Was ist eine Freileitung? Hochspannungsleitungen

Die Hauptelemente von Freileitungen sind Drähte, Isolatoren, lineare Armaturen, Stützen und Fundamente. An Freileitungen mit dreiphasigem Wechselstrom sind mindestens drei Drähte aufgehängt, die einen Stromkreis bilden; an Gleichstrom-Freileitungen - mindestens zwei Drähte.

Abhängig von der Anzahl der Stromkreise werden Freileitungen in Einzel-, Doppel- und Mehrstromkreise unterteilt. Die Anzahl der Stromkreise wird durch den Stromversorgungskreis und die Notwendigkeit seiner Redundanz bestimmt. Wenn das Stromversorgungsschema zwei Stromkreise erfordert, können diese Stromkreise an zwei separaten Einkreis-Freileitungen mit Einkreis-Stützen oder an einer Zweikreis-Freileitung mit Doppelkreis-Stützen aufgehängt werden. Der Abstand / zwischen benachbarten Stützen wird als Spannweite bezeichnet, und der Abstand zwischen Ankerstützen wird als Ankerquerschnitt bezeichnet.

Drähte, die an Isolatoren (A, - die Länge der Girlande) an den Stützen (Abb. 5.1, a) aufgehängt sind, hängen entlang der Fahrleitung durch. Der Abstand vom Aufhängepunkt zum tiefsten Punkt des Drahtes wird Durchhang / genannt. Es bestimmt den Abstand des Kabels zum Boden A, der für besiedelte Gebiete gleich ist: bis zur Erdoberfläche bis zu 35 und PO kV - 7 m; 220 kV - 8 m; an Gebäuden oder Bauwerken bis 35 kV - 3 m; 110 kV - 4 m; 220 kV – 5 m. Spannweite / wird durch wirtschaftliche Bedingungen bestimmt. Die Spannweite bis 1 kV beträgt üblicherweise 30...75 m; PO kV - 150…200 m; 220 kV - bis zu 400 m.

Arten von Strommasten

Abhängig von der Art der Aufhängung der Drähte sind die Halterungen:

1. Zwischenstück, an dem die Drähte in Stützklammern befestigt sind;
2. Ankertyp zum Spannen von Drähten; an diesen Stützen werden die Drähte in Spannklemmen befestigt;
3. Eckleitungen, die in den Drehwinkeln von Freileitungen mit in Tragklemmen aufgehängten Drähten installiert werden; Sie können Zwischen-, Zweig- und Eck-, End- und Ankerecken sein.

Im größeren Maßstab werden Freileitungsstützen über 1 kV in zwei Typen unterteilt: Ankerstützen, die die Spannung von Drähten und Kabeln in benachbarten Spannweiten vollständig tragen; mittelschwer, die Spannung der Drähte wird nicht oder nur teilweise wahrgenommen.

An Freileitungen werden Holzstützen (Abb. 5L, b, c), Holzstützen der neuen Generation (Abb. 5.1, d), Stahlstützen (Abb. 5.1, e) und Stahlbetonstützen verwendet.

Oberleitungsstützen aus Holz

In Ländern mit Waldreservaten sind hölzerne Freileitungsmasten immer noch üblich. Die Vorteile von Holz als Material für Stützen sind: gering spezifisches Gewicht, hohe mechanische Festigkeit, gute elektrische Isoliereigenschaften, naturbelassenes Rundsortiment. Der Nachteil von Holz ist seine Fäulnis, weshalb Antiseptika eingesetzt werden, um diese zu reduzieren.

Eine wirksame Methode zur Bekämpfung von Fäulnis ist die Imprägnierung von Holz mit öligen Antiseptika. In den USA gibt es einen Übergang zu Schichtholzträgern.

Bei Freileitungen mit Spannungen von 20 und 35 kV, bei denen Stiftisolatoren zum Einsatz kommen, empfiehlt es sich, einsäulige kerzenförmige Stützen mit dreieckiger Aderanordnung zu verwenden. Bei Freileitungen von 6 bis 35 kV mit Stiftisolatoren sollte bei jeder Anordnung der Drähte der Abstand zwischen ihnen D, m, nicht betragen weniger Werte, bestimmt durch die Formel

wo U - Linien, kV; - der größte Durchhang entsprechend der Gesamtspannweite, m; b - Eiswandstärke, mm (nicht mehr als 20 mm).

Für Freileitungen ab 35 kV mit aufgehängten Isolatoren mit horizontalen Drähten wird der Mindestabstand zwischen den Drähten, m, durch die Formel bestimmt

Die Stützsäule ist als Verbundwerkstoff gefertigt: Oberteil(der Ständer selbst) besteht aus Baumstämmen mit einer Länge von 6,5...8,5 m, und der untere Teil (der sogenannte Stiefsohn) besteht aus Stahlbeton mit einem Querschnitt von 20 x 20 cm, Längen 4,25 und 6,25 m oder aus Baumstämmen 4,5 m lang ... 6,5 m. Verbundstützen mit Stahlbeton-Stufen vereinen die Vorteile von Stahlbeton- und Holzstützen: Blitzfestigkeit und Verrottungsbeständigkeit an der Kontaktstelle mit dem Boden. Die Verbindung des Racks zum Stiefsohn erfolgt mit Drahtbändern aus Stahldraht mit einem Durchmesser von 4...6 mm, gespannt durch Verdrehen oder einen Spannbolzen.

Anker- und Zwischeneckstützen für 6 - 10 kV-Freileitungen werden in Form einer A-förmigen Konstruktion mit Verbundpfosten hergestellt.

Sendemasten aus Stahl

Weit verbreitet bei Freileitungen mit Spannungen von 35 kV und mehr.

Von Design Es gibt zwei Arten von Stahlstützen:

1. Turm oder Einzelsäule (siehe Abb. 5.1, d);
2. Portal, die je nach Befestigungsart in freistehende Stützen und Stützen mit Abspannseilen unterteilt sind.

Der Vorteil von Stahlstützen ist ihre hohe Festigkeit, der Nachteil ist ihre Korrosionsanfälligkeit, die während des Betriebs eine regelmäßige Lackierung oder das Aufbringen einer Korrosionsschutzbeschichtung erfordert.

Die Stützen bestehen aus Walzstahl (üblicherweise wird ein gleichschenkliger Winkel verwendet); Hohe Übergangsstützen können aus Stahlrohren hergestellt werden. In den Verbindungsknoten von Elementen werden Stahlbleche verwendet verschiedene Stärken. Unabhängig von der Bauart werden Stahlstützen in Form von räumlichen Fachwerkkonstruktionen ausgeführt.

Kraftübertragungstürme aus Stahlbeton

Im Vergleich zu Metallmodellen sind sie langlebiger und wirtschaftlicher im Betrieb, da sie weniger Wartung und Reparatur erfordern (wenn Sie sie verwenden). Lebenszyklus, dann ist Stahlbeton energieaufwändiger). Der Hauptvorteil von Stahlbetonstützen ist eine Reduzierung des Stahlverbrauchs um 40...75 %, der Nachteil ist eine große Masse. Je nach Herstellungsverfahren werden Stahlbetonstützen in am Aufstellungsort betonierte (zumeist im Ausland eingesetzte) und werksgefertigte Stützen unterteilt.

Die Traversen werden am Stamm des Stützpfostens aus Stahlbeton mit Schrauben befestigt, die durch spezielle Löcher im Gestell geführt werden, oder mit Stahlklammern, die den Stamm abdecken und über Stifte zur Befestigung der Enden der Traversengurte verfügen. Metalltraversen sind vorfeuerverzinkt, also für eine lange Zeit erfordern während des Betriebs keine besondere Pflege oder Aufsicht.

Freileitungen werden unisoliert hergestellt und bestehen aus einem oder mehreren verdrillten Drähten. Drähte aus einem Draht, sogenannte Einzeldrähte (sie werden mit einem Querschnitt von 1 bis 10 mm2 hergestellt), haben eine geringere Festigkeit und werden nur auf Freileitungen mit Spannungen bis 1 kV verwendet. Auf Freileitungen aller Spannungen werden Litzendrähte verwendet, die aus mehreren Drähten verdrillt sind.

Die Materialien von Drähten und Kabeln müssen eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen, eine ausreichende Festigkeit aufweisen und atmosphärischen Einflüssen standhalten (in dieser Hinsicht haben Kupfer- und Bronzedrähte die größte Beständigkeit; Aluminiumdrähte sind anfällig für Korrosion, insbesondere an Meeresküsten, wo die Luft enthält Salze; Stahldrähte werden auch unter normalen atmosphärischen Bedingungen zerstört).

