Часть 1. Эксплуатация воздушных линий электропередачи
Лекция № 2(1.2)
Устройство воздушных линий электропередачи
По дисциплине «Эксплуатация линий электропередачи»
для студентов направления 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника»
Квалификация выпускника – магистр
Цели: 1. Формирование следующих компетенций:
ПК-3: Управление деятельностью по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту воздушных и кабельных линий электропередачи, а также технологического оборудования.
ПК-6: Разработка планов, программ и методик проведения испытания электротехнических и электроэнергетических устройств и систем.
2. Формирование уровня обученности:
Знать: основы теории эксплуатации, технического обслуживания и ремонта линий электропередачи.
Материальное обеспечение:
Проектор, ПК, комплект слайдов по Лекции № 2.
Учебные вопросы
Назначение, классификация и конструкция опор воздушных линий электропередачи.
Конструкция проводов, грозозащитных тросов, линейной изоляции и арматуры.
Защита ВЛЭП от перенапряжений и вибрации. Заземляющие устройства.
Габариты воздушных линий.
Заключение.
Литература
Кириллов Г.А., Кашин Я.М. Эксплуатация электрооборудования: учебник/ М: Издательство МЭИ, 2018, – 488 с.
Кириллов Г.А., Кашин Я.М. Эксплуатация электрооборудования. Часть 2 Техническая диагностика и мониторинг технического состояния электрооборудования: учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника» / Кубан. гос. технол. ун-т. – Краснодар: Изд. ФГБОУ ВПО «КубГТУ», 2015. – 203 с.
Правила устройства электроустановок. Издание седьмое Санкт–Петербург: Издательство ДЕАН, 2003.
2.1 Назначение, классификация и конструкция опор воздушных линий электропередачи.
Воздушная линия электропередачи (ВЛЭП) предназначена для передачи электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленном при помощи изоляторов и арматуры к опорам или кронштейнам [9,23].
Общее устройство ВЛЭП приведено на рис.2.1.
Рисунок 2.1 – Устройство воздушной линии электропередачи
Приведем общую классификацию ВЛЭП.
По роду тока:
ВЛЭП переменного тока
ВЛЭП постоянного тока
По назначению:
Сверхдальние ВЛЭП напряжением 500 кВ и выше (предназначены для связи отдельных энергосистем) (рис. 2.2);
Рисунок 2.2 – Сверхдальние ВЛЭП напряжением 500 кВ и выше
Магистральные ВЛЭП напряжением 220 и 330 кВ (предназначены для передачи энергии от мощных электростанций, а также для связи энергосистем и объединения электростанций внутри энергосистем — к примеру, соединяют электростанции с распределительными пунктами) (рис. 2.3);
Рисунок 2.3 – Магистральные ВЛЭП напряжением 220 и 330 кВ
Распределительные ВЛЭП напряжением 35, 110 и 150 кВ (предназначены для электроснабжения предприятий и населённых пунктов крупных районов , (рис.2.4).
ВЛЭП 10 кВ и ниже, подводящие электроэнергию к потребителям, (рис. 2.5).
Рисунок 2.4 – Распределительные ВЛЭП напряжением 110 кВ
|
Рисунок 2.5– ВЛЭП напряжением 10 кВ |
По напряжению: низковольтные ВЛЭП напряжением до 1000 В; высоковольтные ВЛЭП напряжением выше 1000 В; ВЛЭП среднего напряжения 10-35 кВ.
В электросетях России, используются следующие номинальные междуфазные напряжения: 380 В, 6, 10, 35, 110, 220, 330, 500, 750 и 1150 кВ (рис.2.6).
Рисунок 2.6 – Классификация по напряжению
Расчетными режимами для ВЛЭП, согласно ПУЭ [23], являются нормальный, аварийный и монтажный режимы. Основными элементами ВЛЭП являются [9,23,30,31]: трасса, опоры, фундаменты, провода, грозозащитные тросы, заземляющие устройства опор, изоляторы, линейная арматура. На рис 2.7 приведено устройство ВЛЭП.
На воздушных линиях переменного трехфазного тока подвешивают три провода, составляющих одну цепь, а на воздушных линиях постоянного тока - два провода.
Местности, по которым проходят трассы ВЛЭП, в зависимости от их заселенности подразделяются на населенную, ненаселенную, труднодоступную, застроенную. При прохождении ВЛЭП по лесным массивам вырубается просека, ширина которой определяется требованиями ПУЭ [23].
Рисунок
2.7 – Основные элементы ВЛЭП
Для обеспечения сохранности ВЛЭП, проведения нормального технического обслуживания и капитальных ремонтов вдоль ВЛЭП установлены охранные зоны.
По количеству цепей ВЛЭП подразделяются на одно, двух и многоцепные. Количество цепей определяется схемой электроснабжения и необходимостью ее резервирования.
