Проводи і троси повітряних ліній електропередачі
На повітряних лініях електропередачі напругою вище 1000 В застосовують голі дроти і троси. Перебуваючи на відкритому повітрі, вони піддаються впливам атмосфери (вітер, ожеледь, зміна температури) і шкідливих домішок навколишнього повітря (сірчані гази хімічних заводів, морська сіль) і тому повинні мати достатню механічну міцність і бути стійкими проти корозії (іржавіння).
Раніше на повітряних лініях застосовувалися мідні дроти, а тепер використовують алюмінієві, сталеалюміневимі і сталеві, а в окремих випадках і дроти зі спеціальних сплавів алюмінію - альдрея і ін. Грозозахисні троси виконуються, як правило, зі сталі.
По конструкції розрізняють:
б) однопроволочние дроти, що складаються з одного дроту суцільного перерізу (рис. 1, а);
в) багатодротяні дроти з двох металів - сталі та алюмінію або сталі і бронзи. Сталеалюміневимі дроти звичайної конструкції (марки АС) складаються зі сталевої оцинкованої жили (сплетений або скрученої з 7 або 19 дротів), навколо якої розташована алюмінієва частина, що складається з 6, 24 або більше дротів (рис. 1, в).
Мал. 1. Конструкція проводів повітряних ліній: а - однопроволочние дроти; б - багатодротяні дроти; в - сталеалюміневимі дроти.
Конструктивні розрахункові дані голих алюмінієвих і сталеалюміневих проводів знаходяться в ГОСТ 839-80.
Мідні дроти, виготовлені з твердотянутой мідного дроту, мають малий питомим опором (r = 18,0 Ом × мм 2 / км) і гарною механічною міцністю: граничний опір розриву Sп = 36 ... 40 кгс / мм2, успішно протистоять атмосферних впливів і корозії від шкідливих домішок в повітрі.
Мідні дроти маркуютьлітерою М з додатком номінімального перетину дроту. Так, мідний дріт з номінальним перетином 50 мм 2 позначається М - 50.
Мідь в даний час є дефіцитним дорогим матеріалом, тому в якості проводів повітряних ліній електропередачі практично не використовується.
Для підвищення механічної міцності алюмінієвих проводів їх виготовляють багатодротовими, з твердотянутих дротів. Добре переносячи атмосферні дії, алюмінієві дроти погано протистоять впливу шкідливих домішок повітря. Тому для повітряних ліній, що споруджуються поблизу морських узбереж, солоних озер і хімічних підприємств, рекомендуються алюмінієві дроти марки АКП, захищені від корозії (алюмінієві корозійно-стійкі, із заповненням межпроволочного простору нейтральній мастилом). Провід з алюмінію маркуються буквою А з додаванням номінального перетину дроту.
Сталеві дроти володіють великою механічною міцністю: граничний опір при розриві Sп = 55 ... 70 кгс / мм2. Сталеві дроти бувають як жилами, так і багатодротовими.
Питомий електричний опір сталевих дротів значно вище, ніж алюмінієвих, і в мережах змінного струму воно залежить від величини струму, що протікає по дроту. Сталеві дроти застосовують в місцевих мережах напругою до 10 кВ при передачі порівняно невеликих потужностей, коли спорудження ліній з алюмінієвими проводами менш вигідно.
Істотний недолік сталевих дротів і тросів - схильність до корозії. Для зменшення корозії дроти оцинковують. Випускаються дві марки багатодротяних сталевих дротів: ПС (дріт стальний) та ПМС (провід покритий міддю сталевий). Провід ПС мають присадку міді до 0,2%, а дроти марки ПСО виготовляються діаметром 3; 3,5; 5 мм. Сталеві багатодротяні грозозащітние.Подвесние троси випускаються марок С-35, С-50 і С-70.
Сталеалюміневимі дроти мають той же питомий опір, що і алюмінієві дроти рівного їм перетину, так як в електричних розрахунках сталеалюміневих проводів провідність сталевої частини не враховується через її незначність у порівнянні з провідністю алюмінієвої частини проводів.
Конструктивно сталеві дроту складають внутрішню частину сталеалюміневимі дроти, а алюмінієві дроту - зовнішню. Сталь призначена для збільшення механічної міцності, алюміній є токопроводящей частиною.
Випускаються наступні марки сталеалюміневих проводів (ГОСТ 839-80):
АСКС, АСКП - як і провід марки АС, але з заповненням сталевого сердечника (С) або всього проводу (П) мастилом, протидіє появі корозії дротів. Призначений для прокладки на узбережжі морів, солоних озер і в промислових районах із забрудненим повітрям;
АСК - такий же як і провід АСКС, але зі сталевим сердечником, ізольованим поліетиленовою плівкою. У маркуванні проводи після букви А може стояти буква П, яка вказує, що провід підвищеної механічної міцності (наприклад АПСК).
