17. Разъединители. Назначение и виды.

Разьеденитель – это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения электрической цепи безтока или с незначительным током.

Для обеспечения безопасности разьеденитель имеет между контактами в отключенном положении изоляционный промежуток.При ремонтных работах разьеденителем создается видимый разрыв между токоведущими частями, оставшимися под напряжением и аппаратами выведенными в ремонт.Разьеденителями нельзя отключать токи нагрузки, т.к. их контактная система не имеет дугогасительных устройств и в случае ошибочного отключения токов нагрузки возникает устойчивая дуга, которая может привести к междуфазному к.з. и несчастным случаям.Перед опирацией цепь должна быть разомкнута выключателем.

Разьеденители могут быть: внутринней и наружной установок; управляемые приводами вручную или дистанционно. По способу установки различают разьеденители с вертикальным и горизонтальным расположением ножей. По числу полюсов могут быть одно- и трехфазного исполнения; по роду установки – для внутренней и наружной установки; по конструкции – рубящего, поворотного, катящегося и подвесного типа.

18. Короткозамыкатели и отделители.

Короткозамыкатель – это коммутационный аппарат, предназначен для создания искусственного К.З. в случае повреждения на подстанциях не имеющих выключателей.

При включении ножа короткозамыкателя создается искусственное к.з., Которое отключается удаленным выключателем на питающей стороне.В сетях с заземленной нейтралью к.з. имеют один полюс и создают однофазное к.з. на землю. В сетях с изолированной нейтралью короткозамыкатели имеют два полюса и создают двухфазное к.з.Короткозамыкатели имеют надежную конструкцию контактов и снабжены специальным приводом, позволяющим осуществлять автоматическое включение ножа. Отделителями называют аппараты напряжением 35 кВ и выше, имеющие надежную конструкцию контактов и снабженные специальным приводом, позволяющим осуществлять автоматическое отключение контактов.

Отделители устанавливают вместе с короткозамыкателями на подстанциях, не имеющих выключателей на стороне высшего напряжения.Они срабатывают в безтоковой паузе, которая создается при отключении выключателя на питающей стороне.

Включение отделителей производится вручную.

19. Предохранители. Назначение. Устройство и принцип работы.

Плавкие предохранители выполняют операцию автоматического выключения цепи при повышении определенного значения тока. После срабатывания предохранителя необходимо сменить плавкую вставку или патрон, чтобы подготовить аппарат для дальнейшей работы. Ценными свойствами плавких предохранителей являются простота устройства, относительно малая стоимость, быстрое отключение цепи при к.з., способность предохранителя ограничивать ток цепи при к.з. К недостаткам плавких предохранителей относят следующее: предохранители срабатывают при токе, значительно привышающем номинальный ток плавкой вставки, и по этому изберательность отключения не обеспечивает безопасность отдельных участков сети; отключение цепи плавкими предохранителями связанно обычно с перенапряжением; возможно однофазное отключение и последующая не нормальная работа установок релейной защиты. Наибольшее распостранение получили кварцевые и газогенерирующие предохранители. В кварцевых предохранителях патрон заполнен кварцевым песком и дуга гасится путем удлиннения, дробления, и соприкосновения с твердым диэлектриком. В газогенерирующих предохранителях для гашения дуги используются твердые газогенерирующие материалы (фибра, винипласт и др.).

20. Заземление подстанции относится к классу протяженных заземли-телей. Обычно заземляющее устройство подстанции выполняется в виде контурногр заземлителя с равномерно распределенными по периметру контура вертикальными ( трубчатыми или стержневыми) зазем-лителями и сеткой, выравнивающей потенциалы в пределах контура. Чем больше длина фронта волны тока молнии и удельное сопротивление грунта, тем больше площадь заземлителя, которая эффективна участвует в отводе тока молнии.  Заземление подстанций и распределительных устройств выполняется с помощью заземляющих устройств, которые состоят из заземлителей и заземляющих проводников. Заземлители - это металлические проводники или группа проводников, непосредственно соединенные с землей, а заземляющие проводники соединяют с заземлителями металлические части электроустановок, подлежащих заземлению. 

