Il dispositivo di linee elettriche aeree di diverse tensioni. Potenza naturale e capacità di trasmissione delle linee elettriche

Gli elementi principali delle linee aeree sono fili, isolatori, raccordi lineari, supporti e fondazioni. Sulle linee aeree di corrente alternata trifase, sono sospesi almeno tre fili, che costituiscono un circuito; su linee aeree in corrente continua - almeno due fili.

Per il numero di circuiti, le linee aeree sono suddivise in uno, due e multicircuito. Il numero di circuiti è determinato dallo schema di alimentazione e dalla necessità della sua ridondanza. Se lo schema di alimentazione richiede due circuiti, questi circuiti possono essere sospesi su due linee aeree separate a circuito singolo con supporti a circuito singolo o su una linea aerea a circuito doppio con supporti a circuito doppio. La distanza / tra i supporti adiacenti è chiamata campata e la distanza tra i supporti di tipo ancoraggio è chiamata sezione di ancoraggio.

I fili, sospesi su isolatori (A, - la lunghezza della ghirlanda) ai supporti (Figura 5.1, a), si incurvano lungo la catenaria. La distanza dal punto di sospensione al punto più basso del filo è chiamata sag /. Determina la dimensione dell'approccio del filo alla terra A, che per un'area popolata è uguale a: alla superficie della terra fino a 35 e PO kV - 7 m; 220 kV - 8 metri; a edifici o strutture fino a 35 kV - 3 m; 110 kV - 4 metri; 220 kV - 5 m La lunghezza della campata / è determinata dalle condizioni economiche. La lunghezza della campata fino a 1 kV è solitamente di 30 ... 75 m; PO kV - 150 ... 200 m; 220 kV - fino a 400 m.

Varietà di supporti per la trasmissione di potenza

A seconda del metodo di sospensione dei fili, i supporti sono:

1. intermedio, su cui sono fissati i fili in morsetti di supporto;
2. tipo di ancoraggio, utilizzato per il tensionamento dei fili; su questi supporti, i fili sono fissati in morsetti di tensione;
3. angolari, che sono installati agli angoli di rotazione delle linee aeree con una sospensione di fili in morsetti di supporto; possono essere intermedi, rami e angoli, terminali, ancoraggi d'angolo.

Ingranditi, i sostegni delle linee aeree superiori a 1 kV si suddividono in due tipologie di ancoraggio, che percepiscono appieno la tensione di fili e cavi nelle campate adiacenti; intermedio, non percependo la tensione dei fili o percependo parzialmente.

Sulle linee aeree vengono utilizzati supporti in legno (Figura 5L, b, c), supporti in legno di nuova generazione (Figura 5.1, d), supporti in acciaio (Figura 5.1, e) e supporti in cemento armato.

Pali di legno delle linee aeree

I pali di legno delle linee aeree sono ancora comuni nei paesi con riserve forestali. I vantaggi del legno come materiale per i supporti sono: basso peso specifico, elevata resistenza meccanica, buone proprietà di isolamento elettrico, assortimento tondo naturale. Lo svantaggio del legno è la sua decomposizione, per ridurre quali antisettici vengono utilizzati.

Un metodo efficace per combattere il decadimento è l'impregnazione del legno con antisettici oleosi. Negli USA è in corso il passaggio ai pali di legno incollati.

Per le linee aeree con una tensione di 20 e 35 kV, su cui vengono utilizzati isolatori a pin, è consigliabile utilizzare supporti a forma di candela a colonna singola con una disposizione triangolare dei fili. Sulle linee di trasmissione aeree 6 -35 kV con isolatori a pin, per qualsiasi disposizione di fili, la distanza tra loro D, m, non deve essere inferiore ai valori determinati dalla formula

dove U - linee, kV; - la freccia di inclinazione maggiore corrispondente alla campata complessiva, m; B - spessore della parete del ghiaccio, mm (non più di 20 mm).

Per le linee aeree 35 kV e oltre con isolatori sospesi con una disposizione orizzontale dei fili, la distanza minima tra i fili, m, è determinata dalla formula

Il supporto del supporto è realizzato in composito: la parte superiore (il supporto stesso) è costituita da tronchi lunghi 6,5 ... 8,5 m e la parte inferiore (il cosiddetto figliastro) è realizzata in cemento armato con una sezione di 20 x 20 cm, 4,25 e 6,25 m di lunghezza o da tronchi lunghi 4,5 ... 6,5 m I supporti compositi con scalino in cemento armato combinano i vantaggi dei supporti in cemento armato e in legno: resistenza ai fulmini e al degrado nel punto di contatto con il terreno. Il collegamento della cremagliera con il figliastro viene eseguito con fascette in filo di acciaio con un diametro di 4 ... 6 mm, tensionate mediante una torsione o un bullone di tensione.

L'ancoraggio e i supporti angolari intermedi per linee aeree da 6-10 kV sono realizzati sotto forma di una struttura a forma di A con pali compositi.

Pali di trasmissione di potenza in acciaio

Sono ampiamente utilizzati su linee aeree con una tensione di 35 kV e oltre.

In base alla progettazione, i supporti in acciaio possono essere di due tipi:

1. torre o monocolonna (vedi Fig.5.1, d);
2. portale, che, secondo il metodo di fissaggio, sono suddivisi in supporti indipendenti e supporti su ragazzi.

Il vantaggio dei supporti in acciaio è la loro elevata resistenza, lo svantaggio è la loro suscettibilità alla corrosione, che richiede una verniciatura periodica o l'applicazione di un rivestimento anticorrosivo durante il funzionamento.

I supporti sono realizzati in acciaio laminato (viene utilizzato principalmente un angolo isoscele); i supporti ad alta transizione possono essere realizzati con tubi di acciaio. Nelle giunzioni degli elementi viene utilizzata una lamiera di acciaio di vari spessori. Indipendentemente dal design, i supporti in acciaio sono realizzati sotto forma di strutture reticolari spaziali.

Torri di trasmissione in cemento armato

Rispetto a quelli in metallo, sono più durevoli ed economici nel funzionamento, poiché richiedono meno manutenzione e riparazione (se prendiamo il ciclo di vita, allora quelli in cemento armato sono più energivori). Il principale vantaggio dei supporti in cemento armato è una diminuzione del consumo di acciaio del 40 ... 75%, lo svantaggio è una grande massa. Secondo il metodo di produzione, i supporti in cemento armato sono suddivisi in cementati nel sito di installazione (per la maggior parte, tali supporti sono utilizzati all'estero) e realizzati in fabbrica.

Il fissaggio delle traverse al tronco del supporto in cemento armato viene eseguito mediante bulloni fatti passare attraverso appositi fori nella cremagliera, o con l'aiuto di morsetti in acciaio che coprono il tronco e hanno perni per fissare ad essi le estremità delle corde della traversa. Le traverse metalliche sono zincate a caldo, quindi non richiedono cure e supervisione particolari durante il funzionamento per lungo tempo.

I fili delle linee aeree sono realizzati non isolati, costituiti da uno o più fili intrecciati. I cavi unipolari, chiamati unifilari (sono realizzati con una sezione trasversale da 1 a 10 mm2), hanno una resistenza inferiore e vengono utilizzati solo su linee aeree con una tensione fino a 1 kV. I fili intrecciati, intrecciati da più fili, vengono utilizzati su linee aeree di tutte le tensioni.

I materiali di fili e cavi devono avere un'elevata conducibilità elettrica, avere una resistenza sufficiente, resistere agli influssi atmosferici (a questo proposito, i fili di rame e bronzo hanno la massima resistenza; i fili di alluminio sono soggetti a corrosione, soprattutto in riva al mare, dove l'aria contiene sali; i fili di acciaio vengono distrutti anche in condizioni atmosferiche normali).

Per le linee aeree vengono utilizzati fili di acciaio a filo singolo con un diametro di 3,5; 4 e 5 mm e fili di rame fino a 10 mm di diametro. La limitazione del limite inferiore è dovuta al fatto che i fili di diametro inferiore hanno una resistenza meccanica insufficiente. Il limite superiore è limitato dal fatto che le pieghe di un filo a filo singolo di diametro maggiore possono causare tali deformazioni permanenti nei suoi strati esterni che ridurranno la sua resistenza meccanica.

I fili intrecciati, intrecciati da più fili, sono molto flessibili; tali fili possono essere realizzati con qualsiasi sezione (sono realizzati con una sezione da 1,0 a 500 mm2).

I diametri dei singoli fili e il loro numero sono scelti in modo tale che la somma delle sezioni dei singoli fili dia la sezione del filo totale richiesta.