Für Freileitungen werden eindrähtige Stahldrähte mit einem Durchmesser von 3,5 verwendet; 4 und 5 mm sowie Kupferdrähte mit einem Durchmesser bis 10 mm. Die untere Grenze ist dadurch begrenzt, dass Drähte mit kleinerem Durchmesser keine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen. Die Obergrenze ist aufgrund der Tatsache begrenzt, dass Biegungen von Massivdrähten mit größerem Durchmesser zu dauerhaften Verformungen in den Außenschichten führen können, die die mechanische Festigkeit verringern.

Aus mehreren Drähten verdrillte Litzendrähte weisen eine große Flexibilität auf; Solche Drähte können jeden Querschnitt haben (sie werden mit einem Querschnitt von 1,0 bis 500 mm2 hergestellt).

Die Durchmesser der Einzeldrähte und deren Anzahl werden so gewählt, dass die Summe der Querschnitte der Einzeldrähte den erforderlichen Gesamtquerschnitt des Drahtes ergibt.

In der Regel werden Litzen aus Runddrähten hergestellt, in deren Mitte ein oder mehrere Drähte gleichen Durchmessers platziert sind. Die Länge des verdrillten Drahtes ist etwas größer als die entlang seiner Achse gemessene Länge des Drahtes. Dadurch erhöht sich die tatsächliche Masse des Drahtes um 1 ... 2 % gegenüber der theoretischen Masse, die sich durch Multiplikation des Drahtquerschnitts mit seiner Länge und Dichte ergibt. Bei allen Berechnungen wird das in den einschlägigen Normen angegebene tatsächliche Gewicht des Drahtes zugrunde gelegt.

Marken blanker Drähte weisen auf Folgendes hin:

• Buchstaben M, A, AS, PS – Drahtmaterial;
• in Zahlen - Querschnitt in Quadratmillimetern.

Aluminiumdraht A kann sein:

• AT-Qualität (fest, ungeglüht)
• AM (weichgeglühte) Legierungen AN, AZh;
• AS, ASHS – aus Stahlkern und Aluminiumdrähten;
• PS – aus Stahldrähten;
• PST – aus verzinktem Stahldraht.

Beispielsweise bezeichnet A50 einen Aluminiumdraht mit einem Querschnitt von 50 mm2;

• AC50/8 – Stahl-Aluminium-Draht mit einem Querschnitt des Aluminiumteils von 50 mm2, Stahlkern von 8 mm2 (elektrische Berechnungen berücksichtigen nur die Leitfähigkeit des Aluminiumteils des Drahtes);
• PSTZ,5, PST4, PST5 – eindrähtige Stahldrähte, wobei die Zahlen dem Drahtdurchmesser in Millimetern entsprechen.

Stahlkabel, die an Freileitungen als Blitzschutzkabel verwendet werden, bestehen aus verzinktem Draht; Ihr Querschnitt muss mindestens 25 mm2 betragen. Auf Freileitungen mit einer Spannung von 35 kV werden Kabel mit einem Querschnitt von 35 mm2 verwendet; auf PO-Leitungen kV - 50 mm2; auf Leitungen mit 220 kV und mehr -70 mm2.

Der Querschnitt von Litzen verschiedener Marken wird für Freileitungen mit Spannungen bis 35 kV entsprechend den Bedingungen bestimmt mechanische Festigkeit, und für Freileitungen mit Spannungen von PO kV und höher – entsprechend den Bedingungen der Koronaverluste. Bei Freileitungen beim Überqueren verschiedener Ingenieurbauwerke (Kommunikationsleitungen, Eisenbahnen und Autobahnen usw.) muss auf eine höhere Zuverlässigkeit geachtet werden, daher müssen die Mindestquerschnitte der Leitungen in Kreuzungsfeldern erhöht werden (Tabelle 5.2).

Wenn ein Luftstrom, der quer zur Achse der Freileitung oder in einem bestimmten Winkel zu dieser Achse gerichtet ist, die Drähte umströmt, kommt es auf der Leeseite des Drahtes zu Turbulenzen. Wenn die Frequenz der Wirbelbildung und -bewegung mit einer der natürlichen Schwingungsfrequenzen übereinstimmt, beginnt der Draht in der vertikalen Ebene zu schwingen.

Solche Schwingungen eines Drahtes mit einer Amplitude von 2...35 mm, einer Wellenlänge von 1...20 m und einer Frequenz von 5...60 Hz nennt man Vibration.

Typischerweise werden Vibrationen von Drähten bei Windgeschwindigkeiten von 0,6 ... 12,0 m/s beobachtet;

Stahldrähte dürfen nicht über Rohrleitungen fliegen und Eisenbahnen.

Vibrationen treten typischerweise bei Spannweiten von mehr als 120 m auf offener Bereich. Die Gefahr von Vibrationen liegt im Bruch einzelner Drähte an den Austrittsstellen aus den Klemmen aufgrund erhöhter mechanischer Beanspruchung. Variablen entstehen durch periodische Biegung der Drähte infolge von Vibrationen und die wesentlichen Zugspannungen werden im aufgehängten Draht gespeichert.

Bei Spannweiten bis 120 m Länge ist kein Vibrationsschutz erforderlich; Auch vor Seitenwind geschützte Bereiche etwaiger Freileitungen unterliegen nicht dem Schutz; Bei großen Überquerungen von Flüssen und Wasserflächen ist unabhängig von den Leitungen ein Schutz erforderlich. Bei Freileitungen mit einer Spannung von 35...220 kV und mehr erfolgt der Vibrationsschutz durch die Installation von an einem Stahlseil aufgehängten Vibrationsdämpfern, die die Energie vibrierender Drähte absorbieren und die Vibrationsamplitude in der Nähe der Klemmen reduzieren.

Bei Eis wird das sogenannte Tanzen von Drähten beobachtet, das wie Vibrationen durch den Wind angeregt wird, sich jedoch von Vibrationen durch eine größere Amplitude von 12 ... 14 m und eine längere Wellenlänge (mit einem) unterscheidet und zwei Halbwellen in der Spanne). In einer Ebene senkrecht zur Achse der Freileitung werden die Drähte bei einer Spannung von 35 - 220 kV mit Girlanden aus hängenden Isolatoren isoliert. Zur Isolierung von 6-35-kV-Freileitungen werden Stiftisolatoren verwendet.

Beim Durchgang durch die Oberleitungsdrähte gibt es Wärme ab und erwärmt den Draht. Unter dem Einfluss der Erwärmung des Drahtes geschieht Folgendes:

1. Verlängern des Drahtes, Erhöhen des Durchhangs, Ändern des Abstands zum Boden;
2. Änderung der Drahtspannung und seiner Fähigkeit, mechanische Belastungen zu tragen;
3. Änderung des Leitungswiderstands, d. h. Änderung der elektrischen Leistung und der Energieverluste.

Alle Bedingungen können sich ändern, wenn die Umgebungsparameter konstant sind oder sich gemeinsam ändern, was Auswirkungen auf den Betrieb der Freileitung hat. Beim Betrieb von Freileitungen wird davon ausgegangen, dass wann Nennstrom Die Belastungstemperatur des Drahtes beträgt 60…70″C. Die Temperatur des Drahtes wird durch die gleichzeitige Wirkung von Wärmeerzeugung und Kühlung bzw. Kühlkörper bestimmt. Die Wärmeabgabe von Freileitungsdrähten nimmt mit zunehmender Windgeschwindigkeit und sinkender Umgebungstemperatur zu.

Wenn die Lufttemperatur von +40 auf 40 °C sinkt und die Windgeschwindigkeit von 1 auf 20 m/s zunimmt, ändern sich die Wärmeverluste von 50 auf 1000 W/m. Bei positiven Umgebungstemperaturen (0...40 °C) und geringen Windgeschwindigkeiten (1...5 m/s) betragen die Wärmeverluste 75...200 W/m.

Um die Auswirkung einer Überlastung auf steigende Verluste zu bestimmen, ermitteln Sie zunächst

wobei RQ der Widerstand des Drahtes bei einer Temperatur von 02 Ohm ist; R0] – Drahtwiderstand bei einer Temperatur, die der Auslegungslast unter Betriebsbedingungen entspricht, Ohm; А/.у.с – Temperaturanstiegskoeffizient des Widerstands, Ohm/°C.

