6. Воздушные линии: опоры, провода, изоляторы, линейная арматура

Воздушные линии электропередачи (ВЛ, ВЛЭП) - конструкции для передачи электроэнергии на расстояние по проводам. Основными конструктивными элементами ВЛ являются провода, тросы, опоры, изоляторы и линейная арматура. В верхней части опор над проводами для защиты ВЛ от грозовых перенапряжений монтируют грозозащитные тросы. Изоляторы изолируют провода от опоры. С помощью линейной арматуры провода закрепляются на изоляторах, а изоляторы на опорах. В некоторых случаях провода ВЛ с помощью изоляторов и линейной арматуры прикрепляются к кронштейнам инженерных сооружений.

Основным достоинством воздушных линий электропередачи является их относительная дешевизна по сравнению с кабельными. Также гораздо лучше ремонтопригодность:не требуется проводить земляные работы для замены провода, ничем не затруднён визуальный осмотр состояния линии. Однако, у воздушных ЛЭП имеется ряд недостатков: широкая полоса отчуждения: в окрестности ЛЭП запрещено ставить какие-либо сооружения и сажать деревья; при прохождении линии через лес, деревья по всей ширине полосы отчуждения вырубаются; незащищённость от внешнего воздействия.По причине уязвимости, на одной воздушной линии часто оборудуют две цепи: основную и резервную;

В зависимости от назначения опоры,:

Промежуточные — устанавливаемые на прямых участках трассы в местах изменения направления трассы при углах поворота менее 20-30 градусов. Анкерные — уст-ся в местах изменения направления трассы, числа, марок и сечения проводов, а также на пересечении ВЛ с различными сооружениями,.

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:1.Деревянные опоры имеют ряд преимуществ:

Низкая стоимость, дешевле железобетонных и металлических опор,легче чем железобет.Деревянные опоры лучше выдерживают изгибающие нагрузки, чем железобетонные (примерно в 1,5-2 раза), поэтому они лучше противостоят гололедным и ветровым нагрузкам;Снижается вероятность «эффекта домино».; высокий срок службы.Недостатки деревянных опор: легкая возгораемость,применение для пропитки опасных/вредных хим.веществ. В наст.время деревянные опоры применяются, на ВЛ до 1 кВ.

Металлические. Выполняют из стали специальных марок. 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.

Преимущества многогранных опор ЛЭП:

Меньше сроки строительства,снижение трудозатрат за счет увеличенных пролетных расстояний, простоты установки многогранных опор, а также малого количества сборочных элементов,низкие затраты на транспортировку,малый землеотвод,экономическая эффективность

Железобетонные. Основными элементами железобетонных опор являются стойки, траверсы, тросостойки, надставки, оголовники, хомуты, оттяжки, различные узлы крепления и ригели,стойки железобетонных опор выполняют из бетона, армированного металлом.

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 и не требуют больших расходов при эксплуатации,надежная защита мет. арматуры от коррозии.Недостатком железобетонных опор является большая масса, что удорожает транспортные расходы и вызывает необходимость применения при сборке и монтаже кранов большой грузоподъемности.

Комбинированные. Для увеличения срока службы деревянных опор их выполняют составными: из более длинной основной деревянной стойки и короткого пасынка (приставки), как правило, железобетонного. Пасынок – часть опоры, которая заглубляется в землю.

Композитные. Материал - стекловолокно. Дос-ва: малый вес, упрощение процедуры хранения и транспортировки, простота монтажа и технического обслуживания данных опор, высокая прочность и долговечность, огнестойкость и экологичность, хорошие диэлектрические свойства. К недостаткам данного типа опор можно отнести: относительно высокую стоимость, а также отсутствие опыта их монтажа и эксплуатации. Применяются в основном для организации сетей наружного освещения.

По способу закрепления в грунте: в грунт, на фундаменты

По количеству цепей:Одноцепные. Двухцепные. Многоцепные.

По способу установки:Свободностоящие опоры. Опоры с оттяжками

Оба типа опор могут быть одностоечными и портальными.

Провода применяемые на воздушной линии должны иметь высокую электрическую проводимость, достаточную мех. прочность и быть устойчивыми против коррозии. На ВЛЭП в настоящее время применяются следующие типы проводов:

неизолированные (голые) провода, применяют как на воздушных линиях до 1кВ, так и на воздушной линии выше 1 кВ;

изолированные провода применяют на воздушных линиях до 1 кВ. Самонесущий изолированный провод представляет собой скрученные в жгут изолированные жилы, причем несущая жила может быть как изолированной, так и неизолированной;

защищенныe провода, применяют на воздушных линиях напряжением выше 1 кВ и до 20 кВ. В отличии от голых проводов, эти имеют защитную изолирующую оболочку. Воздушная линия электропередачи с применением защищенных проводов обозначается ВЛЗ.

Голые провода изготавливаются обычно сталеалюминиевыми, алюминиевыми или из алюминиевого сплава, реже медными или стальными.

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

Алюминиевые провода (обозначаются А) 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.

Провода из алюминиевого сплава: термообработанные (обозначаются АЖ) и нетермообработанные (обозначаются АН) применяются как на ВЛ напряжением до 1 кВ так и выше. Обладают более высокими механическими свойствами чем алюминиевые провода.

Стальные провода (обозначаются ПС) обладают наиболее высокой механической прочностью, но малостойки к хим. воздействиям и имеют более высокое сопротивление, поэтому их применяют на менее ответственных линиях при небольших токах в проводах. Благодаря невысокой стоимости и отсутствию заинтересованности заготовителей лома цветных металлов в данном проводе, его применяют вместо алюминиевых и сталеалюминиевых проводов (А, АС) в дачных поселках, деревнях и т.д.

Медные провода (обозначаются М) обладают наилучшей (из перечисленных здесь типов проводов) электрической проводимостью, стойкостью к воздействию окружающей среды, высокой механической прочностью, но имеют большую массу (плотность меди примерно в 3 раза выше, чем плотность алюминия), что приводит к увеличению нагрузки на другие элементы ВЛ (опоры, изоляторы, линейную арматуру) и в конечном итоге к удорожанию строительства ЛЭП. Применяются на ВЛ напряжением до 1 кВ.

По конструкции провода бывают однопроволочные(до1кв) и многопроволочные(выше1кв).

Линейная арматура:

Натяжная — служит для крепления проводов (или тросов) на анкерных опорах 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.

Изоляторы

На ВЛ могут применяться штыревые, подвесные, стержневые и опорно-стержневые изоляторы.

На ВЛ до 1000 В применяют штыревые изоляторы. На ВЛ 6-20 кВ на промежуточных опорах применяют любые типы изоляторов, а на анкерных — подвесные и в некоторых случаях штыревые изоляторы. На ВЛ 35 кВ — подвесные и стержневые, допускается также применять штыревые изоляторы. На ВЛ 110 кВ и выше — подвесные, стержневые и опорно-стержневые изоляторы.

Изоляторы изготовляют фарфоровыми, стеклянными и из полимерных материалов.