Das Gerät von Freileitungen mit unterschiedlicher Spannung

Der Transport elektrischer Energie über mittlere und lange Distanzen erfolgt meist über im Freien verlegte Stromleitungen. Ihr Design muss immer zwei Hauptanforderungen erfüllen:

1. Hohe Zuverlässigkeit der Kraftübertragung;

2. Gewährleistung der Sicherheit von Menschen, Tieren und Geräten.

Während des Betriebs unter dem Einfluss verschiedener Naturphänomene, die mit Hurrikanböen wie Wind, Eis und Frost verbunden sind, sind Stromleitungen periodisch einer erhöhten mechanischen Belastung ausgesetzt.

Für eine umfassende Lösung der Probleme des sicheren Transports elektrischer Energie müssen Energietechniker die Stromleitungen auf große Höhen anheben, im Raum verteilen, von Gebäudeelementen isolieren und mit Stromleitungen mit vergrößertem Querschnitt auf hohen Stützen verlegen für Stärke.

Allgemeine Anordnung und Anordnung von Freileitungen

Schematisch kann jede Stromübertragungsleitung dargestellt werden:

• im Boden installierte Stützen;

• Drähte, durch die Strom fließt;

• auf Stützen montierte lineare Beschläge;

• Isolatoren, die am Anker befestigt sind und die Ausrichtung der Drähte in der Luft aufrechterhalten.

Zusätzlich zu den Elementen von Freileitungen müssen Folgendes einbezogen werden:

• Fundamente für Stützen;

• Blitzschutzsystem;

• Erdungsgeräte.

Die Unterstützungen sind:

1. Verankerung, die so ausgelegt ist, dass sie den Kräften der gespannten Drähte standhält und mit Spannvorrichtungen an den Beschlägen ausgestattet ist;

2. Zwischenstück, dient zur Befestigung der Drähte durch die Stützklammern.

Der Abstand am Boden zwischen zwei Ankerstützen wird als Ankerabschnitt oder Spannweite bezeichnet, bei Zwischenstützen untereinander oder mit einem Anker als Zwischenstütze.

Wenn eine Freileitung durch Wasserbarrieren, Ingenieurbauwerke oder andere kritische Objekte verläuft, werden an den Enden eines solchen Abschnitts Stützen mit Drahtspannern installiert, und der Abstand zwischen ihnen wird als Zwischenankerabschnitt bezeichnet.

Die Drähte zwischen den Stützen werden niemals wie an einer Schnur gezogen – in einer geraden Linie. Unter Berücksichtigung der Wetterbedingungen hängen sie in der Luft immer leicht durch. Gleichzeitig sollte jedoch die Sicherheit ihres Abstands zu Bodenobjekten berücksichtigt werden:

• Schienenoberflächen;

• Fahrdrähte;

• Transportstraßen;

• Drähte von Kommunikationsleitungen oder anderen Freileitungen;

• Industrie- und andere Einrichtungen.

Das Aushängen des Drahtes aus dem gespannten Zustand nennt man hängender Pfeil… Es wird zwischen den Stützen unterschiedlich geschätzt, da ihre Spitzen auf gleicher Höhe oder mit Erhebungen liegen können.

Der Durchhang gegenüber dem höchsten Stützpunkt ist immer größer als der des unteren.

Die Abmessungen, Länge und Konstruktion jeder Art von Freileitung hängen von der Art des Stroms (Wechsel- oder Gleichstrom) der durch sie transportierten elektrischen Energie und der Höhe ihrer Spannung ab, die weniger als 0,4 kV betragen und 1150 kV erreichen kann.

Drahtanordnung von Freileitungen

Da elektrischer Strom nur in einem geschlossenen Kreislauf fließt, erfolgt die Stromversorgung der Verbraucher über mindestens zwei Leitungen. Nach diesem Prinzip werden einfache Freileitungen mit einphasigem Wechselstrom mit einer Spannung von 220 Volt erstellt. Komplexere Stromkreise übertragen Energie in einem Drei- oder Vierleiterstromkreis mit einem starr isolierten oder geerdeten Nullpunkt.

Der Durchmesser und das Metall des Drahtes werden entsprechend der Auslegungslast jeder Leitung ausgewählt. Die gängigsten Materialien sind Aluminium und Stahl. Sie können als einzelner monolithischer Leiter für Niederspannungsstromkreise hergestellt oder aus Mehrdrahtstrukturen für Hochspannungsübertragungsleitungen gewebt werden.