Di norma, i fili intrecciati sono costituiti da fili tondi, con uno o più fili dello stesso diametro posti al centro. La lunghezza del filo ritorto è leggermente maggiore della lunghezza del filo misurata lungo il suo asse. Ciò provoca un aumento del peso effettivo del filo dell'1...2% rispetto al peso teorico, che si ottiene moltiplicando la sezione del filo per la lunghezza e la densità. Tutti i calcoli si basano sul peso effettivo del filo specificato nelle norme pertinenti.

I marchi a filo nudo significano:

• lettere M, A, AC, PS - materiale del filo;
• in cifre - sezione in millimetri quadrati.

Il filo di alluminio A può essere:

• Grado AT (solido non invecchiato)
• leghe AM (ricotte) АН, АЖ;
• АС, АСХС - da un'anima in acciaio e fili di alluminio;
• PS - fatto di fili di acciaio;
• PST - realizzato in filo di acciaio zincato.

Ad esempio, con A50 è indicato un filo di alluminio con una sezione trasversale di 50 mm2;

• AC50 / 8 - filo di acciaio-alluminio con una sezione trasversale di una parte in alluminio di 50 mm2, un'anima in acciaio di 8 mm2 (nei calcoli elettrici viene presa in considerazione solo la conduttività della parte in alluminio del filo);
• PSTZ, 5, PST4, PST5 - fili di acciaio a filo singolo, dove i numeri corrispondono al diametro del filo in millimetri.

I cavi d'acciaio utilizzati sulle linee aeree come cavi di protezione contro i fulmini sono realizzati in filo zincato; la loro sezione trasversale deve essere di almeno 25 mm2. Sulle linee aeree con una tensione di 35 kV vengono utilizzati cavi con una sezione trasversale di 35 mm2; su linee PO kV - 50 mm2; su linee 220 kV e oltre -70 mm2.

La sezione trasversale dei cavi a trefoli di varie marche è determinata per linee aeree con una tensione fino a 35 kV in base alle condizioni di resistenza meccanica e per linee aeree con una tensione di PO kV e oltre - in base alle condizioni della corona perdite. Sulle linee aeree, quando si attraversano varie strutture ingegneristiche (linee di comunicazione, ferrovie e autostrade, ecc.), È necessario garantire una maggiore affidabilità, pertanto è necessario aumentare le sezioni minime dei cavi nelle campate delle intersezioni (Tabella 5.2) .

Quando il flusso d'aria attorno ai fili è diretto attraverso l'asse della linea aerea o inclinato rispetto a questo asse, i vortici nascono dal lato sottovento del filo. Quando la frequenza di formazione e movimento dei vortici coincide con una delle frequenze delle vibrazioni naturali, il filo inizia a vibrare nel piano verticale.

Tali vibrazioni di un filo con un'ampiezza di 2 ... 35 mm, una lunghezza d'onda di 1 ... 20 me una frequenza di 5 ... 60 Hz sono chiamate vibrazioni.

Di solito, la vibrazione dei fili viene osservata a una velocità del vento di 0,6 ... 12,0 m / s;

I fili d'acciaio non sono ammessi nelle campate sopra condutture e ferrovie.

Le vibrazioni si verificano tipicamente in campate superiori a 120 m e in aree aperte. Il pericolo di vibrazioni risiede nella rottura dei singoli fili del filo nelle zone della loro uscita dai morsetti a causa di un aumento delle sollecitazioni meccaniche. Le variabili derivano dalla flessione periodica dei fili a causa delle vibrazioni e le principali sollecitazioni di trazione rimangono nel filo sospeso.

La protezione dalle vibrazioni non è richiesta in campate fino a 120 m di lunghezza; non sono soggetti a protezione i tratti di eventuali linee aeree protetti dai venti trasversali; a grandi attraversamenti di fiumi e aree idriche, è necessaria la protezione, indipendentemente dai fili. Sulle linee aeree con una tensione di 35 ... 220 kV e oltre, la protezione dalle vibrazioni viene eseguita installando antivibranti sospesi su un cavo d'acciaio, assorbendo l'energia dei cavi vibranti con una diminuzione dell'ampiezza delle vibrazioni attorno ai morsetti.

Con il ghiaccio si osserva la cosiddetta danza dei fili, che, come la vibrazione, è eccitata dal vento, ma differisce dalla vibrazione per un'ampiezza maggiore, raggiungendo 12 ... 14 m, e una lunghezza d'onda più lunga (con uno e due semionde in volo). In un piano perpendicolare all'asse della linea aerea, un filo A una tensione di 35 - 220 kV, i fili sono isolati dai supporti con ghirlande di isolatori di sospensione. Gli isolatori a pin vengono utilizzati per isolare le linee aeree da 6 -35 kV.

Passando attraverso i fili della linea aerea, rilascia calore e riscalda il filo. Sotto l'influenza del riscaldamento si verificano i fili:

1. allungando il filo, aumentando l'abbassamento, cambiando la distanza dal suolo;
2. cambiare la tensione del filo e la sua capacità di sopportare il carico meccanico;
3. variazione della resistenza del filo, cioè variazione della perdita di potenza elettrica ed energia.

Tutte le condizioni possono variare in presenza di costanza dei parametri ambientali o mutare insieme, influendo sul funzionamento del filo della linea aerea. Durante il funzionamento della linea aerea, si ritiene che alla corrente di carico nominale, la temperatura del filo sia di 60 ... 70 ″ C. La temperatura del filo sarà determinata dagli effetti simultanei della generazione di calore e del raffreddamento o della dissipazione del calore. La dissipazione del calore delle linee aeree aumenta con l'aumento della velocità del vento e con la diminuzione della temperatura ambiente.

Con una diminuzione della temperatura dell'aria da +40 a 40 ° C e un aumento della velocità del vento da 1 a 20 m / s, le perdite di calore variano da 50 a 1000 W / m. A temperature ambiente positive (0 ... 40 ° C) e basse velocità del vento (1 ... 5 m / s), le perdite di calore sono 75 ... 200 W / m.

Per determinare l'effetto del sovraccarico sull'aumento delle perdite, determinare prima

dove RQ è la resistenza del filo alla temperatura di 02, Ohm; R0] - resistenza del filo a una temperatura corrispondente al carico di progetto in condizioni operative, Ohm; А / .у.с - coefficiente di aumento della temperatura della resistenza, Ohm / ° С.

Un aumento della resistenza del filo rispetto alla resistenza corrispondente al carico di progetto è possibile con un sovraccarico del 30% del 12% e con un sovraccarico del 50% - del 16%

Ci si può aspettare un aumento della perdita di AU in caso di sovraccarico fino al 30%:

1. nel calcolo delle linee aeree per AU = 5% A? / 30 = 5,6%;
2. nel calcolo delle linee aeree per A17 = 10% D? / 30 = 11,2%.

Quando la linea aerea è sovraccaricata fino al 50%, l'aumento delle perdite sarà rispettivamente del 5,8 e dell'11,6%. Tenendo conto del programma di carico, si può notare che quando la linea aerea è sovraccaricata fino al 50%, le perdite per un breve periodo superano i valori standard consentiti dello 0,8 ... 1,6%, il che non influisce in modo significativo sul qualità dell'energia elettrica.

Applicazione del cavo SIP

Dall'inizio del secolo si sono diffuse le reti aeree a bassa tensione, realizzate come sistema autoportante di cavi isolati (SIP).

Il filo isolante autoportante viene utilizzato nelle città come posa obbligatoria, come autostrada nelle zone rurali a bassa densità abitativa, rami ai consumatori. Le modalità di posa del filo isolante autoportante sono diverse: tirando sui supporti; che si estende lungo le facciate degli edifici; posa lungo le facciate.

La costruzione del filo isolato autoportante (unipolare armato e non armato, tripolare con portatore neutro isolato o nudo) è generalmente costituita da un nucleo a trefoli conduttori in rame o alluminio circondato da uno schermo interno semiconduttore estruso, quindi - isolamento in polietilene cucito, polietilene o PVC. La tenuta è assicurata da polvere e nastro composto, sopra il quale è presente uno schermo metallico in rame o alluminio sotto forma di fili o nastro disposti a spirale, utilizzando piombo estruso.

Sopra il cuscino dell'armatura del cavo in carta, PVC, polietilene, l'armatura è realizzata in alluminio sotto forma di una rete di strisce e fili. La protezione esterna è in PVC, polietilene senza elogeno. Le campate della guarnizione, calcolate tenendo conto della sua temperatura e della sezione dei fili (almeno 25 mm2 per le autostrade e 16 mm2 per le diramazioni agli ingressi per le utenze, 10 mm2 per un filo acciaio-alluminio) sono da 40 a 90 m .

