Пристрій леп

Класифікація ліній електропередачі

Електрика в наш час це основний вид енергії використовується всюди. Повсюдне використання її стало можливим завдяки електричних мереж, які об`єднують джерела і споживачів електроенергії. Лінії електропередачі або скорочено ЛЕП виконують функцію транспортування електрики. Вони прокладаються або над поверхнею землі і називаються «повітряними», або заглиблюються в землю і чи під воду і іменуються «кабельними».

Повітряні лінії електропередачі, незважаючи на їх складну інфраструктуру виходять дешевшими в порівнянні з кабельними лініями. Сам по собі високовольтний кабель є дорогим і складним виробом. З цієї причини цими кабелями прокладаються тільки деякі ділянки на трасі повітряної ЛЕП в тих місцях, де неможливо встановити опори з проводами, наприклад через морські протоки, широкі річки і т.п. Кабелями прокладаються електричні мережі в населених пунктах, де спорудження опор також неможливо через міської інфраструктури.

ЛЕП, незважаючи на велику протяжність це все ті ж електричні ланцюги, для яких закон Ома застосуємо так само, як і для інших. Тому економічність ЛЕП безпосередньо пов`язана зі збільшенням напруги в ній. Сила струму зменшується, а разом з нею і втрати стають менше. З цієї причини, чим далі від електростанції розташовані споживачі, тим більше високовольтної повинна бути ЛЕП. Сучасні наддалекі ЛЕП передають електричну енергію з напругою в мільйони вольт.

Але збільшення напруги з метою зменшення втрат має обмеження. Причиною їх є коронний розряд. Це явище, відоме, викликаючи відчутних втрат енергії, починаючи з напруг вище 100 кіловольт. Дзижчання і потріскування високовольтних проводів є наслідком коронного розряду на них. З цієї причини, з метою зменшення втрат на коронний розряд, починаючи з 220 кіловольт, застосовується два дроти і більш для кожної фази повітряної ЛЕП.

Протяжність ліній електропередачі і робоча напруга їх є взаємопов`язаними.

• З напругою від 500 кіловольт працюють наддалекі ЛЕП.
• 220 і 330 кіловольт це напруги для магістральних ліній електропередачі.
• 150, 110, і 35 кіловольт це напруги розподільних ЛЕП.
• Напруги 20 кіловольт і менш характерні для місцевих електромереж, за якими забезпечуються електроенергією кінцеві споживачі.

Опори для проводів

Крім проводів до складу ліній електропередачі в якості головних конструктивних елементів входять опори. Їх призначення це утримування проводів. У кожній ЛЕП є кілька різновидів опор, що показано на зображенні нижче:

Анкерні опори сприймають великі навантаження і тому мають міцну жорстку конструкцію, яка може бути досить різноманітною. Всі опори стикаються зі слабким або сирим грунтом через бетонний фундамент. У міцному ґрунті робляться свердловини, в які безпосередньо занурюються опори ЛЕП. Приклади конструкцій металевих анкерних опор показані на зображенні далі:

Опори також можуть бути виготовлені із застосуванням бетону або деревини. Дерев`яні опори хоча і менш довговічні, але в півтора рази дешевші в порівнянні з металевими і бетонними конструкціями. Особливо виправдане їх застосування в регіонах з сильними морозами і великими запасами деревини. Найбільш широке поширення дерев`яні опори отримали в електромережах з напругою до 1000 Вольт. Конструкція таких опор показана на зображенні далі:

Дроти ліній електропередачі

Провід сучасних ЛЕП в основному виготовлені з алюмінієвого дроту. Для місцевих ліній електропередачі застосовуються дроти з чистого алюмінію. Обмеженням є довжина прольоту між опорами в 100 - 120 метрів. Для більш протяжних прольотів застосовуються дроти з алюмінію і сталі. Такий провід має всередині сталевий трос, охоплений алюмінієвими жилами. Трос сприймає механічну навантаження, алюміній - електричну.

Повністю сталеві дроти застосовуються тільки на непротяжних ділянках, де необхідна максимальна міцність при мінімальній вазі дроти. Всі лінії електропередачі з напругою вище 35 кіловольт забезпечені сталевим тросом для захисту від удару блискавок. Провід з міді і бронзи в даний час застосовуються тільки в ЛЕП спеціального призначення. Мідна і алюмінієва дріт використовується для виготовлення порожнистих трубчастих проводів. Це робиться для зменшення втрат в коронному розряді і для зменшення радіоперешкод. Зображення проводів різної конструкції показані далі:

Провід для ліній електропередачі вибирається з урахуванням умов роботи і виникаючих при цьому механічних навантажень. У теплу пору року це вітер, який розгойдує дроти і збільшує навантаження на розрив. Взимку до вітру додається ожеледь. Шар льоду на проводах своєю вагою істотно збільшує навантаження на них. Тим більше що зниження температури призводить до зменшення довжини проводів і підсилює внутрішню напругу в їх матеріалі.

Ізолятори та арматура

Для безпечного з`єднання проводів з опорами використовуються ізолятори. Матеріалом для них служить або електротехнічний фарфор, або загартоване скло, або полімер, як показано на зображенні нижче:

Скляні ізолятори при одних і тих же умовах виходять менше і легше, ніж порцелянові. Конструктивно ізолятори поділяють на штирові і підвісні. Штирьова конструкція для ЛЕП з напругою вище 35 кіловольт не застосовується. Механічні навантаження, сприймаються підвісними ізоляторами більше, ніж у штирьових ізоляторів. З цієї причини підвісна конструкція може застосовуватися і на більш низькій напрузі замість штирьових ізоляторів.

Підвісна ізолятор складається з окремих чашок, з`єднаних в гірлянду. Число чашок залежить від напруги ЛЕП. Для з`єднання чашок в гірлянду і всіх інших кріплень проводів та ізоляторів застосовується спеціальна арматура. Надійність, міцність і довговічність в умовах відкритого середовища визначають такі матеріали для виготовлення арматури як сталь і чавун. При необхідності отримання підвищеної стійкості до корозії виконується покриття деталей цинком.

До арматури відносяться різні затискачі, розпірки, гасителі вібрації, зчіпні з`єднувачі, проміжні ланки ізоляторів, коромисла. Загальне уявлення про арматурі дає зображення нижче:

захисні пристосування

Ще одним компонентом пристрою ліній електропередачі є конструкції захищають обладнання, приєднане до ЛЕП від атмосферних і комутаційних перенапруг. Від ударів блискавок захистом є трос, протягнутий вище всіх проводів лінії електропередачі і громовідводи, які зазвичай встановлюються поблизу підстанцій. Захисні проміжки розташовуються на опорах ЛЕП. Приклад такого проміжку показаний на зображенні зліва. Поблизу підстанцій встановлюються трубчасті розрядники, в яких всередині є іскровий проміжок. Якщо він пробивається і при цьому виникає дуга живиться струмом короткого замикання, виділяється газ, який гасить цю дугу.

Всі технічні та організаційні нюанси по влаштуванню ліній електропередачі регулюються Правилами улаштування електроустановок (ПУЕ). Будь - які відступи від цих правил категорично забороняються і можуть розглядатися як злочин тій чи іншій тяжкості в залежності від наслідків оного.