Eine Erhöhung des Leitungswiderstandes gegenüber dem der Auslegungslast entsprechenden Widerstand ist bei einer Überlast von 30 % um 12 % und bei einer Überlast von 50 % um 16 % möglich.

Mit einem Anstieg des AU-Verlustes bei einer Überlastung von bis zu 30 % ist zu rechnen:

1. bei der Berechnung von Freileitungen bei AU = 5 % A?/30 = 5,6 %;
2. bei der Berechnung von Freileitungen auf A17 = 10 % D?/30 = 11,2 %.

Bei einer Überlastung der Freileitung von 50 % beträgt die Verlusterhöhung 5,8 bzw. 11,6 %. Unter Berücksichtigung des Belastungsdiagramms lässt sich feststellen, dass bei einer Überlastung der Freileitung auf 50 % die Verluste kurzzeitig das zulässige Maß überschreiten Standardwerte um 0,8...1,6 %, was keinen wesentlichen Einfluss auf die Stromqualität hat.

Anwendung von SIP-Kabeln

Seit Beginn des Jahrhunderts haben sich Niederspannungs-Freileitungen, die als selbsttragendes System isolierter Leitungen (SIP) konzipiert sind, durchgesetzt.

SIP wird in Städten als Pflichtinstallation, als Autobahn in ländlichen Gebieten mit geringer Bevölkerungsdichte und als Abzweigung zu Verbrauchern eingesetzt. Die Methoden zum Verlegen von SIP sind unterschiedlich: Spannen auf Stützen; sich entlang von Gebäudefassaden erstreckend; Verlegung entlang der Fassaden.

Das Design von SIP (unipolar gepanzert und ungepanzert, dreipolig mit isoliertem oder blankem Trägerneutralleiter) besteht im Allgemeinen aus einem verseilten Kupfer- oder Aluminiumleiterkern, der von einem inneren extrudierten Halbleiterschirm umgeben ist, und einer anschließenden Isolierung aus vernetztem Polyethylen, Polyethylen oder PVC. Die Dichtheit wird durch Pulver und Verbundband gewährleistet, auf dem sich ein Metallschirm aus Kupfer oder Aluminium in Form von spiralförmig verlegten Fäden oder Bändern unter Verwendung von extrudiertem Blei befindet.

Auf dem Kabelpanzerkissen aus Papier, PVC, Polyethylen ist eine Aluminiumpanzerung in Form eines Netzes aus Streifen und Fäden angebracht. Äußerer Schutz aus PVC, Polyethylen ohne Gelogen. Die Spannweiten der Verlegung, berechnet unter Berücksichtigung der Temperatur und des Leitungsquerschnitts (mindestens 25 mm2 für Hauptleitungen und 16 mm2 für Abzweigungen zu Eingängen für Verbraucher, 10 mm2 für Stahl-Aluminium-Drähte), liegen zwischen 40 und 90 m.

Bei einem leichten Kostenanstieg (ca. 20 %) im Vergleich zu blanken Drähten steigt die Zuverlässigkeit und Sicherheit einer mit SIP ausgestatteten Leitung auf das Niveau der Zuverlässigkeit und Sicherheit von Kabelleitungen. Einer der Vorteile von Freileitungen mit isolierten VLI-Drähten gegenüber herkömmlichen Stromleitungen ist die Reduzierung von Verlusten und Leistung durch Reduzierung der Reaktanz. Optionen für die Zeilenfolge:

• ASB95 - R = 0,31 Ohm/km; X= 0,078 Ohm/km;
• SIP495 – 0,33 bzw. 0,078 Ohm/km;
• SIP4120 – 0,26 und 0,078 Ohm/km;
• AC120 – 0,27 und 0,29 Ohm/km.

Der Effekt der Verlustreduzierung bei Verwendung von SIP und der Konstanthaltung des Laststroms kann zwischen 9 und 47 % liegen, die Leistungsverluste betragen 18 %.

Wie kann man die Bedeutung von Stromleitungen angeben? Ist da genaue Definition Drähte, durch die Strom übertragen wird? In branchenübergreifenden Regeln technischer Betrieb Für elektrische Verbraucherinstallationen gibt es eine genaue Definition. Eine Stromleitung ist also zunächst einmal eine elektrische Leitung. Zweitens handelt es sich dabei um Leitungsabschnitte, die über Umspannwerke und Kraftwerke hinausragen. Drittens besteht der Hauptzweck von Stromleitungen darin, elektrischen Strom über eine Entfernung zu übertragen.

Nach den gleichen MPTEP-Regeln werden Stromleitungen in Freileitungen und Kabel unterteilt. Es ist jedoch zu beachten, dass Stromleitungen auch Hochfrequenzsignale übertragen, die zur Übertragung von Telemetriedaten zur Versandsteuerung verwendet werden verschiedene Branchen, für Notautomatisierungssignale und Relaisschutz. Laut Statistik laufen heute 60.000 Hochfrequenzkanäle über Stromleitungen. Seien wir ehrlich, die Zahl ist beachtlich.

Freileitungen

Fluglinien Stromübertragungsleitungen, sie werden normalerweise mit den Buchstaben „VL“ bezeichnet – das sind Geräte, die sich darauf befinden draußen. Das heißt, die Drähte selbst werden durch die Luft verlegt und an speziellen Armaturen (Halterungen, Isolatoren) befestigt. Darüber hinaus ist die Installation an Masten, Brücken und Überführungen möglich. Als „Freileitungen“ müssen nicht solche Leitungen betrachtet werden, die ausschließlich entlang von Hochspannungsmasten verlegt werden.

Was in Freileitungen enthalten ist:

• Die Hauptsache sind die Drähte.
• Querstangen, mit deren Hilfe Bedingungen geschaffen werden, die verhindern, dass die Drähte mit anderen Elementen der Stützen in Kontakt kommen.
• Isolatoren.
• Die unterstützt sich selbst.
• Erdungsschleife.
• Blitzableiter.
• Festgenommene.

Das heißt, eine Stromleitung besteht nicht nur aus Drähten und Stützen, wie Sie sehen, das ist eine ziemlich beeindruckende Liste verschiedene Elemente, von denen jedes seine eigenen spezifischen Lasten trägt. Sie können hier auch hinzufügen Glasfaserkabel und deren Zusatzausrüstung. Natürlich, wenn Hochfrequenz-Kommunikationskanäle entlang von Stromleitungsträgern übertragen werden.

Der Aufbau einer Stromübertragungsleitung sowie deren Gestaltung sowie die Gestaltungsmerkmale der Stützen werden durch die Regeln für die Gestaltung elektrischer Anlagen, also die PUE, sowie verschiedene bestimmt Bauvorschriften und Normen, also SNiP. Generell ist der Bau von Stromleitungen keine einfache und sehr verantwortungsvolle Aufgabe. Daher wird der Bau von spezialisierten Organisationen und Unternehmen mit hochqualifiziertem Fachpersonal durchgeführt.

Klassifizierung von Freileitungen

Die Hochspannungsfreileitungen selbst werden in mehrere Klassen eingeteilt.

Nach Stromart:

• Variable,
• Dauerhaft.

Grundsätzlich dienen Freileitungen der Übertragung von Wechselstrom. Die zweite Option sieht man selten. Es wird normalerweise zur Stromversorgung eines Kontakt- oder Kommunikationsnetzwerks verwendet, um die Kommunikation mit mehreren Stromversorgungssystemen bereitzustellen. Es gibt auch andere Arten.

Nach Spannung werden Freileitungen entsprechend dem Nennwert dieses Indikators unterteilt. Zur Information listen wir sie auf:

• für Wechselstrom: 0,4; 6; 10; 35; 110; 150; 220; 330; 400; 500; 750; 1150 Kilovolt (kV);
• Für konstante Spannung wird nur eine Spannungsart verwendet – 400 kV.

In diesem Fall gelten Stromleitungen mit Spannungen bis 1,0 kV als niedrige Klasse, von 1,0 bis 35 kV – mittel, von 110 bis 220 kV – hoch, von 330 bis 500 kV – ultrahoch, über 750 kV – ultrahoch . Dabei ist zu beachten, dass sich alle diese Gruppen lediglich in den Anforderungen an Gestaltungsbedingungen und Gestaltungsmerkmale voneinander unterscheiden. Im Übrigen handelt es sich um gewöhnliche Hochspannungsleitungen.

Die Spannung der Stromleitungen entspricht ihrem Zweck.

