حرکت برق با استفاده از خطوط برق انجام می شود. چنین تاسیساتی باید امیدوارکننده باشد و همچنین برای مردم و محیط زیست ایمن باشد. این مقاله در مورد چیستی خط برق هوایی صحبت می کند و همچنین چند نمودار ساده را ارائه می دهد.

مخفف خطوط برق است. این نصب برای انتقال انرژی الکتریکی از طریق کابل هایی که در مناطق باز (هوا) قرار دارند و با عایق ها و اتصالات به قفسه ها یا تکیه گاه ها نصب می شوند، ضروری است. ورودی های خط یا خروجی های خطی تابلو برق به عنوان نقطه شروع و پایان خطوط برق و برای انشعاب - پشتیبانی ویژه و ورودی خط در نظر گرفته می شود.

یک نیروگاه برق چگونه به نظر می رسد؟

پشتیبانی ها را می توان به موارد زیر تقسیم کرد:

• میانی هایی که در قسمت های مستقیم مسیر نصب قرار دارند ، فقط برای نگه داشتن کابل ها استفاده می شوند.
• لنگرها عمدتاً بر روی مرزهای مستقیم خطوط هوایی نصب می شوند.
• پست های انتهایی زیرگونه ای از پست های لنگر هستند که در ابتدا و انتهای خط هوایی قرار می گیرند. تحت شرایط عملیاتی استاندارد نصب، آنها بار را از کابل ها می گیرند.
• از قفسه های ویژه برای تغییر موقعیت کابل ها در خطوط برق استفاده می شود.
• قفسه های تزئین شده، علاوه بر پشتیبانی، نقش زیبایی زیبایی را نیز ایفا می کنند.

خطوط برق را می توان به دو دسته هوایی و زیرزمینی تقسیم کرد. دومی به دلیل سهولت نصب، قابلیت اطمینان بالا و کاهش تلفات ولتاژ به طور فزاینده ای محبوبیت پیدا می کند.

توجه داشته باشید!این خطوط در روش تخمگذار، ویژگی طراحی متفاوت است. هر کدام مزایا و معایب خود را دارند.

هنگام کار با خطوط برق، لازم است تمام قوانین ایمنی را رعایت کنید، زیرا در حین نصب نه تنها می توانید مجروح شوید، بلکه می توانید بمیرید.

انواع ساپورت های مورد استفاده

مشخصات فنی خطوط برق

پارامترهای اصلی خط برق:

• ل - شکاف بین قفسه ها یا تکیه گاه های خطوط برق.
• dd - فضای بین خطوط کابل مجاور.
• λλ - می توان به عنوان طول حلقه حلقه برق رمزگشایی کرد.
• HH - ارتفاع قفسه؛
• hh کوتاه ترین فاصله مجاز از علامت کابل کم تا زمین است.

همه نمی توانند تمام ویژگی های تاسیسات را رمزگشایی کنند. بنابراین، می توانید برای کمک به یک متخصص مراجعه کنید.

در زیر جدول خطوط انتقال به روز شده در سال 2010 آمده است. بیشتر توضیحات کاملرا می توان در انجمن های برقکارها یافت.

	ولتاژ نامی، کیلو ولت
	40	115	220	380	500	700
شکاف l، m	160-210	170-240	240-360	300-440	330-440	350-550
فضای d، m	3,0	4,5	7,5	9,0	11,0	18,5
طول گلدسته X، متر	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 قفسه H، m	11-22	14-32	23-42	26-44	28-33	39-42
پارامتر خط h, m	6-7	7-8	7-8	8-11	8-14	12-24
تعداد کابل در هر فاز*	1	1	2	2	3	4-6
حجم بخش ها سیم، mm2	60-185	70-240	250-400	250-400	300-500	250-700

برای کاهش تعداد خاموشی های اضطراری که در شرایط بد آب و هوایی رخ می دهد، خطوط نیروگاه مجهز به طناب های حفاظت در برابر صاعقه هستند که بر روی قفسه های بالای کابل ها نصب می شوند و برای سرکوب برخورد مستقیم صاعقه به خطوط برق استفاده می شوند. آنها شبیه کابل های فلزی گالوانیزه چند سیم یا کابل های آلومینیومی تقویت شده با بخش کوچک ویژه هستند.

چنین دستگاه های حفاظت در برابر صاعقه با هسته های فیبر نوری که در میله لوله ای آنها تعبیه شده است تولید و استفاده می شود که ارتباط چند کاناله را فراهم می کند. در مناطقی با یخبندان های دائمی و شدید، یخ روی سیم ها رسوب می کند و به دلیل شکسته شدن خطوط هوایی هنگام نزدیک شدن طناب ها و کابل ها، حوادثی رخ می دهد.

دمای کار خطوط برق از 150 تا 200 درجه است. سیم ها در داخل عایق نیستند. آنها باید دارای درجه بالایی از هدایت و همچنین مقاومت در برابر آسیب مکانیکی باشند.

در زیر توضیح داده می شود که از کدام خطوط برق برای انتقال برق استفاده می شود.

انواع

از خطوط برق برای جابجایی و توزیع برق استفاده می شود. انواع خطوط را می توان تقسیم کرد:

• بر اساس نوع چینش کابل - هوا (واقع در بیرون از خانه) و بسته (در کانال های کابلی)؛
• بر اساس عملکرد - فوق العاده طولانی، برای بزرگراه ها، توزیع.

