Ledninger og kabler af luftledninger

På luftlinjer kraftoverførsel spænding over 1000 V, der anvendes blanke ledninger og kabler. Når de er udendørs, er de udsat for atmosfæren (vind, is, temperaturændringer) og skadelige urenheder fra den omgivende luft (svovlgasser fra kemiske anlæg, havsalt) og skal derfor have tilstrækkelig mekanisk styrke og være modstandsdygtige over for korrosion (rust ).

På nuværende tidspunkt har stål-aluminium-ledere fundet den største anvendelse i luftledninger.

Tidligere blev kobbertråde brugt på luftledninger, og nu bruges aluminium, stål-aluminium og stål, og i nogle tilfælde ledninger af specielle aluminiumslegeringer - eldrium osv. Lynbeskyttelseskabler er normalt lavet af stål.

De er kendetegnet ved design:

a) flerlederledere af et metal, bestående (afhængigt af lederens tværsnit) af 7; 19 og 37 separate ledninger snoet sammen (fig. 1, b);

b) enkelttråds ledninger bestående af en massiv ledning (fig. 1, a);

c) flertrådede ledere af to metaller — stål og aluminium eller stål og bronze.Stål-aluminium-ledere af konventionelt design (klasse AC) består af en galvaniseret stålkerne (enkeltleder eller snoet af 7 eller 19 ledninger), omkring hvilken en aluminiumsdel er placeret, bestående af 6, 24 eller flere ledninger (fig. 1) , °C).

Ris. 1. Konstruktion af ledninger til luftledninger: a — enkelttrådede ledninger; b — snoede ledere; c — stål-aluminiumstråde.

De strukturelle designdata for rene aluminiums- og stål-aluminiumsledere er i GOST 839-80.

Se også: Bare wire strukturer til luftledninger

Valget af luftledninger involverer overvejelse af flere faktorer, blandt hvilke en af ​​de vigtigste er langvarig opvarmning med elektrisk strøm. Opvarmning af ledningerne begrænser luftledningens transmissionskapacitet, fører til korrosion af ledningerne, deres tab af mekanisk styrke, stigning i nedbøjning osv. Ledernes temperatur afhænger af den aktuelle belastning og vejrforholdene på køreledningsstrækningen.

Trådes bæreevne er stærkt påvirket af vejrforholdene - vindhastighed, omgivelsestemperatur og solstråling, som varierer meget i løbet af året.

En ændring i vindhastigheden siges at have en større indflydelse end en ændring i lufttemperaturen. En svag vind med en hastighed på 0,6 m / s øger gennemstrømningen af ​​ledninger med 140% sammenlignet med statiske luftforhold, mens en stigning i omgivelsestemperaturen med 10 ° C reducerer den med 10-15%.

Kobbertråde

Mine ledninger, lavet af tættrukket kobbertråd, har lav modstand (r = 18,0 Ohm x mm2/ km) og god mekanisk styrke: maksimal trækstyrke sp = 36 ... 40 kgf / mm2, modstår med succes atmosfæriske påvirkninger og korrosion fra skadelige urenheder i luften.

Kobbertråde er markeret med bogstavet M med tilføjelse af ledningens nominelle tværsnit. Så kobbertråd med et nominelt tværsnit på 50 mm2 markeret med M - 50.

I øjeblikket er kobber et sparsomt og dyrt materiale, hvorfor det praktisk talt ikke bruges som ledere til luftledninger.For at spare kobber blev kobber-, bronze- og stål-bronzeledere udgået i 1960'erne.

Alu ledninger

Aluminiumtråde adskiller sig fra kobbertråde med meget lavere masse, lidt højere specifik modstand (r = 28,7 ... 28,8 Ohm x mm2/ km) og mindre mekanisk styrke: sp = 15,6 kgf / mm2 — for ledere af AT-klasse ledere og sp = 16 … 18 kgf / mm2 Atp-tråd.

Aluminiumsledninger bruges hovedsageligt i lokale netværk. Den lave mekaniske styrke af disse ledninger tillader ikke højspænding. For at undgå store pile og sikre de nødvendige PUE minimumsstørrelsen af ​​linjen til jorden, er det nødvendigt at reducere afstanden mellem understøtningerne, og dette øger omkostningerne ved linjen.

For at øge den mekaniske styrke af aluminiumstråde er de lavet af flertrådede, hårdtrukne ledninger. Godt tolererende over for atmosfæriske påvirkninger, aluminiumtråde modstår ikke påvirkningen af ​​skadelige urenheder fra luften.

