تتم حركة الكهرباء باستخدام خطوط الكهرباء. يجب أن تكون مثل هذه المنشآت مفعمة بالأمل ، وكذلك آمنة للناس والبيئة. تتحدث هذه المقالة عن ماهية خط الطاقة الكهربائية ، وتقدم أيضًا بعض المخططات البسيطة.

الاختصار لتقف على خطوط الكهرباء. يعد هذا التركيب ضروريًا لنقل الطاقة الكهربائية عبر الكابلات الموجودة في المناطق المفتوحة (الهواء) والمثبتة بالعوازل والتركيبات على الرفوف أو الدعامات. يتم أخذ مدخلات الخط أو مخرجات الخط للمفاتيح الكهربائية كنقطة بداية ونهاية خطوط الطاقة ، وللتفرع - دعم خاص ومدخل خط.

كيف تبدو محطة الطاقة؟

يمكن تقسيم الدعامات إلى:

• تلك الوسيطة الموجودة على أقسام مستقيمة من مسار التثبيت ، يتم استخدامها فقط لحمل الكابلات ؛
• يتم تثبيت المراسي بشكل أساسي على الحدود المستقيمة للخطوط العلوية ؛
• المشاركات النهائية هي نوع فرعي من أعمدة الربط ، يتم وضعها في بداية ونهاية السطر العلوي. في ظل ظروف التشغيل القياسية للتثبيت ، يأخذون الحمل من الكابلات ؛
• تستخدم رفوف خاصة لتغيير موضع الكابلات على خطوط الكهرباء ؛
• رفوف مزخرفة ، بالإضافة إلى الدعم ، فإنها تلعب دور الجمال الجمالي.

يمكن تقسيم خطوط الكهرباء إلى خطوط علوية وتحت الأرض. يكتسب هذا الأخير شعبية متزايدة بسبب سهولة التركيب والموثوقية العالية وتقليل خسائر الجهد.

ملحوظة!تختلف هذه الخطوط في طريقة التمديد وميزة التصميم. كل له ايجابيات وسلبيات.

عند العمل مع خطوط الطاقة ، من الضروري اتباع جميع قواعد السلامة ، لأنه أثناء التثبيت لا يمكنك فقط الإصابة ، ولكن أيضًا الموت.

أنواع الدعامات المستخدمة

الخصائص التقنية لخطوط الكهرباء

المعلمات الرئيسية لخط الطاقة:

• ل - الفجوات بين الرفوف أو دعامات خطوط الكهرباء ؛
• dd - مسافة بين خطوط الكابلات المجاورة ؛
• λλ - يمكن فك شفرته بطول إكليل خط الطاقة ؛
• HH - ارتفاع الرف ؛
• hh هي أقصر مسافة مسموح بها من علامة الكبل المنخفض إلى الأرض.

لا يمكن لأي شخص فك جميع خصائص المنشآت. لذلك ، يمكنك اللجوء إلى متخصص للحصول على المساعدة.

يوجد أدناه جدول خطوط نقل تم تحديثه في عام 2010. أكثر وصف كامليمكن العثور عليها في منتديات كهربائيين.

	الفولطية المقدرة ، كيلو فولت
	40	115	220	380	500	700
جاب l ، م	160-210	170-240	240-360	300-440	330-440	350-550
الفضاء د ، م	3,0	4,5	7,5	9,0	11,0	18,5
طول الطوق X ، م	0,8-1,0	1,4-1,7	2,3-2,8	3,0-3,4	4,6-5,0	6,8-7,8
ارتفاع الرف H ، m	11-22	14-32	23-42	26-44	28-33	39-42
معلمة الخط h ، m	6-7	7-8	7-8	8-11	8-14	12-24
عدد الكابلات لكل مرحلة *	1	1	2	2	3	4-6
حجم المقاطع الأسلاك ، مم 2	60-185	70-240	250-400	250-400	300-500	250-700

لتقليل عدد حالات الإغلاق في حالات الطوارئ التي تحدث أثناء الظروف الجوية السيئة ، تم تجهيز خطوط محطة الطاقة بحبال حماية من الصواعق مثبتة على رفوف فوق الكابلات وتستخدم لقمع ضربات الصواعق المباشرة في خطوط الكهرباء. وهي تشبه الكابلات المعدنية المجلفنة متعددة الأسلاك أو كابلات الألمنيوم المقوى ذات الأقسام الصغيرة.

يتم إنتاج أجهزة الحماية من الصواعق هذه واستخدامها مع نوى الألياف الضوئية المدمجة في قضبانها الأنبوبية ، والتي توفر اتصالًا متعدد القنوات. في المناطق ذات الصقيع المتكرر والشديد ، يترسب الجليد على الأسلاك وتحدث الحوادث بسبب اختراق الخطوط العلوية عند اقتراب ترهل الحبال والكابلات.

تتراوح درجة حرارة تشغيل خطوط الكهرباء من 150 إلى 200 درجة. الأسلاك غير معزولة بالداخل. يجب أن تتمتع بدرجة عالية من الموصلية ، فضلاً عن مقاومة التلف الميكانيكي.

فيما يلي وصف لخطوط الطاقة المستخدمة لنقل الكهرباء.

أنواع

تستخدم خطوط الكهرباء لنقل وتوزيع الكهرباء. يمكن تقسيم أنواع الخطوط:

• حسب نوع ترتيب الكابلات - الهواء (الموجود في في الهواء الطلق) ومغلقة (في قنوات الكابل) ؛
• حسب الوظيفة - طويل جدًا للطرق السريعة والتوزيع.

يمكن أيضًا تقسيم خطوط الطاقة العلوية إلى أنواع فرعية ، والتي تعتمد على الموصلات ونوع التيار والطاقة والمواد الخام المستخدمة. هذه التصنيفات مفصلة أدناه.

التيار المتناوب

وفقًا لنوع التيار ، يمكن تقسيم خطوط الكهرباء إلى مجموعتين. أولها خطوط طاقة التيار المستمر. تساعد مثل هذه التركيبات على تقليل الخسائر عند نقل الطاقة ، وبالتالي يتم استخدامها لنقل التيار عبر مسافات طويلة. يحظى هذا النوع من خطوط نقل الطاقة بشعبية كبيرة في البلدان الأوروبية ، ولكن في روسيا يمكن حساب خطوط الطاقة هذه على الأصابع. تعمل العديد من خطوط السكك الحديدية على التيار المتردد.

مخطط نقل الطاقة

التيار المباشر

المجموعة الثانية هي خطوط طاقة التيار المستمر ، حيث تكون الطاقة هي نفسها دائمًا بغض النظر عن الاتجاه والمقاومة. يتم تشغيل جميع المنشآت في روسيا تقريبًا بواسطة التيار المباشر. من الأسهل إنتاجها وتشغيلها ، لكن الخسائر أثناء حركة التيار غالبًا ما تصل إلى 10 كيلو واط / كم لمدة ستة أشهر على خط كهرباء بجهد 450 كيلو فولت.

تصنيف خط الكهرباء

يمكن تصنيف هذه التركيبات حسب الغرض والجهد وطريقة التشغيل وما إلى ذلك. كل عنصر موصوف بالتفصيل أدناه.

حسب نوع التيار

في السنوات الاخيرةيتم نقل الكهرباء بشكل أساسي على التيار المتردد. هذه الطريقة شائعة لأن كمية كبيرةتنتج مصادر الكهرباء جهدًا متناوبًا (باستثناء المصادر الفردية ، مثل الألواح الشمسية) ، والمستهلك الرئيسي هو تركيبات التيار المتناوب.

مخطط الأسلاك للخطوط العلوية

في كثير من الأحيان يكون نقل الطاقة DC أكثر ملاءمة. لتقليل الفاقد في خطوط الطاقة ، أثناء نقل الطاقة الكهربائية على أي نوع من التيار ، بمساعدة المحولات (TT) ترفع الجهد.

أيضًا ، عند التحويل من التثبيت إلى المستهلك بالتيار المباشر ، من الضروري تحويل الطاقة الكهربائية من التيار المتردد إلى التيار المباشر ؛ لهذا ، هناك مقومات خاصة.

حسب الوجهة

حسب الغرض من خطوط الكهرباء يمكن تقسيمها إلى عدة أنواع. حسب المسافة ، تنقسم الخطوط إلى:

• طويل جدا. في خطوط الطاقة هذه ، سيكون الجهد أكثر من 500 كيلوفولت. يتم استخدامها لنقل الطاقة لمسافات طويلة. في الأساس ، فهي ضرورية من أجل الجمع بين أنظمة الطاقة المختلفة أو عناصرها ؛

• صُندُوق. تأتي هذه الخطوط بجهد 220 أو 380 كيلو فولت. تتحد مع بعضها البعض مراكز طاقة كبيرة أو منشآت مختلفة ؛
• توزيع. يشمل هذا النوع أنظمة بجهد 35 و 110 و 150 كيلو فولت. يتم استخدامها لتوحيد المناطق ومراكز التغذية الصغيرة ؛
• إمداد الناس بالكهرباء. الجهد - لا يزيد عن 20 كيلو فولت ، الأنواع الأكثر شيوعًا هي 6 و 10 كيلو فولت. تجلب خطوط الكهرباء هذه الطاقة إلى نقاط التوزيع ، ثم إلى الأشخاص في المنزل.

بالجهد

وفقًا للجهد الأساسي ، يتم تقسيم خطوط الطاقة هذه بشكل أساسي إلى مجموعتين رئيسيتين. بجهد منخفض حتى 1 ك.ف. تشير GOSTs إلى أربعة جهود رئيسية ، 40 و 220 و 380 و 660 فولت.

بجهد أعلى من 1 كيلو فولت. يصف GOST 12 معلمة هنا ، متوسط ​​المؤشرات - من 3 إلى 35 كيلو فولت ، مرتفع - من 100 إلى 220 كيلو فولت ، الأعلى - 330 ، 500 و 700 كيلو فولت وعالي جدًا - أكثر من 1 ميجا فولت. ويسمى أيضًا الجهد العالي.

حسب نظام عمل المحايدين في التركيبات الكهربائية

يمكن تقسيم هذه التركيبات إلى أربع شبكات:

• ثلاث مراحل ، حيث لا يوجد أساس. في الأساس ، يتم استخدام هذا المخطط في الشبكات ذات الفولتية حتى 35 كيلو فولت ، حيث تتحرك التيارات الصغيرة ؛
• ثلاث مراحل ، حيث يوجد تأريض باستخدام المحاثة. يسمى هذا التثبيت أيضًا بالنوع الأرضي الرنان. في مثل هذه الخطوط العلوية ، يتم استخدام جهد من 3 إلى 35 كيلو فولت ، حيث تتحرك التيارات الكبيرة ؛
• ثلاث مراحل ، حيث يوجد أرضية كاملة. يتم استخدام وضع التشغيل المحايد هذا في الخطوط العلوية ذات الفولتية المتوسطة والعالية. هنا تحتاج إلى استخدام المحولات الحالية ؛
• محايد مؤرض. تعمل هنا الخطوط العلوية بجهد أقل من 1.0 كيلو فولت أو أكثر من 220 كيلو فولت.

عملية التركيب

حسب طريقة التشغيل حسب الحالة الميكانيكية

يوجد أيضًا فصل من هذا القبيل لخطوط الطاقة ، والذي يوفر الحالة الخارجية لجميع أجزاء التثبيت. هذه خطوط كهرباء في حالة جيدة ، حيث تكون الكابلات والرفوف والأشياء الأخرى جديدة تقريبًا. ينصب التركيز الرئيسي على جودة الكابلات والحبال ، ولا ينبغي أن تتلف ميكانيكيًا.

هناك أيضًا حالة طوارئ ، حيث تكون جودة الكابلات والحبال منخفضة جدًا. تتطلب مثل هذه التركيبات إصلاحًا فوريًا.

• خطوط الطاقة في حالة عمل جيدة - جميع المكونات جديدة وغير تالفة ؛
• خطوط الطوارئ - مع تلف واضح للأسلاك ؛
• خطوط التركيب - أثناء تركيب الرفوف والكابلات والحبال.

من الضروري فقط لكهربائي متمرس تحديد حالة خطوط الكهرباء.

إذا كان التثبيت طارئًا ، فقد يؤدي ذلك إلى عدد من العواقب. على سبيل المثال ، لن يتم توفير الطاقة باستمرار ، ومن الممكن حدوث ماس كهربائي ، ويمكن أن تتسبب الأسلاك العارية في نشوب حريق عند ملامستها. إذا لم يتم تثبيت خط الكهرباء في الوقت المحدد وحدثت عواقب لا يمكن إصلاحها ، فقد يؤدي ذلك إلى غرامات ضخمة.

