Воздушные линии электропередачи

Воздушные линии электропередачи

 

Воздушные линии электропередачи (ВЛЭП)- устройство для передачи электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным при помощи изолирующих конструкций и арматуры к опорам, несущим конструкциям, кронштейнам и стойкам на инженерных сооружениях (мостах, путепроводах и т. п.).

 

ВЛ можно разделить на 3 класса.

1-ый: линии напряжением от 35 кВ до 110 кВ и выше.

2-ой: линии напряжением от 6-10 кВ до 35 кВ.

3-ий: линии напряжением до 1000 В.

 

Классификация опор ВЛ

 

При установке  ВЛ учитывается особенности климата, в котором будет размещена ВЛ. Основными показателями являются скорость ветра и толщина образуемого гололёда.

 

В зависимости  от способа подвески проводов опоры  воздушных линий (ВЛ) делятся на две основные группы:

 

а) опоры промежуточные, на которых провода закрепляются в поддерживающих зажимах,

 

б) опоры анкерного  типа, служащие для натяжения проводов. На этих опорах провода закрепляются в натяжных зажимах.

 

Расстояние  между опорами воздушных линий  электропередачи (ЛЭП) называется пролетом, а расстояние менаду опорами анкерного типа — анкерованным участком

 

В соответствии с требованиями ПУЭ пересечения  некоторых инженерных сооружений, например железных дорог общего пользования, необходимо выполнять на опорах анкерного типа. На углах поворота линии устанавливаются угловые опоры, на которых провода могут быть подвешены в поддерживающих или натяжных зажимах. Таким образом, две основные группы опор - промежуточные и анкерные - разбиваются на типы, имеющие специальное назначение.

 

Схема анкерованного участка воздушной линии

 

 

 

Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках линии. На промежуточных  опорах с подвесными изоляторами  провода закрепляются в поддерживающих гирляндах, висящих вертикально, на промежуточных опорах со штыревыми  изоляторами закрепление проводов производится проволочной вязкой. В  обоих случаях промежуточные  опоры воспринимают горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода  и на опору и вертикальные —  от веса проводов, изоляторов и собственного веса опоры.

 

При необорванных проводах и тросах промежуточные  опоры, как правило, не воспринимают горизонтальной нагрузки от тяжения проводов и тросов в направлении линии и поэтому могут быть выполнены более легкой конструкции, чем опоры других типов, например концевые, воспринимающие тяжение проводов и тросов. Однако для обеспечения надежной работы линии промежуточные опоры должны выдерживать некоторые нагрузки в направлении линии.

 

Промежуточные угловые опоры устанавливаются  на углах поворота линии с подвеской  проводов в поддерживающих гирляндах. Помимо нагрузок, действующих на промежуточные  прямые опоры, промежуточные и анкерные угловые опоры воспринимают также  нагрузки от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов.

 

При углах  поворота линии электропередачи  более 20° вес промежуточных угловых  опор значительно возрастает. Поэтому  промежуточные угловые опоры  применяются для углов до 10 - 20°. При больших углах поворота устанавливаются  анкерные угловые опоры.

 

Промежуточные опоры ВЛ

 

Анкерные  опоры. На линиях с подвесными изоляторами  провода закрепляются в зажимах  натяжных гирлянд. Эти гирлянды являются как бы продолжением провода и  передают его тяжение на опору. На линиях со штыревыми изоляторами провода закрепляются на анкерных опорах усиленной вязкой или специальными зажимами, обеспечивающими передачу полного тяжения провода на опору через штыревые изоляторы.

 

При установке  анкерных опор на прямых участках трассы и подвеске проводов с обеих сторон от опоры с одинаковыми тяжениями горизонтальные продольные нагрузки от проводов уравновешиваются и анкерная опора работает так же, как и промежуточная, т. е. воспринимает только горизонтальные поперечные и вертикальные нагрузки.

 

Опоры ВЛ анкерного типа

 

В случае необходимости  провода с одной и с другой стороны от анкерной опоры можно  натягивать с различным тяжением, тогда анкерная опора будет воспринимать разность тяжения проводов. В этом случае, кроме горизонтальных поперечных и вертикальных нагрузок, на опору будет также воздействовать горизонтальная продольная нагрузка. При установке анкерных опор на углах (в точках поворота линии) анкерные угловые опоры воспринимают нагрузку также от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов.

 

Концевые  опоры устанавливаются на концах линии. От этих опор отходят провода, подвешиваемые на порталах подстанций. При подвеске проводов на линии до окончания сооружения подстанции концевые опоры воспринимают полное одностороннее тяжение проводов и тросов ВЛ.