• Hochspannungsleitungen mit Spannungen über 500 kV gelten als Ultralangstrecken; sie dienen der Verbindung einzelner Stromnetze.
• Als Hauptleitungen gelten Hochspannungsleitungen mit Spannungen von 220 und 330 kV. Ihr Hauptzweck besteht darin, leistungsstarke Kraftwerke, einzelne Energiesysteme sowie Kraftwerke innerhalb dieser Systeme zu verbinden.
• Freileitungen Spannung 35-150 kV werden zwischen Verbrauchern (Großunternehmen oder) installiert Siedlungen) und Verteilungspunkte.
• Als direkt versorgende Stromleitungen werden Freileitungen bis 20 kV eingesetzt elektrischer Strom an den Verbraucher.

Klassifizierung von Stromleitungen nach Neutralleiter

• Dreiphasennetze, in denen der Neutralleiter nicht geerdet ist. Typischerweise wird dieses Schema in Netzen mit einer Spannung von 3-35 kV verwendet, in denen geringe Ströme fließen.
• Dreiphasennetze, bei denen der Neutralleiter durch Induktivität geerdet ist. Dies ist der sogenannte resonant geerdete Typ. Solche Freileitungen nutzen eine Spannung von 3-35 kV, in der große Ströme fließen.
• Dreiphasennetze, in denen der Neutralleiter vollständig geerdet (effektiv geerdet) ist. Diese Betriebsart des Neutralleiterbetriebs wird in Freileitungen mit Mittel- und Höchstspannung eingesetzt. Bitte beachten Sie, dass in solchen Netzwerken Transformatoren und keine Spartransformatoren verwendet werden müssen, bei denen der Neutralleiter fest geerdet ist.
• Und natürlich Netzwerke mit einem fest geerdeten Neutralleiter. In diesem Modus werden Freileitungen mit Spannungen unter 1,0 kV und über 220 kV betrieben.

Leider gibt es auch eine Einteilung der Stromleitungen, bei der der Betriebszustand aller Elemente der Stromleitung berücksichtigt wird. Hierbei handelt es sich um eine Stromleitung in gutem Zustand, bei der die Drähte, Halterungen und anderen Komponenten in gutem Zustand sind. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Qualität der Drähte und Kabel; sie dürfen nicht beschädigt werden. Notfallsituation, in der die Qualität der Drähte und Kabel zu wünschen übrig lässt. Und der Installationszustand, wenn Reparaturen oder Austausch von Drähten, Isolatoren, Halterungen und anderen Komponenten von Stromleitungen durchgeführt werden.

Elemente von Freileitungen

Es gibt immer wieder Gespräche unter Fachleuten, in denen spezielle Begriffe zum Thema Stromleitungen verwendet werden. Für diejenigen, die sich mit den Feinheiten des Slangs nicht auskennen, ist es ziemlich schwierig, dieses Gespräch zu verstehen. Daher bieten wir eine Definition dieser Begriffe an.

• Die Trasse ist die Achse der Stromübertragungsleitung, die entlang der Erdoberfläche verläuft.
• PC – Streikposten. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um Abschnitte der Stromleitungsstrecke. Ihre Länge hängt vom Gelände und der Nennspannung der Strecke ab. Null-Streikposten ist der Anfang der Route.
• Der Aufbau einer Stütze wird durch ein Mittelzeichen angezeigt. Dies ist das Zentrum der Support-Installation.
• Streikposten sind im Wesentlichen eine einfache Installation von Streikposten.
• Die Spannweite ist der Abstand zwischen den Stützen, genauer gesagt zwischen ihren Mittelpunkten.
• Der Durchhang ist das Delta zwischen dem tiefsten Punkt des Drahtdurchhangs und der streng gespannten Linie zwischen den Stützen.
• Die Drahtstärke ist wiederum der Abstand zwischen dem tiefsten Punkt des Durchhangs und dem höchsten Punkt der unter den Drähten verlaufenden Ingenieurbauwerke.
• Schleife oder Zug. Dies ist der Teil des Drahtes, der die Drähte benachbarter Felder auf dem Ankerträger verbindet.

Kabelstromleitungen

Betrachten wir also ein Konzept wie Kabelstromleitungen. Beginnen wir mit der Tatsache, dass es sich nicht um blanke Drähte handelt, die in Freileitungen verwendet werden, sondern um isolierte Kabel. Typischerweise handelt es sich bei Kabelstromleitungen um mehrere parallel nebeneinander verlegte Leitungen. Dafür reicht die Kabellänge nicht aus, daher werden zwischen den Abschnitten Kupplungen eingebaut. Übrigens findet man oft ölgefüllte Kabelstromleitungen, daher sind solche Netze oft mit speziellen Low-Fill-Geräten und einem Alarmsystem ausgestattet, das auf den Öldruck im Kabel reagiert.

Wenn wir über die Klassifizierung von Kabeltrassen sprechen, sind diese identisch mit der Klassifizierung von Freileitungen. Besondere Merkmale Es gibt sie, aber es gibt nicht viele davon. Grundsätzlich unterscheiden sich diese beiden Kategorien sowohl in der Verlegeart als auch in der Art der Verlegung voneinander Designmerkmale. Beispielsweise werden Kabelstromleitungen je nach Art der Installation in unterirdische, unter Wasser und nach Struktur unterteilt.

Die ersten beiden Positionen sind klar, aber was gilt für die Position „Strukturen“?

• Kabeltunnel. Hierbei handelt es sich um spezielle geschlossene Korridore, in denen Kabel entlang installierter Tragkonstruktionen verlegt werden. Während der Installation, Reparatur und Wartung von Stromleitungen können Sie sich in solchen Tunneln frei bewegen.
• Kabelkanäle. Am häufigsten handelt es sich um vergrabene oder teilweise vergrabene Kanäle. Ihre Verlegung kann im Boden unter der Erde erfolgen Bodensockel, unter den Decken. Das sind kleine Kanäle, in denen man nicht laufen kann. Um das Kabel zu überprüfen oder zu installieren, müssen Sie die Decke demontieren.
• Kabelbergwerk. Dabei handelt es sich um einen vertikalen Korridor mit rechteckigem Querschnitt. Der Schacht kann begehbar sein, also mit der Möglichkeit, dass eine Person hineinpasst, wofür er mit einer Leiter ausgestattet ist. Oder unpassierbar. In diesem Fall können Sie zur Kabeltrasse nur gelangen, indem Sie eine der Wände der Struktur entfernen.
• Kabelboden. Hierbei handelt es sich um einen Technikraum, meist 1,8 m hoch, der unten und oben mit Bodenplatten ausgestattet ist.
• Kabelstromleitungen können auch im Spalt zwischen Bodenplatten und Raumboden verlegt werden.
• Ein Kabelblock ist eine komplexe Struktur, die aus Verlegerohren und mehreren Brunnen besteht.
• Eine Kammer ist eine unterirdische Struktur, die oben mit Stahlbeton oder einer Platte bedeckt ist. In einer solchen Kammer werden Abschnitte von Kabelstromleitungen mit Kupplungen verbunden.
• Eine Überführung ist ein horizontales oder geneigtes Bauwerk offener Typ. Es kann oberirdisch oder oberirdisch, begehbar oder unpassierbar sein.
• Eine Galerie ist praktisch dasselbe wie eine Überführung, nur geschlossen.

Und die letzte Klassifizierung bei Kabelstromleitungen ist die Art der Isolierung. Grundsätzlich gibt es zwei Haupttypen: feste Isolierung und flüssige. Zu den ersten gehören Isoliergeflechte aus Polymeren (Polyvinylchlorid, vernetztes Polyethylen, Ethylen-Propylen-Kautschuk) sowie andere Arten, beispielsweise geöltes Papier, Gummi-Papier-Geflecht. Zu den flüssigen Isolatoren gehört Erdöl. Es gibt noch andere Isolierungsarten, zum Beispiel Spezialgase oder andere Arten harte Materialien. Aber sie werden heute nur noch sehr selten verwendet.

Fazit zum Thema

Die Vielfalt der Stromleitungen lässt sich auf die Klassifizierung in zwei Haupttypen zurückführen: Freileitungen und Kabel. Beide Möglichkeiten werden heute überall genutzt, es besteht also keine Notwendigkeit, sie voneinander zu trennen und einer der anderen den Vorzug zu geben. Natürlich ist der Bau von Freileitungen mit großen Kapitalinvestitionen verbunden, da bei der Trassenverlegung meist Metallstützen mit ausreichender Tragfähigkeit installiert werden müssen komplexes Design. Dabei wird berücksichtigt, welches Netz unter welcher Spannung verlegt wird.

