно по условиям монтажа, но увеличивает массу опор и требует подвески двух защитных тросов, либо шестиугольником (рис. 2 , г).

Последний способ предпочтительнее. Он рекомендован к применению на двухценных линиях напряжением 35…330 кВ.

Для всех перечисленных вариантов характерно несимметричное расположение проводов по отношению друг к другу, что приводит к различию электрических параметров фаз. Для уравнения этих параметров применяют транспозицию проводов, т.е. последовательно меняют на опорах взаимное расположение проводов по отношению друг к другу на различных участках линии. При этом провод каждой фазы проходит одну треть длины линии на одном, вторую – на другом и третью – на третьем месте (рис. 3 .).

Рис. 2. Расположение проводов и защитных тросов на опорах: а – треугольником; б – горизонтальное; в – обратной елкой; г – шестиугольником (бочкой).

Рис. 3 . Схема транспозиции проводов одноцепной линии.

Расчет механической части ВЛ выполняют, исходя из повторяемости скорости ветpa и толщины стенки гололеда на проводах, отвечающей требованиям надежности и капитальности того или иного класса ВЛ.

ВЛ разных классов при их прохождении по одной и той же местности, в частности по общей трассе, должны быть рассчитаны на разные ветровые и гололедные нагрузки.

Грозозащитные тросы воздушных линий электропередачи

Грозозащитные тросы подвешивают выше проводов для защиты их от атмосферных перенапряжений. На линиях напряжением ниже 220 кВ тросы подвешивают только на подходах к подстанциям. При этом снижается вероятность перекрытия проводов линии вблизи подстанции. На линиях напряжением 220 кВ и выше тросы подвешиваются вдоль всей линии. Обычно используются тросы из стальных проволок.

Ранее тросы на линиях всех номинальных напряжений заземлялись наглухо на каждой опоре. Опыт эксплуатации показал, что в замкнутых контурах заземляющей системы – тросы – опоры появились токи. Они возникли вследствие действия ЭДС, наводимых в тросах путем электромагнитной индукции. При этом в ряде случаев в многократно заземленных тросах получились значительные потери электроэнергии, особенно в линиях сверхвысоких напряжений.

Исследования показали, что при подвеске тросов повышенной проводимости (сталеалюминиевых) на изоляторах тросы могут быть использованы в качестве проводов связи и в качестве токонесущих проводов для электроснабжения потребителей малой мощности.

Для обеспечения соответствующего уровня грозозащиты линий тросы при этом должны присоединяться к заземленным через искровые промежутки.

Источник

Ассортимент и характеристики проводов для воздушной ЛЭП

Электрическая энергия основной вид энергии, который применяете буквально на каждом шагу. Широкое использование возможно благодаря электросетям, объединяющим производителя и потребителя энергии. ЛЭП (линии электропередач) транспортируют электричество. Линии проводят под землей либо по воздуху. Провода, для воздушных линий электропередач при помощи изоляторов и линейной арматуры монтируются к кронштейнам специальных сооружений.

Разновидности проводов для ЛЭП

Ассортимент изделий используемых для монтажа воздушных линий электропередач весьма широк используются марки А, АС, так же СИП-1;СИП-2,СИП-3,СИП-4.
Различаются изделия по техническим характеристикам (параметрам). Используется провод:

• Алюминиевый;
• Изолированный;
• Сталеалюминевый;
• Не изолированный.

Изделия разнообразны по виду, имеют большой диапазон сечений. Вариант кабеля А, АС относится к не изолированным изделиям для ЛЭП. В процессе эксплуатации кабель подвержен атмосферным неблагоприятным воздействиям (высокая влажность, мороз, жара, наледь). Так же влияют химические вещества, содержащиеся в окружающей атмосфере такие, как — сернистый газ, морская соль. Провода воздушных линий обладают прочностью и отличаются высокой антикоррозийной устойчивостью.
Область применения данных изделий — открытое воздушное пространство 1 и 2 типа (если в атмосфере присутствует сернистый газ менее 150мг. на квадратный метр в сутки) во всех климатических точках на суше.

• Провод А — не изолированный. Изготовлено изделие из алюминия (проволока). Скрутка кабеля выполнена концентрическим повивом;
  
• Провод АС с сердесником стальным оцинкованным, обмотанным специальным способом алюминиевой проволокой. Вес провода АС весьма мал, что дает ему неоспоримое преимущество, в случае применения большого количества материала;
  
• Самонесущий изолированный провод (СИП).
  

Такое изделие, как кабель СИП весьма востребовано. Как правило, ему отдают предпочтение при монтаже ЛЭП.
Провода ВЛ СИП имеют массу достоинств:

1. Надежность;
2. Эффективность;
3. Экономичность в обслуживании, эксплуатации;
4. Долговечность;
5. Значительное сокращение потерь электроэнергии;
6. Простота и легкость при монтаже, ввиду специально применяемой арматуры;
7. Ввод в эксплуатацию без отключения напряжения электроустановки;
8. Значительно сокращается незаконное потребление энергии.