 

Помимо перечисленных  типов опор, на линиях применяются  также специальные опоры: транспозиционные, служащие для изменения порядка  расположения проводов на опорах, ответвительные - для выполнения ответвлений от основной линии, опоры больших переходов через реки и водные пространства и др.

 

Основным  типом опор на воздушных линиях являются промежуточные, число которых обычно составляет 85 -90% общего числа опор.

 

По конструктивному  выполнению опоры можно разделить  на свободностоящие и опоры на оттяжках. Оттяжки обычно выполняются  из стальных тросов. На воздушных линиях применяются деревянные, стальные и  железобетонные опоры. Разработаны  также конструкции опор из алюминиевых  сплавов.

 

 

 

Монтаж  воздушных линий электропередач

 

На воздушной  линии электропередачи применяют  голые провода: алюминиевые (марки  А), сталеалюминиевые (марки АС), сталеалюминиевые усиленные (АСУ), сталеалюминиевые облегченные (АСО), стальные многопроволочные (марок ПС и ГЖС), стальные однопроволочные (ПСО), специальные алюминиевые и сталеалюминиевые с защитой от коррозии для прокладки вблизи морского побережья, провода с атмосферной изоляцией (марки АСВ) и др.

 

В комплекс работ  по монтажу проводов воздушных линий  входят: раскатка на трассе ВЛ и соединение проводов, подъем, регулирование стрелы провеса и крепление проводов на изоляторах.

 

Раскатку  проводов производят по обеим сторонам установленных опор вдоль воздушной  линии. Для раскатки бухт проводов служат конусные вертушки или переносные станки, а проводов, доставленных на трассу в барабанах, - разборный барабанный подъемник.

 

При длине  линии не более 0,5 км и сечении  проводов до 50 мм2 устанавливают вертушку, станок или барабан с проводом на барабано-подъемнике у первой опоры в начале линии и, захватив конец провода, протягивают его до последней опоры, т. е. до конца линии. При большой протяженности линии эти приспособления располагают в кузове автомашины с опущенным задним бортом и по мере продвижения машины вдоль опор разматывают провод, следя за тем, чтобы в проводе не образовались петли («барашки»).

 

Одновременно  с раскаткой провода его внимательно  осматривают, чтобы выявить в  проводе дефекты в виде обрывов  отдельных жил, больших вмятин и  т. п. Обнаруженные в проводе дефекты  отмечают краской, а затем устраняют  до подъема проводов на опору.

 

Если провод доставлен к месту работ в  барабане, установленном на домкратах, то его, не снимая с автомашины, раскатывают, предварительно подняв барабан на 10 - 15 см над настилом кузова при помощи домкратов и трубы, продетой сквозь осевое отверстие в барабане.

 

Конец сматываемого с барабана провода перед началом  движения автомашины прикрепляют к  анкерной опоре, от которой и производят раскатку провода к последующим  по направлению трассы ВЛ опорам. Если длина раскатанного провода окажется недостаточной, то к нему присоединяют провод аналогичной конструкции, марки и сечения с другого барабана.

 

Для соединения проводов ВЛ до 1 кВ применяют: скрутку, бандажирование, соединение в овальном соединителе (гильзе) с последующей опрессовкой и сваркой концов проводов в петле, сварку встык концов проводов и последующей опрессовкой их вместе с шунтом в двух отдельных соединительных гильзах, сварку встык концов проводов и опрессовку их вместе с вставкой в овальной соединительной гильзе, соединение проводов внахлестку с спрессовыванием в соединительной гильзе, соединение проводов болтовым зажимом.

 

 

 

 

Рис. 1. Соединение проводов ВЛ до 1 кВ: а - скруткой, б - бандажированием, в - опрессовкой в гильзе и сваркой в петле, г - опрессовкой провода вместе с шунтом, д - сваркой встык и опрессовкой в гильзе, е - опрессовкой внахлестку в гильзе, ж - болтовым зажимом

 

Скрутка (рис. 1, а) является наиболее простым способом соединения однопроволочных стальных и биметаллических проводов, при котором накладывают внахлестку концы проводов на длине 180-200 мм, а затем, зажав их пассатижами в середине участка соединения, навертывают один провод на другой (слева и справа от пассатижей), укладывая витки плотно друг к другу.

 

Бандажирование (рис. 1, б) применяют при соединении однопроволочных проводов. Концы проводов загибают под прямым углом и накладывают один на другой на длине 80- 120 мм в зависимости от их сечения. Далее наматывают на один из соединяемых проводов - 5 - 6 витков мягкой оцинкованной проволоки диаметром 1,5 мм и переходят этой проволокой на бандажирование участка соединения. Покрыв витками проволоки весь участок соединения, делают 5 - 6 витков на втором из соединяемых проводов. Для увеличения прочности соединения медных проводов в больших пролетах бандаж пропаивают припоем ПОС-ЗО или ПОС-40.