خطوط طاقة الكابلات الأرضية

الغرض من الخطوط الهوائية

تسمى هذه الخطوط العلوية التركيبات التي تُستخدم لنقل وتوزيع الطاقة الكهربائية عبر الكابلات الموجودة في الهواء الطلق والمثبتة بمساعدة رفوف خاصة. يتم تثبيت الخطوط العلوية واستخدامها في مجموعة متنوعة من الظروف الجوية والمناطق الجغرافية المعرضة للتأثيرات الجوية (هطول الأمطار وتغيرات درجات الحرارة والرياح).

لذلك ، يجب تركيب الخطوط العلوية مع مراعاة عوامل الطقس ، وتلوث الغلاف الجوي ، ومتطلبات التمديد (لمدينة ، حقل ، قرية) ، وما إلى ذلك. يجب أن يتوافق التثبيت مع عدد من القواعد واللوائح:

• تكلفة فعالة من حيث التكلفة ؛
• الموصلية الكهربائية العالية ، قوة الحبال والرفوف المستخدمة ؛
• مقاومة التلف الميكانيكي والتآكل.
• كن آمناً على الطبيعة والإنسان ، لا تحتل الكثير من الأراضي الحرة.

كيف تبدو العوازل؟

ما هو جهد خط الكهرباء

وفقًا لبعض الخصائص ، يمكنك معرفة جهد خطوط الطاقة من خلال مظهر. أول شيء يجب الانتباه إليه هو العازل. كلما زاد عددهم في التثبيت ، زادت قوته.

أشهر العوازل للخطوط الهوائية 0.4 كيلو فولت. عادة ما تكون مصنوعة من الزجاج المتين. من خلال عددهم يمكن تحديده في السلطة.

VL-6 و VL-10 متشابهان في الشكل ، لكنهما أكبر بكثير. بالإضافة إلى تثبيت الدبوس ، يتم استخدام هذه العوازل أحيانًا بنفس طريقة استخدام أكاليل في عينة واحدة أو عينتين.

ملحوظة!على خط علوي بجهد 35 كيلو فولت ، غالبًا ما يتم تثبيت العوازل المعلقة ، على الرغم من أنه في بعض الأحيان يمكنك رؤية نوع الدبوس. يتكون الطوق من ثلاثة إلى خمسة أنواع.

يمكن أن يكون عدد البكرات في إكليل كما يلي:

• VL-110kV - 6 بكرات ؛
• VL-220kV - 10 بكرات ؛
• VL-330kV - 12 بكرة ؛
• VL-500kV - 22 بكرة ؛
• VL-750kV - من 20 وما فوق.

كيف تعرف قوة خطوط الكهرباء

يمكنك أيضًا معرفة الجهد بعدد الكابلات:

• عدد الأسلاك VL-0.4 كيلو فولت من 2 إلى 4 وأكثر ؛
• VL-6 ، 10 كيلو فولت - ثلاثة كابلات فقط لكل وحدة ؛
• VL-35 kV ، 110 kV - لكل عازل سلك خاص به ؛
• VL-220 كيلو فولت - لكل عازل سلك كبير واحد ؛
• VL-330 kV - على مراحل من كبلين ؛
• VL-750 كيلو فولت - من 3 إلى 5 أسلاك.

في الختام ، تجدر الإشارة إلى أن في العالم الحديثمن المستحيل الاستغناء عن خطوط الكهرباء. إنهم يزودون الدولة بأكملها بالكهرباء. في الوقت الحاضر ، الهواء و خطوط طاقة الكابلاتفي كل مكان.

تسمى الخطوط العلوية الخطوط المخصصة لنقل وتوزيع الطاقة الكهربية عبر الأسلاك الموجودة في الهواء الطلق والمدعومة بالدعامات والعوازل. يتم إنشاء خطوط الطاقة العلوية وتشغيلها في مجموعة متنوعة من الظروف المناخية والمناطق الجغرافية ، وتخضع للتأثيرات الجوية (الرياح والجليد والمطر وتغيرات درجات الحرارة).

في هذا الصدد ، يجب بناء الخطوط العلوية مع مراعاة الظواهر الجوية ، وتلوث الهواء ، وظروف التمديد (المناطق ذات الكثافة السكانية المنخفضة ، والمناطق الحضرية ، والمؤسسات) ، وما إلى ذلك. يجب أن تفي بعدد من المتطلبات: التكلفة المقبولة اقتصاديًا ، والتوصيل الكهربائي الجيد والقوة الميكانيكية الكافية لمواد الأسلاك والكابلات ، ومقاومتها للتآكل ، هجوم كيميائي؛ يجب أن تكون الخطوط آمنة كهربائيًا وبيئيًا ، وتحتل مساحة صغيرة.

التصميم الإنشائي للخطوط الهوائية. العناصر الهيكلية الرئيسية للخطوط العلوية هي الدعامات والأسلاك وكابلات الحماية من الصواعق والعوازل والتجهيزات الخطية.

وفقًا لتصميم الدعامات ، فإن الخطوط العلوية أحادية الدائرة ومزدوجة الدائرة هي الأكثر شيوعًا. يمكن بناء ما يصل إلى أربع دوائر على مسار الخط. مسار الخط - شريط من الأرض يُبنى عليه خط. تجمع دائرة واحدة لخط علوي عالي الجهد بين ثلاثة أسلاك (مجموعات من الأسلاك) لخط ثلاثي الطور ، في خط جهد منخفض - من ثلاثة إلى خمسة أسلاك. بشكل عام ، يتميز الجزء الهيكلي للخط العلوي (الشكل 3.1) بنوع الدعامات وأطوال الامتداد والأبعاد الكلية وتصميم الطور وعدد العوازل.

يتم اختيار أطوال الامتداد للخطوط العلوية l لأسباب اقتصادية ، لأنه مع زيادة طول الامتداد ، يزداد ارتخاء الأسلاك ، من الضروري زيادة ارتفاع الدعامات H حتى لا تنتهك الحجم المسموح به من الخط h (الشكل 3.1 ، ب) ، في حين أن عدد الدعامات سينخفض ​​وخط العوازل. مقياس الخط - يجب أن تكون أصغر مسافة من أدنى نقطة في السلك إلى الأرض (الماء ، والطريق) لضمان سلامة الأشخاص والمركبات تحت الخط.

تعتمد هذه المسافة على الجهد المقنن للخط وظروف المنطقة (مأهولة بالسكان ، غير مأهولة). تعتمد المسافة بين المراحل المتجاورة للخط بشكل أساسي على جهده المقنن. يتم تحديد تصميم مرحلة الخط العلوي بشكل أساسي من خلال عدد الأسلاك في المرحلة. إذا كانت المرحلة مصنوعة من عدة أسلاك ، فإنها تسمى الانقسام. يتم تقسيم مراحل الخطوط العلوية للجهد العالي والفائق. في هذه الحالة ، يتم استخدام سلكين في مرحلة واحدة عند 330 (220) كيلو فولت ، ثلاثة - عند 500 كيلو فولت ، أربعة أو خمسة - عند 750 كيلو فولت ، ثمانية ، أحد عشر - عند 1150 كيلو فولت.

الخطوط العلوية. دعامات VL عبارة عن هياكل مصممة لدعم الأسلاك بالارتفاع المطلوب فوق الأرض أو الماء أو نوعًا من الهياكل الهندسية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تعليق الكابلات الفولاذية المؤرضة على دعامات ، إذا لزم الأمر ، لحماية الأسلاك من ضربات الصواعق المباشرة والجهد الزائد ذي الصلة.

تتنوع أنواع وتصميمات الدعامات. اعتمادًا على الغرض والموضع على الخط العلوي ، يتم تقسيمهم إلى وسيط ومرساة. تختلف الدعامات في المواد والتصميم وطريقة ربط الأسلاك وربطها. اعتمادًا على المواد ، فهي خشبية وخرسانة مسلحة ومعدنية.

دعامات وسيطةأبسط ، تعمل على دعم الأسلاك في أقسام مستقيمة من الخط. هم الأكثر شيوعًا ؛ حصتهم في المتوسط ​​80-90٪ من العدد الإجمالي لدعم الخطوط الهوائية. يتم تثبيت الأسلاك عليها بمساعدة أكاليل (معلقة) من العوازل أو عوازل الدبوس. يتم تحميل الدعامات الوسيطة في الوضع العادي بشكل أساسي من وزن الأسلاك والكابلات والعوازل ، وتتدلى أكاليل العوازل المعلقة عموديًا.

يدعم المرساةمثبتة في أماكن التثبيت الصلب للأسلاك ؛ وهي مقسمة إلى نهائية وزاوية وسيطة وخاصة. دعامات المرساة ، المصممة للمكونات الطولية والعرضية لتوتر الأسلاك (توجد أكاليل التوتر للعوازل أفقيًا) ، تواجه أكبر الأحمال ، وبالتالي فهي أكثر تعقيدًا وأكثر تكلفة من تلك الوسيطة ؛ يجب أن يكون عددهم في كل سطر في حده الأدنى.

على وجه الخصوص ، فإن دعامات النهاية والزاوية ، المثبتة في نهاية الخط أو عند منعطفه ، تواجه توترًا ثابتًا للأسلاك والكابلات: من جانب واحد أو من خلال ناتج زاوية الدوران ؛ يتم أيضًا حساب المراسي الوسيطة المثبتة على مقاطع مستقيمة طويلة للتوتر أحادي الجانب ، والذي يمكن أن يحدث عندما ينكسر جزء من الأسلاك في الامتداد المجاور للدعم.

الدعامات الخاصة هي من الأنواع التالية: انتقالية - للمساحات الكبيرة التي تعبر الأنهار والوديان ؛ خطوط الفروع - لعمل الفروع من الخط الرئيسي ؛ انتقالي - لتغيير ترتيب موقع الأسلاك على الدعم.

إلى جانب الغرض (النوع) ، يتم تحديد تصميم الدعم من خلال عدد الخطوط العلوية والموضع النسبي للأسلاك (المراحل). تصنع الدعامات (والخطوط) في إصدار أحادي أو مزدوج الدائرة ، بينما يمكن وضع الأسلاك الموجودة على الدعامات في مثلث ، أفقيًا ، شجرة عيد الميلاد معكوسة ومسدس أو برميل (الشكل 3.2).

يتسبب الترتيب غير المتماثل لأسلاك الطور فيما يتعلق ببعضها البعض (الشكل 3.2) في المحاثات والسعات غير المتكافئة في المراحل المختلفة. لضمان تناسق نظام ثلاثي الطور ومحاذاة طور للمعلمات التفاعلية على خطوط طويلة (أكثر من 100 كم) بجهد 110 كيلو فولت وما فوق ، يتم إعادة ترتيب الأسلاك في الدائرة (نقلها) باستخدام دعامات مناسبة.

مع دورة كاملة للتبديل ، يحتل كل سلك (طور) بالتساوي على طول الخط في سلسلة موقع جميع المراحل الثلاث على الدعم (الشكل 3.3).

دعامات خشبية(الشكل 3.4) مصنوعة من خشب الصنوبر أو الصنوبر وتستخدم في خطوط بجهد يصل إلى 110 كيلو فولت في مناطق الغابات ، والآن أقل وأقل. العناصر الرئيسية للدعامات هي أولاد الزوج (الملحقات) 1 ، الرفوف 2 ، العبور 3 ، الأقواس 4 ، القضبان السفلية 6 والقضبان العرضية 5. الدعامات سهلة التصنيع ورخيصة وسهلة النقل. عيبهم الرئيسي هو هشاشتهم بسبب تعفن الخشب ، على الرغم من معالجته بمطهر. يزيد استخدام أطفال السلالم (المرفقات) من الخرسانة المسلحة من عمر خدمة الدعامات حتى 20-25 عامًا.

تستخدم دعامات الخرسانة المسلحة (الشكل 3.5) على نطاق واسع في الخطوط ذات الجهد حتى 750 كيلو فولت. يمكن أن تكون قائمة بذاتها (وسيطة) ولها دعامات (مرساة). دعامات الخرسانة المسلحة أكثر متانة من الدعامات الخشبية ، وسهلة التشغيل ، وأرخص من المعدن.