Con un leggero aumento dei costi (circa il 20%) rispetto ai fili nudi, l'affidabilità e la sicurezza della linea dotata di filo isolato autoportante aumenta al livello di affidabilità e sicurezza delle linee in cavo. Uno dei vantaggi delle linee aeree con cavi VLI isolati rispetto alle linee elettriche convenzionali è una diminuzione delle perdite e della potenza a causa di una diminuzione della reattanza. Parametri di sequenza diretta:

• ASB95 - R = 0,31 Ohm/km; X = 0,078 Ohm/km;
• SIP495 - rispettivamente 0,33 e 0,078 Ohm/km;
• SIP4120 - 0,26 e 0,078 Ohm/km;
• AC120 - 0,27 e 0,29 Ohm/km.

L'effetto della riduzione delle perdite quando si utilizza un filo isolato autoportante e una corrente di carico costante può variare dal 9 al 47%, le perdite di potenza - 18%.

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Sottotitoli

Linee elettriche aeree

Linea elettrica aerea(VL) - un dispositivo progettato per la trasmissione o la distribuzione di energia elettrica attraverso fili all'aperto e fissato con l'aiuto di traverse (staffe), isolatori e accessori a supporti o altre strutture (ponti, cavalcavia).

Composizione VL

• traverse
• Dispositivi di sezionamento
• Linee di comunicazione in fibra ottica (sotto forma di cavi autoportanti separati o integrati nel cavo di protezione contro i fulmini, cavo di alimentazione)
• Apparecchiature ausiliarie per le esigenze di funzionamento (apparecchi di comunicazione ad alta frequenza, presa di forza capacitiva, ecc.)
• Elementi per la marcatura di cavi dell'alta tensione e supporti per linee di trasmissione di potenza per garantire la sicurezza dei voli aerei. I pali sono contrassegnati con una combinazione di vernici di determinati colori, i fili sono contrassegnati con palloni ad aria per la marcatura durante il giorno. Per indicare di giorno e di notte, vengono utilizzate le luci del lucernario.

Documenti che regolano le linee aeree

Classificazione VL

Per la natura della corrente

Fondamentalmente, le linee aeree vengono utilizzate per la trasmissione di corrente alternata e solo in alcuni casi (ad esempio per la comunicazione di sistemi di alimentazione, alimentazione della rete di contatto e altri) vengono utilizzate linee CC. Le linee CC hanno perdite inferiori per i componenti capacitivi e induttivi. Diverse linee di trasmissione in corrente continua sono state costruite in URSS:

• Linea ad alta tensione in corrente continua Mosca-Kashira - Progetto "Elba",
• Linea ad alta tensione in corrente continua Volgograd-Donbass,
• Linea CC ad alta tensione Ekibastuz-Center, ecc.

Tali linee non erano ampiamente utilizzate.

Su appuntamento

• Linee aeree a lunghissima distanza con una tensione di 500 kV e oltre (progettate per collegare i singoli sistemi di alimentazione).
• Linee aeree di linea con una tensione di 220 e 330 kV (progettate per trasferire energia da potenti centrali elettriche, nonché per collegare sistemi di alimentazione e combinare centrali elettriche all'interno di sistemi di alimentazione - ad esempio, collegano centrali elettriche con punti di distribuzione).
• Linee aeree di distribuzione con una tensione di 35, 110 e 150 kV (destinate all'alimentazione di imprese e insediamenti di grandi regioni - collegano i punti di distribuzione con i consumatori)
• Linee aeree 20 kV e inferiori, che forniscono elettricità ai consumatori.

per tensione

• VL fino a 1000 V (VL della classe di tensione più bassa)
• VL sopra 1000 V
  • OHL 1-35 kV (OHL di classe media tensione)
  • Linee aeree 35-330 kV (linee aeree di classe alta tensione)
  • Linee aeree 500-750 kV (linee aeree di classe ad altissima tensione)
  • Linee aeree superiori a 750 kV (linee aeree di classe ad altissima tensione)

Questi gruppi differiscono in modo significativo, principalmente in termini di requisiti in termini di condizioni di progettazione e strutture.

Nelle reti CIS per uso generale di corrente alternata 50 Hz, secondo GOST 721-77, devono essere utilizzate le seguenti tensioni nominali concatenate: 380; (6), 10, 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750 e 1150 kV. Potrebbero anche esserci reti costruite secondo standard obsoleti con tensioni concatenate nominali: 220, 3 e 150 kV.

La linea di trasmissione a più alta tensione al mondo è la linea Ekibastuz-Kokchetav, con una tensione nominale di 1150 kV. Tuttavia, attualmente la linea funziona a metà della tensione - 500 kV.

La tensione nominale per le linee CC non è regolamentata, le tensioni più comunemente utilizzate sono: 150, 400 (sottostazione di Vyborg - Finlandia) e 800 kV.

Nelle reti speciali possono essere utilizzate anche altre classi di tensione, ciò riguarda principalmente le reti di trazione di ferrovie (27,5 kV, 50 Hz AC e 3,3 kV DC), metropolitane (825 V DC), tram e filobus (600 V DC).

Dalla modalità di funzionamento dei neutri negli impianti elettrici

• Reti trifase con senza fondamento (isolato) neutri (il neutro non è collegato al dispositivo di messa a terra o è collegato ad esso tramite dispositivi ad alta resistenza). Nel CIS, questa modalità neutra viene utilizzata in reti con una tensione di 3-35 kV con basse correnti di guasti a terra monofase.
• Reti trifase con risonante (compensato) neutri (il bus del neutro è collegato a terra tramite induttanza). Nel CIS, viene utilizzato in reti con una tensione di 3-35 kV con correnti elevate di guasti a terra monofase.
• Reti trifase con efficace a terra neutri (reti ad alta e altissima tensione i cui neutri sono collegati a terra direttamente o tramite una piccola resistenza attiva). In Russia, si tratta di reti con una tensione di 110, 150 e parzialmente 220 kV, in cui vengono utilizzati trasformatori (gli autotrasformatori richiedono una messa a terra solida obbligatoria del neutro).
• Reti con sordamente a terra neutro (il neutro di un trasformatore o generatore è collegato al dispositivo di messa a terra direttamente o tramite una bassa resistenza). Questi includono reti con una tensione inferiore a 1 kV, nonché reti con una tensione di 220 kV e oltre.

Secondo la modalità di funzionamento a seconda dello stato meccanico

• Linee aeree di normale funzionamento (fili e cavi non sono interrotti).
• Linee aeree per operazioni di emergenza (con rottura totale o parziale di fili e cavi).
• Linee aeree della modalità di funzionamento dell'installazione (durante l'installazione di supporti, fili e cavi).

Elementi base delle linee aeree

• Traccia- la posizione dell'asse della linea aerea sulla superficie terrestre.
• picchetti(PC) - i segmenti in cui è diviso il percorso, la lunghezza del PC dipende dalla tensione nominale della linea aerea e dal tipo di terreno.
• Segno di picchetto zero segna l'inizio della traccia.
• Segno centrale sul percorso della linea aerea in costruzione, indica il centro della posizione di supporto.
• Picchetto di produzione- installazione di picchetti e centrature sul binario secondo l'elenco di posizionamento dei supporti.
• Fondazione di supporto- una struttura annegata nel terreno o appoggiata su di essa e che trasferisce ad essa il carico del supporto, degli isolanti, dei fili (cavi) e degli influssi esterni (ghiaccio, vento).
• Base della fondazione- il terreno della parte inferiore dello scavo, prendendo il carico.
• spagnolo(lunghezza campata) - la distanza tra i centri dei due supporti su cui sono sospesi i fili. Distinguere intermedio luce (tra due appoggi intermedi adiacenti) e ancora luce (tra i supporti di ancoraggio). Intervallo di transizione- una campata che attraversa qualsiasi struttura o ostacolo naturale (fiume, burrone).
• Angolo di rotazione della linea- l'angolo α tra le direzioni del percorso della linea aerea nelle campate adiacenti (prima e dopo la svolta).
• Sag- la distanza verticale tra il punto più basso del filo nella campata e la retta che collega i punti del suo attacco ai supporti.
• Dimensione del filo- la distanza verticale dal filo nella campata alle strutture di ingegneria attraversate dal percorso, dalla superficie della terra o dell'acqua.
• Pennacchio (un ciclo continuo) - un pezzo di filo che collega i fili tesi delle campate di ancoraggio adiacenti sul supporto di ancoraggio.