Внешняя грозозащита подстанций включает в себя:

• молниеприемные мачты, непосредственно принимающие на себя разряд молнии;

• токоотводы, передающие разряд от молниеприемниковой мачты к устройству заземления;

• заземляющие устройства, которые обеспечивают отвод разряда в землю и безопасное его распределение.

Но «комплектация» системы грозозащиты зависит в первую очередь от типа подстанции. Открытые распределительные устройства и подстанции требуют защиты от прямых ударов молнии, а закрытые, имеющие в составе кровельных материалов металл или железобетон нуждаются в заземлении данных покрытий. Кроме того, следует учитывать географическое и территориальное расположение подстанций. Расположенные в климатических районах с числом грозовых часов в году более двадцати подстанции нуждаются в повышенной молниезащите и обязательной установке молниеприемников вне зависимости от типа.

21. молниеотводы воспринимают удары молнии в определенной зоне на себя и отводят ток молнии в землю.

Зона захисту двох стрижневих блискавковідводів, що знаходяться поблизу один від одного (на відстані, меншій (4 – 6)h ), розширюється порівняно із зонами окремих блискавковідводів. Виникає додатковий обсяг зони захисту, обумовлений спільною дією двох блискавковідводів. Торцеві області зони захисту визначаються як зони одиночних стрижневих блискавковідводів, габаритні розміри яких h₀, r₀, r_x визначаються за вище наведеними формулами. Розміри внутрішньої області зони захисту подвійного стрижневого блискавковідводу (рис. 2) визначаються за формулами:

а) при імовірності прориву Р_пр=0.005:

б) при імовірності прориву Р_пр=0.05:

де r₀ – зона захисту одиночного блискавковідводу на рівні землі (h_x = 0). Якщо відстань l між блискавковідводами перевищує 4h (Р_пр = 0.005) або 6h (Р_пр = 0.05), кожний із блискавковідводів необхідно розглядати як одиночний.

22. Воздушная линия электропередачи (ВЛ) — устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам, находящимся на открытом воздухе.

Провода поддерживаются над землей с помощью опор и изоляторов.

Линии бывают: одноцепные и двухцепные.

Состоят из: - опор (для подвески проводов и грозозащитных тросов)

- провода (для передачи по ним эл. тока)

- грозозашитного троса (для защиты линий от грозовых разрядов)

- изолятора ( для изоляции проводов от заземленных частей опор)

- линейная арматура ( для крепления проводов и тросов к изоляторам и опорам и соединения проводов и тросов)

- заземляющие устройства и разрядники ( для отвода токов молнии или к.з. в землю)

- фундаменты опор

23. Виды и конструкции опор. Опоры выполняются: -металлическими – применяются на линиях 35 кВ и выше. Обладают повышенной прочностью, но стоимость их выше, чем железобетонных опор и в процессе эксплуатации необходима окраска для защиты от коррозии.

-железобетонными – требуют меньше металла, чем металлические, просты в обслуживании. Широко применются на линиях до 500 кВ включительно.

-деревянными– могут быть на ВЛ до 110 кВ включительно. Часть опоры из пропитанной древисины на железобетонных приставках применяют на линиях напряжением 0,38 -10 кВ.

Бывают:

- промежуточные опоры устанавливаются на прямых участках трассы ВЛ, предназначены только для поддержания проводов и тросов и не рассчитаны на нагрузки от тяжения проводов вдоль линии.

- Анкерные опоры устанавливаются на прямых участках трассы для перехода через инженерные сооружения или естественные преграды, воспринимают продольную нагрузку от тяжения проводов и тросов. Обладают повышенной механической прочностью и служат для жесткого закрепления проводов.

