3.2. Воздушные линии

3.2.1. Общие сведения

Воздушной линией электропередачи (ВЛ или ВЛЭП) называют ус­тройство для передачи электроэнергии по проводам.

Воздушное линии состоят из трех элементов: проводов, изоля­торов и опор.

Расстояние между двумя соседними опорами называют длиной пролета, или пролетом линии l (рис. 3.1).

Провода к опорам подвешиваются свободно, и под влиянием соб­ственной массы провод в пролете провисает по цепной линии. Рас­стояние отточки подвеса до низшей точки провода называют стре­лой провеса ƒ. Наименьшее расстояние от низшей точки провода до земли называется габаритом приближения провода к земле h. Габа­рит должен обеспечивать безопасность движения людей и транс­порта, он зависит от условий местности, напряжения линии и т. п. Для ненаселенной местности габарит h = 5... 7 м, для населенной h = 6... 8м.

Высота опоры при горизонтальном расположении проводов оп­ределяется габаритом h и максимальной стрелой провеса ƒ. При креплении проводов на гирляндах изоляторов высота опоры уве­личивается еще на длину гирлянды λ.

Расстояние D между соседними проводами фаз ВЛ обеспечивает требуемый изоляционный промежуток и зависит в основном от ее номинального напряжения. Для линий напряжением 6... 10 кВ это расстояние в среднем составляет 1 м, 110 кВ - 4 м, 220 кВ - 7 м, 500 кВ - 12 м, 750 кВ - 15 м. На двухцепных опорах расстояния меж­ду проводами разных цепей берутся такими, при которых возмож­ны ремонтные работы на одной из цепей без отключения второй.

Длину пролета линии l обычно определяют из экономических соображений. С увеличением длины пролета возрастает стрела прове­са, а следовательно, и высота опор, что увеличивает их стоимость. Вместе с тем с увеличением длины пролета уменьшается число опор и снижается сто­имость изоляции линии. Для линий напря­жением до 1 кВ длина пролета обычно со­ставляет 30... 75 м, для линий напряжением 110 кВ - 150... 200 м при высоте опор с го­ризонтальным расположением проводов 13...14 м, для линий напряжением 220...500 кВ длина пролета составляет 400...450 м при высоте опор 25...30 м.

Над проводами воздушных линий для защиты их от атмосферных перенапряжений подвешиваются грозозащитные тросы. Обычно используют тросы из сталеалюминевых проводов. При подвеске на изоляторах тросы могут быть использованы в качестве проводов связи.

3.2.2. Провода воздушных линий

Провода воздушных линий чаще всего неизолированные (голые).

Разнообразные условия работы ВЛЭП определяют необходи­мость иметь разные конструкции проводов.

Основными конструкциями являются.

однопроволочные провода из одного металла;

многопроволочные провода из одного металла;

многопроволочные провода из двух металлов;

пустотелые провода;

биметаллические провода.

Однопроволочные провода, как показывает само название, вы­полняют из одной проволоки.

Многопроволочные провода из одного металла состоят из не­скольких свитых между собой проволок. Провода имеют одну цен­тральную проволоку, вокруг которой делаются следующие повивы (ряды) проволок. При одном повиве провод свит из 7 проволок, при двух повивах — из 19, при трех повивах - из 37 проволок. Скрут­ка смежных повивов производится в разных направлениях, что обес­печивает более круглую форму и позволяет получить более устой­чивый против раскручивания провод.

Многопроволочные провода имеют по сравнению с однопроволочными ряд существенных преимуществ:

большую гибкость, что обеспечивает большую сохранность и удобство монтажа;

высокие сопротивления на разрыв могут быть получены только для проволок относительно небольшого диаметра. Однопроволоч­ные провода с сечениями 25 мм² и более имели бы пониженное со­противления на разрыв.

Однопроволочные провода изготавливаются для сечений 4, 6, 10 мм², многопроволочные - от 10 мм².

Проволоки из цветного металла под действием химических реа­гентов воздуха быстро покрываются тонким слоем окиси металла проводника и дальнейшему разрушению не поддаются. Электри­ческий ток из-за плохой проводимости оксидной пленки «разбива­ется» на ряд параллельных токов, идущих по проволокам провода. Результатом этого явления и скрутки провода (длина проволок на 2...3% больше длины провода, измеренной по оси) является повы­шение активного сопротивления многопроволочного провода на 2...3%.

Желание повысить механическую прочность привело к изготов­лению алюминиевых проводов со стальным сердечником, называе­мых сталеалюминевыми. Сердечник провода выполняется из од­ной или нескольких свитых стальных оцинкованных проволок. Алюминиевые проволоки, покрывающие стальной сердечник одним, двумя или тремя повивами, являются токоведущей частью про­вода. Электропроводность стального сердечника мала и потому не учитывается.

Механическую нагрузку (тяжение по проводу) воспринимают сталь и алюминий. В сталеалюминевых проводах с отношением сечения алюминия к сечению стали около 5...6 алюминиевые про­волоки принимают 50...60 % полного тяжения по проводу, а ос­тальное - стальной сердечник.

При необходимости сочетать малое активное сопротивление про­вода с очень большой механической прочностью применяют сталебронзовые и сталеалдреевые провода. Алдрей представляет собой сплав алюминия с незначительной долей (около 1,2%) магния и кремния.

Пустотелые медные и биметаллические (стальная проволока по­крыта приваренным слоем меди) применяются редко.

Для удобства записей провода обозначаются марками: М - медь, А - алюминий, Ал - алдрей, С - сталь, Б - бронза.

Сталеалюминевые провода изготавливаются следующих марок:

АС, имеющие отношение сечений алюминия и стали 5,5...6;

АСО (облегченной конструкции), имеющие отношение сечений алюминия и стали 7,5...8;

АСУ (усиленной конструкции), имеющие отношение сечений алюминия и стали около 4,5.

Наиболее целесообразно применение проводов АСО.

Для обозначения провода рядом с маркой дается номинальное сечение провода, например, А-50 обозначает алюминиевый провод с сечением 50 мм². Номинальным сечением называется округленная величина фактического сечения провода. Цифра при марке сталеалюминевого провода, например АС-150, дает только номиналь­ное сечение алюминиевой части провода.

Принята следующая шкала номинальных сечений неизолирован­ных проводов: 4, 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500, 600, 700 мм².