8.Выбор номинального напряжения эл.Сети.

При выборе номинального напряжения пользуются зависимостями, которые показывают границы экономической целесообразности применения того или иного номинального напряжения.

Рис. 6.1. Области применения электрических сетей разных номинальных напряжений

Необходимо также учитывать, имеются ли в электрической системе сети такого номинального напряжения, т.к. ввод новой ступени номинального напряжения связан с большими капиталовложениями, что, естественно, приведет к значительному увеличению приведенных затрат.

9.Элементы и конструкции эл.Сетей. Воздушные лэп.

Опоры являются одним из главных конструктивных элементов линий электропередач, отвечающим за крепление и подвеску электрических проводов на определённом уровне.

По характеру воспринимаемых нагрузок опоры разделяются на два вида: воспринимающие усилие натяжение от проводов и тросов и не воспринимающие такого тяжения. В зависимости от этого применяют следующие типы опор:

• Промежуточные — устанавливаемые на прямых участках трассы, воспринимают вертикальные усилия от веса проводов, изоляторов, арматуры и горизонтальные нагрузки от давления ветра на опору и провода. Промежуточные опоры также могут устанавливаться в местах изменения направления трассы при углах поворота менее 20-30 градусов, в этом случае они воспринимают и поперечные нагрузки от тяжения проводов. В аварийном режиме (при обрыве одного или нескольких проводов) промежуточные опоры воспринимают нагрузку от тяжения оставшихся проводов, подвергаются кручению и изгибу. Поэтому их рассчитывают с определенным запасом прочности. Промежуточные опоры на линиях составляют 80-90%.

• Анкерные — устанавливаются в местах изменения направления трассы, числа, марок и сечения проводов, а также на пересечении ВЛ с различными сооружениями, воспринимают усилия натяжения проводов ВЛ.

На базе анкерных опор могут выполняться:

• концевые опоры - устанавливаются в начале и конце ВЛ, воспринимают односторонние усилия тяжения проводов,

• угловые опоры - устанавливаются в местах изменения направления трассы,

• ответвительные опоры - предназначены для выполнения ответвлений,

• перекрестные опоры - устанавливаются в местах пересечения трасс воздушных линий,

• переходные - устанавливаются в местах перехода трассы линии через большие препятствия,

• транспозиционные опоры - предназначены для изменения расположения фаз на опоре.

По материалу, из которого изготавливаются, опоры могут быть:

• Деревянные. Первоначально все ВЛ до 220 кВ сооружались на деревянных опорах, пропитанных антисептиком. Деревянные опоры изготов-ляют из круглых брёвен леса не ниже III сорта, как правило, из сосны, лиственницы и ели. Древесина сосны и лиственницы содержит много смолы и поэтому хорошо противостоит действию влаги.

• Металлические. Выполняют из стали специальных марок. Отдельные элементы соединяют сваркой или болтами. Для предотвращения окисления и коррозии поверхность металлических опор оцинковывают или периодически окрашивают специальными красками. Металлические опоры бывают решетчатого типа, а так же многогранные в виде гнутых стальных стоек.

• Железобетонные. Массовое внедрение данного типа опор началось в 50-х годах прошлого века взамен более дорогих металлических опор. Основными элементами железобетонных опор являются стойки, траверсы, тросостойки, надставки, оголовники, хомуты, оттяжки, различные узлы крепления и ригели.

Широкое распространение железобетонных опор ВЛ обусловлено относительной дешевизной конструкций, высоким уровнем унификации и типизации стоек опор, и наличием широкой производственной базы. Железобетонные опоры обладают высокой механической прочностью, долговечны (срок службы около 40 лет) и не требуют больших расходов при эксплуатации. Затраты труда на их сборку значительно ниже, чем на сборку деревянных и металлических опор решетчатого типа. Положительным качеством железобетона является также надежная защита металлической арматуры от коррозии. С целью предохранения арматуры от коррозии опоры на заводеизготовителе покрываются гидроизоляцией – асфальтобитумным лаком.

Недостатком железобетонных опор является большая масса, что удорожает транспортные расходы и вызывает необходимость применения при сборке и монтаже кранов большой грузоподъемности. Железобетонные опоры ВЛ способны выдерживать в 2-3 раза меньшие аварийные нагрузки, чем металлические, и для строительства линий требуется вдвое больше опор. Кроме того, при растяжении сталь может удлиняться в 5-6 раз больше, чем бетон, вследствие чего в бетоне могут появляться трещины. Для повышения трещиностойкости железобетонных конструкций применяют предварительное напряжение арматуры, которое создает дополнительное обжатие бетона.

По способу закрепления в грунте:

• Опоры, устанавливаемые непосредственно в грунт.