Derfor anbefales AKP-mærket aluminiumsledere, der er beskyttet mod korrosion (aluminium-korrosionsbestandige, med udfyldning af mellemrummet mellem lederne med neutralt fedt), til luftledninger bygget nær kyster, saltsøer og kemiske fabrikker. Aluminiumsledere er markeret med bogstavet A med tilføjelse af lederens nominelle tværsnit.

Ståltråde

Ståltråde har høj mekanisk styrke: maksimal brudstyrke sp = 55 ... 70 kgf / mm2... Ståltråde er enkelt- eller flertrådede.

Den elektriske modstand af ståltråde er meget højere end for aluminium, og i AC-netværk afhænger det af mængden af ​​strøm, der strømmer gennem ledningen. Ståltråde bruges i lokale netværk med en spænding på op til 10 kV, når der overføres relativt lav effekt, når konstruktionen af ​​linjer med aluminiumtråde er mindre rentabel.

En væsentlig ulempe ved ståltråde og kabler er deres modtagelighed for korrosion. For at reducere korrosion er ledningerne galvaniserede. Der er to mærker af trådet ståltråd til rådighed: PS (ståltråd) og PMS (kobberståltråd). PS-ledninger har en kobbertilsætning på op til 0,2%, og PSO-ledninger er lavet med en diameter på 3; 3,5; 5 mm. Lynbeskyttelseskabler med flere tråde i stål produceres i kvaliteterne S-35, S-50 og S-70.

Stål-aluminium ledninger

Stål-aluminium-ledere har samme modstand som aluminium-ledere med samme tværsnit, fordi der i de elektriske beregninger af stål-aluminium-ledere ikke tages højde for ståldelens ledningsevne på grund af dens ubetydelighed sammenlignet med ledningsevnen af ​​ståldelene. aluminiumsdel af lederne.

Strukturelle ståltråde udgør indersiden af ​​ståltråden, og aluminiumstråde udgør ydersiden. Stål er designet til at øge den mekaniske styrke, aluminium er en ledende del.

Med stål-aluminium-tråde opstår der yderligere interne spændinger i aluminiumsdelen af ​​tråden, på grund af de forskellige termiske udvidelseskoefficienter af aluminium og stål.

Obligatorisk trådspændingsbegrænsning ved den gennemsnitlige årlige temperatur for alle ledere er nødvendig for at forhindre hurtig udmattelsesslid på lederne på grund af vibrationer.

Det blev eksperimentelt fastslået, at aluminium begynder at miste sine styrkeegenskaber ved temperaturer over 65 ° C. Under hensyntagen til dette, når du vælger den maksimale driftstemperatur for stål-aluminiumstråde, anbefales det at planlægge en reduktion i styrken af ​​aluminium med 12 — 15 % (hvilket er 7 — 8 % tab af styrke for tråden som helhed) ) i hele deres levetid, hvilket omtrent svarer til kontinuerlig drift af tråden i 50 år ved en temperatur på 90 ° C. Det skal bemærkes. at det samlede tab af mekanisk styrke på grund af kortvarige nødoverbelastninger af ledningerne ikke overstiger 1 %.

Følgende mærker af stål-aluminiumstråde (GOST 839-80) produceres:

AC - ledning bestående af en kerne - galvaniserede ståltråde og et eller flere ydre lag af aluminiumstråde. Tråden er beregnet til at lægge på land, undtagen i områder med forurenet luft med skadelige kemiske forbindelser;

FORESPØRG, ASKP — ligner AC-mærket tråd, men med stålkernen (C) eller hele tråden (P) fyldt med fedt, der modvirker forekomsten af ​​trådkorrosion. Designet til lægning langs kysten af ​​have, saltsøer og i industriområder med forurenet luft;

ASK — samme som ASK-tråd, men med en stålkerne, der er isoleret med en plastkappe. I markeringen af ​​ledningen kan der efter bogstavet A stå bogstavet P, som indikerer, at ledningen har øget mekanisk styrke (for eksempel APSK).

Stål-aluminiumstråde af alle mærker produceres med et forskelligt forhold mellem tværsnittet af aluminiumsdelen af ​​tråden og tværsnittet af stålkernen: inden for 6,0 ... 6,16 - til drift af tråden i medium mekaniske belastningsforhold; 4,29 ... 4,39 — forbedret styrke; 0,65 … 1,46 — særlig forstærket styrke: 7,71 … 8,03 — let konstruktion og 12,22 … 18,09 — særlig let.