Основные конструктивные параметры (ВЛЭП) - это длина пролета, стрела провеса проводов, габариты (расстояние от проводов до земли, до покрытия пересекаемых линией дорог и других инженерных сооружений), (рис.2.7).
Длиной промежуточного пролета называют расстояние вдоль линии, между двумя смежными промежуточными опорами. Расстояние между соседними опорами называют пролетом, а расстояние между опорами анкерного типа - анкерным участком. Длина пролета зависит от типов опор, марки, сечения проводов, а также климатических условий района.
Стрелой провеса проводов называют расстояние по вертикали между воображаемой прямой линией, соединяющей точки крепления проводов на двух смежных опорах и низшей точкой их провеса в пролете. Стрела провеса зависит от тех же факторов, что и длина пролета. Она определяет расстояние провода до земли , (рис.2.7).
Габаритом ВЛЭП называют наименьшее расстояние по вертикали от проводов до поверхности земли, рек, озер, линий связи, шоссейных и железных дорог и т.п. Габариты ВЛЭП регламентируется ПУЭ [23] и зависят от напряжения и посещения местности людьми. Для обеспечения нормальной работы и безопасного обслуживания ВЛЭП расстояния от них до различных сооружений должны соответствовать нормам, установленным ПУЭ [23] .
Пересечение ВЛЭП водных пространств с регулярным судоходным движением опоры ВЛЭП, ограничивающие пролет пересечения, должны быть анкерными концевыми. Угол пересечения ВЛЭП с водными пространствами (реки, каналы, озера, заливы, гавани и т.п.) не нормируется. Расстояние от нижних проводов ВЛЭП до поверхности воды должны быть не менее приведенных в ПУЭ [23]. Так, например для ВЛЭП напряжением 110 кВ, расстояние до воды должно быть не менее 6 м.
При пересечении несудоходных и замерзающих небольших рек и каналов расстояние от проводов ВЛЭП до наивысшего уровня воды должно быть не менее 3 м, а от поверхности льда не менее 6 м. Расстояние по горизонтали от опоры ВЛЭП до воды должно быть не менее высоты опоры ВЛЭП.
Угол пересечения ВЛЭП с улицами, площадями, а также с различными сооружениями не нормируется. Пересечения ВЛЭП до 1 кВ между собой рекомендуется выполнять на перекрестных опорах, а не в пролетах.
Пересечения ВЛЭП с воздушными линиями связи и сигнализации должны выполняться только в пролете линии, причем провода ВЛЭП должны располагаться выше.
Расстояние между верхним проводом линии связи и нижним ВЛЭП должно быть не менее 1,25 м. Особые требования предъявляют к проводам ВЛЭП в пролете пересечения: они должны быть многопроволочные, сечением не менее 25 мм2 (стальные и сталеалюминиевые) или 35 мм2 (алюминиевые) и закреплены на опорах двойным креплением.
Опоры ВЛЭП, ограничивающие пролет пересечения с линиями связи, должны быть анкерными железобентонными, металлическими или деревянными. Деревянные опоры должны быть усилены дополнительными приставками или подкосами.
При пересечении подземных кабельных линий связи и сигнализации опоры ВЛЭП должны располагаться на возможно большем расстоянии от кабеля (но не менее 1 м между заземлением опоры и кабелем в стесненных условиях).
Сближение ВЛЭП с воздушными линиями связи допускается на расстояние не менее 2 м, а в стесненных условиях – не менее 1,5 м. Во всех остальных случаях это расстояние принимают не менее высоты наибольшей опоры ВЛЭП или линии связи.
При пересечении не электрофицированных магистральных железных дорог общего пользования, переходные опоры ВЛЭП должны быть анкерными; подъездные железнодорожные пути допускается пересекать ВЛЭП на промежуточных опорах (кроме деревянных) под углом не менее 400 и по возможности близким к 900. В особых случаях допускается пересечение ВЛЭП напряжением до 10 кВ кабельными вставками в ВЛЭП.
Пересечение ВЛЭП автомобильных дорог I категории должно выполняться на анкерных опорах, остальные дороги разрешается пересекать на промежуточных опорах. Сечение проводов ВЛЭП, проходящих над автомобильными дорогами, должно быть не менее 25мм2 (сталеалюминиевых и стальных) и 35 мм2 (алюминиевых). Наименьшее расстояние от проводов ВЛЭП до полотна автодороги должно быть не менее 7 м. При переходе через трамвайные и троллейбусные линии наименьшее расстояние от проводов ВЛЭП до поверхности земли должны быть не менее 8 м. На рис. 2.7 была показана схема анкерного пролета ВЛЭП и пролета пересечения с железной дорогой. Расстояние по вертикали от проводов линии до поверхности земли в ненаселенной местности при нормальном режиме работы должно быть не менее 6 м для ВЛЭП до 110 кВ, 6,5; 7; 7,5; 8 м соответственно для ВЛЭП 150, 220, 330, 500 кВ.