Устройство, эксплуатация и ремонт воздушных линий электропередачи

Название: Устройство, эксплуатация и ремонт воздушных линий электропередачи
Автор: Зеличенко А. С., Смирнов Б. И.
Формат: pdf
Страниц: 261
Издатель: Высш Школа

Описание

УСТРОЙСТВО ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В энергетическую систему входят электростанции, воздушные и кабельные линии электропередачи, подстанции и тепловые сети, связанные между собой общностью режима и непрерывностью процесса производства и распределения энергии.

Линии электропередачи являются основным элементом электрических сетей. Их сооружают для передачи электрической энергии от электрических станций в различные точки энергосистемы, а также непосредственно к потребителям.

Воздушной линией электропередачи [*] называется устройство для передачи и распределения электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным при помощи изоляторов и арматуры к опорам или в отдельных случаях к кронштейнам и стойкам на инженерных сооружениях (мостах, путепроводах и т. п.).

Трасса линии — это полоса земли, на которой сооружена линия.

Линии состоят из следующих основных конструктивных элементов:

• опор различных типов и назначений для подвески проводов и грозозащитных тросов;
• фундаментов опор;
• проводов различных конструкций и сечений для передачи по ним электрического тока;
• грозозащитных тросов для защиты линий от грозовых разрядов;
• изоляторов или гирлянд изоляторов для изоляции проводов ОТ • заземленных частей опоры;
• линейной арматуры для крепления проводов и тросов к изоляторам и опорам, а также для соединения проводов и тросов;
• заземляющих устройств и трубчатых разрядников для отвода токов молнии или короткого замыкания в землю.

Проектирование и сооружение линий ведется в соответствии с «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ). Проектирование строительных конструкций опор и фундаментов производится на основании «Строительных норм и правил» (СНиП). ПУЭ устанавливают требования к линиям различных напряжений исходя из назначения этих линий: чем выше напряжение линии, тем больше передаваемая по ней мощность и тем больший ущерб для народного хозяйства наносится при повреждении и выходе из работы линии; поэтому к линиям более высокого напряжения предъявляются и более строгие требования.

Линии напряжением до 1000 В предназначены для передачи и распределения электроэнергии на небольшие расстояния внутри городов, поселков и деревень до вводов в дома или на предприятия. Эти линии в городах часто делают кабельными.

Линии напряжением 2—110 кВ используются для передачи электроэнергии от районных подстанций к населенным пунктам и предприятиям на расстояние 10—20 км.

Линии напряжением 110—330 кВ, а иногда и 500 кВ предназначены для передачи больших мощностей между электрическими станциями и крупными районными подстанциями для энергоснабжения крупных городов или экономических районов на расстояние от 30 до 600 км.

Линии напряжением 500 кВ используются для передачи мощности до 1 млн. кВт и служат для связи различных энергетических систем, находящихся на расстоянии до 1200 км.

Линии напряжением 750 кВ служат для передачи мощности 2—2,5 млн. кВт на расстояние до 2000 км.

Намечено создание уникальных высоковольтных линий ультравысокого напряжения 1150 кВ переменного тока и 1500 кВ постоянного тока для передачи очень больших мощностей (4—6 млн. кВт) на расстояние 2000—2500 км и более.

Линия постоянного тока напряжением 1500 кВ будет передавать мощность 6 млн. кВт на расстояние около 2500 км.

Основной особенностью линий, определяющей их конструктивное выполнение, является подверженность линии воздействиям ветра, температуры, атмосферных осадков, гололеда, грозы и т. п. При этом возможны различные сочетания этих воздействий.

Для линий разных напряжений ПУЭ предусмотрены различные расчетные климатические условия, т. е. сочетания внешних атмосферных нагрузок (ветра и гололеда) на элементы линий.

Величины расчетных скоростей ветра принимаются, не менее:

16 м/с — для линий напряжением до 1000 В

21 м/с— » » » свыше 1000 В до 35 кВ

25 м/с— » » » 110—330 кВ

30 м/с— » » » 500 кВ и выше

Расчетная толщина стенки гололеда принимается не менее 0,5 см для всех линий напряжением до 330 кВ и не менее 1,0 см для линий напряжением 500 кВ и выше.