تستخدم دعامات معدنية (فولاذية) (شكل 3.6) في خطوط بجهد 35 كيلو فولت وما فوق. تشمل العناصر الرئيسية الرفوف 1 ، والأجزاء 2 ، ورفوف الكابلات 3 ، والأقواس 4 ، والأساس 5. وهي قوية وموثوقة ، ولكنها كثيفة المعادن ، وتشغل مساحة كبيرة ، وتتطلب أساسات خاصة من الخرسانة المسلحة للتركيب ويجب دهانها أثناء التشغيل للحماية من التآكل.

تُستخدم الأعمدة المعدنية في الحالات التي يكون فيها من الصعب تقنيًا وغير اقتصادي بناء خطوط علوية على أعمدة خشبية وخرسانية مسلحة (عبور الأنهار ، والوديان ، وصنابير من الخطوط العلوية ، وما إلى ذلك).

في روسيا ، تم تطوير دعامات من المعدن الموحد والخرسانة المسلحة من أنواع مختلفة للخطوط الهوائية من جميع الفولتية ، مما يجعل من الممكن إنتاجها بكميات كبيرة وتسريع وتقليل تكلفة إنشاء الخط.

أسلاك الخطوط العلوية.

تم تصميم الأسلاك لنقل الكهرباء. إلى جانب الموصلية الكهربائية الجيدة (ربما مقاومة كهربائية أقل) ، والقوة الميكانيكية الكافية ومقاومة التآكل ، يجب أن تفي بظروف الاقتصاد. لهذا الغرض ، يتم استخدام الأسلاك من أرخص المعادن - الألومنيوم والصلب وسبائك الألومنيوم الخاصة. على الرغم من أن النحاس لديه أعلى موصلية ، إلا أن الأسلاك النحاسية لا تستخدم في الخطوط الجديدة بسبب التكلفة الكبيرة والحاجة إلى أغراض أخرى.

يُسمح باستخدامها في شبكات الاتصال ، في شبكات شركات التعدين.

على الخطوط العلوية ، يتم استخدام الأسلاك (العارية) غير المعزولة في الغالب. وفقًا للتصميم ، يمكن أن تكون الأسلاك مفردة ومتعددة الأسلاك ، مجوفة (الشكل 3.7). يتم استخدام الأسلاك الأحادية ، خاصة الأسلاك الفولاذية ، إلى حد محدود في شبكات الجهد المنخفض. لإعطاء مرونة وقوة ميكانيكية أكبر ، فإن الأسلاك مصنوعة من أسلاك متعددة من معدن واحد (ألمنيوم أو صلب) ومن معدنين (مجتمعين) - الألومنيوم والصلب. يزيد الفولاذ الموجود في السلك من القوة الميكانيكية.

بناءً على ظروف القوة الميكانيكية ، يتم استخدام أسلاك الألمنيوم من الدرجات A و AKP (الشكل 3.7) في الخطوط الهوائية بجهد يصل إلى 35 كيلو فولت. يمكن أيضًا تصنيع الخطوط العلوية 6-35 كيلوفولت بأسلاك من الصلب والألمنيوم ، وخطوط أعلى من 35 كيلوفولت يتم تركيبها حصريًا بأسلاك من الصلب والألمنيوم.

تحتوي أسلاك الفولاذ والألمنيوم على طبقات من أسلاك الألمنيوم حول قلب الفولاذ. عادةً ما تكون مساحة المقطع العرضي للجزء الفولاذي أقل بـ 4-8 مرات من الألمنيوم ، لكن الفولاذ يأخذ حوالي 30-40٪ من إجمالي الحمل الميكانيكي ؛ يتم استخدام هذه الأسلاك في الخطوط ذات الامتدادات الطويلة وفي المناطق ذات الظروف المناخية الأكثر قسوة (مع سمك أكبر للجدار الجليدي).

تشير درجة أسلاك الفولاذ والألمنيوم إلى المقطع العرضي لأجزاء الألمنيوم والفولاذ ، على سبيل المثال ، AC 70/11 ، بالإضافة إلى بيانات عن الحماية ضد التآكل ، على سبيل المثال ، AKS ، ASKP - نفس أسلاك التيار المتردد ، ولكن مع حشو قلب (C) أو جميع الأسلاك (P) مع شحم مضاد للتآكل ؛ ASC - نفس السلك مثل التيار المتردد ، ولكن بقلب مغطى بغشاء بولي إيثيلين. تستخدم الأسلاك ذات الحماية ضد التآكل في المناطق التي يتلوث فيها الهواء بشوائب مدمرة للألمنيوم والفولاذ. يتم تطبيع المناطق المقطعية للأسلاك بواسطة معيار الدولة.

يمكن إجراء زيادة في أقطار الأسلاك مع نفس استهلاك مادة الموصل باستخدام أسلاك ذات حشو عازل وأسلاك مجوفة (الشكل 3.7 ، د ، هـ).يقلل هذا الاستخدام من خسائر الإكليل (انظر القسم 2.2). تستخدم الأسلاك المجوفة بشكل أساسي لقضبان التوصيل للمفاتيح الكهربائية 220 كيلو فولت وما فوق.

تتمتع الأسلاك المصنوعة من سبائك الألومنيوم (AN - غير المعالجة بالحرارة ، AJ - المعالجة بالحرارة) بقوة ميكانيكية أكبر مقارنة بالألمنيوم ونفس الموصلية الكهربائية تقريبًا. يتم استخدامها في الخطوط العلوية بجهد يزيد عن 1 كيلو فولت في المناطق التي يصل سمك جدارها الجليدي إلى 20 مم.

الخطوط العلوية ذات الأسلاك المعزولة ذاتية الدعم بجهد 0.38-10 كيلوفولت تجد استخدامًا متزايدًا. في الخطوط ذات الجهد 380/220 فولت ، تتكون الأسلاك من سلك عاري للحامل ، وهو صفر ، وثلاثة أسلاك طور معزولة ، وسلك واحد معزول (أي مرحلة) للإضاءة الخارجية. يتم لف الأسلاك المعزولة بالطور حول السلك الحامل المحايد (الشكل 3.8).

السلك الحامل من الصلب والألومنيوم ، وأسلاك الطور من الألمنيوم. هذا الأخير مغطى ببولي إيثيلين مقاوم للضوء (سلك متصالب) مقاوم للحرارة (سلك من النوع APV). تشمل مزايا الخطوط العلوية مع الأسلاك المعزولة على الخطوط ذات الأسلاك العارية عدم وجود عوازل على الدعامات ، والاستخدام الأقصى لارتفاع الدعم للأسلاك المعلقة ؛ ليست هناك حاجة لقطع الأشجار في المنطقة التي يمر بها الخط.

تعمل كبلات البرق ، جنبًا إلى جنب مع فجوات الشرر ، والمانع ، ومحددات الجهد وأجهزة التأريض ، على حماية الخط من الجهد الزائد في الغلاف الجوي (تصريفات البرق). يتم تعليق الكابلات فوق أسلاك الطور (الشكل 3.5) على الخطوط العلوية بجهد 35 كيلو فولت وما فوق ، اعتمادًا على منطقة نشاط البرق ومادة الدعامات ، والتي تنظمها قواعد التركيب الكهربائي (PUE) .

عادةً ما تستخدم الحبال الفولاذية المجلفنة من الدرجات C 35 و C 50 و C 70 كأسلاك للحماية من الصواعق ، وتستخدم أسلاك الفولاذ والألمنيوم عند استخدام الكابلات للاتصالات عالية التردد. يجب أن يتم تثبيت الكابلات على جميع دعامات الخطوط العلوية بجهد 220-750 كيلو فولت باستخدام عازل مغطى بفجوة شرارة. على خطوط 35-110 كيلو فولت ، يتم تثبيت الكابلات على دعامات وسيطة من المعدن والخرسانة المسلحة بدون عزل الكابلات.

عوازل خط الهواء. العوازل مصممة لعزل وتثبيت الأسلاك. وهي مصنوعة من البورسلين والزجاج المقسّى - وهي مواد ذات قوة ميكانيكية وكهربائية عالية ومقاومة للعوامل الجوية. من المزايا الأساسية للعوازل الزجاجية أنه عند تلفها ، يتكسر الزجاج المقسى. هذا يجعل من السهل العثور على العوازل التالفة على الخط.

وفقًا للتصميم ، طريقة التثبيت على الدعم ، يتم تقسيم العوازل إلى عوازل دبوسية وتعليق. تُستخدم عوازل الدبوس (الشكل 3.9 ، أ ، ب) للخطوط ذات الفولتية حتى 10 كيلو فولت ونادرًا (للأقسام الصغيرة) 35 كيلو فولت. وهي متصلة بالدعامات بخطافات أو دبابيس. عوازل التعليق (الشكل 3.9 ، الخامس)تستخدم في الخطوط الهوائية بجهد 35 ك.ف. وهي تتكون من جزء عازل من البورسلين أو الزجاج 1 ، وغطاء من حديد الدكتايل 2 ، وقضيب معدني 3 ، ورابط أسمنتي 4.

يتم تجميع العوازل في أكاليل (الشكل 3.9 ، ز):دعم على دعامات وسيطة وشد - على المرساة. يعتمد عدد العوازل في إكليل على الجهد ونوع ومواد الدعامات وتلوث الغلاف الجوي. على سبيل المثال ، في خط 35 كيلو فولت - 3-4 عوازل ، 220 كيلو فولت - 12-14 ؛ على سطور مع أعمدة خشبيةمع زيادة مقاومة الصواعق ، يكون عدد العوازل في الطوق أقل بواحد من الخطوط ذات الدعامات المعدنية ؛ في أكاليل التوتر التي تعمل في أصعب الظروف ، يتم تثبيت 1-2 عوازل أكثر من تلك التي تدعمها.

تم تطوير العوازل التي تستخدم المواد البوليمرية وتخضع لاختبارات صناعية تجريبية. إنها عنصر قضيب مصنوع من الألياف الزجاجية ، محمي بطبقة بأضلاع مصنوعة من البلاستيدات الفلورية أو مطاط السيليكون. عوازل القضيب ، بالمقارنة مع العوازل المعلقة ، لها وزن وتكلفة أقل ، وقوة ميكانيكية أعلى من تلك المصنوعة منها زجاج صلب. المشكلة الرئيسية هي ضمان إمكانية عملهم على المدى الطويل (أكثر من 30 عامًا).

التعزيز الخطيتم تصميمه لربط الأسلاك بالعوازل والكابلات بالدعامات ويحتوي على العناصر الرئيسية التالية: المشابك والموصلات والفواصل وما إلى ذلك (الشكل 3.10).

تستخدم المشابك الداعمة لتعليق وتثبيت الخطوط العلوية على دعامات وسيطة بصلابة إنهاء محدودة (الشكل 3.10 ، أ). على دعامات المرساة للتثبيت الصلب للأسلاك ، يتم استخدام أكاليل التوتر ومشابك التوتر - التوتر والإسفين (الشكل 3.10 ، ب ، ج). تركيبات التوصيل (الأقراط ، الأذنين ، الأقواس ، أذرع الروك) مصممة لتعليق أكاليل الزهور على الدعامات. يتم تثبيت الطوق الداعم (الشكل 3.10 ، د) على عبور الدعامة الوسيطة بمساعدة القرط 1 ، الذي يتم إدخاله مع الجانب الآخر في غطاء عازل التعليق العلوي 2. يتم استخدام العيينة 3 في اربط المشبك الداعم 4 بالعازل السفلي للإكليل.

فواصل المسافة (الشكل 3.10 ، هـ) ، المثبتة في مسافات من 330 كيلو فولت وخطوط أعلى مع أطوار مقسمة ، تمنع الجلد والاصطدام والتواء أسلاك الطور الفردية. تُستخدم الموصلات لتوصيل أقسام فردية من الأسلاك باستخدام موصلات بيضاوية أو ضاغطة (الشكل 3.10 ، ه ، ز).في الموصلات البيضاوية ، تكون الأسلاك إما ملتوية أو مجعدة ؛ في الموصلات المضغوطة المستخدمة لتوصيل أسلاك الفولاذ والألمنيوم ذات المقاطع العرضية الكبيرة ، يتم ضغط أجزاء الصلب والألمنيوم بشكل منفصل.

نتيجة تطوير تقنية نقل EE عبر مسافات طويلة هي خيارات مختلفةخطوط نقل مدمجة ، تتميز بمسافة أصغر بين المراحل ، ونتيجة لذلك ، مقاومة حثي أصغر وعرض مسار الخط (الشكل 3.11). عند استخدام دعامات من "نوع التغطية" (الشكل 3.11 ، أ)يتم تحقيق تقليل المسافة بسبب موقع جميع هياكل تقسيم الطور داخل "بوابة المغلف" ، أو على جانب واحد من رف الدعم (الشكل 3.11 ، ب).يتم ضمان تقارب المراحل بمساعدة الفواصل العازلة بين الطور. تم اقتراح خيارات مختلفة للخطوط المدمجة مع تخطيطات الأسلاك غير التقليدية لمراحل الانقسام (الشكل 3.11 ، في و).

