На воздушных линиях электропередачинапряжением выше 1000 В используют нагие провода и тросы. Находясь на открытом воздухе, они подвергаются воздействиям атмосферы (ветер, гололед, изменение температуры) и вредных примесей окружающего воздуха (сернистые газы хим заводов, морская соль) и потому должны владеть достаточной механической прочностью и быть устойчивыми против коррозии (ржавления).

Ранее на воздушных линиях применялись медные провода, а сейчас употребляют дюралевые, сталеалюминевые и железные, а в отдельных случаях и провода из особых сплавов алюминия – альдрея и др. Грозозащитные тросы производятся, обычно, из стали.

По конструкции различают:

а) многопроволочные провода из 1-го металла, состоящие (зависимо от сечения провода) из 7; 19 и 37 скрученных меж собой отдельных проволок (рис. 1, б);

б) однопроволочные провода, состоящие из одной проволоки сплошного сечения (рис. 1, а);

в) многопроволочные провода из 2-ух металлов – стали и алюминия либо стали и бронзы. Сталеалюминевые провода обыкновенной конструкции (марки АС) состоят из металлической покрытой цинком жилы (однопроволочной либо скрученной из 7 либо 19 проволок), вокруг которой размещена дюралевая часть, состоящая из 6, 24 либо более проволок (рис. 1, в).

Рис. 1. Конструкция проводов воздушных линий: а – однопроволочные провода; б – многопроволочные провода; в – сталеалюминевые провода.

Конструктивные расчетные данные нагих дюралевых и сталеалюминевых проводов по ГОСТ 839-80 приведены в приложении.

Медные провода

Медные провода, сделанные из твердотянутой медной проволоки, владеют малым удельным сопротивлением (r = 18,0 Ом × мм2/ км) и неплохой механической прочностью: предельное сопротивление разрыву sп = 36… 40 кгс/мм2, удачно противостоят атмосферным воздействиям и коррозии от вредных примесей в воздухе.

Медные провода маркируют буковкой М с прибавлением номинимального сечения провода. Так, медный провод с номинальным сечением 50 мм2 обозначается М – 50.

Медь в текущее время является дефицитным дорогостоящим материалом, потому в качестве проводов воздушных линий электропередачи фактически не употребляется.

Дюралевые провода

Дюралевые провода отличаются от медных существенно наименьшей массой, несколько огромным удельным сопротивлением (r = 28,7…28,8 Ом × мм2/км) и наименьшей механической прочностью: sп = 15,6 кгс/мм2 — для проводов из проволок марки АТ и sп = 16…18 кгс/мм2 из проволки Атп. Дюралевые провода используют приемущественно в местных сетях. Малая механическая крепкость этих проводов не допускает огромного тяжения. Чтоб избежать огромных стрел провеса и обеспечить требуемый ПУЭ малый габарит полосы до земли, приходится уменьшить расстояние меж опорами, а это удорожает линию.

Для увеличения механической прочности дюралевых проводов их изготовляют многопроволочными, из твердотянутых проволок. Отлично перенося атмосферные воздействия, дюралевые провода плохо противостоят воздействию вредных примесей воздуха. Потому для воздушных линий, сооружаемых поблизости морских побережий, соленых озер и хим компаний, рекомендуются дюралевые провода марки АКП, защищенные от коррозии (дюралевые коррозионно-стойкие, с наполнением межпроволочного места нейтральной смазкой). Провода из алюминия маркируются буковкой А с добавлением номинального сечения провода.

Железные провода

Железные провода владеют большой механической прочностью: предельное сопротивление при разрыве sп = 55…70 кгс/мм2. Железные провода бывают как однопроволочными, так и многопроволочными.

Удельное электронное сопротивление железных проводов существенно выше, чем дюралевых, и в сетях переменного тока оно находится в зависимости от величины тока, протекающего по проводу. Железные провода используют в местных сетях напряжением до 10 кВ при передаче сравнимо маленьких мощностей, когда сооружение линий с дюралевыми проводами наименее прибыльно.

Значимый недочет железных проводов и тросов – подверженность коррозии. Для уменьшения коррозии провода оцинковывают. Выпускаются две марки многопроволочных железных проводов: ПС (провод металлической) и ПМС (провод омедненный металлической). Провода ПС имеют присадку меди до 0,2 %, а провода марки ПСО изготовляются поперечником 3; 3,5; 5 мм. Железные многопроволочные грозозащитные тросы выпускаются марок С-35, С-50 и С-70.

Сталеалюминиевые провода

Сталеалюминевые провода имеют то же удельное сопротивление, что и дюралевые провода равного им сечения, потому что в электронных расчетах сталеалюминевых проводов проводимость металлической части не учитывается ввиду ее незначительности по сопоставлению с проводимостью дюралевой части проводов.

Конструктивно железные проволки составляют внутреннюю часть сталеалюминевого провода, а дюралевые проволки – внешнюю. Сталь создана для роста механической прочности, алюминий является токопроводящей частью.

