Elektriõhuliinide juhtmed ja kaablid

Peal õhuliinid jõuülekanne pinge üle 1000 V, kasutatakse paljaid juhtmeid ja kaableid. Õues olles puutuvad nad kokku atmosfääri (tuul, jää, temperatuurimuutused) ja ümbritseva õhu kahjulike lisanditega (keemiatehaste väävelgaasid, meresool) ning peavad seetõttu olema piisava mehaanilise tugevusega ja korrosioonikindlad (rooste).

Praegu on õhuliinides kõige enam rakendust leidnud teras-alumiiniumjuhtmed.

Varem kasutati õhuliinidel vasktraate ja nüüd kasutatakse alumiiniumi, teras-alumiiniumi ja terast ning mõnel juhul ka spetsiaalsetest alumiiniumisulamitest - eldriumist jne. Piksekaitsekaablid on tavaliselt valmistatud terasest.

Neid eristab disain:

a) ühest metallist mitmesoonelised juhid, mis koosnevad (olenevalt juhi ristlõikest) 7-st; 19 ja 37 eraldi juhtmed, mis on kokku keeratud (joon. 1, b);

b) ühejuhtmelised juhtmed, mis koosnevad ühest täisjuhtmest (joonis 1, a);

c) keerutatud juhtmed kahest metallist — terasest ja alumiiniumist või terasest ja pronksist.Tavalise konstruktsiooniga teras-alumiiniumjuhtmed (vahelduvvooluklass) koosnevad tsingitud terassüdamikust (ühejuhtmeline või 7 või 19 traadiga keerutatud), mille ümber paikneb alumiiniumosa, mis koosneb 6, 24 või enamast traadist (joonis 1). , °C).

Riis. 1. Õhuliinide juhtmete ehitus: a — ühejuhtmelised juhtmed; b — keerdunud juhtmed; c — teras-alumiiniumtraadid.

Palja alumiiniumi ja teras-alumiiniumjuhtmete konstruktsiooniandmed on GOST 839-80.

Vaata ka: Elektriõhuliinide katmata traatkonstruktsioonid

Õhuliinide valikul tuleb arvesse võtta mitmeid tegureid, millest üks olulisemaid on pikaajaline elektrivooluga kuumutamine. Juhtmete kuumutamine piirab õhuliini ülekandevõimsust, toob kaasa juhtmete korrosiooni, nende mehaanilise tugevuse kadumise, longuse suurenemise jne. Juhtide temperatuur sõltub hetkekoormusest ja õhuliini trassi ilmastikutingimustest.

Juhtmete kandevõimet mõjutavad suuresti ilmastikutingimused – tuule kiirus, ümbritseva õhu temperatuur ja päikesekiirgus, mis varieeruvad aastaringselt suuresti.

Väidetavalt on tuule kiiruse muutusel suurem mõju kui õhutemperatuuri muutusel. Nõrk tuul kiirusega 0,6 m / s suurendab juhtmete läbilaskevõimet staatiliste õhutingimustega võrreldes 140%, samas kui ümbritseva õhu temperatuuri tõus 10 ° C võrra vähendab seda 10-15%.

Vasktraadid

Minu juhtmetel, mis on valmistatud tihedalt tõmmatud vasktraadist, on madal takistus (r = 18,0 Ohm x mm2/km) ja hea mehaaniline tugevus: maksimaalne tõmbetugevus sp = 36 ... 40 kgf / mm2, taluvad edukalt atmosfääri mõjusid ja kahjulikku korrosiooni. lisandid õhus.

Vasktraadid on tähistatud tähega M, millele on lisatud traadi nimiristlõige. Niisiis, vasktraat nimiristlõikega 50 mm2, mis on tähistatud M-50-ga.

Praegu on vask napp ja kallis materjal, mistõttu seda õhuliinide juhtmetena praktiliselt ei kasutata, vase säästmiseks lõpetati 1960. aastatel vask-, pronks- ja teras-pronksjuhtmete tootmine.

Alumiiniumist juhtmed

Alumiiniumtraadid erinevad vaskjuhtmetest palju väiksema massi, veidi suurema eritakistusega (r = 28,7 ... 28,8 Ohm x mm2/ km) ja väiksema mehaanilise tugevusega: sp = 15,6 kgf / mm2 — AT-klassi juhtmete juhtmetele ja sp = 16 … 18 kgf / mm2 Atp traati.

Alumiiniumtraate kasutatakse peamiselt kohalikes võrkudes. Nende juhtmete madal mehaaniline tugevus ei võimalda kõrget pinget. Suurte noolte vältimiseks ja vajaliku kindlustamiseks PUE liini minimaalne suurus maapinnaga, on vaja vähendada tugede vahelist kaugust ja see suurendab liini maksumust.

Alumiiniumtraatide mehaanilise tugevuse suurendamiseks valmistatakse need mitmeahelalistest kõvasti tõmmatud juhtmetest. Alumiiniumtraadid taluvad hästi atmosfäärimõjusid, ei talu õhust tulevate kahjulike lisandite mõju.