 

Соединения  в овальной гильзе (рис. 1, в) применяются  для многопроволочных алюминиевых  проводов. Для выполнения соединения вводят провода в овальную гильзу, подобранную по сечению проводов, и проталкивают их вперед навстречу  друг другу так, чтобы концы проводов вышли из противоположных (выходных) отверстий гильзы. Затем гильзу опрессовывают, а свободные концы проводов сваривают встык в петле.

 

Соединение  проводов опрессовкой в двух гильзах вместе с шунтом (рис. 1, г) применяют преимущественно при монтаже многопроволочных алюминиевых проводов сечением 70 мм2 и выше. Операция опрессовки гильз выполняется опрессовочными механизмами.

 

Соединение  проводов в овальной гильзе путем  предварительной сварки проводов встык  и последующей опрессовки гильзы и проводов вместе с вставкой (рис. 1, д) применяют чаще всего в середине большого пролета при монтаже многопроволочных проводов ВЛ, находящейся в III или IV районе гололедности и при возможном воздействии на провода линии больших ветровых нагрузок.

 

Соединение  проводов опрессовкой внахлестку в овальной гильзе (рис. 1, е) является наиболее простым по исполнению способом, применяемым при монтаже многопроволочных проводов сечением 16 - 50 мм2.

 

Приведенные на рис. 1, а, б, в, г, д, е способы могут  использоваться для соединения проводов в пролете ВЛ. Гильзы и провода  должны быть из одного и того же металла: медные (СОМ) - для медных проводов, алюминиевые (СОА) - для алюминиевых, стальные (СОС) - для стальных.

 

Соединение  голых многожильных проводов может  осуществляться также при помощи болтовых зажимов. Болтовым зажимом (рис. 1, ж) допускается соединять провода  только на опорах и при условии, что  провода не будут испытывать механических нагрузок. Болтовой зажим состоит  из двух или трех (в зависимости  от сечения проводов) оцинкованных болтов с гайками и двух плашек с продольными канавками.

 

Для обеспечения  необходимого контакта в зажиме диаметры отверстий, образуемых при соединений плашек, должны быть несколько меньше диаметров проводов. При монтаже зажимов контактные поверхности плашек непосредственно перед соединением проводов промывают бензином и смазывают тонким слоем технического вазелина.

 

Поверхности зажимов для соединения алюминиевых  проводов зачищают стальной щеткой по слою вазелина и также обрабатывают поверхности проводов. Затяжка болтов должна вестись ключом с усилием, не превышающем 25 кгс. Применять при этом какие-либо приспособления, увеличивающие силу затягивания, не допускается во избежание смятия соединяемых проводов или срыва резьбы болтов. Резьба болтов и гаек зажима должна быть смазана вазелином или солидолом. Применение контргаек обязательно.

 

После затяжки  болтов между плашками должен оставаться зазор 3 - 5 мм. Полное примыкание плашек зажима будет свидетельствовать  об отсутствии требуемого контакта и  зажим необходимо сменить. Для предохранения  контактных поверхностей от окисления  наружные зазоры и места выхода проводов из зажима покрывают 1 - 3-миллиметровым  слоем пасты - свинцового сурика, разведенного на натуральной олифе.

 

Через 8 - 10 дней после монтажа зажима рекомендуется  дополнительно подтянуть его  болты, так как вследствие уменьшения упругости проводов давление между  плашками и проводами несколько  снизится, что приведет к ухудшению  контакта между ними и возможному нагреву участка соединения.

 

При раскатке проводов воздушной линии нередко  возникает необходимость пересекать железнодорожные пути, шоссейные  дороги с интенсивным движением  автотранспорта, а также линии  связи, работу которых нельзя прерывать  даже на непродолжительное время. В  таких случаях для раскатки проводов сооружают временные переходные устройства.

 

Вблизи действующих  воздушных электрических сетей, контактных сетей, электрифицированного транспорта и открытых подстанций провода  следует раскатывать с соблюдением  особых мер предосторожности, исключающих  возможность случайного прикосновения  монтируемых проводов к токоведущим  частям этих электроустановок.

 

Для изоляции проводов и крепления их к опорам линий электропередач служат линейные изоляторы, которые наряду с электрической  должны также обладать и достаточной  механической прочностью. В зависимости  от способа крепления на опоре  различают изоляторы штыревые (их крепят на крюках или штырях) и подвесные (их собирают в гирлянду и крепят к опоре специальной арматурой).