بالإضافة إلى تقليل عرض المسار لكل وحدة من وحدات الطاقة المرسلة ، يمكن إنشاء خطوط مدمجة لنقل الطاقة المتزايدة (حتى 8-10 جيجاوات) ؛ تسبب هذه الخطوط شدة مجال كهربائي أقل على مستوى الأرض ولها عدد من المزايا التقنية الأخرى.

تتضمن الخطوط المدمجة أيضًا خطوطًا ذاتية التعويض وخطوطًا محكومة بتكوين غير تقليدي لمراحل الانقسام. إنها خطوط ذات دائرة مزدوجة يتم فيها إزاحة أطوار الدوائر المختلفة التي تحمل الاسم نفسه في أزواج. في هذه الحالة ، تحولت الفولتية بواسطة زاوية معينة. نظرًا لتغيير النظام بمساعدة الأجهزة الخاصة لزاوية تحول الطور ، يتم التحكم في معلمات الخط.

خط الكابلات (CL)- خط لنقل الكهرباء ، يتكون من واحد أو أكثر من الكابلات المتوازية ، تم تصنيعه بطريقة ما عن طريق التمديد (الشكل 1.29). يتم وضع خطوط الكابلات حيث يكون إنشاء الخطوط العلوية مستحيلًا بسبب منطقة ضيقة وغير مقبولة من حيث لوائح السلامة وغير عملية من حيث المؤشرات الاقتصادية والمعمارية والتخطيطية والمتطلبات الأخرى. تم العثور على أكبر تطبيق لـ CL في نقل وتوزيع كفاءة الطاقة في المؤسسات الصناعية وفي المدن (أنظمة إمداد الطاقة الداخلية) عند نقل كفاءة الطاقة عبر المسطحات المائية الكبيرة

مزايا ومزايا خطوط الكابلات مقارنة بالخطوط العلوية: مقاومة الطقس ، وسرية المسار وعدم إمكانية الوصول إلى الأشخاص غير المصرح لهم ، وأضرار أقل ، واكتناز الخط وإمكانية تطوير واسع لإمدادات الطاقة للمستهلكين في المناطق الحضرية والصناعية. ومع ذلك ، فإن خطوط الكابلات أغلى بكثير من خطوط الهواء من نفس الجهد (في المتوسط ​​2-3 مرات للخطوط من 6-35 كيلو فولت و 5-6 مرات للخطوط 110 كيلو فولت وما فوق) ، وهي أكثر صعوبة في الإنشاء والتشغيل.

أرز. 1.29 طرق مد الكابلات وهياكل الكابلات: أ - الخندق الترابي. ب- جامع ج- نفق. قناة ز د - ممر علوي ه - بلوك

في تكوين CLيشمل: الكابلات ، ومعدات توصيل أقسام الكابلات وتقسيمها ، وربط أطراف الكابلات بالمعدات وأشرطة التوصيل للمفاتيح الكهربائية (تركيبات الكابلات - أدوات التوصيل المختلفة بشكل أساسي) ، وهياكل المباني ، وعناصر التثبيت ، فضلاً عن معدات تكوين النفط أو الغاز (للزيت - والكابلات المملوءة بالغاز).

يتوافق تصنيف خطوط الكابلات بشكل أساسي مع تصنيف الكابلات المضمنة فيها. الميزات الرئيسية هي:

نوع التيار

الفولطية؛

عدد العناصر الحاملة للتيار ؛

مواد عازلة كهربائية

طبيعة التشريب وطريقة زيادة القوة الكهربائية لعزل الورق ؛

مادة غمد.

(لا تغطي هذه الميزات سوى الكابلات التي تعمل في ظل ظروف تبريد مجانية. وهناك كبلات بها ماء قسري أو تبريد بالزيت ، بالإضافة إلى الكابلات المبردة.)

كابل- منتج مصنع نهائي ، يتكون من نوى معزولة موصلة للتيار ومحاطة بغلاف محكم ودرع وقائي يحميها من الرطوبة والأحماض والأضرار الميكانيكية. تحتوي كابلات الطاقة على واحد إلى أربعة موصلات من الألومنيوم أو النحاس مع مقطع عرضي يتراوح من 1.5 إلى 2000 مم 2. النوى ذات المقطع العرضي حتى 16 مم 2 - سلك واحد ، فوق - متعدد الأسلاك. وفقًا لشكل المقطع العرضي ، تكون الموصلات مستديرة أو مقطعية أو قطاعية.

تصنع الكابلات بجهد يصل إلى 1 كيلو فولت ، كقاعدة عامة ، رباعي النواة ، الجهد 6-35 كيلو فولت - ثلاثي النواة ، والجهد 110-220 كيلو فولت - أحادي النواة.

الأغطية الواقية مصنوعة من الرصاص والألمنيوم والمطاط والـ PVC. في كبلات 35 كيلو فولت ، يتم وضع كل قلب بالإضافة إلى ذلك في غلاف من الرصاص ، مما يخلق اتساقًا أكثر الحقل الكهربائيويحسن تبديد الحرارة. تنسيق الحقل الكهربائيبالنسبة للكابلات ذات العزل البلاستيكي والغلاف ، يتم تحقيق ذلك عن طريق حماية كل قلب بورق شبه موصل.

في الكابلات بجهد 1-35 كيلو فولت ، لزيادة القوة الكهربائية ، يتم وضع طبقة عازلة للحزام بين النوى المعزولة والغمد.

درع الكابلات المصنوع من أشرطة فولاذية أو أسلاك فولاذية مجلفنة محمي من التآكل بغطاء خارجي من خيوط الكابلات المشبعة بالبيتومين والمغلفة بالطباشير.

في الكابلات ذات الجهد الكهربائي 110 كيلو فولت وما فوق ، لزيادة القوة الكهربائية لعزل الورق ، يتم ملؤها بالغاز أو الزيت تحت ضغط (كابلات مملوءة بالغاز ومليئة بالزيت).

خطوط كابلات الجهد العالي

لا يتم استخدام خطوط الكابلات ذات التشريب اللزج عند الفولتية التي تزيد عن 35 كيلو فولت. هذا يرجع إلى حقيقة أن شوائب الهواء تظل دائمًا في عزل الكابل النهائي. وجودهم يقلل بشكل كبير من قوة العزل الكهربائي. شوائب الهواء ، اعتمادًا على موقعها ، تخضع للتأين مع كل العواقب المترتبة على ذلك ، أو يتجلى دورها السلبي في حدوث العمليات الحرارية. يتعرض الكبل بشكل دوري للتسخين والتبريد بسبب التغيرات في الطاقة المرسلة. تؤدي الزيادة والنقصان في حجم الكبل إلى زيادة شوائب الهواء وانتقالها إلى قلب الموصل والانهيار اللاحق.

يمكنك القضاء على هذه الظواهر بطريقتين:

استبعاد شوائب الهواء ؛

زيادة الضغط في شوائب الهواء (الغاز).

الطريقة الأولى تستخدم في الكابلات المملوءة بالزيت (OLC) ضغط منخفضوجود قنوات للنفط داخل القلب ، والثاني - في MNCs عالية الضغط موضوعة في خطوط أنابيب فولاذية.

كابلات منخفضة الضغط مملوءة بالزيت .

يتم إنتاج MNCs منخفضة الضغط (حتى 0.05 ميجا باسكال) على أنها أحادية النواة ، ويتم إنتاجها بكميات كبيرة لجهود 110 و 150 و 220 كيلو فولت ولها موصلات نحاسية ذات مقطع عرضي 120-800 في أغلفة الرصاص أو الألومنيوم.

اعتمادًا على ظروف التمديد - في الأرض (في الخنادق) ، عندما لا يخضع الكابل لظروف الشد ويكون محميًا من التلف الميكانيكي ؛ أو تحت الماء ، في مناطق المستنقعات وحيث تتعرض لقوى الشد ، يتم استخدام أنواع مختلفة من الكابلات المملوءة بالزيت.

الكابلات عالية الضغط المملوءة بالزيت .

يتم تصنيع الكابلات عالية الضغط المملوءة بالزيت (OLC) لجهود 110 و 220 و 330 و 380 و 500 كيلو فولت.

يتم إنتاج نوى هذا الكابل:

أ) في غلاف الرصاص المؤقت الذي يحمي العزل من الرطوبة والتلف أثناء النقل ويتم إزالته أثناء التثبيت ؛

ب) بدون غلاف. في هذه الحالة ، يتم تسليم نوى الكابلات إلى المسار في حاوية محكمة الغلق مملوءة بالزيت.

أثناء التثبيت ، يتم سحب الموصلات النحاسية المعزولة والمحمية ذات المقطع العرضي 120-700 بأسلاك انزلاقية نصف دائرية مثبتة عليها في أنابيب فولاذية. عند = 500 كيلو فولت ، يبلغ القطر الخارجي للأنبوب 273 مم وبسمك جدار 10 مم.

بالنسبة لخطوط الكابلات هذه ، يكون ضغط الزيت 1.08 - 1.57 ميجا باسكال. بسبب الضغط العالي ، تزداد قوة العزل. الأنابيب هي حماية جيدة ضد التلف الميكانيكي.

يتم لحام خطوط الأنابيب من مقاطع بطول 12 مترًا. ويتم التعويض عن التغيرات في حجم الزيت مع تغيرات درجة الحرارة والحفاظ على ضغط الزيت في خط الأنابيب بواسطة جهاز تغذية أوتوماتيكي يقع في أحد طرفي الخط (لأطوال قصيرة) أو في كلا الطرفين (لأطوال طويلة).

هناك أيضًا كابلات ضغط متوسط ​​مملوءة بالزيت وكابلات بها المواد البوليمريةكعزل ، إلخ.

تشير العلامة التجارية وتعيين الكبل إلى معلومات حول تصميمه والجهد المقنن ورقم المقطع العرضي للنواة. بالنسبة للكابلات رباعية النوى بجهد يصل إلى 1 كيلو فولت ، يكون المقطع العرضي للنواة الرابعة ("صفر") أصغر من المرحلة الأولى. على سبيل المثال ، كبل VPG-1 - 3x35 + 1x25 - كبل به ثلاثة نوى نحاسية بمقطع عرضي 35 مم 2 ورابع بمقطع عرضي 25 مم "، عازل من البولي إيثيلين (P) لـ 1 كيلو فولت مع غلاف PVC (V) ، غير مدرع ، بدون غطاء خارجي (D) "_ للوضع في الداخل ، في القنوات ، والأنفاق ، في حالة عدم وجود تأثيرات ميكانيكية على الكبل ؛ كبل AOSB-35-3x70 - كبل بثلاثة نوى من الألومنيوم (A) مقاس 70 مم 2 ، مع عزل 35 كيلو فولت ، مع نوى منفصلة من الرصاص (O) ، في غلاف رصاص (C) ، مدرع (B) بأشرطة فولاذية ، بغطاء واقي خارجي - للوضع في خندق ترابي ؛

OSB-35__3x70 - نفس الكابل ، ولكن مع الموصلات النحاسية.

تظهر تصميمات بعض الكابلات في الشكل. 1.30 على التين. 1.30 ، a ، b كبلات طاقة بجهد يصل إلى 10 كيلو فولت.

يحتوي الكبل رباعي النواة بجهد 380 فولت (انظر الشكل 1.30 ، أ) على العناصر: 1 - موصلات الطور الموصّل ؛ 2 - مرحلة الورق وعزل الحزام ؛ 3 - قذيفة واقية ؛ 4 - درع فولاذي 5 - غطاء واقي ؛ 6 - حشو الورق ؛ 7 - صفر الأساسية.

يحتوي الكبل ثلاثي النواة مع عزل الورق بجهد 10 كيلو فولت (الشكل 1.30 ، ب) على العناصر: 1 - الموصلات الحاملة للتيار ؛ 2 - عزل المرحلة ؛ 3 - عزل الحزام العام ؛ 4 - قذيفة واقية ؛ 5 - وسادة تحت الدرع. 6 - درع فولاذي 7 - غطاء واقي ؛ 8 - حشو.

يظهر في الشكل كبل ثلاثي النواة بجهد 35 كيلو فولت. 1.30 صباحًا وهي تشمل: 1 - أسلاك موصلة دائرية. 2 - الشاشات شبه الموصلة ؛ 3 - عزل المرحلة ؛ 4 - غمد الرصاص. 5 - وسادة 6 - حشو خيوط الكابلات ؛ 7 - درع فولاذي 8 - غطاء واقي.