خطوط برق هوایی را می توان به زیرگونه هایی نیز تقسیم کرد که به هادی ها، نوع جریان، قدرت، مواد خام مورد استفاده بستگی دارد. این طبقه بندی ها به تفصیل در زیر آمده است.

جریان متناوب

با توجه به نوع جریان می توان خطوط برق را به دو گروه تقسیم کرد. اولین مورد از این خطوط برق DC است. چنین تاسیساتی به کاهش تلفات هنگام جابجایی انرژی کمک می کند، بنابراین از آنها برای انتقال جریان در فواصل طولانی استفاده می شود. این نوع از خطوط انتقال برق در کشورهای اروپایی بسیار محبوب است، اما در روسیه می توان چنین خطوط برق را روی انگشتان شمرد. بسیاری از راه‌آهن‌ها با جریان متناوب کار می‌کنند.

طرح انتقال نیرو

جریان مستقیم

گروه دوم خطوط برق DC هستند که در آنها انرژی بدون توجه به جهت و مقاومت همیشه یکسان است. تقریباً تمام تاسیسات در روسیه با جریان مستقیم تغذیه می شوند. تولید و کارکرد آنها آسان تر است، اما تلفات در طول حرکت جریان اغلب به 10 کیلو وات در کیلومتر برای شش ماه در یک خط برق با ولتاژ 450 کیلو ولت می رسد.

طبقه بندی خطوط برق

چنین تاسیساتی را می توان بر اساس هدف، ولتاژ، نحوه عملکرد و غیره طبقه بندی کرد. هر مورد به تفصیل در زیر توضیح داده شده است.

بر اساس نوع جریان

که در سال های گذشتهانتقال برق عمدتاً با جریان متناوب انجام می شود. این روش محبوب است زیرا مقدار زیادمنابع الکتریسیته ولتاژ متناوب تولید می کنند (به استثنای منابع منفرد مانند پنل های خورشیدی)، و مصرف کننده اصلی تاسیسات جریان متناوب است.

نمودار سیم کشی خطوط هوایی

اغلب اوقات انتقال برق DC مطلوب تر است. برای کاهش تلفات در خطوط برق، در هنگام انتقال انرژی الکتریکی بر روی هر نوع جریان، با کمک ترانسفورماتور (TT) ولتاژ را افزایش دهید.

همچنین هنگام انتقال از محل نصب به مصرف کننده در جریان مستقیم، لازم است انرژی الکتریکی از جریان متناوب به جریان مستقیم تبدیل شود؛ برای این کار، یکسو کننده های مخصوص وجود دارد.

بر اساس مقصد

با توجه به هدف خطوط برق را می توان به چند نوع تقسیم کرد. با توجه به فاصله، خطوط به دو دسته تقسیم می شوند:

• فوق العاده طولانی در چنین خطوط برق، ولتاژ بیش از 500 کیلو ولت خواهد بود. آنها برای انتقال انرژی در فواصل طولانی استفاده می شوند. اساساً آنها برای ترکیب سیستم های قدرت مختلف یا عناصر آنها ضروری هستند.

• تنه. چنین خطوطی با ولتاژ 220 یا 380 کیلو ولت عرضه می شوند. آنها مراکز بزرگ انرژی یا تأسیسات مختلف را با یکدیگر ترکیب می کنند.
• توزیع این نوع شامل سیستم هایی با ولتاژ 35، 110 و 150 کیلوولت می باشد. آنها برای متحد کردن مناطق و مراکز کوچک تغذیه استفاده می شوند.
• برق رسانی به مردم ولتاژ - بالاتر از 20 کیلو ولت نیست، محبوب ترین انواع 6 و 10 کیلو ولت است. این خطوط برق انرژی را به نقاط توزیع و سپس به افراد خانه می رساند.

با ولتاژ

با توجه به ولتاژ پایه، چنین خطوط برق عمدتاً به دو گروه اصلی تقسیم می شوند. با ولتاژ پایین تا 1 کیلو ولت. GOST ها چهار ولتاژ اصلی 40، 220، 380 و 660 ولت را نشان می دهند.

با ولتاژ بالای 1 کیلو ولت GOST 12 پارامتر را در اینجا توصیف می کند، شاخص های متوسط ​​- از 3 تا 35 کیلو ولت، بالا - از 100 تا 220 کیلو ولت، بالاترین - 330، 500 و 700 کیلو ولت و فوق العاده بالا - بیش از 1 مگا ولت. به آن ولتاژ بالا نیز می گویند.

با توجه به سیستم عملکرد خنثی ها در تاسیسات الکتریکی

چنین تاسیساتی را می توان به چهار شبکه تقسیم کرد:

• سه فاز که در آن هیچ زمینی وجود ندارد. اساساً این طرح در شبکه هایی با ولتاژ تا 35 کیلو ولت استفاده می شود که در آن جریان های کوچک حرکت می کنند.
• سه فاز، که در آن زمین با استفاده از اندوکتانس وجود دارد. به این نصب، نوع رزونانس زمینی نیز می گویند. در چنین خطوط هوایی از ولتاژ 3-35 کیلوولت استفاده می شود که در آن جریان های بزرگ حرکت می کنند.
• سه فاز که در آن زمین کامل وجود دارد. این حالت عملکرد نول در خطوط هوایی با ولتاژ متوسط ​​و بالا استفاده می شود. در اینجا شما باید از ترانسفورماتورهای جریان استفاده کنید.
• خنثی زمین خطوط هوایی با ولتاژ کمتر از 1.0 کیلو ولت یا بیشتر از 220 کیلو ولت در اینجا کار می کنند.