• Опоры, устанавливаемые на фундаменты.

По количеству цепей:

• Одноцепные.

• Двухцепные.

• Многоцепные.

Провода применяемые на ВЛ должны иметь высокую электрическую проводимость, достаточную механическую прочность и быть устойчивыми против коррозии. На ВЛЭП в настоящее время широко применяются голые провода, хотя в последнее время, все большее распространение, особенно на ВЛ до 1 кВ, получают самонесущие изолированные провода. Голые провода изготавливаются обычно алюминиевыми, стальными или сталеалюминиевыми. Провода из других металлов, не получили широкого распространения, вследствие их дороговизны.

Алюминиевые провода характеризуются достаточной механической прочностью и высокой электрической проводимостью. Они часто применяются на ВЛ до 35 кВ включительно и в отдельных случаях на ВЛ 110 кВ.

Стальные провода обладают наиболее высокой механической прочностью, но малостойки к химическим воздействиям и имеют более высокое сопротивление, поэтому их применяют на менее ответственных линиях при небольших токах в проводах. Это, как правило, ВЛ до 1 кВ, а так же сельские линии до 35 кВ, а так же при пересечении трассы ВЛ широких ущелий, оврагов, рек и водоемов.

Сталеалюминиевые провода имеют высокую механическую прочность и обладают хорошей электрической проводимостью. Они получили наиболее широкое распространение, особенно на ВЛ выше 1 кВ.

По конструкции провода бывают однопроволочные (применятся, как правило, на ВЛ до 1 кВ) и многопроволочные (применятся, как правило, на ВЛ выше 1 кВ). Однопроволочные провода бывают монометаллическими (стальные, алюминиевые) и биметаллическими (сталеалюминиевые, сталемедные). Многопроволочные провода также могут быть монометаллическими (алюминиевые, стальные) и комбинированными (сталеалюминиевые, сталебронзовые).

На ВЛ 110 кВ и выше начинает сильно проявляться явление коронирования – ионизация воздуха вокруг провода, что приводит к потерям электроэнергии в ЛЭП. Эти потери уменьшаются с увеличением диаметра провода. 

Стандартная линейная арматура ВЛ с голыми проводами в зависимости от назначения бывает следующих типов.

Натяжная — служит для крепления проводов (или тросов) на анкерных опарах к натяжным гирляндам (клиновые, болтовые и прессуемые зажимы).

Поддерживающая — служит для крепления проводов или тросов к гирляндам промежуточных опор (глухие, качающиеся, выпускающие и скользящие зажимы). В глухих зажимах провода закрепляют наглухо, а в выпускающих их закрепляют так же жестко, но они выскальзывают из зажима при обрыве провода или отклонении гирлянды от вертикали на 40-150º; в качающемся зажиме провод закрепляется в лодочке, которая имеет возможность качаться в зажиме.

Сцепная — служит для сцепления элементов гирлянд изоляторов между собой и крепления гирлянд и тросов к опоре (скобы, серьги, пестики, ушки, промежуточные звенья и коромысла).

Защитная — служит для защиты изоляторов от повреждения в случаях образования дуги короткого замыкания, а проводов от разрушения вследствие вибрации (рога, кольца, разрядники, виброгасители).

Соединительная — служит для соединения проводов и тросов в местах, подверженных тяжению – в пролете (различные зажимы, монтируемые обжатием или прессованием).

Контактная — служит для соединения и ответвления проводов и тросов в местах, не находящихся под тяжением – в петлях анкерных опор.

На ВЛ до 1000 В применяют только штыревые изоляторы, на ВЛ 6 – 35 кВ — штыревые и в обоснованных случаях подвесные (большие переходы через водные преграды и др.), на ВЛ 110 кВ и выше — только подвесные изоляторы. Штыревые и подвесные изоляторы изготовляют фарфоровыми или стеклянными.

В последнее время все большее распространение получают изоляторы, выполненные из полимерных материалов. Изоляторы должны иметь высокую механическую и электрическую прочность, а также обладать достаточной теплостойкостью в широком диапазоне изменения температуры воздуха. При сооружении ВЛ в районах с загрязненной средой должны применяться специальные изоляторы, предназначенные для работы в таких условиях и обеспечивающие требуемую надежность.

Число изоляторов в гирлянде

Марка изолятора	Число изоляторов в гирлянде при номинальном напряжении, кВ
	6-10	35	110	220
ПФ6-А	1	3	7	13
ПФ6-Б	1	3	7	14
ПФ6-В	1	3	7	12
ПФ16-А	-	-	6	11
ПС6-А	1	3	8	14
ПС6-Б	1	3	8	14
ПС11	-	3	7	12
ПС12-А	-	3	7	13
ПС16-Б	-	-	6	12