Сталеалюміневимі дроти всіх марок випускаються з різним ставленням перетину алюмінієвої частини проводу до перетину сталевого сердечника: в межах 6,0 ... 6,16 - для роботи проводу в середніх по механічному навантаженні умовах; 4,29 ... 4,39 - посиленою міцності; 0,65 ... 1,46 - особливо посиленої міцності: 7,71 ... 8,03 - полегшеної конструкції і 12,22 ... 18,09 - особливо полегшені.
Провід полегшеної конструкції застосовують на знову споруджуваних і реконструйованих лініях в районах, де товщина стінки ожеледі не перевищує 20 мм. Сталеалюміневимі дроти посиленою міцності рекомендується застосовувати в районах з товщиною стінки ожеледі понад 20 мм. Для здійснення великих прольотів на переходах через водні простори і інженерні споруди застосовують дроти особливої міцності.
Для більш повної характеристики сталеалюміневих проводів в позначення марки проводів вводиться номінальне перетин дроту і перетин сталевого сердечника, наприклад: АС - 150/24 або АСКС - 150/34.
Провід з альдрея
Провід з альдрея володіють приблизно тим же електричним опором, що і алюмінієві, але мають велику механічну міцність. Альдрей являє собою сплав алюмінію з незначними кількостями заліза ( "0,2%), магнію (" 0,7%) і кремнію ( »0,8%); по корроізной стійкості він дорівнює алюмінію. Недолік проводів з альдрея - їх мала стійкість при вібрації.
Розташування проводів на повітряній лінії
Провід на опорах повітряних ліній можна розташовувати різними способами: на одноланцюгових лініях - трикутником або горизонтально; на двоколових лініях - зворотної ялинкою або шестикутником (у вигляді «бочки»).
Розташування проводів трикутником (рис. 2. а) застосовується на лініях напругою до 20 кВ включно і на лініях напругою 35 ... 330 кВ з металевими та залізобетонними опорами.
Горизонтальне розташування проводів (рис. 2. б) застосуються на лініях напругою 35 ... 220 кВ з дерев'яними опорами. Таке розташування проводів є найкращим за умовами експлуатації, так як дозволяє застосовувати більш низькі опори і виключає схлестиваніе проводів при скиданні ожеледі і танці проводів.
На двухценних лініях дроти мають або зворотного ялинкою (рис. 2. в), що зручно за умовами монтажу, але збільшує масу опор і вимагає підвіски двох захисних тросів, або шестикутником (рис. 2. г).
Останній спосіб краще. Він рекомендований до застосування на двухценних лініях напругою 35 ... 330 кВ.
Для всіх перерахованих варіантів характерно несиметричне розташування проводів по відношенню один до одного, що призводить до різниці електричних параметрів фаз. Для рівняння цих параметрів застосовують транспозицию проводів, тобто послідовно змінюють на опорах взаємне розташування проводів по відношенню один до одного на різних ділянках лінії. При цьому провід кожної фази проходить одну третину довжини лінії на одному, другу - на іншому і третю - на третьому місці (рис. 3.).
Мал. 2. Розташування проводів і захисних тросів на опорах: а - трикутником; б - горизонтальне; в - зворотної ялинкою; г - шестикутником (бочкою).
Мал. 3. Схема транспозиції проводів одноланцюгової лінії.
Грозозахисні троси повітряних ліній електропередачі
Грозозахисні троси підвішують вище проводів для захисту їх від атмосферних перенапруг. На лініях напругою нижче 220 кВ троси підвішують тільки на підходах до підстанцій. При цьому знижується ймовірність перекриття проводів лінії поблизу підстанції. На лініях напругою 220 кВ і вище троси підвішуються уздовж всієї лінії. Зазвичай використовуються троси зі сталевих дротів.
Раніше троси на лініях усіх номінальних напруг заземлюючих наглухо на кожній опорі. Досвід експлуатації показав, що в замкнутих контурах заземляющей системи - троси - опори з'явилися струми. Вони виникли внаслідок дії ЕРС, що наводяться в тросах шляхом електромагнітної індукції. При цьому в ряді випадків в багато разів заземлених тросах вийшли значні втрати електроенергії, особливо в лініях надвисоких напруг.
Дослідження показали, що при підвісці тросів підвищеної провідності (сталеалюмінієвих) на ізоляторах троси можуть бути використані в якості проводів зв'язку і в якості струмопровідних проводів для електропостачання споживачів малої потужності.
Для забезпечення відповідного рівня грозозахисту ліній троси при цьому повинні приєднуватися до заземленим через іскрові проміжки.