فرآیند نصب

با توجه به نحوه عملکرد بسته به شرایط مکانیکی

همچنین چنین جداسازی خطوط برق وجود دارد که وضعیت خارجی تمام قسمت های نصب را فراهم می کند. این خطوط برق در شرایط خوبی هستند که کابل ها، قفسه ها و سایر موارد تقریباً نو هستند. تاکید اصلی بر کیفیت کابل ها و طناب ها است، آنها نباید از نظر مکانیکی آسیب ببینند.

وضعیت اضطراری نیز وجود دارد که کیفیت کابل ها و طناب ها بسیار پایین است. چنین تاسیساتی نیاز به تعمیر فوری دارند.

• خطوط برق در شرایط کار خوب - همه اجزای جدید هستند و آسیبی ندیده اند.
• خطوط اضطراری - با آسیب مشهود مشهود به سیم ها؛
• خطوط نصب - در هنگام نصب قفسه ها، کابل ها و طناب ها.

تنها لازم است که یک برقکار با تجربه وضعیت خطوط برق را تعیین کند.

اگر نصب اضطراری باشد، این می تواند منجر به تعدادی عواقب شود. به عنوان مثال، انرژی به طور مداوم تامین نخواهد شد، اتصال کوتاه ممکن است، سیم‌های خالی می‌توانند هنگام تماس باعث آتش‌سوزی شوند. اگر خط برق به موقع نصب نشود و عواقب جبران ناپذیری رخ دهد، این امر می تواند منجر به جریمه های هنگفت شود.

خطوط برق کابلی زیرزمینی

هدف از خطوط هوایی

به این گونه خطوط هوایی، تاسیساتی گفته می شود که برای جابجایی و توزیع انرژی الکتریکی از طریق کابل هایی که در هوای آزاد قرار دارند و با کمک قفسه های مخصوص نگهداری می شوند، استفاده می شود. خطوط هوایی در انواع شرایط آب و هوایی و مناطق جغرافیایی، مستعد تأثیرات جوی (بارش، تغییرات دما، باد) نصب و استفاده می شوند.

بنابراین، خطوط هوایی باید با در نظر گرفتن عوامل آب و هوا، آلودگی جوی، الزامات تخمگذار (برای یک شهر، مزرعه، روستا) و غیره نصب شوند. نصب باید با تعدادی از قوانین و مقررات مطابقت داشته باشد:

• هزینه مقرون به صرفه؛
• هدایت الکتریکی بالا، استحکام طناب ها و قفسه های مورد استفاده؛
• مقاومت در برابر آسیب مکانیکی، خوردگی؛
• برای طبیعت و انسان در امان باشید، قلمرو آزاد زیادی را اشغال نکنید.

عایق ها چه شکلی هستند؟

ولتاژ خط برق چقدر است

با توجه به ویژگی های خاص، شما می توانید ولتاژ خطوط برق را با استفاده از ظاهر. اولین چیزی که باید به آن توجه کنید عایق است. هرچه تعداد آنها در نصب بیشتر باشد، قدرتمندتر خواهد بود.

محبوب ترین عایق ها برای خطوط هوایی 0.4 کیلو ولت. آنها معمولا از شیشه بادوام ساخته می شوند. با تعداد آنها می توان در قدرت تعیین کرد.

VL-6 و VL-10 از نظر شکل مشابه هستند، اما بسیار بزرگتر هستند. علاوه بر تثبیت پین، گاهی اوقات از چنین عایق هایی مانند گلدسته ها در یک یا دو نمونه استفاده می شود.

توجه داشته باشید!در یک خط هوایی 35 کیلوولت، عایق های آویز اغلب نصب می شوند، اگرچه گاهی اوقات می توانید یک نوع پین را مشاهده کنید. گلدسته از سه تا پنج نوع تشکیل شده است.

تعداد غلتک های یک حلقه گل می تواند به شرح زیر باشد:

• VL-110kV - 6 غلتک؛
• VL-220kV - 10 غلتک؛
• VL-330kV - 12 غلتک؛
• VL-500kV - 22 غلتک؛
• VL-750kV - از 20 و بالاتر.

چگونه قدرت خطوط برق را بفهمیم

همچنین می توانید ولتاژ را از طریق تعداد کابل ها دریافت کنید:

• VL-0.4 کیلوولت تعداد سیم از 2 تا 4 و بیشتر.
• VL-6، 10 کیلو ولت - فقط سه کابل در هر واحد.
• VL-35 kV، 110 kV - هر عایق سیم مخصوص به خود را دارد.
• VL-220 kV - برای هر عایق یک سیم بزرگ؛
• VL-330 kV - در فازهای دو کابل؛
• VL-750 کیلو ولت - از 3 تا 5 سیم.

در خاتمه لازم به ذکر است که در دنیای مدرنبدون خطوط برق غیرممکن است. آنها برق کل کشور را تامین می کنند. در حال حاضر هوا و خطوط برق کابلیهر کجا.