Der innere Zwischenraum zwischen den Drähten kann mit neutralem Fett gefüllt werden, was die Hitzebeständigkeit erhöht oder nicht.

Mehradrige Konstruktionen aus gut stromführenden Aluminiumleitern entstehen mit Stahlkernen, die mechanische Belastungen aushalten und Bruch verhindern.

GOST bietet eine Klassifizierung offener Leiter für Freileitungen und legt deren Kennzeichnung fest: M, A, AC, PSO, PS, ACKC, ASKP, ACS, ACO, ACS. In diesem Fall werden Einzeldrahtdrähte durch die Größe des Durchmessers angegeben. Die Abkürzung PSO-5 lautet beispielsweise „Stahldraht mit einem einzigen Kern und einem Durchmesser von 5 mm“.» Mehradrige Drähte für Stromleitungen verwenden eine andere Kennzeichnung, einschließlich einer zweistelligen Bezeichnung in Form eines Bruchs:

• das erste ist die Gesamtquerschnittsfläche der Aluminiumdrähte in mm²;

• der zweite ist die Querschnittsfläche des Stahleinsatzes (mm²).

Neben offenen Metallleitern werden in modernen Freileitungen zunehmend auch Leiter eingesetzt:

• selbsttragende Isolierung;

• geschützt durch ein extrudiertes Polymer, das das Auftreten von Kurzschlüssen verhindert, wenn die Phasen vom Wind gefegt werden oder wenn Fremdkörper vom Boden geschleudert werden.

VL v selbsttragende selbsttragende isolierte Leiter ersetzen nach und nach alte, nicht isolierte Bauwerke. Sie werden zunehmend in internen Netzwerken aus Kupfer- oder Aluminiumkernen eingesetzt, die mit Gummi mit einer Schutzschicht aus dielektrischen Fasermaterialien oder PVC-Verbindungen ohne zusätzlichen äußeren Schutz überzogen sind.

Um das Auftreten einer Koronaentladung bei großer Länge auszuschließen, werden Drähte mit VL-330 kV und höherer Spannung in zusätzliche Ströme aufgeteilt.

Beim VL-330 werden zwei Leiter horizontal verlegt, bei der 500-kV-Leitung erhöhen sie sich auf drei und werden an den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks platziert. Für Freileitungen von 750 und 1150 kV wird eine Trennung von 4, 5 bzw. 8 Strömen verwendet, die sich an den Ecken ihrer eigenen gleichseitigen Polygone befinden.

Die Bildung einer „Korona“ führt nicht nur zu Energieverlusten, sondern verzerrt auch die Form der Sinusschwingung. Deshalb bekämpfen sie es mit konstruktiven Methoden.

Unterstützendes Gerät

Halterungen werden normalerweise zur Befestigung der Drähte eines Stromkreises hergestellt.Auf parallelen Abschnitten zweier Leitungen kann jedoch ein gemeinsamer Träger verwendet werden, der für deren gemeinsame Installation vorgesehen ist. Solche Konstruktionen werden als Zweikreiskonstruktionen bezeichnet.

Das Material zur Herstellung von Stützen kann sein:

1. Profilecken aus verschiedenen Stahlsorten;

2. Bauholzstämme, imprägniert mit verrottungshemmenden Mitteln;

3. Stahlbetonkonstruktionen mit bewehrten Stäben.

Tragkonstruktionen aus Holz sind am günstigsten, halten aber selbst bei guter Imprägnierung und richtiger Pflege nicht länger als 50 60 Jahre.

Dem technischen Projekt zufolge unterscheiden sich die Stützen von Freileitungen über 1 kV von Niederspannungsleitungen durch ihre Komplexität und die Höhe der Befestigung der Drähte.

Sie bestehen aus länglichen Prismen oder Kegeln mit einer breiten Basis an der Unterseite.

Jede Tragkonstruktion ist auf mechanische Festigkeit und Stabilität ausgelegt, es besteht ausreichend Strukturreserve für die vorhandenen Belastungen. Es ist jedoch zu bedenken, dass es während des Betriebs zu Störungen seiner verschiedenen Elemente aufgrund von Korrosion, Stößen und Nichteinhaltung der Installationstechnik kommen kann.

Dies führt zu einer Schwächung der Steifigkeit einer einzelnen Struktur, zu Verformungen und manchmal zum Absturz der Stützen. Solche Fälle treten häufig dann auf, wenn Menschen an den Stützen arbeiten, Drähte demontieren oder ziehen, wodurch variable Axialkräfte entstehen.