Viele Menschen denken nicht einmal über diese Frage nach. Schließlich interessiert sich der Durchschnittsbürger am häufigsten für die Elektrizität im Haus, und externe Leitungen (Stromleitungen) sollten seiner Meinung nach von Spezialisten verwaltet werden...

Fähigkeit, die Netzspannung zu erkennen

Viele Menschen denken nicht einmal über diese Frage nach. Schließlich interessiert sich der Durchschnittsbürger am häufigsten für Strom im Haus, und externe Leitungen (Stromleitungen) sollten seiner Meinung nach von Spezialisten verwaltet werden. Es ist jedoch wichtig, dass jeder berücksichtigt, dass die Unkenntnis einfacher Unterschiede zwischen Freileitungen (OHTs) zu Verletzungen oder sogar zum Tod einer Person führen kann.

Gesundheitssicherer Abstand von Stromleitungen zu Personen

Es gibt gängige Sicherheitsnormen, nach denen der zulässige Mindestabstand einer Person zu stromführenden Teilen wie folgt sein sollte:

• 1–35 kV – 0,6 m;
• 60–110 kV – 1,0 m;
• 150 kV – 1,5 m;
• 220 kV – 2,0 m;
• 330 kV – 2,5 m;
• 400–500 kV – 3,5 m;
• 750 kV – 5,0 m;
• 800*kV – 3,5m;
• 1150 kV – 8,0 m.

Ein Verstoß gegen diese Regeln ist tödlich.

Stromleitungen und Sanitärbereiche

Wenn Sie mit Aktivitäten in der Nähe von Stromleitungen beginnen, müssen Sie die festgelegten Hygienekontrollzonen berücksichtigen. An solchen Orten gelten viele Einschränkungen. Verboten:

• Reparaturen, Demontage und Aufbau jeglicher Objekte durchführen;
• den Zugang zu Stromleitungen behindern;
• Platzieren Sie Baumaterialien, Müll usw. in der Nähe.
• leichte Feuer;
• öffentliche Veranstaltungen organisieren.

Die Grenzen der Hygienekontrollzone sind wie folgt:

• unter 1kV – 2m (auf beiden Seiten);
• 20 kV – 10 m;
• 110 kV – 20 m;
• 500 kV – 30 m;
• 750 kV – 40 m;
• 1150 kV – 55 m.

Kann ein normaler Mensch die Spannung einer Stromleitung visuell bestimmen?

Einige Abweichungen sind möglich, aber in den meisten Fällen ist es unter Berücksichtigung bestimmter Parameter recht einfach, die Netzspannung anhand des Aussehens zu bestimmen.

Abhängig von der Art des Isolators

Dabei gilt die Grundregel: „Je stärker die Stromleitung, desto mehr Isolatoren sieht man auf der Girlande.“

Abb. 1 Außenisolatoren für Stromleitungen 0,4 kV, 10 kV, 35 kV

Die gebräuchlichsten Isolatoren sind 0,4-kV-Freileitungen. Sie schauen kleine Größe, meist aus Glas oder Porzellan.

VL-6 und VL-10 haben die gleiche Form, sind aber viel größer. Zusätzlich zur Stiftbefestigung werden diese Isolatoren nach ein oder zwei Mustern manchmal wie Girlanden verwendet.

Auf 35-kV-Freileitungen werden überwiegend Hängeisolatoren verbaut, manchmal kommen aber auch Stabisolatoren vor. Die Girlande besteht aus drei bis fünf Exemplaren.

Abb.2 Girlandenisolatoren

Girlandenisolatoren sind ausschließlich für Freileitungen 110 kV, 220 kV, 330 kV, 500 kV, 750 kV typisch. Die Anzahl der Proben in der Girlande ist wie folgt:

• 110-kV-Freileitung – 6 Isolatoren;
• 220-kV-Freileitung – 10 Isolatoren;
• VL-330kV – 14;
• 500-kV-Freileitung – 20;
• 750-kV-Freileitung – ab 20.

Abhängig von der Anzahl der Drähte

• Eine 0,4-kV-Freileitung zeichnet sich durch die Anzahl der Drähte aus: für 220 V – zwei, für 330 V – 4 oder mehr.
• VL-6, 10 kV – nur drei Drähte auf der Leitung.
• VL-35 kV, 110 kV – für eine separate Stufe gibt es einen eigenen Einzeldraht.
• 220-kV-Freileitung – für jede Stufe wird ein dicker Draht verwendet.
• 330-kV-Freileitung – zwei Drähte in Phasen.
• VL-500kV – Schritte werden mit einem dreifachen Draht wie einem Dreieck ausgeführt.
• 750-kV-Freileitung - für eine separate Stufe 4-5 Drähte in Form eines Quadrats oder Rings.

Abhängig von der Art der Stützen

Abb. 3 Arten von Hochspannungsleitungshalterungen

Heutzutage werden Stahlbetonregale SK 26 am häufigsten als Träger für Stromleitungen mit einer Spannung von 35-750 kV verwendet.

• Bei 0,4-kV-Freileitungen wird standardmäßig eine einzelne Holzstütze verwendet.
• VL-6 und 10 kV – Holzstützen, aber schmalere Form.
• VL-35 kV – Beton- oder Metallkonstruktionen, seltener aus Holz, aber auch in Form von Gebäuden.
• 110-kV-Freileitung – Stahlbeton oder aus Metallkonstruktionen zusammengesetzt. Holzstützen sind sehr selten.
• Freileitungen über 220 kV bestehen ausschließlich aus Metallkonstruktionen oder Stahlbeton.

Wenn Sie vorhaben, in einem bestimmten Gebiet ernsthafte Arbeiten durchzuführen, und Zweifel an der Schutzzone der Stromleitung haben, ist es sicherer, sich für Informationen an das Energieversorgungsunternehmen vor Ort zu wenden.

Freileitungen sind solche, die für die Übertragung und Verteilung von Energie durch im Freien verlegte Leitungen bestimmt sind, die von Stützen und Isolatoren getragen werden. Freileitungen werden in den unterschiedlichsten klimatischen Bedingungen und geografischen Gebieten errichtet und betrieben und sind atmosphärischen Einflüssen (Wind, Eis, Regen, Temperaturschwankungen) ausgesetzt.

Diesbezüglich müssen beim Bau von Freileitungen Rücksicht genommen werden atmosphärische Phänomene, Luftverschmutzung, Verlegebedingungen (dünn besiedelte Gebiete, städtische Gebiete, Unternehmen) usw. Aus der Analyse der Freileitungszustände folgt, dass die Materialien und Konstruktionen der Leitungen eine Reihe von Anforderungen erfüllen müssen: wirtschaftlich akzeptable Kosten, gute Elektrik Leitfähigkeit und ausreichende mechanische Festigkeit des Materials von Drähten und Kabeln, deren Beständigkeit gegen Korrosion und chemische Einflüsse; Leitungen müssen elektrisch und umweltsicher sein und eine Mindestfläche einnehmen.

Entwurf von Freileitungen. Die wichtigsten Strukturelemente von Freileitungen sind Stützen, Drähte, Blitzschutzkabel, Isolatoren und lineare Armaturen.

Was die Bauweise der Stützen angeht, sind Ein- und Zweikreis-Freileitungen am gebräuchlichsten. Entlang der Streckenführung können bis zu vier Rundwege angelegt werden. Die Trasse ist der Landstreifen, auf dem die Strecke gebaut wird. Ein Stromkreis einer Hochspannungs-Freileitung vereint drei Drähte (Drahtsätze) einer dreiphasigen Leitung in einer Niederspannungsleitung – von drei bis fünf Drähten. Im Allgemeinen wird der strukturelle Teil der Freileitung (Abb. 3.1) durch die Art der Stützen, die Spannweiten, die Gesamtabmessungen, die Phasengestaltung und die Anzahl der Isolatoren charakterisiert.

Die Spannweiten der Freileitung l werden aus wirtschaftlichen Gründen gewählt, da mit zunehmender Spannweite der Durchhang der Drähte zunimmt und die Höhe der Stützen H erhöht werden muss, um das zulässige Maß der Leitung h nicht zu verletzen ( Abb. 3.1, b), dabei die Anzahl der Stützen und Isolatoren auf der Leitung. Leitungsgröße – der kürzeste Abstand vom unteren Punkt des Kabels zum Boden (Wasser, Straßenoberfläche) sollte so bemessen sein, dass die Sicherheit von Personen und Fahrzeugen gewährleistet ist, die sich unter der Leitung bewegen.

