Вопросы для самопроверки

1. Каковы основные этапы развития энергетики?

2. Какие задачи стоят перед энергетикой?

3. Как определить понятия энергетических и электроэнергетических систем?

4. Каково назначение электрических сетей в энергосистемах и как их классифицируют?

2.4 Электрберіліс желілерінің қиыстырмалары

2.4.1 Аэбж қиыстырмалық элементтері

Электрберілістің ауа желілері (АЖ) электрэнергияны аралыққа сымдармен жеткізуге арналған. АЖ негізгі қиыстырмалық элементтері болып табылатындар сымдар, тростар, тіректер, оқшаулағыштар және желілік арматура. Сымдар электрэнергияны жеткізуге арналған. Найзағайдың асқын кернеулерінен қорғау үшін тіректердің жоғарғы жағында сымдардың үстінен трос жайтартқыштарын орнатады.

Тіректер сымдар мен тростарды жер немесе судың үстінде белгілі биіктікте ұстайды. Оқшаулағыштар сымдарды тіректен оқшаулайды. Желілік арматураның көмегімен сымдар оқшаулағыштарға, ал оқшаулағыштар тіректерге бекітіледі. Кейбір жағдайларда АЖ сымдары оқшаулағыштар мен желілік арматураның көмегімен инженерлік ғимараттардың кронштейндеріне бекітіледі.

Ең көп тараған бір – екітізбекті АЖ. Үшфазалық АЖ бір тізбегі үш фазаның сымдарынан тұрады. Екі тізбекте бір тіректе орналасуы мүмкін.

2.12 сур. біртізбекті желінің метал тірегі келтірілген. АЖ қиыстырмалық бөлігінің жұмысына сымдар мен тростардың өз салмақтарының, сымдардағы, тростардағы және тіректердегі көк мұздардың, жел қысымының және ауа температурасы өзгеруінің механикалық жүктемелері әсер жасайды. Желдің әсерінен сымдардың дірілі (жиілігі жоғары және амплитудасы аз тербелістер) және сымдардың сілкіленуі пайда болады (жиілігі аз және амплитудасы үлкен тербелістер). Жоғарыда айтылған механикалық жүктемелер, сымдардың дірілі мен сілкіленуі сымдардың үзілуіне, тіректердің сынуына, сымдардың айқасуына немесе оқшауламаны тесетін оқшауламалық аралардың қысқаруына алып келуі мүмкін. АЖ зақымдалуына ауаның ластануының да әсері бар.

2.4.2 Аж сымдары және тростар

АЖ – де оқшауланбаған сымдар, яғни оқшаулама қабығы жоқ, қолданылады. АЖ – де кең тараған алюминий, болаталюминий сымдары және АН, АЖ алюминий қорытпалары. Қазіргі уақытта мыс сымдары АЖ – де арнайы техникалық-экономикалық негіздемелерсіз пайдаланылмайды. Әдетте АЖ – де болат сымдарын қолдану ұсынылмайды.

Найзағайдан қорғайтын тростар әдетте болаттан жасалады. Соңғы жылдары найзағайдан қорғайтын тростарды байланыстың жоғарыжиілікті арналарын ұйымдастыру үшін пайдаланады. Мұндай тростар болаталюминийден жасалынады.

а – көпталды сымның жалпы түрі; б – бірталды сымның қимасы; в, г – бір және екі металдан жасалған көпталды сымның қималары; д – қуыс сымның қимасы

2.13 Суреті – аж сымдарының қиыстырмалары

Оқшауланбаған сымдардың қиыстырмалары мен жалпы түрлері 2.13, а сур. келтірілген. Бірталды сым (2.13, б сур.) бір шеңбер сымнан тұрады. Мұндай сымдар көпталдылардан арзан, бірақ иілу қабілеті мен механикалық беріктілігі төмен. Көпталды сымдар бір металдан (2.13, в сур.), бірнеше бұратылған сымдардан тұрады. Қима көбейгенде сымдардың саны өседі. Екі металдан жасалған көпталды сымдарда – болаталюминий сымдарында (2.13, г сур.) – ішкі сымдар (сымның өзекшесі) болаттан, ал сыртқысы алюминийден жасалынады.