Seetõttu on mererandade, soolajärvede ja keemiatehaste lähedusse ehitatud õhuliinide jaoks soovitatav kasutada AKP kaubamärgiga korrosioonikaitsega alumiiniumjuhte (alumiinium korrosioonikindel, juhtmetevahelise ruumi täitmine neutraalse määrdega). Alumiiniumjuhtmed on tähistatud tähega A, millele on lisatud juhtme nimiristlõige.

Terastraadid

Terastraadid on suure mehaanilise tugevusega: maksimaalne purunemistugevus sp = 55 ... 70 kgf / mm2... Terastraadid on ühe- või mitmejuhtmelised.

Terastraatide elektritakistus on palju suurem kui alumiiniumil ja vahelduvvooluvõrkudes sõltub see traati läbiva vooluhulgast. Terastraate kasutatakse kohtvõrkudes pingega kuni 10 kV suhteliselt väikese võimsuse edastamisel, kui alumiiniumjuhtmetega liinide ehitamine on vähem tulus.

Terastraatide ja -kaablite oluline puudus on nende vastuvõtlikkus korrosioonile. Korrosiooni vähendamiseks on juhtmed tsingitud. Saadaval on kahte marki keerutatud terastraati: PS (terastraat) ja PMS (vasest terastraat). PS-juhtmetes on vase lisand kuni 0,2% ja PSO-juhtmed on valmistatud läbimõõduga 3; 3,5; 5 mm. Terasest mitmejuhtmelise kaabli piksekaitsekaableid toodetakse klassides S-35, S-50 ja S-70.

Teras-alumiinium traadid

Teras-alumiiniumjuhtmetel on sama takistus kui sama ristlõikega alumiiniumjuhtidel, kuna teras-alumiiniumjuhtide elektrilistes arvutustes ei võeta terasdetaili juhtivust arvesse selle ebaolulisuse tõttu elektrijuhtme juhtivusega võrreldes. juhtmete alumiiniumist osa.

Struktuursed terastraadid moodustavad terasest alumiiniumtraadi sisemuse ja alumiiniumtraadid väliskülje. Teras on mõeldud mehaanilise tugevuse suurendamiseks, alumiinium on juhtiv osa.

Teras-alumiiniumtraatidega tekivad traadi alumiiniumosas täiendavad sisepinged, mis on tingitud alumiiniumi ja terase erinevatest soojuspaisumisteguritest.

Kohustuslik juhtmepinge piiramine aasta keskmisel temperatuuril kõikidele juhtmetele on vajalik, et vältida juhtmete kiiret väsimuskulumist vibratsioonist.

Eksperimentaalselt tehti kindlaks, et alumiinium hakkab oma tugevusomadusi kaotama temperatuuril üle 65 ° C. Seda arvesse võttes on teras-alumiiniumtraatide maksimaalse töötemperatuuri valimisel soovitatav kavandada alumiiniumi tugevuse vähendamine 12 võrra. — 15% (mis on 7–8% traadi kui terviku tugevuse kaotus) kogu nende kasutusea jooksul, mis vastab ligikaudu traadi pidevale kasutamisele 50 aasta jooksul temperatuuril 90 °C. Tuleb märkida. et juhtmete lühiajalistest avariiülekoormustest tingitud mehaanilise tugevuse kogukadu ei ületaks 1%.

Toodetakse järgmisi teras-alumiiniumtraate (GOST 839-80):

AC – südamikust koosnev traat – tsingitud terastraadid ja üks või mitu alumiiniumtraadi väliskihti. Traat on ette nähtud paigaldamiseks maale, välja arvatud piirkondades, kus õhk on saastunud kahjulike keemiliste ühenditega;

KÜSIMUS, ASKP — sarnane AC kaubamärgi traadiga, kuid terassüdamikuga (C) või terve traatiga (P) on täidetud määrdega, mis takistab traadi korrosiooni teket. Mõeldud paigaldamiseks piki merede, soolajärvede ja saastunud õhuga tööstuspiirkondade rannikut;

ASK — sama, mis ASK traat, aga plastkestaga isoleeritud terassüdamikuga. Traadi märgistuses võib pärast tähte A olla täht P, mis näitab, et traadil on suurenenud mehaaniline tugevus (näiteks APSK).

Kõikide kaubamärkide teras-alumiiniumtraate toodetakse erineva traadi alumiiniumosa ristlõike ja terassüdamiku ristlõike suhtega: vahemikus 6,0 ... 6,16 - traadi töötamiseks keskmises keskkonnas mehaanilised koormustingimused; 4,29 ... 4,39 — suurendatud tugevus; 0,65 … 1,46 — eriti tugevdatud tugevus: 7,71 … 8,03 — kerge konstruktsioon ja 12,22 … 18,09 — eriti kerge.