На основании данных, полученных в результате достаточно продолжительных наблюдений над температурой воздуха, скоростью ветра, интенсивностью и удельным весом гололеда в районе, где сооружается линия, могут быть приняты для расчета другие, более высокие значения указанных величин.

Вся территория СССР делится на пять районов по гололеду (I, II, III, IV и особый) и семь районов по ветру (I—VII).

Определение расчетных климатических условий для линии, как правило, производится в соответствии с картами климатического районирования, помещенными в ПУЭ и СНиП, или составленными специально для данного района или области региональными картами.

Различают нормальный и аварийный режимы работы линии. Нормальный режим работы линии — это работа при необорванных проводах и тросах; аварийный режим — работа при полностью или частично оборванных проводах или тросах. Для каждого режима работы предусматриваются соответствующие требования к конструктивным элементам линии. Кроме того, в ПУЭ предусмотрены требования к линиям, проходящим в разных местностях с различной плотностью населения.

Населенной местностью называют территорию городов, поселков, деревень, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, портов, пристаней, железнодорожных станций, парков, бульваров, пляжей в границах их реального перспективного развития на 10 лет.

Ненаселенной местностью называют незастроенные местности, хотя бы частично посещаемые людьми, доступные для транспорта и сельскохозяйственных машин, а также огороды, сады и другие местности с отдельными редко стоящими строениями и временными сооружениями.

Труднодоступной местностью называется местность, недоступная для транспорта и сельскохозяйственных машин.

Для каждого типа местности устанавливаются минимальные расстояния от проводов при наибольшем их провисании до земли.

Для проезда вдоль трассы линий 110 кВ и выше и для подъезда к ним расчищается полоса земли шириной не менее 2,5 м от насаждений, пней, камней и т. д.

На заболоченных участках трассы предусматривается устройство пешеходных мостиков или насыпей для проведения осмотров и ремонтов линий.

Кроме того, при проектировании, сооружении и эксплуатации линий пользуются некоторыми специальными понятиями и терминами. Ниже приводятся основные из них.

Анкерные опоры — это опоры, на которых производят натяжку проводов и тросов.

Транспозиционные опоры — это анкерные опоры, на которых провода разных фаз меняют свое взаимное расположение.

Анкерный участок, или анкерный пролет — расстояние по трассе линии между двумя соседними анкерными опорами.

Промежуточные опоры — это опоры, к которым подвешиваются провода между соседними анкерными опорами.

Промежуточный пролет — это расстояние между соседними промежуточными опорами.

Угол поворота линии — точка, где меняется направление трассы линии и устанавливаются анкерные или промежуточные угловые опоры.

Переходный пролет — это пролет в месте пересечения линии с инженерными сооружениями (дороги, каналы, линии и т. п.) или естественными преградами (реки, озера, ущелья и т. п.).

Габариты проводов линии — вертикальное расстояние от проводов до земли, поверхности воды или льда при пересечении водных преград или до пересекаемых инженерных сооружений.

Рис. 1. Положение провода в пролете: А — Б — наибольшая стрела провеса; а — б — стрела провеса провода на расстоянии в от опоры

Транспозиция проводов — это изменение порядка расположения проводов на опорах. На линии обычно бывает один цикл транспозиции, т. е. каждая фаза равномерно по длине линии занимает последовательно положение всех трех фаз на опоре.

Шаг транспозиции — это расстояние между соседними транспозиционными опорами.

Стрела провеса провода или троса — это вертикальное расстояние от прямой, соединяющей точки подвеса провода или троса на соседних опорах, до любой точки провода или троса в пролете (рис. 1). Если точки подвеса провода находятся на одном уровне, то наибольшая стрела провеса провода будет в середине пролета.

Тяжение провода или троса — это усилие, действующее по оси провода или троса, в Н или кН.

Напряжение в проводе или тросе — это удельное тяжение на 1 мм2 сечения провода или троса в 1 Н/мм2.

Удельные нагрузки на провода и тросы — это нагрузки от веса гололеда, давления ветра и собственного веса проводов и тросов, отнесенные к 1 м длины и 1 мм2 сечения провода или троса.

Погонные нагрузки — это те же нагрузки от веса провода, гололеда и давления ветра, но отнесенные только к 1 м длины провода или троса.

---

[*] Воздушную линию электропередачи в дальнейшем для сокращения будем называть линией.