Устройство воздушных линий электропередачи

УСТРОЙСТВО ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Основные определения

Устройство для передачи или распределения электроэнергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикрепленным с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и арматуры к опорам или инженерным сооружениям (мостам, путепроводам), называют воздушной линией электропередачи (ВЛ). Конструкция ВЛ, ее проектирование и строительство должны соответствовать ПУЭ, являющимся обязательными для всех линий электропередачи, кроме специальных (например, контактных сетей трамвая, троллейбуса, железной дороги и др.).

Классификация и режимы работы ВЛ. По роду тока ВЛ могут быть постоянного и переменного тока. Как правило, по воздушным линиям передают переменный ток,- линии постоянного тока используют в отдельных случаях, например для связи между энергосистемами, питания контактной сети железных дорог, трамвая, троллейбуса. В настоящей книге рассматривается сооружение только ВЛ переменного тока.

По назначению ВЛ делятся на:

сверхдальние напряжением 500 кВ и выше - в основном для связи отдельных энергосистем;

магистральные напряжением 220 и 330 кВ - для передачи энергии от мощных электростанций, а также для связи энергосистем и объединения электростанций внутри энергосистем (соединяют электростанции с распределительными пунктами);

распределительные напряжением 35, 110 и 150 кВ - для электроснабжения предприятий и населенных пунктов крупных районов (соединяют распределительные пункты с потребителями и представляют собой разветвленные сети с трансформаторными подстанциями);

линии электропередачи 20 кВ и ниже, подводящие электроэнергию к потребителям.

По напряжению ВЛ делятся ПУЭ на две группы: напряжением до 1 кВ и выше 1 кВ, для каждой из которых установлены технические требования их устройства.

По электрическому режиму работы ВЛ могут быть с изолированной нейтралью генератора или трансформатора (общая точка их обмоток - нейтраль - не присоединена к заземляющему устройству или присоединена к нему через аппараты, имеющие большое сопротивление) и с глухозаземленной нейтралью (нейтраль наглухо соединена с землей).

В сетях с изолированной нейтралью изоляция линий должна быть рассчитана на линейное напряжение, так как при замыкании одной фазы на землю напряжение двух других фаз относительно земли становится равным линейному. В сетях с глухозаземленной нейтралью при повреждении одной фазы происходит короткое замыкание через землю и защита линии отключает поврежденный участок. При этом перенапряжения фаз не происходит и изоляцию линии выбирают по фазному напряжению. Недостатком таких сетей является большой ток замыкания на землю и отключение линии при однофазном замыкании на землю. В России сети с глухозаземленной нейтралью применяют в системах напряжением до 1 кВ нот 110 кВ и выше.

В зависимости от механического состояния ВЛ различают следующие режимы:

нормальный - провода и тросы не оборваны;

аварийный - при полном или частичном обрыве проводов и тросов;

монтажный - при монтаже опор, проводов и тросов.

Механические нагрузки на элементы ВЛ в большой степени зависят от климатических условий района и характера местности, по которой проходит линия. Территория РФ в зависимости от скорости ветра и максимально возможной толщины стенок гололеда на проводах разделена на районы климатических условий (семь ветровых и пять гололедных). При этом за основу берут наибольшую скорость ветра и толщину стенки гололеда, наблюдаемые в данном районе один раз в 15, 10 и 5 лет соответственно для ВЛ 500, 6-330 и до 3 кВ.

В зависимости от доступности для людей, транспорта и сельскохозяйственных машин местность, по которой проходит ВЛ, делится согласно ПУЭ на три категории. К населенной относят территорию городов с учетом границ их развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, а также территорию поселков городского типа и сельских населенных пунктов в пределах поселковой черты. К ненаселенной - незастроенную территорию, частично посещаемую людьми и доступную для транспорта и сельскохозяйственных машин. Ненаселенной местностью считают также огороды, сады и местности с отдельными, редко стоящими строениями и временными сооружениями. К труднодоступной -  территорию, недоступную для транспорта и сельскохозяйственных машин.

Устройство и основные элементы ВЛ. Воздушные линии электропередачи состоят из опорных конструкций (опор и оснований), траверс (или кронштейнов), проводов, изоляторов и линейной арматуры. Кроме того, в состав ВЛ входят устройства, обеспечивающие бесперебойное электроснабжение потребителей и нормальную работу линии (грозозащитные тросы, разрядники, заземления), а также вспомогательное оборудование для нужд эксплуатации (устройства высокочастотной связи, емкостного отбора мощности и др.).

Для обозначения основных элементов ВЛ используют следующие термины и определения.

Положение оси ВЛ на земной поверхности называют трассой. Через каждые 100 м трассу ВЛ разбивают на пикеты (ПК), принимая за начало нулевой пикетный знак. Центр расположения опоры обозначают в натуре на трассе строительства ВЛ центровым знаком.

Установку пикетных и центровых знаков в натуре в соответствии с ведомостью расстановки опор по проекту называют производственным пикетажом.

Для поддержки проводов воздушной линии электропередачи на заданном расстоянии друг от друга и от земли служат опоры (рис.1). Конструкцию, заделанную в грунт или опирающуюся на него и передающую нагрузки от массы опоры с изоляторами и проводами (тросами) и от внешних воздействий (гололеда, ветра), называют фундаментом опоры. Часть грунта, воспринимающую нагрузку, называют основанием фундамента.

Фазный провод, соединяющий одну из обмоток источника переменного тока (генератора или трансформатора) с вводом электроприемника, называют фазой. Трехфазная ВЛ переменного тока в системе с изолированной нейтралью имеет три фазных провода, т.е. одну цепь. В системах с заземленной нейтралью добавляется четвертый - нулевой провод, соединяющий нулевые точки генератора (или трансформатора) и электроприемника.