على التين. يوضح الشكل 1.30 ، d كبلًا مملوءًا بالزيت ذي ضغط متوسط ​​وعالي بجهد 110-220 كيلو فولت. يمنع ضغط الزيت دخول الهواء والتأين ، مما يزيل أحد الأسباب الرئيسية لانهيار العزل. يتم وضع ثلاثة كابلات أحادية الطور في أنبوب فولاذي 4 مملوء بزيت مضغوط 2. يتكون القلب الحامل للتيار 6 من أسلاك دائرية نحاسية ومغطاة بعزل من الورق 1 مع تشريب لزج ؛ يتم تثبيت الشاشة 3 فوق العزل على شكل شريط نحاسي مثقب وأسلاك برونزية ، مما يحمي العزل من التلف الميكانيكي عند سحب الكابل عبر الأنبوب. الخارج أنبوب فولاذيمحمي بغطاء 5.

تنتشر الكابلات في العزل PVC ، التي يتم إنتاجها بواسطة ثلاثة وأربعة وخمسة نوى (1.30 ، هـ) أو أحادية النواة (الشكل 1.30 ، هـ). لمزيد من المعلومات التفصيلية حول الأنواع والعلامات التجارية المختلفة للكابلات ، ومجالات تطبيقها ، انظر.

تصنع الكابلات في أجزاء محدودة الطول حسب الجهد والقسم. عند التمديد ، يتم توصيل الأجزاء عن طريق أدوات التوصيل التي تغلق الوصلات. في هذه الحالة ، يتم تحرير نهايات نوى الكبل من العزل ومختومة في مشابك التوصيل.

عند وضع كبلات 0.38-10 كيلوفولت في الأرض ، للحماية من التآكل والأضرار الميكانيكية ، يتم إحاطة الوصلة بغلاف وقائي من الحديد الزهر قابل للفصل. بالنسبة لكابلات 35 كيلو فولت ، يتم أيضًا استخدام أغلفة من الصلب أو الألياف الزجاجية.

يتم تحديد موثوقية خط الكابل بالكامل إلى حد كبير من خلال موثوقية التركيبات ، أي أدوات التوصيل أنواع مختلفةوالمواعيد.

يتم تصنيف وصلات الكابلات ذات الجهد العالي وفقًا لثلاث ميزات رئيسية.

بواسطة ميعاد تنقسم أدوات التوصيل إلى ثلاث مجموعات رئيسية - المحطة ، الاتصالو قفلعلاوة على ذلك ، من بين الأطراف الطرفية ، تتميز الوصلات المفتوحة والغدد الكبلية في المحولات والأجهزة ذات الجهد العالي ، ومن بين الوصلات - التوصيل الفعلي ، والتفرع والتوصيل - أدوات التوصيل المتفرعة.

بواسطة نوع العزل الكهربائي تنقسم أدوات التوصيل إلى مجموعتين: مع الطبقاتو المتجانسةعازلة. العزل الرقائقي يتم إجراؤها عن طريق لف الأشرطة من ورق الكابلات أو الفيلم الصناعي أو مكوناتها ومليئة بواحد أو آخر من الوسط (النفط والغاز) تحت أو بدون ضغط زائد. عزل متآلف تتكون عن طريق قذف أو تلبيد المواد العازلة في قوالب ساخنة.

حسب نوع التيارالتمييز بين أدوات التوصيل الخاصة بكابلات التيار المتردد والمباشر والتيار النبضي. يمكن صنع وصلات كابلات التيار المتردد أحادية الطور وثلاثية الطور.

يتم تحديد تصميم وصلات كابلات الطاقة عالية الجهد بشكل أساسي من خلال نوع الكبل المخصص لها.

استخدم في نهايات الكابلات الأكمام نهايةأو نهاية التجهيزات.

أرز. 1.30 كابلات الطاقة: أ - جهد رباعي النواة 380 فولت ؛

ب- قلب سلكي مع عازل من الورق بجهد 10 كيلو فولت ؛ ج - جهد ثلاثي النواة 35 كيلو فولت ؛ ز - ضغط مرتفع مملوء بالزيت ؛ د - أحادي النواة مع عزل بلاستيكي

على التين. 1.31a ، يتم عرض توصيل كبل منخفض الجهد ثلاثي النواة 2 في غلاف من الحديد الزهر 1. يتم تثبيت نهايات الكبل بفاصل من البورسلين 3 ومتصل بمشبك 4. أكمام كبل حتى 10 كيلو فولت مع عزل الورق مملوءة بالمركبات البيتومينية ، الكابلات 20-35 كيلو فولت مملوءة بالزيت. بالنسبة للكابلات ذات العزل البلاستيكي ، يتم استخدام أدوات التوصيل من أنابيب عازلة قابلة للتقلص بالحرارة ، والتي يتوافق عددها مع عدد المراحل ، وأنبوب واحد قابل للتقلص بالحرارة لنواة صفرية ، مثبتة في غلاف مغلق (الشكل 1.31 ، ب) .

أرز. 1.31. وصلات للكابلات ثلاثية ورباعية النواة بجهد يصل إلى 1 كيلو فولت: أ - حديد الزهر ؛ ب- من أنابيب عازلة للحرارة

على التين. 1.32 ، ويظهر اقتران ثلاثي الأطوار مملوء بالمصطكي للتركيب في الهواء الطلق مع عوازل من البورسلين للكابلات بجهد 10 كيلو فولت. بالنسبة للكابلات البلاستيكية المعزولة ثلاثية النواة ، يكون الإنهاء الموضح في الشكل. 1.32 ب. يتكون من قفاز مقاوم للحرارة 1 مقاوم بيئة، وأنابيب قابلة للتقلص بالحرارة شبه موصلة 2 ، بمساعدة ثلاثة كبلات أحادية النواة يتم إنشاؤها في نهاية كبل ثلاثي النواة. يتم وضع الأنابيب العازلة للحرارة القابلة للتقلص 3 على قلب منفصل ، ويتم تركيب العدد المطلوب من العوازل القابلة للتقلص بالحرارة 4 عليها.

أرز. 1.32. نهايات الكابلات ثلاثية النواة بجهد 10 كيلو فولت: أ - التثبيت الخارجي بعوازل من البورسلين ؛ ب - التثبيت الخارجي بعزل بلاستيكي ؛ ج - التثبيت الداخلي بالقطع الجاف

بالنسبة للكابلات بقدرة 10 كيلو فولت وما دون ذات العزل البلاستيكي في الداخل ، يتم استخدام القطع الجاف (الشكل 1.32 ، هـ). يتم لف الأطراف المقطوعة للكابل مع العزل 3 بشريط لاصق PVC 5 ومطلي بالورنيش ؛ يتم إغلاق أطراف الكبل بكتلة الكبل 7 وقفاز عازل 1 يتداخل مع غمد الكبل 2 ، بالإضافة إلى نهايات القفاز والقلب محكم الإغلاق وملفوفان بشريط PVC 4 ، 5 ، الأخير مثبت بـ 6 ضمادات خيوط لمنع التباطؤ والفك.

طريقة مد الكابلاتتحددها شروط خط الطريق. يتم وضع الكابلات الخنادق الترابية ، الكتل ، الأنفاق ، أنفاق الكابلات ، المجمعات ، على طول ممرات الكابلات ، وكذلك على طول طوابق المباني (الشكل 1.29).

في أغلب الأحيان في المدن والمؤسسات الصناعية والكابلات الخنادق الترابية . لمنع الضرر الناتج عن الانحرافات في الجزء السفلي من الخندق ، يتم إنشاء وسادة ناعمة من طبقة من التربة أو الرمل المنخل. عند وضع عدة كابلات حتى 10 كيلو فولت في خندق واحد ، يجب ألا تقل المسافة الأفقية بينهما عن 0.1 متر ، بين الكابلات 20-35 كيلو فولت - 0.25 متر ، ويتم تغطية الكابل بطبقة صغيرة من نفس التربة ومغطى بالطوب أو ألواح خرسانية للحماية من التلف الميكانيكي. بعد ذلك ، يتم تغطية خندق الكابل بالأرض. في أماكن عبور الطرق وعند مداخل المباني ، يتم وضع الكابلات في الأسمنت الأسبستي أو الأنابيب الأخرى. هذا يحمي الكابل من الاهتزازات ويسمح بالإصلاح دون فتح الطريق. يعد التمديد في الخنادق الطريقة الأقل تكلفة لمجاري كبل EE.

في الأماكن التي يتم فيها وضع عدد كبير من الكابلات ، تحد التربة الشديدة والتيارات الشاردة من إمكانية وضعها في الأرض. لذلك ، إلى جانب الاتصالات الأخرى تحت الأرض ، يتم استخدام الهياكل الخاصة: المجمعات والأنفاق والقنوات والكتل والجسور .

جامع(الشكل 1.29 ، ب)يخدم في التنسيب المشترك لمختلف الاتصالات تحت الأرض فيه: خطوط الطاقة الكبلية والاتصالات ، وإمدادات المياه على طول الطرق السريعة في المدينة وعلى أراضي الشركات الكبيرة.

في أعداد كبيرةيتم وضع الكابلات بالتوازي ، على سبيل المثال ، من بناء محطة طاقة قوية ، يتم استخدام التمديد فيها الأنفاق

(الشكل 1.29 ، ج). هذا يحسن ظروف التشغيل ، ويقلل من مساحة سطح الأرض اللازمة لمد الكابلات. ومع ذلك ، فإن تكلفة الأنفاق مرتفعة للغاية. نفق الغرض منه هو وضع خطوط الكابلات فقط. يتم بناؤه تحت الأرض من الخرسانة سابقة الصب أو أنابيب الصرف الصحي ذات القطر الكبير ، وتتراوح سعة النفق من 20 إلى 50 كابلًا.

مع عدد أقل من الكابلات ، استخدم قنوات الكابل (الشكل 1.29 ، د) ، مغلق بالأرض أو يصل إلى مستوى سطح الأرض.

رفوف الكابلات وصالات العرض(الشكل 1.29 ، هـ) تستخدم لتمديد الكابلات فوق الأرض. يستخدم هذا النوع من هياكل الكابلات على نطاق واسع حيث يكون التمديد المباشر لكابلات الطاقة في الأرض خطيرًا بسبب الانهيارات الأرضية والانهيارات الأرضية والتربة الصقيعية وما إلى ذلك. في مجاري الكابلات والأنفاق والمجمعات والممرات العلوية ، يتم وضع الكابلات على طول أقواس الكابلات.

في مدن أساسيهوفي المؤسسات الكبيرة ، يتم وضع الكابلات أحيانًا كتل (الشكل 1.29 ، هـ) ، ويمثل أنابيب الأسمنت الأسبستي ، وصلات محكمة الإغلاق بالخرسانة. ومع ذلك ، يتم تبريد الكابلات بشكل سيئ ، مما يقلل من إنتاجيتها. لذلك ، يجب وضع الكابلات في كتل فقط إذا كان من المستحيل وضعها في الخنادق.

في المباني ، على طول الجدران والسقوف ، يتم وضع تدفقات كبيرة من الكابلات في صواني وصناديق معدنية. كابلات مفردة يمكن وضعها بشكل مفتوح على طول الجدران والسقوف أو إخفاؤها: في الأنابيب والألواح المجوفة وأجزاء المباني الأخرى من المباني.

خط الكهرباء

خطوط الكهرباء

خط الكهرباء(TL) - أحد مكونات الشبكة الكهربائية ، وهو نظام لمعدات الطاقة مصمم لنقل الكهرباء.

وفقًا لـ MPTEEP (القواعد المشتركة بين القطاعات للتشغيل الفني للتركيبات الكهربائية الاستهلاكية) خط الكهرباء- خط كهربائي يمتد خارج محطة توليد الكهرباء أو محطة فرعية ومخصص لنقل الطاقة الكهربائية.

يميز هواءو خطوط طاقة الكابلات.

يتم نقل المعلومات أيضًا عبر خطوط الكهرباء باستخدام إشارات عالية التردد ؛ وفقًا للتقديرات ، يتم استخدام حوالي 60 ألف قناة HF في روسيا عبر خطوط الكهرباء. يتم استخدامها لإرسال التحكم ونقل بيانات القياس عن بعد والإشارات حماية التتابعوأتمتة الطوارئ.