خطوط هوایی به خطوطی گفته می شود که برای انتقال و توزیع EE از طریق سیم هایی که در هوای آزاد قرار دارند و توسط تکیه گاه ها و عایق ها پشتیبانی می شوند، در نظر گرفته می شوند. خطوط برق هوایی در طیف گسترده ای از شرایط آب و هوایی و مناطق جغرافیایی، تحت تأثیرات جوی (باد، یخ، باران، تغییرات دما) ساخته و کار می کنند.

در این راستا خطوط هوایی باید با در نظر گرفتن پدیده‌های جوی، آلودگی هوا، شرایط تخمگذار (مناطق کم‌جمعیت، مناطق شهری، شرکت‌ها) و غیره ساخته شوند. باید تعدادی از الزامات را برآورده کند: هزینه قابل قبول اقتصادی، هدایت الکتریکی خوب و مقاومت مکانیکی کافی مواد سیم و کابل، مقاومت آنها در برابر خوردگی، حمله شیمیایی; خطوط باید از نظر الکتریکی و محیط زیست ایمن باشند و حداقل منطقه را اشغال کنند.

طراحی سازه خطوط هوایی عناصر ساختاری اصلی خطوط هوایی شامل تکیه گاه ها، سیم ها، کابل های حفاظت در برابر صاعقه، عایق ها و اتصالات خطی می باشد.

با توجه به طراحی تکیه گاه ها، خطوط هوایی تک مداره و دو مداره رایج ترین هستند. تا چهار مدار می تواند در مسیر خط ساخته شود. مسیر خط - باریکه ای از زمین که روی آن خطی ساخته می شود. یک مدار یک خط هوایی ولتاژ بالا سه سیم (مجموعه سیم) یک خط سه فاز را در یک خط ولتاژ پایین - از سه تا پنج سیم ترکیب می کند. به طور کلی، بخش ساختاری خط هوایی (شکل 3.1) با نوع تکیه گاه ها، طول دهانه، ابعاد کلی، طراحی فاز و تعداد عایق ها مشخص می شود.

طول دهانه خطوط هوایی l به دلایل اقتصادی انتخاب می شود، زیرا با افزایش طول دهانه، افتادگی سیم ها افزایش می یابد، لازم است ارتفاع تکیه گاه ها H افزایش یابد تا اندازه مجاز نقض نشود. از خط h (شکل 3.1، ب)، در حالی که تعداد تکیه گاه ها کاهش خواهد یافت و عایق های خط. خط سنج - کمترین فاصله از پایین ترین نقطه سیم تا زمین (آب، بستر جاده) باید به گونه ای باشد که ایمنی افراد و وسایل نقلیه زیر خط را تضمین کند.

این فاصله به ولتاژ نامی خط و شرایط منطقه (جمعیت، خالی از سکنه) بستگی دارد. فاصله بین فازهای مجاور یک خط عمدتاً به ولتاژ نامی آن بستگی دارد. طراحی فاز خط هوایی عمدتاً با تعداد سیم های فاز تعیین می شود. اگر فاز توسط چند سیم ساخته شود به آن اسپلیت می گویند. فازهای خطوط هوایی ولتاژ بالا و فوق بالا تقسیم می شوند. در این مورد، دو سیم در یک فاز در 330 (220) کیلو ولت، سه - در 500 کیلو ولت، چهار یا پنج - در 750 کیلو ولت، هشت، یازده - در 1150 کیلو ولت استفاده می شود.

خطوط هوایی. تکیه گاه های VL سازه هایی هستند که برای پشتیبانی از سیم ها در ارتفاع مورد نیاز از سطح زمین، آب یا نوعی سازه مهندسی طراحی شده اند. علاوه بر این، کابل‌های فولادی متصل به زمین در صورت لزوم روی تکیه‌گاه‌ها آویزان می‌شوند تا از سیم‌ها در برابر برخورد مستقیم صاعقه و اضافه ولتاژهای مرتبط محافظت کنند.

انواع و طرح های تکیه گاه ها متنوع است. بسته به هدف و محل قرارگیری روی خط هوایی به دو دسته متوسط ​​و لنگر تقسیم می شوند. تکیه گاه ها در مواد، طراحی و روش بستن، بستن سیم ها متفاوت است. بسته به مواد، آنها چوبی، بتن مسلح و فلز هستند.

پشتیبانی های میانیساده ترین آنها برای پشتیبانی از سیم ها در بخش های مستقیم خط است. آنها رایج ترین هستند. سهم آنها به طور متوسط ​​80-90٪ از کل خطوط هوایی است. سیم ها به آنها با کمک حلقه های نگهدارنده (معلق) عایق ها یا عایق های پین بسته می شوند. تکیه گاه های میانی در حالت عادی عمدتاً از وزن خود سیم ها، کابل ها و عایق ها بارگیری می شوند، حلقه های آویزان مقره ها به صورت عمودی آویزان می شوند.

لنگر پشتیبانی می کندنصب شده در مکان های اتصال سفت و سخت سیم ها؛ آنها به ترمینال، زاویه ای، متوسط ​​و ویژه تقسیم می شوند. تکیه گاه های لنگر که برای اجزای طولی و عرضی کشش سیم ها طراحی شده اند (گلدسته های کششی عایق ها به صورت افقی قرار دارند) بیشترین بار را تجربه می کنند ، بنابراین بسیار پیچیده تر و گران تر از میانی هستند. تعداد آنها در هر خط باید حداقل باشد.