Dieser Abstand hängt von der Nennspannung der Leitung und den Geländebedingungen (bevölkert, unbesiedelt) ab. Der Abstand zwischen benachbarten Phasen einer Leitung hängt hauptsächlich von deren Nennspannung ab. Die Gestaltung der Freileitungsphase wird hauptsächlich durch die Anzahl der Drähte in der Phase bestimmt. Besteht eine Phase aus mehreren Drähten, spricht man von Split. Die Phasen von Hoch- und Höchstspannungsfreileitungen werden aufgeteilt. In diesem Fall werden zwei Drähte in einer Phase bei 330 (220) kV verwendet, drei bei 500 kV, vier oder fünf bei 750 kV, acht, elf bei 1150 kV.

Oberleitungsstützen. Freileitungsstützen sind Konstruktionen, die dazu dienen, Leitungen in der erforderlichen Höhe über dem Boden, Wasser oder etwas anderem zu halten Ingenieurbauwerk. Darüber hinaus werden bei Bedarf geerdete Stahlseile an Stützen aufgehängt, um Leitungen vor direkten Blitzeinschlägen und damit verbundenen Überspannungen zu schützen.

Die Arten und Ausführungen der Stützen sind vielfältig. Je nach Verwendungszweck und Platzierung auf der Oberleitungsstrecke werden sie in Zwischen- und Ankeranker unterteilt. Die Stützen unterscheiden sich in Material, Design und Art der Befestigung und Bindung von Drähten. Je nach Material handelt es sich um Holz, Stahlbeton und Metall.

Zwischenstützen Die einfachsten werden zur Unterstützung von Drähten auf geraden Leitungsabschnitten verwendet. Sie sind am häufigsten; ihr Anteil beträgt durchschnittlich 80-90 % Gesamtzahl Oberleitungsstützen. An ihnen werden die Drähte mittels tragender (aufgehängter) Isolatorgirlanden oder Stiftisolatoren befestigt. Im Normalbetrieb werden Zwischenstützen hauptsächlich durch das Eigengewicht von Drähten, Kabeln und Isolatoren belastet; hängende Isolatorgirlanden hängen vertikal.

Ankerstützen an Orten installiert, an denen Drähte starr befestigt sind; Sie sind in End-, Eck-, Mittel- und Spezial-Läufe unterteilt. Ankerstützen, die für Längs- und Querkomponenten der Spannung von Drähten ausgelegt sind (Spannungsgirlanden aus Isolatoren sind horizontal angeordnet), unterliegen den größten Belastungen und sind daher viel komplexer und teurer als Zwischenstützen. ihre Anzahl in jeder Zeile sollte minimal sein.

Insbesondere End- und Eckstützen, die am Ende oder an der Wende der Leitung installiert sind, unterliegen einer ständigen Spannung von Drähten und Kabeln: einseitig oder entlang der Resultierenden des Drehwinkels; Zwischenanker, die auf langen geraden Abschnitten installiert werden, sind auch für einseitige Spannungen ausgelegt, die auftreten können, wenn ein Teil der Drähte in der Spannweite neben der Stütze bricht.

Es gibt folgende Arten von Sonderstützen: Übergangsstützen – für große Spannweiten beim Überqueren von Flüssen und Schluchten; Nebenstrecken – zur Herstellung von Abzweigungen von der Hauptstrecke; Transposition – um die Reihenfolge der Drähte auf dem Träger zu ändern.

Die Gestaltung der Stütze wird neben dem Zweck (Typ) durch die Anzahl der Freileitungskreise und die relative Anordnung der Leitungen (Phasen) bestimmt. Die Stützen (und Leitungen) werden in Ein- oder Zweikreisausführung hergestellt, während die Drähte an den Stützen in einem Dreieck, horizontal, umgekehrt „Weihnachtsbaum“ und Sechseck oder „Fass“ verlegt werden können (Abb. 3.2).

Die asymmetrische Anordnung der Phasendrähte zueinander (Abb. 3.2) bestimmt die Unähnlichkeit der Induktivitäten und Kapazitäten verschiedener Phasen. Um die Symmetrie des Drehstromsystems und die Phasenangleichung der Blindparameter auf langen Leitungen (mehr als 100 km) mit einer Spannung von 110 kV und mehr sicherzustellen, werden die Drähte im Stromkreis mithilfe geeigneter Halterungen neu angeordnet (vertauscht).

Bei einem vollständigen Transpositionszyklus nimmt jeder Draht (Phase) gleichmäßig entlang der Länge der Leitung nacheinander die Position aller drei Phasen auf dem Träger ein (Abb. 3.3).

Holzstützen(Abb. 3.4) bestehen aus Kiefern- oder Lärchenholz und werden derzeit immer seltener auf Leitungen mit Spannungen bis 110 kV in Waldgebieten eingesetzt. Die Hauptelemente der Stützen sind Stiefsöhne (Anbauteile) 1, Gestelle 2, Traversen 3, Streben 4, Untertraversenträger 6 und Querträger 5. Die Stützen sind einfach herzustellen, kostengünstig und leicht zu transportieren. Ihr Hauptnachteil ist ihre Zerbrechlichkeit aufgrund von Holzverrottung trotz Behandlung mit einem Antiseptikum. Durch den Einsatz von Stahlbeton-Stufen (Anbauteilen) erhöht sich die Lebensdauer der Stützen auf 20-25 Jahre.

Stahlbetonstützen (Abb. 3.5) werden am häufigsten auf Leitungen mit Spannungen bis 750 kV eingesetzt. Sie können freistehend (Mittelstufe) oder mit Kerlen (Anker) sein. Stahlbetonstützen sind langlebiger als Holzstützen, einfach zu verwenden und kostengünstiger als Metallstützen.

Metallstützen (Stahl) (Abb. 3.6) werden auf Leitungen mit einer Spannung von 35 kV und höher verwendet. Zu den Hauptelementen gehören Gestelle 1, Traversen 2, Kabelgestelle 3, Abspannungen 4 und ein Fundament 5. Sie sind stark und zuverlässig, aber recht metallintensiv, nehmen eine große Fläche ein und erfordern spezielle Konstruktionen für die Installation Stahlbetonfundamente und während des Betriebs müssen zum Schutz vor Korrosion lackiert werden.

Metallstützen werden dort eingesetzt, wo der Bau von Freileitungen auf Holz- und Holzflächen technisch schwierig und unwirtschaftlich ist Stahlbetonstützen(Überquerung von Flüssen, Schluchten, Anzapfungen an Freileitungen usw.).

In Russland wurden einheitliche Metall- und Stahlbetonstützen entwickelt verschiedene Arten für Freileitungen aller Spannungen, was deren Serienproduktion ermöglicht und den Leitungsbau beschleunigt und die Kosten senkt.

Oberleitungen.

Drähte dienen der Übertragung von Elektrizität. Neben einer guten elektrischen Leitfähigkeit (ggf. geringerem elektrischen Widerstand) müssen auch eine ausreichende mechanische Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit den Wirkungsgradbedingungen genügen. Zu diesem Zweck werden Drähte aus den günstigsten Metallen verwendet – Aluminium, Stahl und spezielle Aluminiumlegierungen. Obwohl Kupfer die höchste Leitfähigkeit aufweist, werden Kupferdrähte aufgrund der hohen Kosten und der Notwendigkeit für andere Zwecke nicht in neuen Leitungen verwendet.

Ihr Einsatz ist in Kontaktnetzwerken und in Netzwerken von Bergbauunternehmen erlaubt.

Bei Freileitungen werden überwiegend unisolierte (blanke) Leitungen verwendet. Je nach Ausführung können die Drähte ein- oder mehrdrähtig und hohl sein (Abb. 3.7). In Niederspannungsnetzen werden in begrenztem Umfang Einzeldrähte, überwiegend Stahldrähte, eingesetzt. Um Flexibilität und höhere mechanische Festigkeit zu gewährleisten, werden Drähte aus einem Metall (Aluminium oder Stahl) und aus zwei Metallen (kombiniert) – Aluminium und Stahl – verseilt. Stahl im Draht erhöht die mechanische Festigkeit.

Aufgrund der mechanischen Festigkeitsbedingungen werden auf Freileitungen mit Spannungen bis 35 kV Aluminiumdrähte der Klassen A und AKP (Abb. 3.7) eingesetzt. Freileitungen von 6 bis 35 kV können auch mit Stahl-Aluminium-Drähten hergestellt werden, und Leitungen über 35 kV werden ausschließlich mit Stahl-Aluminium-Drähten verlegt.