Installazione di linee elettriche aeree

L'installazione delle linee elettriche viene eseguita con il metodo di installazione "Sotto tensione". Ciò è particolarmente vero nel caso di terreni difficili. Quando si seleziona l'attrezzatura per l'installazione di linee di trasmissione di potenza, è necessario tenere conto del numero di fili nella fase, del loro diametro e della distanza massima tra i supporti della linea di trasmissione di potenza.

Linee elettriche via cavo

Cavo di alimentazione(CL) - una linea per la trasmissione dell'energia elettrica o dei suoi singoli impulsi, costituita da uno o più cavi paralleli con giunti di collegamento, di arresto e di estremità (terminazioni) e dispositivi di fissaggio, e per le linee ad olio, inoltre, con dispositivi di alimentazione e un sistema di allarme pressione olio...

Classificazione

Le linee in cavo sono classificate in modo simile alle linee aeree. Inoltre, le linee dei cavi dividono:

• secondo le condizioni di passaggio:
  • metropolitana;
  • per strutture;
  • sott'acqua.
• per tipo di isolamento:
  • liquido (impregnato di olio per cavi);
  • solido:
    • carta oleata;
    • cloruro di polivinile (PVC);
    • carta-gomma (RIP);
    • gomma etilene propilene (EPR).

L'isolamento con sostanze gassose e alcuni tipi di isolamento liquido e solido non sono qui indicati a causa del loro uso relativamente raro al momento della stesura di questo documento [ quando?] .

Strutture cavi

Le strutture dei cavi includono:

• Tunnel per cavi- una struttura chiusa (corridoio) con al suo interno strutture di supporto per il posizionamento di cavi e passacavi, con passaggio libero su tutta la lunghezza, che consente la posa dei cavi, la riparazione e l'ispezione delle linee in cavo.
• Canalina- una struttura impraticabile, chiusa e parzialmente o completamente interrata nel terreno, pavimento, soffitto, ecc., e destinata alla posa di cavi al suo interno, la cui posa, ispezione e riparazione può essere eseguita solo a pavimento rimosso.
• Albero del cavo- una struttura in cavo verticale (normalmente di sezione rettangolare), la cui altezza è parecchie volte maggiore del lato della sezione, munita di staffe o di una scala per il movimento delle persone lungo di essa (pozzi passanti) o completamente o parete parzialmente smontabile (pozzi non percorribili).
• Cavo a pavimento- la parte dell'edificio delimitata dal solaio e dal soffitto o rivestimento, con distanza tra il pavimento e le parti sporgenti del solaio o rivestimento di almeno 1,8 m.
• Doppio piano- un'intercapedine delimitata dalle pareti del vano, dal sormonto interpiano e dal pavimento del vano con piastre asportabili (su tutta o parte dell'area).
• Blocco cavi- struttura del cavo con tubi (canali) per la posa di cavi in ​​essi con pozzi ad esso correlati.
• Telecamera via cavo- struttura in cavo interrato, chiusa con una lastra di cemento sorda amovibile, progettata per la posa di passacavi o per tirare i cavi in ​​blocchi. Una camera che ha un portello per entrarvi si chiama cavo bene.
• Portacavi- struttura a cavo lungo aperto orizzontale o inclinato fuori terra o terra. Il portacavi può essere passabile o non passabile.
• Galleria cavi- cavo esteso fuori terra o fuori terra chiuso (in tutto o in parte, ad esempio, senza pareti laterali) orizzontale o inclinato attraverso il passaggio.

Sicurezza antincendio

La temperatura all'interno delle canaline dei cavi (tunnel) in estate non deve essere superiore di 10°C rispetto alla temperatura dell'aria esterna.

In caso di incendio nelle sale cavi, nel periodo iniziale, la combustione si sviluppa lentamente e solo dopo qualche tempo la velocità di propagazione della combustione aumenta notevolmente. La pratica mostra che negli incendi reali nelle gallerie dei cavi si osservano temperature fino a 600 ° C e oltre. Ciò è dovuto al fatto che in condizioni reali bruciano i cavi, che sono sotto carico di corrente per lungo tempo e il cui isolamento si riscalda dall'interno a una temperatura di 80 ° C e oltre. L'accensione simultanea dei cavi può avvenire in più punti e su lunghezze considerevoli. Ciò è dovuto al fatto che il cavo è sotto carico e il suo isolamento viene riscaldato a una temperatura vicina alla temperatura di autoaccensione.

Il cavo è costituito da molti elementi strutturali, per la cui fabbricazione viene utilizzata un'ampia gamma di materiali combustibili, inclusi materiali a bassa temperatura di accensione, materiali soggetti a combustione senza fiamma. Inoltre, gli elementi metallici sono inclusi nella costruzione di cavi e strutture di cavi. In caso di incendio o sovraccarico di corrente, questi elementi vengono riscaldati a una temperatura dell'ordine di 500-600 C, che supera la temperatura di accensione (250-350 ˚C) di molti materiali polimerici inclusi nella struttura del cavo, e quindi la loro riaccensione da elementi metallici riscaldati dopo l'interruzione dell'erogazione dell'agente estinguente. A questo proposito, è necessario selezionare gli indicatori standard per la fornitura di agenti estinguenti al fine di garantire l'eliminazione della combustione della fiamma, nonché escludere la possibilità di riaccensione.

Per molto tempo, nelle sale cavi sono stati utilizzati impianti di estinzione a schiuma. Tuttavia, l'esperienza operativa ha rivelato una serie di carenze:

• durata di conservazione limitata dell'agente schiumogeno e inammissibilità di conservare le loro soluzioni acquose;
• instabilità nel lavoro;
• la complessità della configurazione;
• la necessità di cure speciali per il dispositivo di dosaggio del concentrato schiumogeno;
• rapida distruzione della schiuma a temperatura ambiente elevata (circa 800 ° C) in caso di incendio.

Gli studi hanno dimostrato che l'acqua spruzzata ha una capacità estinguente maggiore rispetto alla schiuma aria-meccanica, poiché bagna e raffredda bene i cavi in ​​fiamme e le strutture edilizie.

La velocità lineare di propagazione della fiamma per le strutture in cavo (cavi ardenti) è di 1,1 m/min.

Superconduttori ad alta temperatura

Cavo HTSC

Perdite nelle linee elettriche

Le perdite di elettricità nei fili dipendono dalla forza della corrente, quindi, quando la si trasmette su lunghe distanze, la tensione viene aumentata molte volte (riducendo allo stesso tempo la forza della corrente) usando un trasformatore che, quando trasmette lo stesso potenza, può ridurre significativamente le perdite. Tuttavia, con un aumento della tensione, iniziano a verificarsi vari fenomeni di scarica.

Le linee aeree EHV hanno perdite corona attive (scarica corona). La scarica a corona si verifica quando l'intensità del campo elettrico E (\ stile di visualizzazione E) alla superficie del filo supererà la soglia E k (\ stile di visualizzazione E_ (k)), che può essere calcolato utilizzando la formula empirica di Peak:
E k = 30,3 β (1 + 0,298 r β) (\ displaystyle E_ (k) = 30 (,) 3 \ beta \ sinistra ((1 + (\ frac (0 (,) 298) (\ sqrt (r \ beta) )))) \ Giusto)) kV/cm,
dove r (\ stile di visualizzazione r)- raggio del filo in metri, (\ stile di visualizzazione \ beta)- il rapporto tra densità dell'aria e normale.

L'intensità del campo elettrico è direttamente proporzionale alla tensione sul filo ed è inversamente proporzionale al suo raggio, quindi è possibile affrontare le perdite corona aumentando il raggio dei fili, e anche (in misura minore) utilizzando lo sdoppiamento di fase, cioè utilizzando più fili in ciascuna fase, tenuti da appositi distanziatori ad una distanza di 40-50 cm. Le perdite della corona sono approssimativamente proporzionali al prodotto U (U - U cr) (\ stile di visualizzazione U (U-U _ (\ testo (cr)))).

Perdite nelle linee di trasmissione AC

Una grandezza importante che incide sull'efficienza delle linee di trasmissione in corrente alternata è il valore che caratterizza il rapporto tra potenza attiva e reattiva nella linea - cos... Potenza attiva: parte della potenza totale trasmessa attraverso i fili e trasferita al carico; La potenza reattiva è la potenza che viene generata dalla linea, dalla sua potenza di carica (capacità tra linea e terra), nonché dal generatore stesso, e viene consumata da un carico reattivo (carico induttivo). Le perdite di potenza attiva nella linea dipendono anche dalla potenza reattiva trasmessa. Maggiore è il flusso di potenza reattiva, maggiore è la perdita di potenza attiva.

