1. Воздушные линии электропередач

Воздушные линии электропередач (ЛЭП) предназначены для передачи электроэнергии по неизолированным проводам, подвешенным на открытом воздухе на опорах с помощью изоляторов и линейной арматуры. Основные элементы ЛЭП: показаны на рис. 5.7.

Рис. 5.7. Конструкции воздушных линий электропередач:

а – ЛЭП-110 кВ со стальными опорами;

б – ЛЭП-35 кВ с деревянными П-образными опорами;

в – ЛЭП-10 кВ с деревянными одностоечными опорами;

1 – фундамент; 2 – опора; 3 – провода; 4 – гирлянда подвесных изоляторов; 5 – траверса; 6 – грозозащитный трос; 7 – железобетонный пасынок; 8 – проволочный бандаж; 9 – деревянный столб; 10 – стальной штырь; 11 – штыревой изолятор.

Воздушные линии прокладываются на деревянных, металлических, железобетонных и бетонных опорах. По назначению опоры выполняются промежуточными, анкерными, угловыми и концевыми. Угловые опоры устанавливаются при поворотах ЛЭП, а концевые – в начале и конце линии.

Промежуточные опоры поддерживают провода на прямых участках линий и составляют около 80% всех опор. Расстояние между ними называется пролетом (рис. 4.8) и выбирается на основании механических расчетов с учетом веса проводников, ветровой нагрузки и расчетного гололеда на проводах.

Анкерные опоры предназначены для горизонтального натяжения проводов. Они устанавливаются через определенное число пролетов и рассчитываются на аварийный обрыв проводов. Расстояние между двумя анкерными опорами называется анкерным пролетом.

Рис. 5.8. Типы опор ЛЭП: 1 – анкерные, 2 – промежуточные.

Материалом опор ЛЭП в основном служат дерево, железобетон и металл. Для деревянных опор применяется круглый лес, в основном сосна, с длиной бревен до 13 м. Железобетонные выполняются в виде монолитных столбов со стальными траверсами для гирлянд изоляторов. Стальные опоры представляют собой пространственные конструкции из стального профиля (как правило, уголка).

Воздушные линии напряжением до 1 кВ выполняются на одностоечных опорах из целого столба или столба с пасынком. Длина пролета 30-50 м, расстояние между проводами 0,4-0,6 м, наименьшее расстояние проводов до земли (габарит линий) для населенной местности – не менее 6 м.

Для воздушных линий до 10 кВ применяют деревянные, железобетонные и комбинированные одностоечные опоры из дерева и железобетона, когда последний используется в качестве пасынка. Длина пролетов 50-200 м, габарит линий не менее 7 м, наименьшее расстояние между проводами 1,5 м.

Воздушные линии напряжением 35-110 кВ монтируются на деревянных, железобетонных и металлических опорах. При напряжениях до 35 кВ для проводов малых сечений применяют одностоечные деревянные опоры, а для проводов больших сечений – двухстоечные П-образные опоры.

Проводники могут выполняться однопроволочными или многопроволочными. Однопроволочные провода выполняются для сечений 4, 6, 10 мм², многопроволочные – для сечений, начиная от 10 мм² и выше.

Для воздушных линий применяются медные голые провода (марки М), которые обладают высокой удельной проводимостью γ = 53 м/Ом·мм² и сопротивлением на разрыв σ = 40 кГ/мм², и алюминиевые многопроволочные провода (марки А) γ = 32 м/ом·мм² и σ = 15-16 кГ/мм².

Как видно, алюминиевые провода имеют пониженное сопротивление на разрыв и поэтому их применяют при небольших пролетах между опорами. Чтобы усилить алюминиевые проводники больших сечений, применяются сталеалюминиевые провода (марки АС, АСУ и АСО). При этом механическую прочность создает стальной сердечник, а токоведущей частью является алюминиевая наружная часть провода.

С целью обеспечения надежности и безопасности Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) устанавливаются минимальные сечения для проводов и тросов линий, проходящих по населенной местности по условиям механической прочности: для алюминиевых – 35 мм²; для сталеалюминиевых – 25 мм².

Прокладка проводов воздушных линий производится на линейных изоляторах, которые обеспечивают крепление проводника к траверсам опоры и их изоляцию. Изоляторы ЛЭП выполняют из стекла, фарфора или ПВХ и подразделяют на штыревые (типа Ш, ШД или ШС), подвесные (П-3, П-4,5 и т.д., где цифра указывает испытательную нагрузку в тоннах) и натяжные. Конструктивное выполнение изоляторов приведено на рис. 5.9.

Изоляторы типа ШД и ШС крепятся к опорам на крюках или на штырях. Подвесные изоляторы, из которых составляется поддерживающая или натяжная гирлянды (рис. 5.9, г-д), подвешиваются при помощи серьги на крюк, укрепленный на траверсах опор.

Для ввода проводов в здания в каменных и кирпичных стенах пробивают общее отверстие, а в деревянных – сверлят отверстия для каждого провода. Провода в обоих случаях заключают в отдельную изоляционную трубку, оконцованную вне здания воронкой, отверстием вниз, а внутри здания – втулкой (рис. 4.10-а). Выходные отверстия воронок и втулок заливают изоляционной массой.

В воды в здания через крышу выполняют в стальной трубе в виде стойки, на которой закрепляют изоляторы (рис. 5.10-б). Трубу изгибают на 180° отверстием вниз во избежание попадания в нее влаги. Расстояние от изоляторов на стойке до крыши должно быть не менее 2,5 м.