Stahl-Aluminium-Drähte bestehen aus Litzen aus Aluminiumdrähten um einen Stahlkern. Die Querschnittsfläche des Stahlteils ist normalerweise 4-8 mal kleiner als die des Aluminiumteils, aber Stahl nimmt etwa 30-40 % der gesamten mechanischen Belastung auf; Solche Drähte werden auf Leitungen mit großen Spannweiten und in Bereichen mit schwereren Leitungen verwendet klimatische Bedingungen(mit einer dickeren Eiswand).

Die Qualität von Stahl-Aluminium-Drähten gibt den Querschnitt der Aluminium- und Stahlteile an, zum Beispiel AC 70/11, sowie Daten zu Korrosionsschutz, zum Beispiel ASKS, ASKP – die gleichen Drähte wie AC, jedoch mit Kernfüller (C) oder dem gesamten Draht (P), gefüllt mit Korrosionsschutzschmiermittel; ASK ist derselbe Draht wie Wechselstrom, jedoch mit einem mit Kunststofffolie ummantelten Kern. Drähte mit Korrosionsschutz werden in Bereichen eingesetzt, in denen die Luft mit Verunreinigungen verunreinigt ist, die Aluminium und Stahl zerstören. Die Querschnittsflächen von Drähten sind durch den State Standard standardisiert.

Die Vergrößerung des Drahtdurchmessers bei gleichbleibendem Verbrauch an Leitermaterial kann durch die Verwendung von mit Dielektrikum gefüllten Drähten und Hohldrähten erreicht werden (Abb. 3.7, d, e). Diese Verwendung reduziert Krönungsverluste (siehe Abschnitt 2.2). Hohldrähte werden hauptsächlich für Sammelschienen von Schaltanlagen ab 220 kV verwendet.

Drähte aus Aluminiumlegierungen (AN – nicht wärmebehandelt, AZh – wärmebehandelt) haben im Vergleich zu Aluminium eine höhere mechanische Festigkeit und nahezu die gleiche elektrische Leitfähigkeit. Sie werden an Freileitungen mit Spannungen über 1 kV in Gebieten mit Eiswandstärken bis 20 mm eingesetzt.

Zunehmend werden Freileitungen mit selbsttragenden isolierten Drähten mit einer Spannung von 0,38–10 kV eingesetzt. In Leitungen mit einer Spannung von 380/220 V bestehen die Drähte aus einem nicht isolierten Trägerdraht, der Null ist, drei isolierten Phasendrähten und einem isolierten Draht (einer beliebigen Phase) für die Außenbeleuchtung. Phasenisolierte Drähte werden um den tragenden Neutralleiter gewickelt (Abb. 3.8).

Der Stützdraht besteht aus Stahl-Aluminium und die Phasendrähte bestehen aus Aluminium. Letztere sind mit lichtbeständigem, hitzestabilisiertem (vernetztem) Polyethylen (Draht vom Typ APV) ummantelt. Zu den Vorteilen von Freileitungen mit isolierten Drähten gegenüber Leitungen mit blanken Drähten gehören das Fehlen von Isolatoren an den Stützen und die maximale Nutzung der Stützhöhe zum Aufhängen von Drähten. Es besteht keine Notwendigkeit, Bäume im Leitungsbereich zu beschneiden.

Blitzschutzkabel dienen zusammen mit Funkenstrecken, Ableitern, Spannungsbegrenzern und Erdungsgeräten dazu, die Leitung vor atmosphärischen Überspannungen (Blitzentladungen) zu schützen. Die Kabel werden über den Phasendrähten (Abb. 3.5) an Freileitungen mit einer Spannung von 35 kV und höher aufgehängt, abhängig vom Bereich der Blitzaktivität und dem Material der Stützen, das in den Elektroinstallationsregeln geregelt ist ( PUE).

Als Blitzschutzdrähte werden üblicherweise verzinkte Stahlseile der Klassen C 35, C 50 und C 70 verwendet, bei der Verwendung von Kabeln für die Hochfrequenzkommunikation werden Stahl-Aluminium-Drähte verwendet. Die Befestigung von Kabeln an allen Stützen von Freileitungen mit einer Spannung von 220-750 kV muss mit einem durch eine Funkenstrecke überbrückten Isolator erfolgen. Auf 35-110-kV-Leitungen werden Kabel ohne Kabelisolierung an Zwischenstützen aus Metall und Stahlbeton befestigt.

Freileitungsisolatoren. Isolatoren dienen zum Isolieren und Befestigen von Drähten. Sie bestehen aus Porzellan und gehärtetem Glas – Materialien mit hoher mechanischer und elektrischer Festigkeit und Beständigkeit gegen atmosphärische Einflüsse. Ein wesentlicher Vorteil von Glasisolatoren besteht darin, dass gehärtetes Glas bei Beschädigung zerbröckelt. Dies erleichtert das Auffinden beschädigter Isolatoren in der Leitung.

Je nach Bauart und Art der Befestigung am Träger werden Isolatoren in Stift- und Hängeisolatoren unterteilt. Stiftisolatoren (Abb. 3.9, a, b) werden für Leitungen mit Spannungen bis 10 kV und selten (bei kleinen Abschnitten) 35 kV verwendet. Sie werden mit Haken oder Stiften an den Stützen befestigt. Abgehängte Isolatoren (Abb. 3.9, V) Einsatz auf Freileitungen mit einer Spannung von 35 kV und mehr. Sie bestehen aus einem Isolierteil aus Porzellan oder Glas 1, einer Kappe aus Sphäroguss 2, Metallstab 3 und Zementbinder 4.

Isolatoren werden zu Girlanden zusammengesetzt (Abb. 3.9, G): Abstützen auf Zwischenstützen und Spannen auf Ankerstützen. Die Anzahl der Isolatoren in einer Girlande hängt von der Spannung, der Art und dem Material der Stützen sowie der Luftverschmutzung ab. Zum Beispiel in einer 35-kV-Leitung - 3-4 Isolatoren, 220-kV - 12-14; auf Linien mit Holzstützen Aufgrund der erhöhten Blitzfestigkeit ist die Anzahl der Isolatoren in der Girlande um eins geringer als bei Leitungen mit Metallstützen; Bei Spanngirlanden, die unter schwierigsten Bedingungen betrieben werden, werden 1-2 Isolatoren mehr installiert als bei Stützgirlanden.

Isolatoren verwenden Polymermaterialien. Sie sind ein Kernelement aus Glasfaser, geschützt durch eine Beschichtung mit Rippen aus Fluorkunststoff oder Silikonkautschuk. Stabisolatoren haben im Vergleich zu Hängeisolatoren ein geringeres Gewicht und geringere Kosten sowie eine höhere mechanische Festigkeit gehärtetes Glas. Das Hauptproblem besteht darin, die Möglichkeit ihres langfristigen Betriebs (mehr als 30 Jahre) sicherzustellen.

Linearbeschläge Entwickelt für die Befestigung von Drähten an Isolatoren und Kabeln an Stützen und enthält die folgenden Hauptelemente: Klemmen, Verbinder, Abstandshalter usw. (Abb. 3.10).

Stützklemmen werden zum Aufhängen und Sichern von Freileitungsdrähten an Zwischenstützen mit begrenzter Steifigkeit der Dichtung verwendet (Abb. 3.10, a). Auf Ankerstützen für starre Montage Drähte verwenden Spanngirlanden und Spannklemmen - Spannung und Keil (Abb. 3.10, b, c). Verbindungsbeschläge (Ohrringe, Ohren, Klammern, Kipphebel) sind zum Aufhängen von Girlanden an Stützen bestimmt. Die Stützgirlande (Abb. 3.10, d) wird mit der Öse 1 an der Traverse des Zwischenträgers befestigt, die andere Seite wird in die Kappe des oberen Aufhängeisolators 2 gesteckt. Mit der Öse 3 wird die Stützklammer 4 daran befestigt unterer Isolator der Girlande.

Abstandshalter (Abb. 3.10, d), die in den Spannweiten von Leitungen ab 330 kV mit geteilten Phasen installiert werden, verhindern Überlappung, Kollision und Verdrehung einzelner Phasendrähte. Mit Steckverbindern werden einzelne Leitungsabschnitte mittels Oval- oder Pressverbindern verbunden (Abb. 3.10, e, g). Bei ovalen Steckverbindern sind die Drähte entweder verdrillt oder gecrimpt; Bei Pressverbindern zur Verbindung von Stahl-Aluminium-Drähten mit großen Querschnitten werden die Stahl- und Aluminiumteile getrennt gepresst.