Aus diesem Grund erfolgt die Aufnahme eines Monteurteams für Arbeiten in großer Höhe von der Tragkonstruktion nach Überprüfung ihres technischen Zustands und einer Beurteilung der Qualität des im Boden vergrabenen Teils.

Isolationsgerät

Auf Freileitungen werden Produkte aus Materialien mit hohen dielektrischen Eigenschaften eingesetzt Widerstand ÷ Ohm. Lehrer: Sie werden Isolatoren genannt und bestehen aus:

• Porzellan (Keramik);

• Glas;

• Polymermaterialien.

Die Ausführung und Abmessungen der Isolatoren hängen ab von:

• von der Größe der auf sie ausgeübten dynamischen und statischen Belastungen;

• die Werte der effektiven Spannung der Elektroinstallation;

• Betriebsbedingungen.

Die komplexe Form der Oberfläche, die unter dem Einfluss verschiedener atmosphärischer Phänomene arbeitet, schafft einen vergrößerten Weg für den Fluss einer möglichen elektrischen Entladung.

An Freileitungen zur Befestigung von Leitungen installierte Isolatoren werden in zwei Gruppen eingeteilt:

1. Stift;

2. suspendiert.

Keramikmodelle

Porzellan- oder Keramikstifte mit Einzelisolatoren haben eine größere Anwendung bei Freileitungen bis 1 kV gefunden, obwohl sie auch bei Leitungen bis einschließlich 35 kV funktionieren. Sie werden jedoch unter der Bedingung eingesetzt, dass Drähte mit geringem Querschnitt befestigt werden, wodurch geringe Zugkräfte entstehen.

Auf 35-kV-Leitungen werden Girlanden aus hängenden Porzellanisolatoren installiert.

Das Einzel-Porzellan-Aufhängungsisolator-Kit umfasst einen dielektrischen Körper und eine Kappe aus Temperguss. Beide Teile werden durch eine Spezialstahlstange zusammengehalten. Die Gesamtzahl solcher Elemente in der Girlande wird bestimmt durch:

• der Spannungswert der Freileitung;

• Stützkonstruktionen;

• Merkmale des Gerätebetriebs.

Mit zunehmender Netzspannung erhöht sich die Anzahl der Isolatoren im String. Beispielsweise reicht es für 35-kV-Freileitungen aus, 2 oder 3 davon zu installieren, und für 110-kV-Freileitungen werden bereits 6 ÷ 7 benötigt.

Glasisolatoren

Diese Designs haben gegenüber Porzellan eine Reihe von Vorteilen:

• das Fehlen innerer Mängel im Isoliermaterial, die die Bildung von Leckagen beeinträchtigen;

• erhöhte Festigkeit gegenüber Torsionskräften;

• Transparenz der Struktur, die eine visuelle Beurteilung des Zustands und die Beobachtung des Polarisationswinkels des Lichtflusses ermöglicht;

• Fehlen von Alterserscheinungen;

• weniger Lasten als Ihr eigenes Gewicht;

• Automatisierung der Produktion und des Schmelzens.

Die Nachteile von Glasisolatoren sind:

• schwacher Vandalismusschutz;

• geringe Schlagfestigkeit;

• die Möglichkeit einer Beschädigung während des Transports und der Installation durch mechanische Kräfte.

Polymerisolatoren

Sie weisen eine höhere mechanische Festigkeit und ein um bis zu 90 % reduziertes Gewicht im Vergleich zu Gegenstücken aus Keramik und Glas auf. Zu den weiteren Vorteilen gehören:

• erleichterte Installation;

• größere Beständigkeit gegen Verschmutzung aus der Atmosphäre, was jedoch die Notwendigkeit einer regelmäßigen Reinigung ihrer Oberfläche nicht ausschließt;

• Hydrophobie;

• gute Überspannungsanfälligkeit;

• erhöhte Vandalismusresistenz.

Die Haltbarkeit von Polymerwerkstoffen hängt auch von den Betriebsbedingungen ab. In einer Luftumgebung mit erhöhter Verschmutzung durch Industriebetriebe können Polymere „Sprödbruch“-Phänomene aufweisen, die in einer allmählichen Veränderung der Eigenschaften der inneren Struktur unter dem Einfluss chemischer Reaktionen von Schadstoffen und Luftfeuchtigkeit in Kombination mit elektrischen Prozessen bestehen .