Valgusjuhtmeid kasutatakse vastvalminud ja rekonstrueeritavatel liinidel kohtades, kus jääseina paksus ei ületa 20 mm. Tugevdatud teras-alumiiniumjuhtmeid soovitatakse kasutada piirkondades, kus jääseina paksus on üle 20 mm. Pikkade vahemaade teostamiseks veeruumide ja insenerirajatiste ristumiskohtades kasutatakse spetsiaalseid tugevaid juhtmeid.

Teras-alumiiniumjuhtmete täielikumaks iseloomustamiseks sisestatakse juhtme nimiristlõige ja terassüdamiku ristlõige traadi kaubamärgi tähistusse, näiteks: AC-150/24 või ASKS-150 /34.

Aldrei juhtmed

Aldry juhtmetel on umbes sama elektritakistus kui alumiiniumjuhtmetel, kuid neil on suurem mehaaniline tugevus. Aldry on alumiiniumisulam, mis sisaldab vähesel määral rauda («0,2%), magneesiumi (» 0,7%) ja räni («0,8%); korrosioonikindluse poolest on see võrdne alumiiniumiga. Aldrey juhtmete puuduseks on nende madal vastupidavus vibratsioonile.

Õhuliinide juhtmete asukoht

Õhuliinide tugedel olevaid juhte saab paigutada erinevalt: üheahelalistel liinidel — kolmnurkselt või horisontaalselt; topeltahelaga liinidel - tagurpidi puu või kuusnurk ("tünni" kujul).

Juhtmete paigutust kolmnurgas (joonis 2, a) kasutatakse kuni 20 kV pingega liinidel, sealhulgas liinidel pingega 35 ... 330 kV metallist ja raudbetoonist tugedega.

Juhtmete horisontaalset paigutust (joonis 2, b) kasutatakse puittugedega liinidel 35 ... 220 kV. Selline juhtmete paigutus on töötingimuste seisukohalt parim, kuna võimaldab kasutada madalamaid tugesid ning välistab traadi takerdumise jäält laskumisel ja traaditantsul.

Kahe väärtusega liinidel asetatakse juhtmed kas vastupidise puuga (joonis 2, c), mis on paigaldustingimuste jaoks mugav, kuid suurendab tugede massi ja nõuab kahe kaitsekaabli või kuusnurga riputamist ( joonis 2, G).

Eelistatav on viimane meetod.Soovitatav on kasutada kahe väärtusega liinidel pingega 35 ... 330 kV.

Kõiki neid võimalusi iseloomustab juhtmete asümmeetriline paigutus üksteise suhtes, mis põhjustab faaside elektriliste parameetrite erinevust. Nende parameetrite võrrandiks kasutatakse juhtmete transponeerimist, s.o. juhtmete vastastikust asukohta üksteise suhtes liini erinevatel lõikudel muudetakse tugedel järjestikku. Sel juhul läbib iga faasi juht ühest kohast kolmandiku liini pikkusest, teisest teise ja kolmandast kohast (joonis 3.).

Riis. 2. Juhtmete ja kaitsekaablite paigutus tugedel: a — kolmnurgaga; b — horisontaalne; c — tagurpidi puu; d — kuusnurk (tünn).

Riis. 3… Ühejuhtmelise liini transponeerimisskeem.

Õhuliini mehaanilise osa arvutamisel lähtutakse tuule kiiruse korratavusest ja juhtmetel oleva jääseina paksusest, mis vastab kindla klassi õhuliinide töökindluse ja kapitalisatsiooni nõuetele.

Erinevate klasside õhuliinid peavad sama maastiku läbimisel, eriti ühisel marsruudil, olema projekteeritud erinevatele tuule- ja jääkoormustele.

Elektriõhuliinide piksekaitsekaablid

Juhtmete kohale riputatakse piksekaitsekaablid, et kaitsta neid atmosfääri liigpingete eest. Liinidel, mille pinge on alla 220 kV, riputatakse kaablid ainult alajaamade juurde. See vähendab juhtmete kattumise tõenäosust alajaama lähedal. Liinidel, mille pinge on 220 kV ja üle selle, riputatakse kaablid kogu liini ulatuses. Tavaliselt kasutatakse terastrosse.

Varem olid kõigi nimipingetega liinide kaablid igal toel tihedalt maandatud. Kasutuskogemus näitab, et maandussüsteemi — kaablite — tugede suletud ahelates tekivad voolud. Need tekkisid kaablites elektromagnetilise induktsiooniga indutseeritud EMF-i toime tulemusena. Samal ajal tekivad korduvalt maandatud kaablites, eriti ülikõrgepingeliinides, mitmel juhul märkimisväärsed võimsuskadud.

Uuringud on näidanud, et riputades isolaatoritele kõrgendatud juhtivusega (teras-alumiinium) kaableid, saab kaableid kasutada sidejuhtmetena ja voolujuhtidena väikese võimsusega tarbijate varustamiseks.

Liinidele piisava piksekaitse tagamiseks tuleb kaablid ühendada maaga läbi sädemevahede.