Конструктивные особенности проводов для ЛЭП

Изделие СИП состоит из нескольких алюминиевых жил. Применяется для устройства магистральных линий электропередач, так же часто используется для электропроводки в жилых домах (допускается прокладка кабеля снаружи помещения, по стенам).
Каждый вид кабеля СИП предназначен для определенной цели. Кабель СИП2 2х16 (самонесущий изолированный провод) применяется для монтажа ВЛЭ с напряжением до 35000Вт, и частотой 50Гц. Используется в районе с холодным и умеренным климатом (побережье моря, промышленные зоны).

СИП4 2х16 обладает особенностью исключающую риск замыкания. Изделие экономично в процессе эксплуатации. Провод долговечен, если соблюдать правила пользования. Срок службы изделия более 40 лет. Перед приобретением продукции необходимо консультироваться со специалистом в данной области.

Если напряжение воздушной ЛЭП выше 1000в то используют голый кабель, трос. Во внешней среде погодные условия (дождь, гололед, ветер) влияют на прочность материала, поэтому кабель должен отличаться прочностью, устойчивостью к коррозии.

Некоторое время назад использовали медные провода, сейчас же отдают предпочтение алюминиевым либо сталеалюминевым или стальным, иногда применяют изделие из сплава алюминия — альдрея. Так же используют для ЛЭП грозозащитный трос, изготовленный из стали.
Изделия для ЛЭП могут состоять из одной проволоки либо из нескольких жил (перевитой между собой проволоки).Бывает однопроволочный провод, который имеет сплошное сечение и состоит из одной проволоки. Существует многопроволочный кабель, который состоит из двух металлов, например бронзы со сталью либо стали и алюминия. Кабель АС – сталеалюминевый, имеет оцинкованную жилу (свитую из 7-19 проволок, либо однопроволочную). Жила обвита алюминием из 6 или 24 , возможно более проволок.
Что такое провод СИП видео

Виды провода и технические характеристики

• Медный провод производится из проволоки твердотянутой, имеет небольшое удельное сопротивление, наделен высокой механической прочностью. Превосходно противостоит воздействиям атмосферы (коррозии, химических примесей окружающей среды). Данные изделия обозначены маркой М, добавляется номинальное сечение кабеля. Например, если сечение 50мм2 то обозначается, как М50.Изделия дорогостоящие ввиду чего практически не применяются для создания ЛЭП;
• Алюминиевый провод в отличие от медного намного меньше весит. Обладает большим удельным сопротивлением, но наименьшей механической устойчивостью. В основном данные изделия применяются в местной сети. Из за малой прочности продолжительное натяжение алюминиевого кабеля не допустимо. Во избежание провисания, для выполнения норм и правил монтажа ЛЭП производится уменьшение расстояний межу опорами (это увеличивает расходы строительства линии электропередач). Что бы увеличить надежность провода из алюминия производят многопроволочными, изготавливая из твердотянутых проволок. Данный вид материала не устойчив к влиянию вредных химических составляющих воздуха, при этом хорошо переносит неблагоприятные погодные условия. Как правило, в местах вблизи побережья либо рядом с крупными химическими комбинатами, используется для ЛЭП алюминиевый провод в основном марки АКП. Такие изделия имеют защиту от коррозии, изготавливаются с нейтральной смазкой на скрученной проволоке. На проводах стоит маркировка — А и показатель сечения изделия;
• Стальной провод имеет высокую прочность. Удельное сопротивление гораздо выше, чем у алюминиевого кабеля, что зависит от уровня тока. Изделие производится однопроволочным и многопроволочным. Область применения – местные сети с величиной напряжения до 10кВ. У кабеля есть свой минус – неустойчивость к коррозии. Для придания стойкости изделия проходят процесс оцинковки. Производят многопроволочные стальные изделия — марки ПС и ПМС, что означает провод стальной, провод омедненный стальной;
• Сталеалюминевый провод обладает таким же удельным сопротивление, что и алюминий. Его конструкция — стальная проволока внутри и алюминиевая снаружи. Стальная часть служит для увеличения надежности, прочности, а алюминий проводит ток. Существуют марки — АС, АСКС, АСКП. У каждой марки есть свои особенности и предназначение. Например, АСК кабель имеет стальной сердечник изолированный оболочкой. Буква П (АпСК) при маркировке обозначает повышенную прочность .Кабель АС имеет сердечник из стальной оцинкованной проволоки и повивов сверху из алюминия.
  Изделия разных марок изготавливаются с различным сечением относительно алюминиевой составляющей к сечению сердечника из стали. Область применения – строящиеся и реконструируемые линии в зоне, где толщина обледенение не выше 20 мм;
• Провод из альдрея наделен практически одинаковым сопротивлением с алюминиевым, но есть отличительная характеристика — обладает высокой прочностью. Материал состоит их небольшой части железа и сплава алюминия. По устойчивости к коррозии сравним с алюминием. Минусом изделия является неустойчивость при вибрации.

Как подключить кабель СИП видео смотрите ниже:

Источник