Болат өзекше механикалық беріктілікті, ал алюминий сымның ток өткізетін бөлігін көбейтеді. Қуыс сымдар (2.13, д сур.) ойықтарымен бір – бірімен жалғанған жазық сымдардан жасалынады, бұл сымның қиыстырмалық беріктілігін қамтамасыз етеді. Мұндай сымдардың бірталдымен салыстырғанда диаметрі үлкен, соған байланысты сымдардағы тәжді разрядтың пайда болуының ықтималдығы азаяды және тәжге жұмсалатын энергия шығындары едәуір төмендейді. Қуыс сымдар АЖ – де сирек қолданылады, олар көбінесе 35 кВ және жоғары ҚС шиналарын жасауға пайдаланылады. Электрэнергия шығындарын төмендету үшін U _ном 330 кВ кернеулерінде АЖ әр фазасы бірнеше сымға ыдыратылады (расщепление).

Сымдар материалының жоғары электрлік өткізгіштігі болу керек. Өткізгіштік бойынша бірінші орында мыс, одан кейін алюминий тұр; болаттың өткізгіштігі едәуір төмен. Сымдар мен тростар беріктілігі жеткілікті металдан жасалынуы керек. Механикалық беріктілік бойынша бірінші орында болат тұр. Сымдар мен тростардың материалы даттану мен химиялық әсерлерге төзімді болу керек.

Мыс өзінің жоғары қасиеттеріне – жақсы өткізгіштік, үлкен механикалық беріктілік және датқа төзімділік, байланысты қымбат және тапшы. Сондықтан қазіргі уақытта мыс сымдарды АЖ жасауға қолданбайды. Оларды түйіспелік тораптарда, аранаулы өндіріс тораптарында (шахталар, кен орындары және т.б.) пайдалану рұқсат етіледі.

Алюминий – табиғатта кең тараған метал. Оның меншікті өткізгіштігі мыс өткізгіштігінің 65,5 % құрайды. Алюминийдің үлкен өткізгіштігі, жеңілдігі және табиғатта кеңінен тарауы оның сымдар мен кабельдер үшін ток өткізгіш метал ретінде тиімді пайдалануына алып келді. Алюминийдің негізгі кемшілігі – салыстырмалы аз механикалық беріктілігі. Алюминийлік бірталды сымдар аз беріктілігіне байланысты шығарылмайды. Көпталды алюминий сымдары әдетте кернеуі 35 кВ дейінгі таратушы тораптарда қолданылады, ал кернеуі одан жоғары тораптарда болаталюминий сымдары пайдаланылады. ГОСТ 839-80 сәйкес А және АКП алюминий сымдары шығарылады. А маркалы сымы концентрлі бұралған диаметрі бірдей алюминий талдарынан тұрады (сымдар саны 7 - ден 61 – ге дейін); АКП - А маркалы сым, бірақ оның сым аралығындағы кеңістігі даттың пайда болуына қарсы әсер жасайтын, қызуға жоғары төзімді бейтарап маймен толтырылған. Датқа төзімді АКП сымы теңіз жағалауы, тұзды көлдер және химиялық кәсіпорындардың маңындағы АЖ үшін қолданылады.

Алюминий қорытпалары сымдарының (АН – қызумен өңделмеген, АЖ – қызумен өңделген қорытпа) механикалық беріктілігі үлкен және өткізгіштігі А маркалы сыммен шамалас.

Болаталюминий сымдары АЖ – де кеңінен қолданылады. Болат өзекшенің өткізгіштігі ескерілмейді, ал электр кедергісі ретінде тек алюминий бөлігінің кедергісі қабылданады. ГОСТ 839-80 сәйкес АС, АСКС, АСКП, АСК маркалы болаталюминий сымдары шығарылады.

АС маркалы сым болат өзекше және алюминий сымдарынан тұрады. Сым ауасы зиянды химиялық қоспалармен ластанған аудандардан басқа құрылықтағы АЖ үшін арналған. Даттануға төзімді АСКС, АСКП, АСК сымдары теңіз, тұзды көлдер жағалаулары және ауасы лас өндірістік аудандарындағы АЖ үшін арналған; АСКС және АСКП – бұл маркасы АС сымдары, бірақ болат өзекше (С) немесе барлық сымның (П) кеңістігі қызуға жоғары төзімді бейтарап маймен толтырылған; АСК –маркасы АСКС сымы, бірақ болат өзекшесі полиэтилен үлпегінің екі таспасымен оқшауланған.

Сым маркасының белгісіне сымның алюминий бөлігінің номиналды қимасы және болат өзекшенің қимасы енгізіледі, мысалы АС 120/19 немесе АСКС 150/34.