به طور خاص، تکیه گاه های انتهایی و گوشه ای، نصب شده در انتهای یا در پیچ خط، کشش ثابت سیم ها و کابل ها را تجربه می کنند: یک طرفه یا در نتیجه زاویه چرخش. لنگرهای میانی نصب شده بر روی بخش های طولانی مستقیم نیز برای کشش یک طرفه محاسبه می شوند، که می تواند زمانی رخ دهد که بخشی از سیم ها در دهانه مجاور تکیه گاه شکسته شود.

تکیه گاه های ویژه از انواع زیر است: انتقالی - برای دهانه های بزرگ عبور از رودخانه ها، دره ها. خطوط شاخه - برای ساخت شاخه ها از خط اصلی؛ transpositional - برای تغییر ترتیب محل سیم ها روی تکیه گاه.

همراه با هدف (نوع)، طراحی تکیه گاه با تعداد خطوط هوایی و موقعیت نسبی سیم ها (فازها) تعیین می شود. تکیه گاه ها (و خطوط) در یک نسخه تک مدار یا دو مدار ساخته شده اند، در حالی که سیم های روی تکیه گاه ها را می توان به صورت مثلث، افقی، درخت کریسمس معکوس و شش گوش یا بشکه قرار داد (شکل 3.2).

آرایش نامتقارن سیم های فاز نسبت به یکدیگر (شکل 3.2) باعث نابرابری اندوکتانس ها و ظرفیت های فازهای مختلف می شود. برای اطمینان از تقارن یک سیستم سه فاز و تراز فاز پارامترهای راکتیو در خطوط طولانی (بیش از 100 کیلومتر) با ولتاژ 110 کیلو ولت و بالاتر، سیم‌های موجود در مدار با استفاده از تکیه‌گاه‌های مناسب بازآرایی می‌شوند.

با یک چرخه کامل جابجایی، هر سیم (فاز) به طور مساوی در طول خط، موقعیت هر سه فاز را به صورت سری بر روی تکیه گاه اشغال می کند (شکل 3.3).

تکیه گاه های چوبی(شکل 3.4) از کاج یا کاج اروپایی ساخته شده اند و در خطوط با ولتاژ تا 110 کیلو ولت در مناطق جنگلی استفاده می شوند که اکنون کمتر و کمتر شده است. عناصر اصلی تکیه گاه ها عبارتند از: ناتنی ها (ضمیمه ها) 1، قفسه ها 2، تراورس 3، مهاربندهای 4، میله های زیر تراورس 6 و میلگردهای عرضی 5. ساخت تکیه گاه ها آسان، ارزان و حمل و نقل آسان است. اشکال اصلی آنها شکنندگی آنها به دلیل پوسیدگی چوب، علیرغم درمان آن با یک ضد عفونی کننده است. استفاده از ناتنی های بتن مسلح (ضمیمه ها) طول عمر تکیه گاه ها را تا 20-25 سال افزایش می دهد.

تکیه گاه های بتن مسلح (شکل 3.5) بیشترین کاربرد را در خطوط با ولتاژ تا 750 کیلو ولت دارند. آنها می توانند ایستاده (متوسط) و با بریس (لنگر) باشند. تکیه گاه های بتن آرمه دوام بیشتری نسبت به چوبی دارند، کارکرد آن آسان تر و ارزان تر از فلزی است.

تکیه گاه های فلزی (فولادی) (شکل 3.6) در خطوط با ولتاژ 35 کیلو ولت و بالاتر استفاده می شود. عناصر اصلی عبارتند از قفسه 1، تراورس 2، قفسه کابل 3، مهاربند 4 و فونداسیون 5. آنها قوی و قابل اعتماد هستند، اما کاملا فلز فشرده هستند، منطقه بزرگی را اشغال می کنند، برای نصب به پایه های بتن مسلح خاصی نیاز دارند و باید در حین عملیات رنگ آمیزی شوند. برای محافظت در برابر خوردگی

از تیرهای فلزی در مواردی استفاده می شود که از نظر فنی ساخت خطوط هوایی بر روی تیرهای چوبی و بتن آرمه (عبور از رودخانه ها، تنگه ها، ساخت شیرآلات از خطوط هوایی و ...) مشکل و غیراقتصادی باشد.

در روسیه، تکیه گاه های فلزی و بتن مسلح یکپارچه از انواع مختلف برای خطوط هوایی با تمام ولتاژها ایجاد شده است که امکان تولید انبوه آنها، سرعت بخشیدن و کاهش هزینه ساخت خط را فراهم می کند.

سیم های خطوط هوایی.

سیم ها برای انتقال برق طراحی شده اند. همراه با هدایت الکتریکی خوب (احتمالاً مقاومت الکتریکی کمتر)، استحکام مکانیکی کافی و مقاومت در برابر خوردگی، باید شرایط اقتصادی را برآورده کنند. برای این منظور، سیم از ارزان ترین فلزات - آلومینیوم، فولاد، آلیاژهای آلومینیوم ویژه استفاده می شود. اگرچه مس بالاترین رسانایی را دارد، اما به دلیل هزینه قابل توجه و نیاز به اهداف دیگر، از سیم های مسی در خطوط جدید استفاده نمی شود.

استفاده از آنها در شبکه های تماس، در شبکه های شرکت های معدن مجاز است.