Con una lunghezza delle linee di trasmissione CA di oltre diverse migliaia di chilometri, si osserva un altro tipo di perdita: l'emissione radio. Poiché questa lunghezza è già paragonabile alla lunghezza di un'onda elettromagnetica con una frequenza di 50 Hz ( λ = c / ν = (\ displaystyle \ lambda = c / \ nu =) 6.000 km, lunghezza vibratore quarto d'onda / 4 = (\ stile di visualizzazione \ lambda / 4 =) 1500 km), il filo funge da antenna radiante.

Potenza naturale e capacità di trasmissione delle linee elettriche

potere naturale

La linea di trasmissione di potenza ha induttanza e capacità. La potenza capacitiva è proporzionale al quadrato della tensione ed è indipendente dalla potenza trasmessa attraverso la linea. La potenza induttiva della linea è proporzionale al quadrato della corrente, e quindi alla potenza della linea. Ad un certo carico, le potenze induttiva e capacitiva della linea diventano uguali e si annullano a vicenda. La linea diventa “ideale”, consumando tanta potenza reattiva quanta ne genera. Questo potere è chiamato potere naturale. È determinato solo dall'induttanza lineare e dalla capacità e non dipende dalla lunghezza della linea. Dalla quantità di energia naturale, si può giudicare approssimativamente la capacità di trasmissione della linea di trasmissione dell'energia. Quando si trasmette tale potenza sulla linea, la perdita di potenza è minima, la sua modalità operativa è ottimale. Con la divisione di fase, a causa di una diminuzione della resistenza induttiva e di un aumento della conduttività capacitiva della linea, la potenza naturale aumenta. All'aumentare della distanza tra i fili, la potenza naturale diminuisce, e viceversa, per aumentare la potenza naturale, è necessario ridurre la distanza tra i fili. La massima potenza naturale è posseduta da linee di cavi con elevata conduttività capacitiva e bassa induttanza.

Larghezza di banda

La capacità di trasmissione è intesa come la massima potenza attiva delle tre fasi della trasmissione, che può essere trasmessa in regime stazionario lungo, tenendo conto dei limiti operativi e tecnici. La massima potenza attiva trasmessa della trasmissione di potenza è limitata dalle condizioni di stabilità statica dei generatori di centrali elettriche, parti trasmittenti e riceventi del sistema di alimentazione elettrica e dalla potenza consentita per il riscaldamento dei fili della linea con la corrente consentita. Dalla pratica del funzionamento dei sistemi di alimentazione elettrica, ne consegue che la capacità di trasmissione delle trasmissioni di potenza di 500 kV e oltre è solitamente determinata dal fattore di stabilità statica; per le trasmissioni di potenza a 220-330 kV, possono verificarsi restrizioni sia in termini di stabilità che ammissibili riscaldamento, 110 kV e inferiore - solo in termini di riscaldamento.

Caratteristiche della portata delle linee elettriche aeree

Linee elettriche

Linea elettrica(Linea di trasmissione di potenza) - uno dei componenti della rete elettrica, un sistema di apparecchiature elettriche progettate per la trasmissione di energia elettrica.

Secondo MPTEEP (Regole intersettoriali per il funzionamento tecnico degli impianti elettrici dei consumatori) Linea elettrica- Una linea elettrica che si estende all'esterno della centrale o della sottostazione e destinata alla trasmissione di energia elettrica.

Distinguere aria e linee elettriche via cavo.

Le linee di trasmissione di potenza trasmettono anche informazioni utilizzando segnali ad alta frequenza; secondo le stime, in Russia vengono utilizzati circa 60 mila canali ad alta frequenza sulle linee di trasmissione di potenza. Sono utilizzati per il controllo della spedizione, la trasmissione di dati telemetrici, i segnali di protezione dei relè e l'automazione del controllo di emergenza.

Linee elettriche aeree

Linea elettrica aerea(VL) - un dispositivo progettato per la trasmissione o la distribuzione di energia elettrica attraverso fili all'aperto e fissato con l'aiuto di traverse (staffe), isolatori e accessori a supporti o altre strutture (ponti, cavalcavia).

Composizione VL

• Dispositivi di sezionamento
• Linee di comunicazione in fibra ottica (sotto forma di cavi autoportanti separati o integrati nel cavo di protezione contro i fulmini, cavo di alimentazione)
• Apparecchiature ausiliarie per le esigenze di funzionamento (apparecchi di comunicazione ad alta frequenza, presa di forza capacitiva, ecc.)

Documenti che regolano le linee aeree

Classificazione VL

Per la natura della corrente

• Linea aerea CA
• Linea aerea CC

Fondamentalmente le linee aeree vengono utilizzate per la trasmissione di corrente alternata e solo in alcuni casi (ad esempio per la comunicazione di sistemi di alimentazione, alimentazione della rete di contatto, ecc.) utilizzano linee in corrente continua.

Per le linee aeree CA, viene adottata la seguente scala di classi di tensione: alternata - 0,4, 6, 10, (20), 35, 110, 150, 220, 330, 400 (sottostazione di Vyborg - Finlandia), 500, 750 e 1150 kV ; costante - 400 kV.

Su appuntamento

• linee aeree a lunghissima distanza con una tensione di 500 kV e oltre (progettate per collegare i singoli sistemi di alimentazione)
• linee aeree principali con una tensione di 220 e 330 kV (progettate per trasferire energia da potenti centrali elettriche, nonché per collegare sistemi di alimentazione e combinare centrali elettriche all'interno di sistemi di alimentazione - ad esempio, collegano centrali elettriche con punti di distribuzione)
• linee aeree di distribuzione con una tensione di 35, 110 e 150 kV (destinate all'alimentazione di imprese e insediamenti di grandi regioni - collegano i punti di distribuzione con i consumatori)
• Linee aeree 20 kV e inferiori, che forniscono elettricità ai consumatori

per tensione

• Linee aeree fino a 1 kV (linee aeree della classe di tensione più bassa)
• Linee aeree superiori a 1 kV
  • OHL 1-35 kV (OHL di classe media tensione)
  • Linee aeree 110-220 kV (linee aeree di classe alta tensione)
  • VL 330-500 kV (VL di classe ad altissima tensione)
  • Linee aeree 750 kV e oltre (linee aeree di classe ad altissima tensione)

Questi gruppi differiscono in modo significativo, principalmente in termini di condizioni di progettazione e strutture.

Dalla modalità di funzionamento dei neutri negli impianti elettrici

• Reti trifase con neutri non messi a terra (isolati) (il neutro non è collegato al dispositivo di messa a terra o è collegato ad esso tramite dispositivi ad alta resistenza). In Russia, tale modalità neutra viene utilizzata in reti con una tensione di 3-35 kV con basse correnti di guasti a terra monofase.
• Reti trifase con neutri a massa risonante (compensati) (il bus del neutro è collegato a terra tramite induttanza). In Russia, viene utilizzato in reti con una tensione di 3-35 kV con correnti elevate di guasti a terra monofase.
• Reti trifase con neutri effettivamente messi a terra (reti ad alta e altissima tensione i cui neutri sono collegati a terra direttamente o tramite una piccola resistenza). In Russia, si tratta di reti con tensioni di 110, 150 e parzialmente 220 kV, ad es. reti in cui vengono utilizzati trasformatori, e non autotrasformatori, che richiedono una messa a terra solida obbligatoria del neutro in base alla modalità operativa.
• Reti con neutro solidamente messo a terra (il neutro di un trasformatore o generatore è collegato al dispositivo di messa a terra direttamente o tramite una bassa resistenza). Questi includono reti con una tensione inferiore a 1 kV, nonché reti con una tensione di 220 kV e oltre.