خطوط الكهرباء العلوية

خط الكهرباء العلوية(VL) - جهاز مصمم لنقل أو توزيع الطاقة الكهربائية عبر الأسلاك الموجودة في الهواء الطلق والمرفقة بمساعدة الحواجز (الأقواس) والعوازل والتركيبات للدعامات أو الهياكل الأخرى (الجسور والجسور).

تكوين VL

• أجهزة التقسيم
• خطوط اتصالات الألياف الضوئية (على شكل كبلات منفصلة ذاتية الدعم ، أو مدمجة في كابل حماية من الصواعق ، وسلك طاقة)
• معدات مساعدة لاحتياجات التشغيل (معدات اتصال عالية التردد ، قوة إقلاع سعوية ، إلخ.)

المستندات التي تنظم الخطوط الهوائية

تصنيف VL

حسب نوع التيار

• الخط الهوائي للتيار المتردد
• خط النفقات العامة DC

بشكل أساسي ، تُستخدم الخطوط العلوية لنقل التيار المتردد وفي بعض الحالات فقط (على سبيل المثال ، لتوصيل أنظمة الطاقة ، وتشغيل شبكة اتصال ، وما إلى ذلك) تستخدم خطوط التيار المباشر.

بالنسبة لخطوط التيار المتردد العلوية ، تم اعتماد مقياس فئة الجهد التالي: AC - 0.4 ، 6 ، 10 ، (20) ، 35 ، 110 ، 150 ، 220 ، 330 ، 400 (محطة فيبورغ الفرعية - فنلندا) ، 500 ، 750 و 1150 كيلو فولت ؛ ثابت - 400 كيلو فولت.

بالميعاد

• خطوط علوية طويلة جدًا بجهد 500 كيلو فولت وما فوق (مصممة لتوصيل أنظمة الطاقة الفردية)
• خطوط علوية رئيسية بجهد 220 و 330 كيلو فولت (مصممة لنقل الطاقة من محطات الطاقة القوية ، وكذلك لتوصيل أنظمة الطاقة والجمع بين محطات الطاقة داخل أنظمة الطاقة - على سبيل المثال ، توصيل محطات الطاقة بنقاط التوزيع)
• خطوط التوزيع العلوية بجهد 35 و 110 و 150 كيلو فولت (مخصصة لإمداد الطاقة للمؤسسات والمستوطنات في المناطق الكبيرة - تربط نقاط التوزيع بالمستهلكين)
• VL 20 كيلوفولت فأقل ، لتزويد المستهلكين بالكهرباء

بالجهد

• VL حتى 1 كيلو فولت (VL من فئة الجهد الأدنى)
• VL أعلى من 1 كيلو فولت
  • VL 1-35 kV (فئة الجهد المتوسط ​​VL)
  • VL 110-220 kV (VL لفئة الجهد العالي)
  • VL 330-500 kV (VL لفئة الجهد العالي جدًا)
  • VL 750 kV وما فوق (VL لفئة الجهد العالي جدًا)

تختلف هذه المجموعات بشكل كبير في المتطلبات من حيث شروط التصميم والهياكل.

حسب طريقة تشغيل المحايدين في التركيبات الكهربائية

• شبكات ثلاثية الطور ذات محايد غير مؤرض (معزول) (المحايد غير متصل بجهاز التأريض أو متصل به من خلال أجهزة ذات مقاومة عالية). في روسيا ، يتم استخدام هذا الوضع المحايد في الشبكات ذات الجهد الكهربائي 3-35 كيلو فولت مع التيارات المنخفضة لأعطال الأرض أحادية الطور.
• شبكات ثلاثية الطور ذات محايد مؤرض (معوض) (يتم توصيل الناقل المحايد بالأرض من خلال محاثة). في روسيا ، يتم استخدامه في الشبكات بجهد 3-35 كيلو فولت مع التيارات العالية لأعطال الأرض أحادية الطور.
• شبكات ثلاثية الطور ذات محايد مؤرض بشكل فعال (شبكات الجهد العالي والعالي للغاية ، والتي ترتبط المحايدة بالأرض مباشرة أو من خلال مقاومة نشطة صغيرة). في روسيا ، هذه شبكات بجهد 110 و 150 وجزئيًا 220 كيلوفولت ، أي الشبكات التي تستخدم فيها المحولات ، وليس المحولات الآلية ، تتطلب التأريض الصم الإلزامي للمحايدة وفقًا لطريقة التشغيل.
• شبكات محايدة مؤرضة بقوة (يتم توصيل المحول المحايد أو المولد بجهاز التأريض مباشرة أو من خلال مقاومة منخفضة). وتشمل هذه الشبكات بجهد أقل من 1 كيلوفولت ، وكذلك شبكات بجهد 220 كيلوفولت وما فوق.

حسب طريقة التشغيل حسب الحالة الميكانيكية

• خط علوي للتشغيل العادي (الأسلاك والكابلات غير مكسورة)
• عملية طوارئ الخط العلوي (مع كسر كامل أو جزئي للأسلاك والكابلات)
• خط علوي لوضع التثبيت للتشغيل (أثناء تركيب الدعامات والأسلاك والكابلات)

العناصر الرئيسية للخطوط الهوائية

• مسار- موضع محور الخط العلوي على سطح الأرض.
• أوتاد(PC) - الأجزاء التي يتم تقسيم المسار إليها ، ويعتمد طول الكمبيوتر على الجهد الاسمي للخط العلوي ونوع التضاريس.
• علامة صفر اعتصاميمثل بداية الطريق.
• علامة مركزيشير إلى مركز موقع الدعم العيني على مسار الخط العلوي قيد الإنشاء.
• اعتصام الإنتاج- تركيب لافتات اعتصام ووسط على الطريق وفق بيان وضع الدعامات.
• مؤسسة الدعم- هيكل مدمج في الأرض أو يرتكز عليه وينقل الأحمال إليه من الدعائم والعوازل والأسلاك (الكابلات) ومن المؤثرات الخارجية (الجليد والرياح).
• مؤسسة الأساس- تربة الجزء السفلي من الحفرة التي تستوعب الحمل.
• فترة(طول الامتداد) - المسافة بين مركزي الدعامتين حيث يتم تعليق الأسلاك. يميز متوسط(بين دعامتين وسيطة متجاورتين) و مِرسَاة(بين دعامات المرساة) يمتد. فترة الانتقال- امتداد يعبر أي هيكل أو عائق طبيعي (نهر ، واد).
• زاوية دوران الخط- الزاوية α بين اتجاهات مسار الخط العلوي في الامتدادات المجاورة (قبل الانعطاف وبعده).
• تبلد- المسافة العمودية بين أدنى نقطة من السلك في الامتداد والخط المستقيم الذي يربط نقاط ربطه بالدعامات.
• حجم السلك- المسافة العمودية من أدنى نقطة في السلك في الامتداد إلى الهياكل الهندسية المتقاطعة أو سطح الأرض أو الماء.
• بلوم (حلقة) - قطعة من السلك تربط الأسلاك الممتدة الخاصة بامتدادات المرساة المجاورة على دعامة المرساة.

خطوط طاقة الكابلات

خط كهرباء الكابل(KL) - هو خط لنقل الكهرباء أو نبضاته الفردية ، ويتألف من واحد أو أكثر من الكابلات المتوازية مع ربط وقفل ونهاية الأكمام (أطراف) ومثبتات ، وللخطوط المملوءة بالزيت ، بالإضافة إلى مغذيات و زيوت نظام إنذار الضغط.

حسب التصنيفتشبه خطوط الكابلات الخطوط العلوية

يتم تقسيم خطوط الكابلات حسب شروط المرور

• تحت الارض
• بالمباني
• تحت الماء

تركيبات الكابلات

• نفق الكابل- هيكل مغلق (ممر) به هياكل داعمة مثبتة فيه لوضع الكابلات وصناديق الكابلات عليها ، مع مرور مجاني بطول كامل ، مما يسمح بتمديد الكابلات وإصلاحها وفحص خطوط الكابلات.

• وصلة القناة- مغلق ومدفون (جزئيًا أو كليًا) في الأرض والأرض والسقف وما إلى ذلك. هيكل غير سالك مصمم لاستيعاب الكابلات فيه ، ولا يمكن إجراء التمديد والفحص والإصلاح إلا بعد إزالة السقف.

• رمح الكابل- هيكل كبل عمودي (عادةً ما يكون مستطيلاً) ، يكون ارتفاعه أكبر بعدة مرات من جانب القسم ، ومجهز بأقواس أو سلم للأشخاص للتحرك على طوله (أعمدة المرور) أو جدار قابل للإزالة كليًا أو جزئيًا ( مناجم غير مرور).

• أرضية الكابل- جزء من المبنى محاط بالأرضية والأرضية أو بغطاء بحيث لا تقل المسافة بين الأرضية والأجزاء البارزة من الأرضية أو الغطاء عن 1.8 م.

• طابق مزدوج- تجويف محاط بجدران الغرفة وتداخل بين الطوابق وأرضية الغرفة بألواح قابلة للإزالة (على كامل أو جزء من المنطقة).

• كتلة الكابل- هيكل الكابلات مع مواسير (قنوات) لتمديد الكابلات فيها مع الآبار الخاصة بها.

• كاميرا كابل- هيكل كابل تحت الأرض مغلق ببلاطة خرسانية عمياء قابلة للإزالة ، مصممة لوضع صناديق الكابلات أو لسحب الكابلات إلى كتل. الغرفة التي بها فتحة لدخولها تسمى بئر الكابل.

• رف كابل- هيكل كابل ممتد مائل أو أفقي مفتوح فوق الأرض أو الأرض. يمكن أن يكون ممر الكابلات سالكًا أو غير ممر.

• معرض الكابلات- فوق الأرض أو الأرض مغلق كليًا أو جزئيًا (على سبيل المثال ، بدون جدران جانبية) هيكل كابل ممتد مائل أو أفقي.

حسب نوع العزل

ينقسم عزل خط الكابل إلى نوعين رئيسيين:

• سائل
  • زيت الكابلات
• صعب
  • زيت ورق
  • كلوريد البوليفينيل (PVC)
  • الورق المطاطي (RIP)
  • البولي إيثيلين المتصالب (XLPE)
  • مطاط الإيثيلين البروبيلين (EPR)

لم يتم الإشارة هنا إلى العزل الغازي وبعض أنواع العزل السائل والصلب نظرًا لاستخدامها النادر نسبيًا في وقت كتابة هذا التقرير.

خسائر في خطوط الكهرباء

تعتمد خسائر الكهرباء في الأسلاك على القوة الحالية ، لذلك ، عند نقلها عبر مسافات طويلة ، يتم زيادة الجهد عدة مرات (تقليل القوة الحالية بنفس المقدار) بمساعدة محول ، والذي ، عند نقل نفس الطاقة ، يمكن تقليل الخسائر بشكل كبير. ومع ذلك ، مع زيادة الجهد ، تبدأ أنواع مختلفة من ظواهر التفريغ في الحدوث.

قيمة أخرى مهمة تؤثر على كفاءة خطوط نقل الطاقة هي cos (f) - وهي القيمة التي تميز نسبة الطاقة النشطة والقوة التفاعلية.

في الخطوط العلوية للجهد العالي للغاية ، هناك خسائر في الطاقة النشطة للإكليل (تفريغ الهالة). تعتمد هذه الخسائر إلى حد كبير على الظروف الجوية (في الطقس الجاف ، تكون الخسائر أقل ، على التوالي ، في المطر ، والرذاذ ، والثلج ، وتزداد هذه الخسائر) وانقسام السلك في مراحل الخط. خسائر كورونا لخطوط الفولتية المختلفة لها قيمها الخاصة (لخط علوي 500 كيلو فولت ، يبلغ متوسط ​​خسائر الهالة السنوية حوالي ΔР = 9.0 -11.0 كيلو واط / كم). نظرًا لأن تفريغ الهالة يعتمد على التوتر على سطح السلك ، يتم استخدام تقسيم الطور لتقليل هذا التوتر في الخطوط العلوية ذات الجهد العالي جدًا. أي ، بدلاً من سلك واحد ، يتم استخدام ثلاثة أسلاك أو أكثر في المرحلة. تقع هذه الأسلاك على مسافة متساوية من بعضها البعض. اتضح أن نصف القطر المكافئ لمرحلة الانقسام ، وهذا يقلل من التوتر على سلك منفصل ، مما يقلل بدوره من الخسائر على الهالة.