در خطوط هوایی، عمدتاً از سیم های بدون عایق (لخت) استفاده می شود. با توجه به طراحی، سیم ها می توانند یک و چند سیم، توخالی باشند (شکل 3.7). سیم های تک سیم عمدتا فولادی به میزان محدودی در شبکه های فشار ضعیف استفاده می شود. برای ایجاد انعطاف پذیری و استحکام مکانیکی بیشتر، سیم ها از چند سیم از یک فلز (آلومینیوم یا فولاد) و از دو فلز (ترکیب) - آلومینیوم و فولاد ساخته می شوند. فولاد موجود در سیم استحکام مکانیکی را افزایش می دهد.

بر اساس شرایط استحکام مکانیکی، سیم های آلومینیومی درجه های A و AKP (شکل 3.7) در خطوط هوایی با ولتاژ تا 35 کیلو ولت استفاده می شود. خطوط هوایی 6-35 کیلوولت را می توان با سیم های فولادی آلومینیومی نیز ساخت و خطوط بالای 35 کیلو ولت منحصراً با سیم های فولادی آلومینیومی نصب می شوند.

سیم های فولادی آلومینیومی دارای لایه هایی از سیم های آلومینیومی در اطراف هسته فولادی هستند. سطح مقطع قطعه فولادی معمولاً 4-8 برابر کمتر از آلومینیوم است، اما فولاد حدود 30-40٪ از کل بار مکانیکی را می گیرد. چنین سیم هایی در خطوط با دهانه های بلند و در مناطق با شرایط آب و هوایی شدیدتر (با ضخامت بیشتر دیواره یخی) استفاده می شود.

درجه سیم های فولادی آلومینیومی سطح مقطع قطعات آلومینیومی و فولادی را نشان می دهد، به عنوان مثال، AC 70/11، و همچنین داده های مربوط به محافظت در برابر خوردگی، به عنوان مثال، AKS، ASKP - سیم های مشابه AC، اما با پرکننده هسته (C) یا تمام سیم ها (P) با گریس ضد خوردگی؛ ASC - همان سیم AC، اما با یک هسته پوشیده شده با یک فیلم پلی اتیلن. سیم های با محافظ ضد خوردگی در مناطقی که هوا با ناخالصی های مخرب آلومینیوم و فولاد آلوده است استفاده می شود. سطح مقطع سیم ها توسط استاندارد دولتی نرمال شده است.

افزایش قطر سیم ها با مصرف یکسان مواد هادی را می توان با استفاده از سیم هایی با پرکننده دی الکتریک و سیم های توخالی انجام داد (شکل 3.7، د، ه).این استفاده تلفات کرونا را کاهش می دهد (به بخش 2.2 مراجعه کنید). سیم های توخالی عمدتاً برای شینه های تابلو برق 220 کیلوولت و بالاتر استفاده می شود.

سیم های ساخته شده از آلیاژهای آلومینیوم (AN - عملیات حرارتی نشده، AJ - عملیات حرارتی شده) دارای استحکام مکانیکی بیشتری در مقایسه با آلومینیوم و تقریباً هدایت الکتریکی یکسانی هستند. آنها در خطوط هوایی با ولتاژ بالای 1 کیلو ولت در مناطقی با ضخامت دیواره یخی تا 20 میلی متر استفاده می شوند.

خطوط هوایی با سیم های عایق خود نگهدار با ولتاژ 0.38-10 کیلو ولت در حال استفاده روزافزون هستند. در خطوط با ولتاژ 380/220 ولت، سیم ها از یک سیم حامل که صفر است، سه سیم فاز عایق، یک سیم عایق (هر فاز) برای روشنایی فضای باز تشکیل شده است. سیم های عایق فاز به دور سیم خنثی حامل پیچیده می شوند (شکل 3.8).

سیم حامل فولادی آلومینیومی و سیم های فاز آلومینیومی است. دومی با پلی اتیلن مقاوم در برابر نور (میزان اتصال متقاطع) (سیم از نوع APV) پوشیده شده است. از مزایای خطوط هوایی با سیم های عایق نسبت به خطوط با سیم های لخت می توان به عدم وجود عایق روی تکیه گاه ها، حداکثر استفاده از ارتفاع تکیه گاه برای سیم های آویزان اشاره کرد. در منطقه ای که خط عبور می کند نیازی به قطع درختان نیست.

کابل های رعد و برق همراه با شکاف های جرقه، برقگیرها، محدود کننده های ولتاژ و دستگاه های اتصال به زمین، برای محافظت از خط از اضافه ولتاژهای جوی (تخلیه صاعقه) استفاده می کنند. کابل ها در بالای سیم های فاز (شکل 3.5) روی خطوط هوایی با ولتاژ 35 کیلو ولت و بالاتر، بسته به منطقه فعالیت رعد و برق و جنس تکیه گاه ها، که توسط قوانین نصب برق (PUE) تنظیم می شود، معلق هستند. .

طناب های فولادی گالوانیزه گریدهای C 35، C 50 و C 70 معمولاً به عنوان سیم های حفاظت در برابر صاعقه و سیم های فولادی آلومینیومی در هنگام استفاده از کابل ها برای ارتباطات با فرکانس بالا استفاده می شود. بستن کابل ها بر روی تمام تکیه گاه های خطوط هوایی با ولتاژ 220-750 کیلوولت باید با استفاده از یک عایق شنت شده با شکاف جرقه انجام شود. در خطوط 35-110 کیلوولت، کابل ها به تکیه گاه های میانی فلزی و بتن مسلح بدون عایق کابل بسته می شوند.