Secondo la modalità di funzionamento a seconda dello stato meccanico

• Linee aeree di normale funzionamento (fili e cavi non sono interrotti)
• Linee aeree per manovra di emergenza (con rottura totale o parziale di fili e cavi)
• Linee aeree della modalità di funzionamento dell'installazione (durante l'installazione di supporti, fili e cavi)

Elementi base delle linee aeree

• Traccia- la posizione dell'asse della linea aerea sulla superficie terrestre.
• picchetti(PC) - i segmenti in cui è diviso il percorso, la lunghezza del PC dipende dalla tensione nominale della linea aerea e dal tipo di terreno.
• Segno di picchetto zero segna l'inizio della traccia.
• Segno centrale indica il centro della posizione del supporto in natura sul percorso della linea aerea in costruzione.
• Picchetto di produzione- installazione di picchetti e segni di centratura sul percorso secondo l'elenco dei supporti.
• Fondazione di supporto- una struttura annegata nel terreno o appoggiata su di essa e che trasferisce ad essa carichi dal supporto, dagli isolanti, dai fili (cavi) e dagli influssi esterni (ghiaccio, vento).
• Base della fondazione- il terreno della parte inferiore dello scavo, prendendo il carico.
• spagnolo(lunghezza campata) - la distanza tra i centri dei due supporti su cui sono sospesi i fili. Distinguere intermedio(tra due supporti intermedi adiacenti) e ancora(tra i supporti di ancoraggio) span. Intervallo di transizione- una campata che attraversa qualsiasi struttura o ostacolo naturale (fiume, burrone).
• Angolo di rotazione della linea- l'angolo α tra le direzioni del percorso della linea aerea nelle campate adiacenti (prima e dopo la svolta).
• Sag- la distanza verticale tra il punto più basso del filo nella campata e la retta che collega i punti del suo attacco ai supporti.
• Dimensione del filo- la distanza verticale dal punto più basso del filo nella campata alle strutture ingegneristiche incrociate, alla superficie della terra o dell'acqua.
• Pennacchio (un ciclo continuo) - un pezzo di filo che collega i fili tesi delle campate di ancoraggio adiacenti sul supporto di ancoraggio.

Linee elettriche via cavo

Cavo di alimentazione(CL) è una linea per la trasmissione dell'energia elettrica o dei suoi singoli impulsi, costituita da uno o più cavi paralleli con giunti di collegamento, di arresto e di estremità (terminazioni) e dispositivi di fissaggio, e per linee ad olio, inoltre, con dispositivi di alimentazione e un pressostato oli per sistemi di allarme.

Per classificazione le linee dei cavi sono simili alle linee aeree

Le linee in cavo sono suddivise in base alle condizioni di passaggio

• Metropolitana
• Per strutture
• sott'acqua

le strutture dei cavi includono

• Tunnel per cavi- una struttura chiusa (corridoio) con al suo interno strutture di supporto per il posizionamento di cavi e passacavi, con passaggio libero su tutta la lunghezza, che consente la posa dei cavi, la riparazione e l'ispezione delle linee in cavo.

• Canalina- chiusa e interrata (parzialmente o completamente) nel terreno, pavimento, soffitto, ecc., una struttura impenetrabile destinata al posizionamento di cavi al suo interno, la cui posa, ispezione e riparazione può essere eseguita solo a pavimento rimosso.

• Albero del cavo- una struttura in cavo verticale (normalmente di sezione rettangolare), la cui altezza è parecchie volte maggiore del lato della sezione, dotata di staffe o di una scala per il movimento delle persone lungo di essa (attraverso pozzi) o di una struttura completamente o parzialmente parete smontabile (pozzi non passanti).

• Cavo a pavimento- la parte dell'edificio delimitata dal solaio e dal soffitto o rivestimento, con distanza tra il pavimento e le parti sporgenti del solaio o rivestimento di almeno 1,8 m.

• Doppio piano- un'intercapedine delimitata dalle pareti del vano, dal sormonto interpiano e dal pavimento del vano con piastre asportabili (su tutta o parte dell'area).

• Blocco cavi- struttura del cavo con tubi (canali) per la posa di cavi in ​​essi con pozzi ad esso correlati.

• Telecamera via cavo- struttura in cavo interrato, chiusa con una lastra di cemento sorda amovibile, progettata per la posa di passacavi o per tirare i cavi in ​​blocchi. Una camera che ha un portello per entrarvi è chiamata pozzo per cavi.

• Portacavi- struttura a cavo esteso orizzontale o inclinato aperto fuori terra o terra. Il portacavi può essere passabile o non passabile.

• Galleria cavi- cavo esteso fuori terra o fuori terra in tutto o in parte (ad esempio senza pareti laterali) orizzontale o inclinato attraverso il passaggio.

Per tipo di isolamento

L'isolamento delle linee in cavo è diviso in due tipi principali:

• liquido
  • olio per cavi
• solido
  • carta oleata
  • cloruro di polivinile (PVC)
  • carta gommata (RIP)
  • polietilene reticolato (XLPE)
  • gomma etilene propilene (EPR)

L'isolamento con sostanze gassose e alcuni tipi di isolamento liquido e solido non sono qui indicati a causa del loro uso relativamente raro al momento della stesura di questo documento.

Perdite nelle linee elettriche

La perdita di elettricità nei fili dipende dall'intensità della corrente, quindi, quando la si trasmette su lunghe distanze, la tensione viene ripetutamente aumentata (riducendo allo stesso tempo l'intensità della corrente) utilizzando un trasformatore che, trasmettendo la stessa potenza, può ridurre notevolmente le perdite. Tuttavia, con un aumento della tensione, iniziano a verificarsi vari tipi di fenomeni di scarica.

Un'altra grandezza importante che influenza l'efficienza delle linee di trasmissione è cos (f) - un valore che caratterizza il rapporto tra potenza attiva e reattiva.

Le linee aeree EHV hanno perdite corona attive (scarica corona). Queste perdite dipendono in gran parte dalle condizioni atmosferiche (con tempo asciutto, le perdite sono minori, rispettivamente, in caso di pioggia, pioggerella, neve, queste perdite aumentano) e dallo sdoppiamento del filo nelle fasi della linea. Le perdite corona per linee di diverse tensioni hanno i loro valori (per una linea aerea da 500 kV, le perdite corona annuali medie sono di circa ΔР = 9,0 -11,0 kW / km). Poiché la scarica a corona dipende dalla tensione sulla superficie del filo, la divisione di fase viene utilizzata per ridurre questa tensione nelle linee aeree ad altissima tensione. Cioè, al posto di un filo, vengono utilizzati tre o più fili in una fase. Questi fili si trovano a uguale distanza l'uno dall'altro. Risulta il raggio equivalente della fase divisa, questo riduce la tensione sul singolo filo, che a sua volta riduce le perdite della corona.

- (VL) - linea elettrica, i cui fili sono supportati da terra con l'aiuto di supporti, isolatori. [GOST 24291 90] Intestazione del termine: Apparecchiature elettriche Intestazioni dell'enciclopedia: Apparecchiature abrasive, Abrasivi, Strade ... Enciclopedia di termini, definizioni e spiegazioni dei materiali da costruzione

LINEA DI ALIMENTAZIONE ARIA- (linea elettrica, linea elettrica di trasmissione, struttura progettata per trasmettere energia elettrica a distanza dalle centrali elettriche ai consumatori; situata all'aperto e solitamente realizzata con fili scoperti, che sono sospesi con ... ... Grande Enciclopedia del Politecnico

Linea elettrica aerea- (VL) un dispositivo per la trasmissione e la distribuzione di energia elettrica tramite fili situati all'aperto e fissati con isolatori e raccordi a supporti o staffe, cremagliere su strutture di ingegneria (ponti, cavalcavia, ecc.) ... Terminologia ufficiale

linea elettrica aerea- 51 linee elettriche aeree; Linea di trasmissione aerea Linea elettrica, i cui fili sono supportati da terra con l'aiuto di supporti, isolatori 601 03 04 de Freileitung en linea aerea fr ligne aérienne

Le linee d'aria sono chiamate linee progettate per la trasmissione e la distribuzione di EE attraverso fili situati all'aperto e supportati da supporti e isolatori. Le linee di trasmissione aeree sono costruite e gestite in un'ampia varietà di condizioni climatiche e regioni geografiche, soggette a influenze atmosferiche (vento, ghiaccio, pioggia, variazioni di temperatura).

A tal proposito, le linee aeree dovrebbero essere realizzate tenendo conto dei fenomeni atmosferici, dell'inquinamento atmosferico, delle condizioni di posa (aree scarsamente popolate, territorio cittadino, imprese), ecc. Dall'analisi delle condizioni delle linee aeree risulta che i materiali e le strutture delle linee deve soddisfare una serie di requisiti: costo economicamente accettabile, buona conducibilità elettrica e sufficiente resistenza meccanica dei materiali di fili e cavi, loro resistenza alla corrosione, alle influenze chimiche; le linee devono essere elettricamente ed ecologicamente sicure, occupare una superficie minima.

Progettazione costruttiva delle linee aeree. I principali elementi strutturali delle linee aeree sono supporti, cavi, cavi antifulmine, isolatori e raccordi lineari.