الأدب

• أعمال التركيبات الكهربائية. في 11 كتابا. كتاب. 8. الجزء 1. خطوط الكهرباء العلوية: Proc. بدل للمدارس المهنية. / ماجدين ف. إد. أ.ن.تريفونوفا. - م: المدرسة العليا ، 1991. - 208 برقم ISBN 5-06-001074-0
• Rozhkova L. D.، Kozulin V. S. المعدات الكهربائية للمحطات والمحطات الفرعية: كتاب مدرسي للمدارس الفنية. - الطبعة الثالثة ، المنقحة. وإضافية - م: Energoatomizdat ، 1987. - 648 ص: مريض. بنك البحرين والكويت 31.277.1 R63.5
• تصميم الجزء الكهربائي للمحطات والمحطات الفرعية: Proc. بدل / بتروفا إس إس ؛ إد. م. مارتينوف. - لام: LPI im. م. كلاشينكوفا ، 1980. - 76 ص. UDC 621.311.2 (0.75.8)

تقوم المحولات بتحويل مباشر للكهرباء - تغيير في حجم الجهد. تستخدم لوحات التوزيع لتلقي الكهرباء من جانب الإمداد بالمحولات (لوحات التوزيع المستقبلة) ولتوزيع الكهرباء على جانب المستهلك.

في الفصول التالية ، يتم النظر في تنفيذ تصميم العناصر الرئيسية لأنظمة الإمداد بالطاقة ، ويتم تقديم الأنواع والمخططات الرئيسية للمحطات الفرعية ، وأساسيات الحساب الميكانيكي لخطوط الطاقة العلوية وهياكل القضبان.

1. هياكل خطوط الكهرباء العلوية

1.1 معلومات عامة

عن طريق الخطوط الجوية(VL) هو جهاز لنقل الكهرباء عبر الأسلاك الموجودة في الهواء الطلق ومرفقة بالعوازل والتركيبات للدعامات.

على التين. 1.1 يظهر جزء من الخط العلوي. المسافة l بين الدعامات المجاورة تسمى الامتداد. تسمى المسافة العمودية بين الخط المستقيم الذي يربط بين نقاط تعليق السلك وأدنى نقطة في ارتخاء السلك تبلد الأسلاك وص. المسافة من أدنى نقطة في السلك إلى سطح الأرض تسمى حجم الخط العلوي hجي. تم تثبيت كابل الحماية من الصواعق في الجزء العلوي من الدعامات.

يتم تنظيم حجم حجم الخط h g بواسطة PUE ، اعتمادًا على جهد الخط العلوي ونوع التضاريس (مأهولة بالسكان ، غير مأهولة ، يصعب الوصول إليها). يتم تحديد طول إكليل العوازل λ والمسافة بين أسلاك الأطوار المجاورة h p-p بواسطة الجهد المقنن للخط العلوي. يتم تنظيم المسافة بين نقاط التعليق للسلك العلوي والكابل h p-t بواسطة PUE بناءً على متطلبات الحماية الموثوقة للخطوط العلوية من ضربات الصواعق المباشرة.

لضمان نقل طاقة اقتصادي وموثوق به ، يلزم وجود مواد موصلة ذات موصلية كهربائية عالية (مقاومة منخفضة) وقوة ميكانيكية عالية. في العناصر الهيكلية لأنظمة الإمداد بالطاقة ، يتم استخدام النحاس والألمنيوم والسبائك القائمة عليها والصلب كمواد.

أرز. 1.1 جزء من خط كهرباء علوي

يتمتع النحاس بمقاومة منخفضة وقوة عالية إلى حد ما. مقاومتها النشطة المحددة ρ = 0.018 أوم. مم 2 / م ، وقوة الشد القصوى هي 360 ميجا باسكال. ومع ذلك ، فهو معدن مكلف ونادر. لذلك ، يتم استخدام النحاس ، كقاعدة عامة ، لصنع لفائف المحولات ، في كثير من الأحيان - لأنوية الكابلات ولا يتم استخدامه عمليًا لأسلاك الخطوط العلوية.

المقاومة المحددة للألمنيوم أكبر 1.6 مرة ، وقوة الشد القصوى 2.5 مرة أقل من النحاس. أدى الانتشار الكبير للألمنيوم في الطبيعة والتكلفة الأقل من النحاس إلى استخدامه على نطاق واسع للخطوط الهوائية.

يتمتع الفولاذ بمقاومة عالية وقوة ميكانيكية عالية. مقاومتها النشطة المحددة ρ = 0.13 أوم. مم 2 / م ، وقوة الشد القصوى هي 540 ميجا باسكال. لذلك ، يتم استخدام الفولاذ في أنظمة الإمداد بالطاقة ، على وجه الخصوص ، لزيادة القوة الميكانيكية لأسلاك الألمنيوم ، لتصنيع الدعامات وكابلات الحماية من الصواعق لخطوط الطاقة العلوية.

1.2 الأسلاك والكابلات للخطوط الهوائية

تعمل أسلاك VL بشكل مباشر في نقل الكهرباء وتختلف في التصميم والمواد الموصلة المستخدمة. الأكثر فعالية من حيث التكلفة

مادة أسلاك الخطوط العلوية هي الألومنيوم والسبائك المبنية عليها.

نادرًا ما تستخدم الأسلاك النحاسية للخطوط الهوائية مع دراسة جدوى مناسبة. تستخدم الأسلاك النحاسية في شبكات النقل المتنقلة الملامسة ، في شبكات الصناعات الخاصة (المناجم ، المناجم) ، أحيانًا عند تمرير الخطوط الهوائية بالقرب من البحار وبعض الصناعات الكيميائية.

لا تستخدم الأسلاك الفولاذية في الخطوط العلوية ، لأنها تتمتع بمقاومة عالية نشطة وقابلة للتآكل. استخدام الأسلاك الفولاذية له ما يبرره عند إجراء مسافات كبيرة بشكل خاص من الخطوط العلوية ، على سبيل المثال ، عند عبور الخطوط العلوية عبر أنهار واسعة صالحة للملاحة.

تتوافق المقاطع العرضية للأسلاك مع GOST 839-74. مقياس المقاطع العرضية الاسمية لأسلاك الخط العلوي هو السلسلة التالية ، mm2:

1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 1000.

وفقًا للتصميم ، يتم تقسيم أسلاك الخطوط العلوية إلى: سلك مفرد ؛

تقطعت بهم السبل من معدن واحد (أحادي المعدن) ؛ تقطعت بهم السبل من معدنين ؛ معزولة ذاتية الدعم.

أسلاك صلبة، كما يوحي الاسم ، فهي مصنوعة من سلك واحد (الشكل 1.2 ، أ). تصنع هذه الأسلاك بأقسام صغيرة تصل إلى 10 مم 2 وتستخدم أحيانًا للخطوط العلوية بجهد يصل إلى 1 كيلو فولت.

أسلاك أحادية المعدن مجدولة يتم إجراؤها بمقطع عرضي يزيد عن 10 مم 2 . هذه الأسلاك مصنوعة من أسلاك فردية مجدولة. حول السلك المركزي ، يتم إجراء لف (صف) من ستة أسلاك من نفس القطر (الشكل 1.2 ، ب). تحتوي كل طبقة لاحقة على ستة أسلاك أكثر من سابقتها. يتم إجراء التواء للطبقات المجاورة في اتجاهات مختلفة لمنع تفكك الأسلاك وإعطاء السلك شكلًا دائريًا أكثر.

يتم تحديد عدد الطبقات بواسطة المقطع العرضي للسلك. الأسلاك ذات المقطع العرضي حتى 95 مم 2 مصنوعة من حبلا واحد ، مقطع عرضي 120 ... 300 مم 2 - مع خيطين ، مقطع عرضي 400 مم 2 أو أكثر - بثلاث طبقات أو أكثر. تعتبر الأسلاك المجدولة أكثر مرونة وسهولة في التركيب وموثوقية في التشغيل مقارنة بالأسلاك أحادية السلك.

أرز. 1.2 تصميمات الأسلاك غير المعزولة VL

لإعطاء السلك قوة ميكانيكية أكبر ، يتم تصنيع الأسلاك المجدولة من قلب فولاذي 1 (الشكل 1.2 ، ج ، د ، هـ). تسمى هذه الأسلاك الصلب والألمنيوم. يتكون القلب من سلك فولاذي مجلفن ويمكن أن يكون سلكًا واحدًا (الشكل 1.2 ، ج) ومتعدد الأسلاك (الشكل 1.2 ، د). يظهر في الشكل منظر عام لسلك من الصلب والألمنيوم ذي مقطع عرضي كبير مع قلب فولاذي مجدول. 1.2 ، د.

تستخدم أسلاك الفولاذ والألمنيوم على نطاق واسع للخطوط العلوية بجهد أعلى من 1 كيلو فولت. هذه الأسلاك متوفرة تصميمات مختلفة، تختلف في نسبة مقاطع الألمنيوم والأجزاء الفولاذية. بالنسبة للأسلاك العادية المصنوعة من الصلب والألومنيوم ، تبلغ هذه النسبة ستة تقريبًا ، وللأسلاك خفيفة الوزن - ثمانية ، وللأسلاك المقواة - أربعة. عند اختيار واحد أو آخر من أسلاك الفولاذ والألومنيوم ، يتم أخذ الأحمال الميكانيكية الخارجية على السلك ، مثل الجليد والرياح ، في الاعتبار.

يتم تمييز الأسلاك ، اعتمادًا على المواد المستخدمة ، على النحو التالي:

م - النحاس ، أ - الألومنيوم ،

AN ، AZh - من سبائك الألومنيوم (تتمتع بقوة ميكانيكية أكبر من السلك من الدرجة A) ؛

AC - الصلب والألمنيوم ASO - هيكل خفيف الوزن من الصلب والألمنيوم ؛

ACS - تصميم مقوى بالصلب والألومنيوم.

يشير التعيين الرقمي للسلك إلى المقطع العرضي الاسمي. على سبيل المثال ، A95 عبارة عن سلك من الألومنيوم بقسم رمزي 95 مم 2. في تحديد أسلاك الفولاذ والألمنيوم ، يمكن تحديد المقطع العرضي للقلب الفولاذي بشكل إضافي. على سبيل المثال،

АСО240 / 32 - سلك من الصلب والألومنيوم بتصميم خفيف الوزن مع قسم اسمي من جزء الألمنيوم 240 مم 2 وقسم صلب من الصلب 32 مم 2.

مقاومة للتآكلتحتوي أسلاك الألمنيوم من العلامة التجارية AKP وأسلاك الألمنيوم الفولاذية الخاصة بالعلامات التجارية ASKP و AKS و ASK على مساحة بين الأسلاك مليئة بشحم محايد ذي ثبات حراري متزايد ، مما يقاوم ظهور التآكل. بالنسبة لأسلاك AKP و ASKP ، تمتلئ مساحة الأسلاك الداخلية بالكامل بمواد التشحيم هذه ، بالنسبة لسلك AKS - فقط القلب الفولاذي ، بالنسبة لسلك ASK ، يتم تعبئة قلب الفولاذ بمادة تشحيم محايدة ومعزولة عن جزء الألمنيوم بشريطين من البولي إيثيلين . تستخدم الأسلاك AKP و ASKP و AKS و ASK للخطوط الهوائية التي تمر بالقرب من البحار وبحيرات الملح والمؤسسات الكيميائية.

الأسلاك المعزولة ذاتية الدعم (SIP) تستخدم للخطوط الهوائية بجهد يصل إلى 20 كيلوفولت. عند الفولتية حتى 1 كيلو فولت (الشكل 1.3 ، أ) ، يتكون هذا السلك من موصلات ألومنيوم مجدولة ثلاثية الطور 1. الموصل الرابع 2 هو ناقل وفي نفس الوقت صفر. يتم لف موصلات الطور حول الناقل بحيث يتم تحميل الحمل الميكانيكي بالكامل بواسطة موصل الناقل ، المصنوع من سبائك الألومنيوم ABE المتينة.

أرز. 1.3 الأسلاك المعزولة ذاتية الدعم

يتكون عزل المرحلة 3 من البولي إيثيلين المثبت بالضوء بالحرارة أو المتقاطع المتقاطع. نظرًا لتركيبه الجزيئي ، يتمتع هذا العزل بخصائص ميكانيكية حرارية عالية جدًا ومقاومة كبيرة للإشعاع الشمسي والغلاف الجوي. في بعض تصميمات SIP ، يتكون قلب الناقل الصفري من العزل.

يظهر تصميم SIP للجهود التي تزيد عن 1 كيلو فولت في الشكل. 1.3 ب. يتكون هذا السلك من مرحلة واحدة ويتكون من

نواة الصلب والألومنيوم 1 الحاملة للتيار الكهربائي والعزل 2 مصنوعة من البولي إيثيلين المتقاطع الخفيف.