Lette ledninger anvendes på nybyggede og rekonstruerede linier i områder, hvor isvæggens tykkelse ikke overstiger 20 mm. Forstærkede stål-aluminiumsledere anbefales til brug i områder med isvægtykkelse større end 20 mm. Særlige stærke ledninger bruges til implementering af lange afstande i krydsninger gennem vandrum og tekniske strukturer.

For en mere fuldstændig karakterisering af stål-aluminium-ledere indtastes lederens nominelle tværsnit og stålkernens tværsnit i betegnelsen for trådmærket, for eksempel: AC-150/24 eller ASKS-150 /34.

Aldrei ledninger

Aldry ledninger har omtrent samme elektriske modstand som aluminiums ledninger, men har større mekanisk styrke. Aldry er en aluminiumslegering med mindre mængder jern («0,2%), magnesium (»0,7%) og silicium («0,8%); med hensyn til korrosionsbestandighed er det lig med aluminium. Ulempen ved Aldrey-tråde er deres lave modstandsdygtighed over for vibrationer.

Placering af luftledningsledninger

Lederne på understøtningerne af luftledninger kan placeres på forskellige måder: på enkeltkredsledninger - i en trekant eller vandret; på linjer med en dobbelt kæde — omvendt træ eller sekskant (i form af en «tønde»).

Arrangement af ledninger i en trekant (fig. 2, a) bruges på linjer med en spænding på op til 20 kV, herunder på ledninger med en spænding på 35 ... 330 kV med metal og armeret betonstøtter.

Det vandrette arrangement af ledninger (fig. 2, b) vil blive brugt på linjer 35 ... 220 kV med træstøtter. Dette arrangement af ledninger er det bedste ud fra arbejdsforholdenes synspunkt, da det tillader brugen af ​​lavere understøtninger og udelukker wiresammenfiltring under isnedstigning og wiredans.

På linjer med to værdier placeres ledningerne enten med et omvendt træ (fig. 2, c), hvilket er bekvemt for installationsforholdene, men øger understøtningens masse og kræver ophængning af to beskyttelseskabler eller en sekskant ( Fig. 2, G).

Sidstnævnte metode er at foretrække.Det anbefales til brug på ledninger med to værdier med en spænding på 35 ... 330 kV.

Alle disse muligheder er kendetegnet ved et asymmetrisk arrangement af ledninger i forhold til hinanden, hvilket fører til en forskel i fasernes elektriske parametre. Til ligningen af ​​disse parametre anvendes transposition af ledninger, dvs. den indbyrdes placering af lederne i forhold til hinanden på forskellige sektioner af ledningen ændres successivt på understøtningerne. I dette tilfælde passerer lederen af ​​hver fase en tredjedel af linjens længde på ét sted, den anden på den anden og den tredje på det tredje sted (fig. 3.).

Ris. 2. Arrangement af ledninger og beskyttelseskabler på understøtningerne: a — med en trekant; b — vandret; c — omvendt træ; d — sekskant (tønde).

Ris. 3... Transponeringsskema med en enkelt ledning.

Beregningen af ​​den mekaniske del af luftledningen udføres baseret på repeterbarheden af ​​vindhastigheden og tykkelsen af ​​isvæggen på ledningerne, som opfylder kravene til pålidelighed og kapitalisering af en bestemt klasse luftledninger.

Luftledninger af forskellige klasser skal, når de krydser samme terræn, især på fælles rute, udformes til forskellige vind- og isbelastninger.

Lynbeskyttelseskabler af luftledninger

Lynbeskyttelseskabler er ophængt over ledningerne for at beskytte dem mod atmosfæriske overspændinger. På ledninger med en spænding under 220 kV ophænges kabler kun ved tilkørsler til transformerstationer. Dette reducerer sandsynligheden for overlappende ledninger nær transformerstationen. På strækninger med en spænding på 220 kV og derover er kablerne ophængt langs hele ledningen. Ståltove bruges normalt.

Tidligere var kablerne til ledninger med alle nominelle spændinger jordet tæt på hver understøtning. Driftserfaring viser, at strømme forekommer i jordingssystemets lukkede kredsløb - kabler - støtter. De opstod som et resultat af virkningen af ​​EMF induceret i kablerne ved elektromagnetisk induktion. Samtidig opstår der i en række tilfælde betydelige effekttab i gentagne gange jordede kabler, især i ultrahøjspændingsledninger.

Undersøgelser har vist, at ved at ophænge kabler med øget ledningsevne (stål-aluminium) på isolatorer, kan kablerne bruges som kommunikationsledninger og som strømledere til at forsyne lavstrømsforbrugere.

For at give et tilstrækkeligt niveau af lynbeskyttelse til ledningerne, skal kablerne forbindes til jorden gennem gnistgab.