- Угловые опоры устанавливаются на углах поворота трассы ВЛ. (железобетонные 10 кВ, металлические 110 кВ)

- Концевые опоры — разновидность анкерных и устанавливаются на подходах к подстанциям. (железобетонные 110 кВ, металлические 110 кВ).

Специальные опоры: -транспозиционные — для изменения порядка расположения проводов на опорах;

-ответвлительные — для устройства ответвлений от магистральной линии;

-перекрёстные — при пересечении ВЛ двух направлений;

-противоветровые — для усиления механической прочности ВЛ;

-переходные — при переходах ВЛ через инженерные сооружения или естественные преграды.

24. Для закрепления опор в грунте необходимы фундаменты.

Виды фундаментов:железобетонные грибовидные подножники;свайные железобетонные фундаменты;железобетонные анкерные плиты для крепления оттяжек опор;железобетонные ригели для закрепления свободностоящий опор;монолитные бетонные фундаменты.

Все металлические опоры, кроме опор с оттяжками крепятся к фундаментам при помощи анкерных болтов с гайками. Стойка опоры на оттяжках шарнирно опирается на фундамент, а устойчивость обеспечивается 3мя парам оттяжек.Стойки анкерно-угловых железобетонных опор с напряжением 35 – 110 кВ с оттяжками в плотных грунтах закрепляются как промежуточные опоры, а оттяжки крепятся к анкерным плитам.Деревянные опоры крепятся с помощью ригелей, которые служат для повышения прочности заделки опор в грунте.В плотных грунтах применяются сваи –пасынки ( приставки), заглубляемые на глубину до 2,5 м.

25. Провода и тросы В воздушных линиях применяются неизолированные провода и тросы.Провода – одни из основных элементов линии.От правильного выбора конструкции, материала и сечения проводов зависят технико- экономические показатели и стоимость сооружения линии.Провода и тросы должны обладать высокой механической прочностью.Материал проводов и тросов должен быть устойчивым к коррозии и хим воздействиям.Материал проводов должен иметь хорошую эл. проводность.Медь при своих высоких качествах (большая механическая прочность и проводимость, коррозионная стойкость), она дорога и дефицитна, поэтому в настоящее время медные провода на ВЛ не применяются.Алюминий наиболее распространенный в природе материал. Его удельная проводимость составляет 65,5% проводимости меди. Недостаток – невысокая механическая прочность. Поэтому алюминиевые провода применяются для линий небольших сечений в основном на распределительных сетях напряжением 0,38 – 10 кВ.Сталь – высокая механическая прочность, но проводимость ниже существенно и зависит от температуры воздуха. Поэтому стальные провода имеют ограниченное применение.

26. Конструкции проводов - однопроволочные;- многопроволочные

Провода: - монометаллические (один материал – стальные, медные)

- биметаллические (из разного материала – сталь-алюмениевые)

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

Наиболее распространение на ВЛ получили провода: сталеалюминевые, алюминиевые и сплавы алюминиевые.Известны конструкции полых проводов.На линиях 330 кВ и выше расщепленные фазы, т.е. состоят из нескольких проводов.При напряжении 330 кВ таких проводов 2; 500 кВ – 3; 750 кВ – 4, 5; 1150 кВ – 8 проводов.Сталеалюминевые применяются широко на ВЛ.Алюминиевая часть – токоведущая, а стальная часть обеспечивает механическую прочность провода.Выпускаются сталеалюминевые повода марок: АС, АСКС, АСКП, АСК.По обозначению марки провода указываются номинальное значение алюминиевой части провода и сечения стального сердечника, например, АС120/19

27. Конструкция изоляторов.Изоляторы предназначены для изоляции проводов от опор.В зависимости от назначения и способа крепления к опорам различают:

- подвесные изоляторы (применяются на линиях напряжением 35 кВ и выше)

- штыривые изоляторы ( на линиях напряжением до 35 кВ)

Основные изоляционные материалы для изготовления изоляторов – фарфор и стекло, также используются полимерные материалы. Фарфор облазает высокими изоляционными свойствами и механической прочностью, что обеспечивает длительную и надежную работу изоляторов. Подвесные, фарфоровые и стеклянные изоляторы имеют тарельчатую форму. Изолятор состоит из: - шапки, изолирующей детали (тарелки); - стержня; - замка или шплинта.