In termini di progettazione dei supporti, le linee aeree a singolo e doppio circuito sono le più comuni. È possibile realizzare fino a quattro circuiti su un percorso di linea. Percorso della linea - la striscia di terra su cui viene costruita la linea. Un circuito di una linea aerea ad alta tensione unisce tre fili (serie di fili) di una linea trifase, in una linea a bassa tensione - da tre a cinque fili. In generale, la parte strutturale della linea aerea (Fig. 3.1) è caratterizzata dal tipo di supporti, campate, ingombri, progetto di fase e numero di isolatori.

Le lunghezze delle campate della linea aerea l sono scelte per motivi economici, poiché all'aumentare della lunghezza della campata aumenta l'abbassamento dei fili, è necessario aumentare l'altezza dei supporti H per non violare la dimensione ammissibile di la linea h (Figura 3.1, b), mentre il numero di supporti e isolatori sulla linea. Dimensione della linea - la distanza minima dal punto più basso del cavo al suolo (acqua, fondo stradale) dovrebbe essere tale da garantire la sicurezza del movimento di persone e veicoli sotto la linea.

Questa distanza dipende dalla tensione di linea nominale e dalle condizioni locali (abitato, disabitato). La distanza tra fasi adiacenti di una linea dipende principalmente dalla sua tensione nominale. La progettazione della fase della linea aerea è determinata principalmente dal numero di fili nella fase. Se la fase viene eseguita con più fili, si parla di split. Le fasi delle linee aeree ad alta e altissima tensione sono suddivise. In questo caso, vengono utilizzati due fili in una fase a 330 (220) kV, tre a 500 kV, da quattro a cinque a 750 kV, otto, undici a 1150 kV.

Supporti di linee aeree. I supporti della linea aerea sono strutture progettate per supportare i cavi all'altezza richiesta dal suolo, dall'acqua o da qualche tipo di struttura ingegneristica. Inoltre, nei casi necessari, ai supporti vengono sospesi cavi in ​​acciaio con messa a terra per proteggere i conduttori dalla fulminazione diretta e dalle relative sovratensioni.

I tipi e i design dei supporti sono vari. A seconda dello scopo e della posizione delle linee aeree sul percorso, sono divise in linee intermedie e di ancoraggio. I supporti differiscono per materiale, design e metodo di fissaggio, cablaggio. A seconda del materiale, sono realizzati in legno, cemento armato e metallo.

Supporti intermedi i più semplici servono a sostenere i fili nei tratti rettilinei della linea. Sono i più comuni; la loro quota è in media dell'80-90% del numero totale di supporti per linee aeree. I fili a loro sono fissati con l'aiuto di corde di supporto (sospese) di isolatori o isolatori a perno. Nel normale funzionamento, i supporti intermedi sono sotto carico principalmente dal peso proprio di fili, cavi e isolatori, le corde di sospensione degli isolatori pendono verticalmente.

Supporti di ancoraggio installato in luoghi di fissaggio rigido di fili; si dividono in finali, angolari, intermedi e speciali. I supporti di ancoraggio, progettati per le componenti longitudinali e trasversali della tensione dei fili (le corde di tensione degli isolatori sono posizionate orizzontalmente), subiscono i carichi maggiori, quindi sono molto più complicati e più costosi di quelli intermedi; il loro numero su ogni riga dovrebbe essere minimo.

In particolare, i supporti di estremità e d'angolo, installati all'estremità oa cavallo della linea, subiscono una tensione costante su fili e cavi: unilaterale o lungo l'angolo di rotazione risultante; ancoraggi intermedi, installati su lunghi tratti rettilinei, sono calcolati anche per la trazione unilaterale, che può verificarsi quando una parte dei fili si rompe nella campata adiacente al supporto.

I supporti speciali sono dei seguenti tipi: di transizione - per grandi luci di attraversamento di fiumi, gole; linee di diramazione - per creare diramazioni dalla linea principale; trasposizionale - per modificare l'ordine della disposizione dei fili sul supporto.

Insieme allo scopo (tipo), il design del supporto è determinato dal numero di linee aeree e dalla disposizione reciproca dei fili (fasi). I supporti (e le linee) sono realizzati in versione a singolo o doppio circuito, mentre i fili sui supporti possono essere posizionati a triangolo, orizzontalmente, un "albero" inverso e un esagono o "barile" (Fig. 3.2).

La disposizione asimmetrica dei fili di fase l'uno rispetto all'altro (Fig. 3.2) provoca la dissomiglianza delle induttanze e delle capacità delle diverse fasi. Per garantire la simmetria del sistema trifase e l'allineamento di fase dei parametri reattivi su linee lunghe (più di 100 km) con una tensione di 110 kV e oltre, i fili nel circuito vengono riorganizzati (trasposti) utilizzando supporti appropriati.

Con un ciclo completo di trasposizione, ogni filo (fase) uniformemente lungo la lunghezza della linea assume in successione la posizione di tutte e tre le fasi sul supporto (Fig. 3.3).

Supporti in legno(Fig. 3.4) sono realizzati in pino o larice e vengono utilizzati su linee con tensioni fino a 110 kV nelle aree forestali, oggigiorno è sempre meno. Gli elementi principali dei supporti sono scalini (attacchi) 1, montanti 2, traverse 3, controventi 4, travi sottotrasversali 6 e traverse 5. I supporti sono facili da fabbricare, economici e facili da trasportare. Il loro principale svantaggio è la fragilità dovuta al legno in decomposizione, nonostante il suo trattamento con un antisettico. L'uso di figliastri in cemento armato (accessori) aumenta la durata dei supporti fino a 20-25 anni.

I supporti in cemento armato (Fig. 3.5) sono più ampiamente utilizzati su linee con tensione fino a 750 kV. Possono essere indipendenti (intermedi) e con ragazzi (ancora). I pali in cemento armato sono più resistenti di quelli in legno, facili da usare, più economici di quelli in metallo.

I supporti metallici (acciaio) (Fig. 3.6) sono utilizzati su linee con una tensione di 35 kV e oltre. Gli elementi principali includono rack 1, traverse 2, resistenti ai cavi 3, ragazzi 4 e fondazione 5. Sono forti e affidabili, ma consumano abbastanza metallo, occupano una vasta area, richiedono la costruzione di speciali fondazioni in cemento armato per l'installazione e durante l'operazione deve essere verniciata per la protezione dalla corrosione.

I supporti metallici vengono utilizzati nei casi in cui è tecnicamente difficile e antieconomico realizzare linee aeree su supporti in legno e cemento armato (attraversamenti di fiumi, gole, realizzazione di rubinetti da linee aeree, ecc.).

In Russia, sono stati sviluppati supporti unificati in metallo e cemento armato di vario tipo per linee aeree di tutte le tensioni, che consentono loro di essere prodotti in serie, accelerare e ridurre i costi di costruzione delle linee.

Cavi della linea aerea.

I fili sono progettati per la trasmissione di energia elettrica. Insieme a una buona conduttività elettrica (possibilmente una resistenza elettrica inferiore), una sufficiente resistenza meccanica e resistenza alla corrosione deve soddisfare le condizioni di economia. A tale scopo, vengono utilizzati fili dei metalli più economici: alluminio, acciaio, leghe di alluminio speciali. Sebbene il rame abbia la conduttività più elevata, i fili di rame non vengono utilizzati nelle nuove linee a causa del costo significativo e della necessità per altri scopi.

Il loro utilizzo è consentito nelle reti di contatto, nelle reti delle imprese minerarie.

Sulle linee aeree vengono utilizzati principalmente cavi non isolati (nudi). In base alla progettazione, i fili possono essere a filo singolo e multiplo, cavi (Fig. 3.7). I fili unipolari, principalmente fili di acciaio, sono utilizzati in misura limitata nelle reti a bassa tensione. Per dare flessibilità e maggiore resistenza meccanica, i fili sono realizzati a più fili da un metallo (alluminio o acciaio) e da due metalli (combinati) - alluminio e acciaio. L'acciaio nel filo aumenta la resistenza meccanica.

In base alle condizioni di resistenza meccanica, i fili di alluminio dei gradi A e AKP (Fig. 3.7) vengono utilizzati su linee aeree con tensioni fino a 35 kV. Le linee aeree 6-35 kV possono essere realizzate anche con fili acciaio-alluminio, e sopra i 35 kV le linee sono montate esclusivamente con fili acciaio-alluminio.

I fili di acciaio-alluminio hanno una treccia di fili di alluminio attorno all'anima di acciaio. L'area della sezione della parte in acciaio è solitamente 4-8 volte inferiore all'alluminio, ma l'acciaio prende circa il 30-40% dell'intero carico meccanico; tali fili vengono utilizzati su linee con luci lunghe e in zone con condizioni climatiche più rigide (con una parete di ghiaccio più spessa).