عایق های خطوط هوایی عایق ها برای عایق کاری و بستن سیم ها طراحی شده اند. آنها از پرسلن و شیشه سکوریت ساخته شده اند - موادی با استحکام مکانیکی و الکتریکی بالا و مقاومت در برابر هوا. یک مزیت اساسی عایق های شیشه ای این است که در صورت آسیب دیدن، شیشه های سکوریت خرد می شوند. این کار پیدا کردن عایق های آسیب دیده را در خط آسان تر می کند.

با توجه به طراحی، روش تثبیت روی تکیه گاه، مقره ها به عایق پین و تعلیق تقسیم می شوند. عایق پین (شکل 3.9، a، b) برای خطوط با ولتاژ تا 10 کیلو ولت و به ندرت (برای مقاطع کوچک) 35 کیلو ولت استفاده می شود. آنها با قلاب یا پین به تکیه گاه ها متصل می شوند. عایق های تعلیق (شکل 3.9، V)در خطوط هوایی با ولتاژ 35 کیلو ولت و بالاتر استفاده می شود. آنها از یک قسمت عایق چینی یا شیشه ای، یک کلاهک آهنی شکل پذیر 2، یک میله فلزی 3 و یک چسب سیمانی 4 تشکیل شده اند.

عایق ها در گلدسته ها جمع می شوند (شکل 3.9، ز):حمایت از تکیه گاه های میانی و کشش - روی لنگر. تعداد عایق های گلدسته به ولتاژ، نوع و جنس تکیه گاه ها و آلودگی جو بستگی دارد. به عنوان مثال، در یک خط 35 کیلوولت - 3-4 عایق، 220 کیلو ولت - 12-14؛ در خطوط با میله های چوبیبا افزایش مقاومت در برابر رعد و برق، تعداد عایق ها در حلقه یک کمتر از خطوط با تکیه گاه های فلزی است. در حلقه های کششی که در سخت ترین شرایط کار می کنند، 1-2 عایق بیشتر از عایق های نگهدارنده نصب می شود.

عایق هایی با استفاده از مواد پلیمری ساخته شده اند و در حال انجام آزمایشات صنعتی آزمایشی هستند. آنها یک عنصر میله ای ساخته شده از فایبرگلاس هستند که با پوششی با دنده های ساخته شده از فلوئوروپلاست یا لاستیک سیلیکون محافظت می شود. مقره های میله ای در مقایسه با عایق های تعلیق وزن و هزینه کمتر و مقاومت مکانیکی بالاتری نسبت به مقره های ساخته شده از آن دارند. شیشه ی حرارت دیده. مشکل اصلی اطمینان از امکان کار طولانی مدت آنها (بیش از 30 سال) است.

تقویت خطیبرای بستن سیم ها به عایق ها و کابل ها به تکیه گاه ها طراحی شده است و شامل عناصر اصلی زیر است: گیره ها، اتصال دهنده ها، فاصله ها و غیره (شکل 3.10).

گیره های نگهدارنده برای تعلیق و بستن خطوط هوایی بر روی تکیه گاه های میانی با سفتی پایان محدود استفاده می شود (شکل 3.10، a). روی تکیه گاه های لنگر برای چسباندن سفت و سخت سیم ها، از حلقه های کششی و گیره های کششی استفاده می شود - کشش و گوه (شکل 3.10، b، c). اتصالات اتصال (گوشواره، گوش، براکت، بازوهای راکر) برای آویزان کردن گلدسته ها بر روی تکیه گاه ها طراحی شده اند. گلدسته نگهدارنده (شکل 3.10، د) با کمک گوشواره 1 روی تراورس تکیه گاه میانی ثابت می شود که با طرف دیگر در درپوش مقره تعلیق بالایی 2 قرار می گیرد. از چشمک 3 برای گیره نگهدارنده 4 را به عایق پایینی گلدسته وصل کنید.

اسپیسرهای فاصله (شکل 3.10، e)، نصب شده در دهانه های 330 کیلوولت و خطوط بالاتر با فازهای تقسیم شده، از شلاق، برخورد و پیچش سیم های فاز منفرد جلوگیری می کند. اتصال دهنده ها برای اتصال بخش های جداگانه سیم با استفاده از کانکتورهای بیضی یا فشاری استفاده می شوند (شکل 3.10، به عنوان مثال).در کانکتورهای بیضی شکل، سیم ها یا پیچ خورده یا چین دار هستند. در کانکتورهای فشرده که برای اتصال سیم های فولادی آلومینیومی با مقاطع بزرگ استفاده می شود، قطعات فولادی و آلومینیومی به طور جداگانه فشرده می شوند.

نتیجه توسعه فناوری انتقال EE در فواصل طولانی است گزینه های مختلفخطوط انتقال فشرده که با فاصله کمتر بین فازها و در نتیجه مقاومت های القایی کوچکتر و عرض مسیر خط مشخص می شود (شکل 3.11). هنگام استفاده از تکیه گاه های "نوع پوششی" (شکل 3.11، آ)کاهش فاصله به دلیل قرار گرفتن تمام ساختارهای تقسیم فاز در داخل "پرتال پوششی" یا در یک طرف قفسه پشتیبانی به دست می آید (شکل 3.11، ب).همگرایی فازها با کمک اسپیسرهای عایق بین فازی تضمین می شود. گزینه های مختلفی برای خطوط فشرده با طرح بندی سیم های غیر سنتی فازهای تقسیم شده پیشنهاد شده است (شکل 3.11، در و).