При маркировке подвесных изоляторов цифрой указывается разрешающая нагрузка (КН) для данного типа изоляторов.Буквы обозначают тип изоляторов: П – подвесной; С – стеклянный; Ф – фарфоровый, Г- грязестойкий и т.п. Широкое распространение получили стеклянные тарельчатые изоляторы.Верхняя поверхность гладкая и наклонена под углом, чтоб при вертикальном положении изолятора дождевая вода свободно скатывалась.Напряжение при дожде приложено к нижней сухой ребристой части тарелки.Край изоляторов загнут вниз и заканчивается овальной поверхностью, называемой капельницей, которая предохраняет нижнюю часть тарелки от смачивания при дожде.Недостаток: малая толщина изолирующего материала между шапкой и пестиком вследствие чего он несет большую эл. нагрузку.Провода к штыревым изоляторам крепят с применение вязки магкой проволокой или специальных зажимов.Подвесные изоляторы собирают в гирлянды. Количество изоляторов на линиях зависит от номинального напряжения.На железобетонных и металлических опорах 110 кВ принимают обычно 6-7 изоляторов. На опорах 35 кВ принимают 2 изолятора.

28. Условия работы линейной изоляции. Электрические изоляторы классифицируются по назначению, конструктивному исполнению, материалу изготовления, техническим характеристикам и условиям эксплуатации.Линейный для работы на открытом воздухе — штыревой, тарельчатый, стержневой, орешковый, анкерный. Линейные изоляторы предназначены для изоляции и крепления проводов на ВЛ и в распределительных устройствах электрических станций и подстанций. Изготовляются они из фарфора или закаленного стекла. По конструкции изоляторы разделяют на штыревые и подвесные. При выборе типа изолятора для конкретной линии должна учитываться степень загрязнения атмосферы, характер загрязняющих веществ и климатические условия в ранее трассы линии. Эксплуатационные характеристики изолятора зависят от аэродинамических характеристик изолируй щей детали тарелки изолятора. Это связанно с тем, что при хорошем обтекании изолятора воздушном потоком на нем остается меньше загрязнения, лучше происходит само очистка его ветром и дождем и не происходит значительное снижение уровня изоляции гирлянды. Основными характеристиками линейных изоляторов является: -эл прочность, эл механ разрешающая нагрузка, -длина пути токов утечки.

29.Электрические характеристики изоляторов. Изоляторы должны обладать определенными электрическими характеристиками. К ним относятся: сухоразрядное, мокроразрядное и пробивное напряжения. Электрические свойства изоляторов характеризуются разрчдными напряжениями.при которых изоляторы перекрываются по поверхности, тоесть напряжением перекрытия. Сухоразрядное напряжение пропорционально кратчайшему расстоянию между электродами изолятора.Мокроразрядное напряжение: В условиях ксплуатации линии поверхности изоляторов всегда в какой-то степени загрязено. При смачивании поверхности дождем, росой или туманом по ней резко увеличиваются токи утечки. Перекрытие изоляции связанно с образованием подсушенных токами утечки зон на поверхнсти ізолятора Пробивным напряжением изолятора называют напряжение, при котором происходит пробой материала изолятора, заключенного между основными электродами, например между стержнем и шапкой подвесного изолятора. Пробивное напряжение любого изолятора всегда больше его сухоразрядного и тем более мокроразрядного напряжения.

Импульсное напряжение: при газових Кратчайшее расстояние по поверхности изолятора от места крепления к нему провода до заземленной части крюка.на котором закреплен изолятор, называется длиной пути токов утечки. От этой величины зависит надежность работы изоляции при загрязнении и увлажнении.Эл.прочность линейной изоляции характеризуется напряжением пробоя и перекрытия. В случае пробоя тела изолятора он больше не сможет нести электическую и механическуюнарузку.