Il marchio dei fili acciaio-alluminio indica la sezione trasversale delle parti in alluminio e acciaio, ad esempio AC 70/11, nonché i dati sulla protezione anticorrosione, ad esempio ASKS, ASKP - gli stessi fili di AC, ma con anima di riempimento (C) o tutti i fili (P) con grasso anticorrosivo; ACK - lo stesso filo di AC, ma con un nucleo coperto da un involucro di plastica. I fili resistenti alla corrosione vengono utilizzati in aree in cui l'aria è inquinata da impurità che hanno un effetto distruttivo su alluminio e acciaio. Le aree della sezione trasversale dei cavi sono normalizzate dallo standard statale.

Un aumento dei diametri dei fili, mentre il consumo del materiale conduttivo rimane invariato, può essere effettuato utilizzando fili con carica dielettrica e fili cavi (Fig. 3.7, d, e). Questo uso riduce le perdite corona (vedi sezione 2.2). I cavi cavi sono utilizzati principalmente per le sbarre di quadri da 220 kV e oltre.

I fili in leghe di alluminio (AN - non bonificato, AZ - bonificato) hanno una maggiore resistenza meccanica rispetto ai fili di alluminio e praticamente la stessa conduttività elettrica. Sono utilizzati su linee aeree con tensioni superiori a 1 kV in aree con uno spessore della parete di ghiaccio fino a 20 mm.

Sono sempre più utilizzate linee aeree con fili isolati autoportanti con una tensione di 0,38-10 kV. Nelle linee con una tensione di 380/220 V, i fili sono costituiti da un filo portante non isolato, che è zero, tre fili di fase isolati, un filo isolato (qualsiasi fase) dell'illuminazione esterna. I fili isolati in fase sono avvolti attorno al filo neutro portante (Fig. 3.8).

Il filo portante è in acciaio-alluminio e i fili di fase sono in alluminio. Questi ultimi sono ricoperti da polietilene (reticolato) resistente alla luce e stabilizzato al calore (filo del tipo APV). I vantaggi delle linee aeree con fili isolati rispetto alle linee con fili scoperti includono l'assenza di isolatori sui supporti, il massimo utilizzo dell'altezza del supporto per i fili sospesi; non è necessario potare gli alberi nell'area della linea.

I cavi di protezione contro i fulmini insieme a spinterometri, scaricatori, limitatori di tensione e dispositivi di messa a terra servono a proteggere la linea dalle sovratensioni atmosferiche (scariche da fulmine). I cavi sono sospesi sopra i fili di fase (Fig. 3.5) su linee aeree con una tensione di 35 kV e oltre, a seconda dell'area per l'attività temporalesca e del materiale dei supporti, che è regolato dalle Regole per gli impianti elettrici (PUE ).

Come cavi di protezione contro i fulmini, vengono solitamente utilizzate funi di acciaio zincato di qualità C 35, C 50 e C 70 e, quando vengono utilizzati cavi per comunicazioni ad alta frequenza, fili di acciaio-alluminio. Il fissaggio dei cavi su tutti i supporti delle linee aeree con una tensione di 220-750 kV deve essere eseguito utilizzando un isolante deviato da uno spinterometro. Sulle linee 35-110 kV, i cavi sono fissati a supporti intermedi in metallo e cemento armato senza isolamento del cavo.

Isolatori per linee aeree. Gli isolatori sono progettati per l'isolamento e il fissaggio dei fili. Sono realizzati in porcellana e vetro temperato - materiali con elevata resistenza meccanica ed elettrica e agli agenti atmosferici. Un vantaggio essenziale degli isolanti in vetro è che se danneggiato, il vetro temperato si sbriciola. Ciò facilita l'individuazione degli isolatori danneggiati sulla linea.

In base alla progettazione, il metodo di fissaggio al supporto, gli isolatori sono divisi in perno e sospesi. Gli isolatori dei pin (Fig. 3.9, a, b) sono utilizzati per linee con tensione fino a 10 kV e raramente (per piccole sezioni) 35 kV. Sono fissati ai supporti mediante ganci o perni. Isolatori sospesi (fig. 3.9, v) sono utilizzati su linee aeree con una tensione di 35 kV e oltre. Sono costituiti da una parte isolante in porcellana o vetro 1, una calotta in ghisa sferoidale 2, un'asta metallica 3 e un legante cementizio 4.

Gli isolanti sono assemblati in stringhe (Fig. 3.9, G): supporto su supporti intermedi e tensione - su quelli di ancoraggio. Il numero di isolatori in una ghirlanda dipende dal voltaggio, dal tipo e dal materiale dei supporti e dall'inquinamento dell'atmosfera. Ad esempio, nella linea 35 kV - 3-4 isolatori, 220 kV - 12-14; sulle linee con supporti in legno con maggiore protezione contro i fulmini, il numero di isolatori nella ghirlanda è uno in meno rispetto alle linee con supporti metallici; nelle ghirlande di tensione che operano nelle condizioni più difficili, vengono installati 1-2 isolanti in più rispetto a quelli di supporto.

Sono stati sviluppati isolanti che utilizzano materiali polimerici e sono in fase di sperimentazione industriale. Sono un elemento astiforme in fibra di vetro protetto da un rivestimento con nervature in fluoroplastico o gomma siliconica. Gli isolatori a barra, rispetto a quelli sospesi, hanno un peso e un costo inferiori, una maggiore resistenza meccanica rispetto al vetro temperato. Il problema principale è garantire la possibilità del loro funzionamento a lungo termine (più di 30 anni).

Raccordi lineariè destinato al fissaggio dei fili agli isolatori e dei cavi ai supporti e contiene i seguenti elementi principali: morsetti, connettori, distanziatori, ecc. (Fig. 3.10).

I morsetti di supporto vengono utilizzati per sospendere e fissare i fili delle linee aeree su supporti intermedi con rigidità limitata della terminazione (Figura 3.10, a). Sui supporti di ancoraggio per il fissaggio rigido di fili, vengono utilizzate ghirlande di tensione e morsetti di tensione: tensione e cuneo (Figura 3.10, b, c). Gli accessori di accoppiamento (orecchini, orecchie, graffette, bilancieri) sono progettati per appendere ghirlande su supporti. La ghirlanda di supporto (Fig. 3.10, d) è fissata sulla traversa del supporto intermedio mediante un orecchino 1, inserito con l'altro lato nel cappuccio dell'isolatore di sospensione superiore 2. L'occhiello 3 viene utilizzato per fissare la ghirlanda del clip di supporto 4 all'isolatore inferiore.

I distanziatori di distanza (Fig. 3.10, e), installati nelle campate di linee da 330 kV e superiori con fasi separate, prevengono collisioni, collisioni e torsioni dei singoli fili di fase. I connettori vengono utilizzati per collegare singole sezioni del filo utilizzando connettori ovali o a pressione (Fig. 3.10, f, g). Nei connettori ovali, i fili sono attorcigliati o crimpati; nei connettori crimpati utilizzati per collegare fili acciaio-alluminio di grandi sezioni, le parti in acciaio e alluminio sono crimpate separatamente.

Il risultato dello sviluppo della tecnologia di trasmissione EE su lunghe distanze sono varie opzioni per linee elettriche compatte, caratterizzate da una minore distanza tra le fasi e, di conseguenza, una minore resistenza induttiva e larghezza del percorso della linea (Fig. 3.11). Quando si utilizzano supporti "tipo di copertura" (Fig. 3.11, un) si ottiene una diminuzione della distanza a causa della posizione di tutte le strutture divise in fase all'interno del "portale di chiusura" o su un lato del pilastro dei supporti (Fig. 3.11, B). La convergenza di fase è assicurata mediante la spaziatura di isolamento tra le fasi. Sono state proposte diverse versioni di linee compatte con layout non convenzionali dei fili delle fasi sdoppiate (Fig. 3.11, in e).

Oltre a ridurre la larghezza del percorso per unità di potenza trasmessa, si possono realizzare linee compatte per la trasmissione di maggiore potenza (fino a 8-10 GW); tali linee causano una minore intensità di campo elettrico a livello del suolo e presentano numerosi altri vantaggi tecnici.

Le linee compatte comprendono anche linee autocompensanti controllate e linee controllate con una configurazione a fase divisa non convenzionale. Sono linee a doppio circuito in cui le fasi omonime di circuiti diversi vengono spostate a coppie. In questo caso, le sollecitazioni vengono applicate ai circuiti, spostate di un certo angolo. A causa del cambio di modalità con l'aiuto di dispositivi speciali dell'angolo di sfasamento, viene eseguito il controllo dei parametri delle linee.