Wenn Vandalen mit einem Schuss oder einer Kugel auf Polymerisolatoren schießen, kommt es in der Regel nicht zu einer vollständigen Zerstörung des Materials, beispielsweise des Glases. Meistens fliegt die Kugel oder Kugel direkt durch den Körper der Schürze oder bleibt darin stecken. Doch die dielektrischen Eigenschaften werden immer noch unterschätzt und beschädigte Elemente in der Girlande müssen ausgetauscht werden.

Daher sollten solche Geräte regelmäßig durch visuelle Inspektionsmethoden überprüft werden. Und ohne optische Hilfsmittel ist es nahezu unmöglich, solche Schäden zu erkennen.

Luftleitungsanschlüsse

Für die Befestigung von Isolatoren an einem Freileitungsträger, deren Montage zu Girlanden und die Installation stromführender Leitungen werden spezielle Befestigungselemente hergestellt, die üblicherweise als Fittings bezeichnet werden.

Je nach Aufgabenstellung werden die Beschläge in folgende Gruppen eingeteilt:

• ein Verbindungsstück zum Verbinden von Aufhängungselementen auf unterschiedliche Weise;

• Spannen, das dazu dient, Spannklammern an Drähten und Girlanden von Ankerstützen zu befestigen;

• Stützen, Halten von Befestigungselementen für Drähte, Schlaufen und Schirmknoten;

• Schutzvorrichtung, die dazu bestimmt ist, den Betrieb von Freileitungsgeräten aufrechtzuerhalten, wenn sie atmosphärischen Entladungen und mechanischen Vibrationen ausgesetzt sind;

• Steckverbinder bestehend aus ovalen Steckverbindern und Thermitkartuschen;

• Kontakt;

• Spiral;

• Installation von Stiftisolatoren;

• Installation selbsttragender isolierter Drähte.

Jede der aufgeführten Gruppen weist eine große Vielfalt an Details auf und erfordert eine sorgfältigere Untersuchung. Zu den Schutzbeschlägen zählen beispielsweise:

• Schutzhörner;

• Ringe und Siebe;

• Ableiter;

• Schwingungsdämpfer.

Schutzhörner erzeugen eine Funkenstrecke, leiten den beim Isolieren entstehenden Lichtbogen ab und schützen so Freileitungsanlagen.

Die Ringe und Schirme lenken den Lichtbogen von der Oberfläche des Isolators ab und verbessern die Spannungsverteilung über die gesamte Fläche der Saite.

Überspannungsableiter schützen Geräte vor Überspannungen durch Blitzschlag.Sie können auf der Basis von Rohrstrukturen aus Vinylkunststoff oder Faser-Bakelit-Röhren mit Elektroden verwendet werden oder aus Ventilelementen bestehen.

Schwingungsdämpfer arbeiten an Seilen und Drähten und verhindern Schäden durch Ermüdungsbeanspruchungen durch Vibrationen und Vibrationen.

Erdungsgeräte von Freileitungen

Die Notwendigkeit einer erneuten Erdung von Freileitungsstützen ergibt sich aus den Anforderungen an einen sicheren Betrieb im Notfallbetrieb und bei Blitzüberspannungen. Der Schleifenwiderstand der Erdungseinrichtung darf 30 Ohm nicht überschreiten.

Bei Metallstützen müssen alle Befestigungselemente und Bewehrungen mit dem PEN-Draht verbunden werden, und bei Stahlbeton verbindet ein kombinierter Nullpunkt alle Stützen und die Bewehrung der Stützen.

Auf Stützen aus Holz, Metall und Stahlbeton werden Stifte und Haken bei der Installation selbsttragender isolierter isolierter Drähte nicht geerdet, außer in Fällen, in denen eine wiederholte Erdung zum Schutz vor Überspannung erforderlich ist.

Die am Träger montierten Haken und Stifte werden durch Schweißen mit einem Stahldraht oder -stab mit einem Durchmesser von nicht weniger als 6 mm mit der Erdungsschleife verbunden, wobei eine Korrosionsschutzbeschichtung zwingend erforderlich ist.

Zur Erdung werden Metallbewehrungen auf Stahlbetonstützen verwendet. Alle Kontaktverbindungen der Erdungskabel sind verschweißt oder in einer speziellen Schraube festgezogen.

Die Stützen von Freileitungen mit einer Spannung von 330 kV und mehr sind aufgrund der Komplexität der Umsetzung technischer Lösungen zur Gewährleistung einer sicheren Kontakt- und Stufenspannung nicht geerdet.In diesem Fall werden den Hochgeschwindigkeitsstrecken Schutzerdungsfunktionen zugewiesen.