30.С помощью чего крепятся провода к изоляторам и изоляторы к опорам? Для крепления проводов к изоляторам, а изоляторов к опорам применяется линейная арматура:

Сцепная арматура: Для подвески гирлянд а опорах и соединения многоцепных гирлянд друг с другом.( скобы, серьги, ушки, коромысла) Зажимы - для крепления проводов к гирляндам ізолятора .Соединители - для сединения проводов и троссов в пролете.

Сцепная арматура: Скобы: для присоединения гирлянд к траверсе опоры или закрепления на траверсе деталей.

Серьги: Служат для закрепления поддерживающей гирлянды изоляторов на праверсеромежуточной опоры. С одной сороны гирлянда соединяетс со скобой или деталью на траверсе, а с другой стороны вставляется в шапку верхнего изолятора. Книжнему изолятору гирлянды прикрепляют поддерживающий зажим, в котором помещен провод. Поддерживащие зажимы: подвешиваются на промежуточных опорах .Натяжные болтовые зажимы: применяются на опорах анкерного типа для жесткого закрепления провода.Болтовые зажимы: состоят из корпуса, плашек, натяжных болтов с гайками и прокладок из алюминия.Пресуемыезвжимы: состоят из стального анкера в котором на определенной длине опресовывается стальной сердечник провода и алюминиевого корпуса, в ктором на опред. длине опресовывается алюминиевая часть провоасостороныпролета,а на другой длинем- шлейф. для соединения концов отрезков проводов изпольз. соединители. Овальные соединители: Примен. для проводов сечением до 185 мм включительно. В них провода укладываются внахлест.потом происх обжатие соединения с помощью спец клеей. Применяется также солинение проводов скруткой.

31.Виброгасители. Вблиза зажимов к проводам подвешиваются гасители вибрации или демпфирующие петли. Они предназначены для гашения вибрации проводов, возникающим под действием ветра и позволяют предотвратить излом проводок провода. Гаситель вибрации состоит из 2-х чугунных грузов, соединен стальнымтроссом. Частота собсвенного колебания гасителя во много раз меньше чем провода, в результате вибрации провода уменьшается. Демпфирующие петли применяются для защиты от вибрации алюминиевых или сталеалюминиевых проводов малых сечений из провда той же марки. Петля приклепляется к проводу болтовыми зажимами.пообе стороны поддерживает зажимы у подвесной гирянды изолятора.

32.Грозозащита ЛЭП. Опасные грозовые перенапряжения в распределительных устройствах подстанции возникает как при непосредственном напряжении или молнии, так и появлении на подстанциях грозовых волн с воздушной линией в результате поражения проводов воздушной линии и молний или удара молнии в вершины опоры или тросс. Защита оборудования подстанции оуществляетсяащитой подходов воздушных линий от прямых ударов молнии троссов, установка на воздушных линиях искровых промежутков и трубчатых разрядников, а также установление на подстанции вентильных разрядных и ограничительных нпряжений. На подстанции устанавливаетс как общая защита ( молниеотводы отдельно стоящие на порталах, так и отдельно взятые аппараты вентиляционного разрядника и ограничение напряжения. Защита от прямых ударов молнии предусматривается для всех открытораспределиельных устройств и открытых подстанций напряжением от 20 до 500 кВ. За исключением подстанций 20 и 35 кВт, с транзисторной мощностью до 1600 кВА.

33. Заземление ЛЭП. Для безопасности людей и животных находящихся вблизи линий при грозе или повреждениях опоры, на которую подвешен трос или установлены другие средства грозозащиты, заземляются. В грунтах с удельной проводимостью более 500 Ом*м на линиях с металлическими и железобетонными опорами, ив любых грунтах на линиях с деревянными опорами предусматривают устройства специальных контуров заземления. Конструкция контура заземления зависит от характеристик грунта, в который установлена эта опора.