Выпускаются последующие марки сталеалюминевых проводов (ГОСТ 839-80):

АС – провод, состоящий из сердечника – железных покрытых цинком проволок, и 1-го либо нескольких внешних повивов из дюралевых проволок. Провод предназначается для прокладки на суше, не считая районов с грязным вредными хим соединениями воздухом;

АСКС, АСКП – как и провод марки АС, но с наполнением железного сердечника (С) либо всего провода (П) смазкой, противодействующей возникновению коррозии проволок. Предназначен для прокладки на побережье морей, соленых озер и в промышленных районах с грязным воздухом;

АСК – таковой же как и провод АСКС, но со железным сердечником, изолированным полиэтиленовой пленкой. В маркировке провода после буковкы А может стоять буковка П, которая показывает, что провод завышенной механической прочности (к примеру АпСК).

Сталеалюминевые провода всех марок выпускаются с различным отношением сечения дюралевой части провода к сечению железного сердечника: в границах 6,0…6,16 – для работы провода в средних по механической нагрузке критериях; 4,29…4,39 – усиленной прочности; 0,65…1,46 – особо усиленной прочности: 7,71…8,03 – облегченной конструкции и 12,22…18,09 – особо облегченные.

Провода облегченной конструкции используют на вновь сооружаемых и реконструируемых линиях в районах, где толщина стены гололеда не превосходит 20 мм. Сталеалюминевые провода усиленной прочности рекомендуется использовать в районах с шириной стены гололеда более 20 мм. Для воплощения огромных пролетов на переходах через водные места и инженерные сооружения используют провода особенной прочности.

Для более полной свойства сталеалюминевых проводов в обозначение марки проводов вводится номинальное сечение провода и сечение железного сердечника, к примеру: АС – 150/24 либо АСКС – 150/34.

Провода из альдрея

Провода из альдрея владеют приблизительно этим же электронным сопротивлением, что и дюралевые, но имеют огромную механическую крепкость. Альдрей представляет собой сплав алюминия с малозначительными количествами железа (» 0,2 %), магния (» 0,7 %) и кремния (» 0,8 %); по корроизной стойкости он равен алюминию. Недочет проводов из альдрея – их малая стойкость при вибрации.

Размещение проводов на воздушной полосы

Провода на опорах воздушных линий можно располагать разными методами: на одноцепных линиях – треугольником либо горизонтально; на двухцепных линиях – оборотной елкой либо шестиугольником (в виде «бочки»).

Размещение проводов треугольником (рис. 2, а) применяется на линиях напряжением до 20 кВ включительно и на линиях напряжением 35…330 кВ с металлическими и железобетонными опорами.

Горизонтальное размещение проводов (рис. 2, б) применятся на линиях напряжением 35…220 кВ с древесными опорами. Такое размещение проводов является лучшим по условиям эксплуатации, потому что позволяет использовать более низкие опоры и исключает схлестывание проводов при сбрасывании гололеда и пляске проводов.

На двухценных линиях провода располагают или оборотной елкой (рис. 2, в), что комфортно по условиям монтажа, но наращивает массу опор и просит подвески 2-ух защитных тросов, или шестиугольником (рис. 2, г).

Последний метод лучше. Он рекомендован к применению на двухценных линиях напряжением 35…330 кВ.

Для всех перечисленных вариантов типично несимметричное размещение проводов по отношению друг к другу, что приводит к различию электронных характеристик фаз. Для уравнения этих характеристик используют транспозицию проводов, т.е. поочередно меняют на опорах обоюдное размещение проводов по отношению друг к другу на разных участках полосы. При всем этом провод каждой фазы проходит одну третья часть длины полосы на одном, вторую – на другом и третью – на 3-ем месте (рис. 3.).

Рис. 2. Размещение проводов и защитных тросов на опорах: а – треугольником; б – горизонтальное; в – оборотной елкой; г – шестиугольником (бочкой).

Рис. 3. Схема транспозиции проводов одноцепной полосы.

Грозозащитные тросы воздушных линий электропередачи

Грозозащитные тросы подвешивают выше проводов для защиты их от атмосферных перенапряжений. На линиях напряжением ниже 220 кВ тросы подвешивают лишь на подходах к подстанциям. При всем этом понижается возможность перекрытия проводов полосы поблизости подстанции. На линиях напряжением 220 кВ и выше тросы подвешиваются повдоль всей полосы. Обычно употребляются тросы из железных проволок.

Ранее тросы на линиях всех номинальных напряжений заземлялись наглухо на каждой опоре. Опыт эксплуатации показал, что в замкнутых контурах заземляющей системы – тросы – опоры появились токи. Они появились вследствие деяния ЭДС, наводимых в тросах методом электрической индукции. При всем этом в ряде всевозможных случаев в неоднократно заземленных тросах вышли значимые утраты электроэнергии, в особенности в линиях сверхвысоких напряжений.

Исследования проявили, что при подвеске тросов завышенной проводимости (сталеалюминиевых) на изоляторах тросы могут быть применены в качестве проводов связи и в качестве токонесущих проводов для электроснабжения потребителей малой мощности.

Для обеспечения соответственного уровня грозозащиты линий тросы при всем этом должны присоединяться к заземленным через искровые промежутки.

Мещеряков И. И.

Школа для электрика