Das Ergebnis der Entwicklung der Technologie zur Energieübertragung lange Distanzen Sind verschiedene Möglichkeiten kompakte Stromleitungen, gekennzeichnet durch einen geringeren Abstand zwischen den Phasen und dadurch geringere induktive Widerstände und Leitungswegbreiten (Abb. 3.11). Bei Verwendung von „weiblichen“ Stützen (Abb. 3.11, A) Die Abstandsreduzierung wird durch die Anordnung aller Phasenteilungsstrukturen innerhalb des „umfassenden Portals“ oder auf einer Seite der Stützsäule erreicht (Abb. 3.11, B). Die Phasennähe wird durch isolierende Abstandshalter zwischen den Phasen sichergestellt. Es wurden verschiedene Optionen für kompakte Leitungen mit nicht-traditionellen Anordnungen von Split-Phase-Drähten vorgeschlagen (Abb. 3.11, in-i).

Zusätzlich zur Reduzierung der Trassenbreite pro Einheit übertragener Leistung können kompakte Leitungen geschaffen werden, um höhere Leistungen (bis zu 8-10 GW) zu übertragen; Solche Leitungen verursachen eine geringere elektrische Feldstärke in Bodennähe und haben eine Reihe weiterer technischer Vorteile.

Zu den Kompaktleitungen zählen auch kontrollierte selbstkompensierende Leitungen und kontrollierte Leitungen mit unkonventioneller Split-Phase-Konfiguration. Es handelt sich um Doppelkreisleitungen, bei denen gleiche Phasen verschiedener Stromkreise paarweise verschoben sind. Dabei werden um einen bestimmten Winkel verschobene Spannungen an die Stromkreise angelegt. Durch den Regimewechsel mit speziellen Phasenverschiebungswinkelgeräten werden die Parameter der Leitungen gesteuert.

Frei- und Kabelstromleitungen (Stromleitungen)

Allgemeine Informationen und Definitionen

Im Allgemeinen können wir davon ausgehen, dass eine Stromübertragungsleitung (PTL) eine elektrische Leitung ist, die über das Kraftwerk oder Umspannwerk hinausgeht und dazu bestimmt ist, elektrische Energie über eine Distanz zu übertragen; es besteht aus Drähten und Kabeln, Isolierelementen und Tragkonstruktionen.

Die moderne Klassifizierung von Stromleitungen nach einer Reihe von Merkmalen ist in der Tabelle dargestellt. 13.1.

Klassifizierung von Stromleitungen

Tabelle 13.1

Bei der Klassifizierung steht an erster Stelle die Stromart. Entsprechend diesem Merkmal werden Gleichstromleitungen sowie dreiphasige und mehrphasige Wechselstromleitungen unterschieden.

Linien Gleichstrom Sie konkurrieren mit den anderen nur mit ausreichend großer Länge und übertragener Leistung, da ein erheblicher Anteil der Gesamtkosten der Stromübertragung auf die Kosten für den Bau von Endumrichterstationen entfällt.

Die am weitesten verbreiteten Linien der Welt sind dreiphasiger Wechselstrom, und in Bezug auf die Länge sind es die Luftlinien, die zwischen ihnen führen. Linien mehrphasiger Wechselstrom(sechs- und zwölfphasig) werden derzeit als nicht traditionell eingestuft.

Das wichtigste Merkmal, das den Unterschied zwischen konstruktiv und bestimmt elektrische Eigenschaften Stromleitung, ist die Nennspannung U. Zur Kategorie gehen Niederspannung Dazu gehören Leitungen mit einer Nennspannung von weniger als 1 kV. Linien mit U hou > 1 kV gehören zur Kategorie Hochspannung, und zwischen ihnen stechen die Linien hervor Mittelspannung(CH) s U iom = 3-35 kV, Hochspannung(VN) mit Du weißt schon= 110-220 kV, Ultrahochspannung(SVN) U h(m = 330-750 kV und ultrahoch Spannung (UVN) mit U hou > 1000 kV.

Aufgrund ihrer Bauart unterscheidet man zwischen Freileitungen und Kabelleitungen. Per Definition Oberleitung ist eine Stromübertragungsleitung, deren Drähte durch Masten, Isolatoren und Armaturen über dem Boden gehalten werden. Wiederum, Kabelleitung ist definiert als eine Stromübertragungsleitung, die aus einem oder mehreren Kabeln besteht, die direkt in den Boden verlegt oder in Kabelstrukturen (Kollektoren, Tunnel, Kanäle, Blöcke usw.) verlegt werden.

Sie werden anhand der Anzahl paralleler Stromkreise (l c) unterschieden, die entlang einer gemeinsamen Trasse verlegt sind einkettig (S =1), Doppelkette(u q = 2) und mehrkettig(u q > 2) Zeilen. Gemäß GOST 24291-9 B Eine einkreisige Wechselstrom-Freileitung ist definiert als eine Leitung, die über einen Satz Phasendrähte verfügt, während eine zweikreisige Freileitung über zwei Sätze verfügt. Dementsprechend handelt es sich bei einer Mehrkreis-Freileitung um eine Leitung, die über mehr als zwei Sätze Phasendrähte verfügt. Diese Kits können die gleichen oder unterschiedliche Nennspannungen haben. Im letzteren Fall wird die Leitung aufgerufen kombiniert.

Einkreisige Freileitungen werden auf einkreisigen Trägern errichtet, während zweikreisige Freileitungen entweder mit Aufhängung jeder Kette an separaten Trägern oder mit Aufhängung an einem gemeinsamen Träger (Doppelkette) errichtet werden können.

Im letzteren Fall wird natürlich die Vorfahrt des Gebiets unter der Linientrasse verringert, aber die vertikalen Abmessungen und das Gewicht der Stütze nehmen zu. Der erste Umstand ist in der Regel entscheidend, wenn die Leitung in dicht besiedelten Gebieten verläuft, in denen die Grundstückskosten normalerweise recht hoch sind. Aus dem gleichen Grund werden in einer Reihe von Ländern auf der ganzen Welt hochwertige Stützen mit Aufhängung von Ketten gleicher Nennspannung (normalerweise c und c = 4) oder unterschiedlicher Spannungen (c i c) verwendet

Basierend auf topologischen (Kreis-)Eigenschaften werden Radial- und Hauptleitungen unterschieden. Radial Unter einer Leitung versteht man eine Leitung, die nur von einer Seite mit Strom versorgt wird, d.h. aus einer einzigen Stromquelle. Magistralnaja Eine Linie wird von GOST als eine Linie definiert, von der mehrere Zweige ausgehen. Unter Ableger bezieht sich auf eine Leitung, die an einem Ende an ihrem Zwischenpunkt mit einer anderen Stromleitung verbunden ist.

Das letzte Klassifizierungszeichen ist funktionaler Zweck. Heben Sie sich hier hervor Verteilung Und Füttern Leitungen sowie intersystemische Kommunikationsleitungen. Die Aufteilung der Leitungen in Verteilungs- und Versorgungsleitungen ist recht willkürlich, da beide der Sicherstellung dienen elektrische Energie Verbrauchsstellen. Typischerweise umfassen die Verteilungsleitungen die Leitungen lokaler Stromnetze und die Versorgungsleitungen umfassen die Leitungen regionaler Netze, die die Energiezentren der Verteilungsnetze mit Strom versorgen. Systemübergreifende Kommunikationsleitungen verbinden verschiedene Energiesysteme direkt und sind für den gegenseitigen Energieaustausch sowohl im Normalbetrieb als auch in Notfällen ausgelegt.

Der Prozess der Elektrifizierung, Schaffung und Integration von Energiesystemen in ein einheitliches Energiesystem ging mit einer schrittweisen Erhöhung der Nennspannung der Stromleitungen einher, um deren Erhöhung zu erreichen Bandbreite. Dabei entstanden historisch gesehen auf dem Gebiet der ehemaligen UdSSR zwei Systeme von Nennspannungen. Die erste, gebräuchlichste, umfasst die folgende Wertereihe U Hwt: 35-110-200-500-1150 kV und der zweite -35-150-330-750 kV. Zum Zeitpunkt des Zusammenbruchs der UdSSR waren in Russland mehr als 600.000 km 35-1150-kV-Freileitungen in Betrieb. In der Folgezeit setzte sich das Längenwachstum fort, wenn auch weniger intensiv. Die entsprechenden Daten sind in der Tabelle dargestellt. 13.2.

Dynamik der Längenänderungen von Freileitungen für 1990-1999.

Tabelle 13.2