تتمتع الخطوط العلوية مع SIP مقارنة بالخطوط العلوية التقليدية بالمزايا التالية:

انخفاض خسائر الجهد (تحسين جودة الطاقة) ، بسبب مفاعلة أقل بثلاث مرات تقريبًا من ثلاث مراحل SIPs ؛

لا تتطلب عوازل عمليا لا الجليد.

السماح بالتعليق على دعامة واحدة لعدة خطوط مختلفة الجهد ؛

انخفاض تكاليف التشغيل ، بسبب انخفاض بنسبة 80٪ تقريبًا في حجم أعمال الإنعاش في حالات الطوارئ ؛ إمكانية استخدام دعائم أقصر بفضل

مسافة أصغر مسموح بها من SIP إلى الأرض ؛ الحد من المنطقة الأمنية ، المسافات المسموح بهاللمباني و

الهياكل ، عرض المقاصة في منطقة مشجرة ؛ الغياب العملي لاحتمال نشوب حريق في

منطقة مشجرة عندما يسقط السلك على الأرض ؛ موثوقية عالية (تقليل عدد الحوادث بنسبة 5 أضعاف بسبب

مقارنة بالخطوط العلوية التقليدية) ؛ الحماية الكاملة للموصل من الرطوبة و

تآكل.

تكلفة الخطوط العلوية مع الأسلاك المعزولة ذاتية الدعم أعلى من الخطوط العلوية التقليدية.

أسلاك الخطوط العلوية بجهد 35 كيلوفولت وما فوق محمية من ضربة صاعقة مباشرة سلك ارضي، مثبتة في الجزء العلوي من الدعم (انظر الشكل 1.1). كابلات البرق هي عناصر من الخطوط العلوية ، تشبه في تصميمها الأسلاك أحادية المعدن متعددة الأسلاك. الكابلات مصنوعة من أسلاك فولاذية مجلفنة. تتوافق المقاطع الاسمية للكابلات مع مقياس الأقسام الاسمية من الأسلاك. الحد الأدنى لكابل الحماية من الصواعق هو 35 مم 2.

عند استخدام كبلات الحماية من الصواعق كقنوات اتصال عالية التردد ، بدلاً من كبل فولاذي ، يتم استخدام سلك من الصلب والألمنيوم مع قلب فولاذي قوي ، ويتناسب المقطع العرضي مع المقطع العرضي لجزء الألومنيوم أو أكبر منه.

1.3 يدعم الخط العلوي

الغرض الرئيسي من الدعامات هو دعم الأسلاك بالارتفاع المطلوب فوق الأرض والهياكل الأرضية. تتكون الدعامات من أعمدة عمودية ، واجتياز وأساسات. المواد الرئيسية التي تصنع منها الدعامات هي الخشب اللين والخرسانة المسلحة والمعدن.

دعامات مصنوعة من الخشبسهلة التصنيع والنقل والتشغيل ، وتستخدم للخطوط الهوائية بجهد يصل إلى 220 ك.ف. شاملة في مناطق قطع الأشجار أو بالقرب منها. العيب الرئيسي لهذه الدعامات هو قابلية الخشب للتعفن. لزيادة العمر التشغيلي للدعامات ، يتم تجفيف الخشب وتشريبه بمطهرات تمنع تطور عملية التسوس.

نظرًا لطول المبنى المحدود من الخشب ، فإن الدعامات مصنوعة من المركب (الشكل 1.4 ، أ). الرف الخشبي 1 مفصلي بشرائط معدنية 2 ببادئة من الخرسانة المسلحة 3. الجزء السفلي من البادئة مدفون في الأرض. يدعم المقابلة للتين. 1.4 ، أ ، تنطبق على الفولتية حتى 10 كيلوفولت شاملة. بالنسبة للجهود العالية ، تكون الدعامات الخشبية على شكل حرف U (بوابة). يظهر هذا الدعم في الشكل. 1.4 ب.

وتجدر الإشارة إلى أنه في الظروف الحديثة لضرورة الحفاظ على الغابات ، فمن المستحسن تقليل استخدام الدعامات الخشبية.

دعامات الخرسانة المسلحةتتكون من رف من الخرسانة المسلحة 1 واجتياز 2 (الشكل 1.4 ، ج). الحامل عبارة عن أنبوب مخروطي مجوف بميل صغير من المولدات المخروطية. الجزء السفلي من الرف مدفون في الأرض. مصنوعة من الصلب المجلفن ترافيرس. هذه الأعمدة أكثر متانة من الأعمدة الخشبية ، ويسهل صيانتها وتتطلب معادن أقل من الأعمدة الفولاذية.

العيوب الرئيسية للدعامات الخرسانية المسلحة: وزن كبير، مما يجعل من الصعب نقل الدعامات إليها الأماكن التي يصعب الوصول إليهاخطوط علوية ، وقوة ثني منخفضة نسبيًا للخرسانة.

لزيادة قوة الانحناء للدعامات في تصنيع الرفوف الخرسانية المسلحة ، يتم استخدام حديد التسليح (الممتد) المسبق الإجهاد.

لضمان كثافة عالية من الخرسانة في صناعة الأعمدة ، يتم استخدام الدعامات الضغط الاهتزازي والطرد المركزيأسمنت.

أرفف دعامات الخطوط العلوية بجهد يصل إلى 35 كيلو فولت مصنوعة من الخرسانة الاهتزازية مع المزيد الفولتية العالية- من الخرسانة بالطرد المركزي.

أرز. 1.4 وسيط يدعم VL

دعامات الصلب لديها قوة ميكانيكية عالية وعمر خدمة طويل. يتم تجميع هذه الدعامات من عناصر منفصلة عن طريق اللحام والتثبيت ، لذلك من الممكن إنشاء دعامات من أي تصميم تقريبًا (الشكل 1.4 ، د). على عكس الدعامات المصنوعة من الخشب والخرسانة المسلحة ، يتم تثبيت الدعامات المعدنية على أسس من الخرسانة المسلحة 1.

أعمدة الصلب غالية الثمن. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الفولاذ عرضة للتآكل. لزيادة العمر التشغيلي للدعامات ، فهي مطلية بمركبات مقاومة للتآكل ومطلية. الجلفنة بالغمس الساخن للأعمدة الفولاذية فعالة للغاية ضد التآكل.

يدعم من سبائك الألومنيوم فعالة في بناء الخطوط العلوية في الطرق التي يصعب الوصول إليها. نظرًا لمقاومة الألومنيوم للتآكل ، لا تحتاج هذه الدعامات إلى طلاء مضاد للتآكل. لكن غالي السعريحد الألمنيوم بشكل كبير من إمكانية استخدام هذه الدعامات.

عند المرور منطقة معينةيمكن للخط العلوي تغيير الاتجاه ، عبر مختلف الهندسة

الهياكل والحواجز الطبيعية ، ليتم توصيلها بقضبان توصيل المفاتيح الكهربائية للمحطة الفرعية. على التين. يوضح الشكل 1.5 منظرًا علويًا لجزء من مسار الخط العلوي. من هذا الرقم ، يمكن ملاحظة أن الدعامات المختلفة تعمل في ظروف مختلفةوبالتالي يجب أن يكون لها تصميم مختلف. حسب التصميم ، تنقسم الدعامات إلى:

للمتوسط(يدعم 2 ، 3 ، 7) مثبتة على القسم المستقيم من الخط العلوي ؛

الزاوي (الدعم 4) ، مثبت عند منعطفات الخط العلوي ؛ النهاية (تدعم 1 و 8) ، مثبتة في بداية ونهاية الخط العلوي ؛ انتقالية (تدعم 5 و 6) مثبتة في الامتداد

عبور خط علوي لأي هيكل هندسي ، مثل سكة حديد.

أرز. 1.5 جزء من مسار VL

تم تصميم الدعامات الوسيطة لدعم الأسلاك في مقطع مستقيم من الخطوط العلوية. لا تحتوي الأسلاك التي تحتوي على هذه الدعامات على اتصال صلب ، حيث يتم توصيلها باستخدام عوازل تدعم الأكاليل. تتأثر هذه الدعامات بخطورة الأسلاك والكابلات وأكاليل العوازل والجليد وكذلك أحمال الرياح. يتم عرض أمثلة على الدعامات الوسيطة في الشكل. 1.4

بالإضافة إلى ذلك ، تتأثر الدعامات الطرفية بقوة الشد T للأسلاك والكابلات ، الموجهة على طول الخط (الشكل 1.5). تتأثر دعامات الزاوية أيضًا بقوة الشد T للأسلاك والكابلات ، الموجهة على طول منصف زاوية دوران الخط العلوي.

تعمل الدعامات الانتقالية في الوضع العادي للخطوط العلوية كدعامات وسيطة. تتحمل هذه الدعامات شد الأسلاك والكابلات في حالة كسرها في الامتدادات المجاورة واستبعاد الترهل غير المقبول للأسلاك في فترة العبور.

يجب أن تكون الدعامات النهائية والزاوية والانتقالية جامدة بما فيه الكفاية ويجب ألا تنحرف عن الرأسي

الموقف عند تعرضه لقوة الشد للأسلاك والكابلات. يتم تصنيع هذه الدعامات في شكل دعامات مكانية صلبة أو باستخدام دعامات كبلية خاصة وتسمى يدعم مرساة. تتميز الأسلاك ذات دعامات التثبيت بوصلة صلبة ، حيث يتم توصيلها باستخدام أكاليل التوتر من العوازل.

أرز. 1.6 زاوية المرساة تدعم VL

دعامات المرساة المصنوعة من الخشب على شكل حرف A للجهود حتى 10 كيلو فولت وشكل AP للجهود العالية. دعامات المرساة الخرسانية المسلحة لها امتدادات كبلات خاصة (الشكل 1.6 ، أ). دعامات المرساة المعدنية لها قاعدة أوسع (الجزء السفلي) من الدعامات الوسيطة (الشكل 1.6 ، ب).

من خلال عدد الأسلاك المعلقة على دعم واحد ، يميزون يدعم سلسلة مفردة ومزدوجة. يتم تعليق ثلاثة أسلاك (دائرة واحدة ثلاثية الطور) على دعامات أحادية الدائرة ، وستة أسلاك (دائرتان من ثلاث مراحل) معلقة على دعامات مزدوجة الدائرة. تظهر الدعامات أحادية السلسلة في الشكل. 1.4 ، أ ، ب ، د والتين. 1.6 ، أ ؛ سلسلة مزدوجة - في الشكل. 1.4 ، في والشكل. 1.6 ب.

دعم السلسلة المزدوجة أرخص من سلسلتين مفردتين. إن موثوقية نقل الطاقة الكهربائية عبر خط مزدوج الدائرة أقل إلى حد ما من موثوقية نقل الطاقة الكهربائية من خلال خطين أحادي الدائرة.

لا يتم تصنيع الدعامات المصنوعة من الخشب في تصميم الدائرة المزدوجة. يتم تصنيع دعامات الخطوط العلوية بجهد 330 كيلو فولت وما فوق فقط في إصدار أحادي الدائرة بترتيب أفقي للأسلاك (الشكل 1.7). هذه الدعامات مصنوعة على شكل حرف U (بوابة) أو على شكل V مع امتدادات كبلات.

أرز. 1.7 يدعم الخطوط الهوائية بجهد 330 ك.ف. فأكثر

من بين دعامات الخطوط العلوية ، يدعم مع تصميم خاص.هذه هي دعامات متفرعة ومرتفعة وتبديل. تم تصميم دعامات الفروع لإقلاع الطاقة المتوسط ​​من الخطوط الهوائية. يتم تثبيت الدعامات المرتفعة في مساحات كبيرة ، على سبيل المثال ، عند عبور الأنهار العريضة الصالحة للملاحة. على انتقاليدعامات ، يتم إجراء تبديل الأسلاك.

يؤدي الترتيب غير المتماثل للأسلاك على الدعامات ذات الطول الكبير للخط العلوي إلى عدم تناسق في جهد الطور. يسمى موازنة الطور عن طريق تغيير الوضع النسبي للأسلاك على الدعم بالتبديل. يتم توفير التحويل للخطوط العلوية بجهد 110 كيلو فولت وما فوق ، وطول أكثر من 100 كم ويتم تنفيذه على دعامات نقل خاصة. يمر سلك كل مرحلة بالثلث الأول من طول الخط العلوي في مكان واحد ، والثالث في الآخر ، والثالث في المركز الثالث. تسمى حركة الأسلاك هذه بالدورة الكاملة للتبديل.