علاوه بر کاهش عرض مسیر به ازای واحد توان انتقالی، می توان خطوط فشرده ای برای انتقال توان افزایش یافته (تا 8-10 گیگاوات) ایجاد کرد. چنین خطوطی قدرت میدان الکتریکی کمتری را در سطح زمین ایجاد می‌کنند و مزایای فنی دیگری نیز دارند.

خطوط فشرده همچنین شامل خطوط خود جبران کننده کنترل شده و خطوط کنترل شده با پیکربندی غیر متعارف فازهای تقسیم می شوند. آنها خطوط دو مداری هستند که در آنها فازهای مدارهای مختلف به همین نام به صورت جفت جابجا می شوند. در این حالت ولتاژها تغییر می کند زاویه معین. با توجه به تغییر رژیم با کمک دستگاه های ویژه زاویه تغییر فاز، کنترل پارامترهای خط انجام می شود.

خط کابل (CL)- یک خط برای انتقال برق، متشکل از یک یا چند کابل موازی، که به نوعی با تخمگذار ساخته شده است (شکل 1.29). خطوط کابلی در جایی گذاشته می شود که ساخت خطوط هوایی به دلیل قلمرو تنگ غیرممکن است، از نظر مقررات ایمنی غیرقابل قبول، از نظر شاخص های اقتصادی، معماری و برنامه ریزی و سایر الزامات غیر عملی است. بیشترین کاربرد CL در انتقال و توزیع EE در شرکت های صنعتی و در شهرها (سیستم های منبع تغذیه داخلی) در انتقال EE از طریق حجم های بزرگ آب یافت شد.

مزایا و مزایای خطوط کابلی در مقایسه با خطوط هوایی: ضد آب و هوا، محرمانه بودن مسیر و عدم دسترسی افراد غیر مجاز، آسیب کمتر، فشردگی خط و امکان توسعه گسترده برق رسانی به مصرف کنندگان در مناطق شهری و صنعتی. با این حال، خطوط کابل بسیار گرانتر از خطوط هوایی با ولتاژ یکسان هستند (به طور متوسط ​​2-3 بار برای خطوط 6-35 کیلو ولت و 5-6 بار برای خطوط 110 کیلو ولت و بالاتر)، ساخت و بهره برداری دشوارتر است.

برنج. 1.29. روش های کابل کشی و سازه های کابل: الف - ترانشه خاکی. b-collector؛ c-tunnel; g-channel; د - روگذر؛ e - بلوک

که در ترکیب CLشامل: کابل، تجهیزات برای اتصال و برش بخش های کابل و اتصال انتهای کابل به تجهیزات و شین های تابلو برق (اتصالات کابل - عمدتاً کوپلینگ های مختلف)، سازه های ساختمان، عناصر چفت و بست و همچنین تجهیزات آرایش روغن یا گاز (برای کابل های پر شده با نفت و گاز).

طبقه بندی خطوط کابل اساساً مطابق با طبقه بندی کابل های موجود در آن است. ویژگی های اصلی عبارتند از:

نوع جریان؛

ولتاژ محاسبه شده؛

تعداد عناصر حامل جریان؛

مواد عایق الکتریکی؛

ماهیت اشباع و روش افزایش مقاومت الکتریکی عایق کاغذ؛

مواد غلاف.

(این ویژگی‌ها فقط کابل‌هایی را پوشش می‌دهند که تحت شرایط خنک‌کننده آزاد کار می‌کنند. کابل‌هایی با خنک‌کننده آب یا روغن اجباری و همچنین کابل‌های برودتی وجود دارند.)

کابل- یک محصول کارخانه تمام شده، متشکل از هسته های عایق رسانای جریان، محصور در یک غلاف و زره محافظ هرمتیک، از آنها در برابر رطوبت، اسیدها و آسیب های مکانیکی محافظت می کند. کابل های برق دارای یک تا چهار هادی آلومینیومی یا مسی با سطح مقطع 1.5-2000 میلی متر مربع هستند. هسته هایی با سطح مقطع تا 16 میلی متر 2 - تک سیم، بیش از - چند سیم. با توجه به شکل مقطع، هادی ها گرد، سگمنتال یا بخش هستند.

کابل های با ولتاژ تا 1 کیلو ولت معمولاً چهار هسته ای ، ولتاژ 6-35 کیلو ولت - سه هسته ای و ولتاژ 110-220 کیلو ولت - تک هسته ای ساخته می شوند.

پوسته های محافظ از سرب، آلومینیوم، لاستیک و پی وی سی ساخته شده اند. در کابل های 35 کیلو ولت، هر هسته علاوه بر این در یک غلاف سربی محصور شده است که یکنواخت تر ایجاد می کند. میدان الکتریکیو اتلاف گرما را بهبود می بخشد. هم ترازی میدان الکتریکیبرای کابل های دارای عایق و غلاف پلاستیکی، با محافظت از هر هسته با کاغذ نیمه رسانا به دست می آید.

در کابل های ولتاژ 1-35 کیلو ولت، برای افزایش استحکام الکتریکی، یک لایه عایق تسمه بین هسته های عایق شده و غلاف گذاشته می شود.

زره کابل ساخته شده از نوارهای فولادی یا سیم های فولادی گالوانیزه با پوشش خارجی نخ کابل آغشته به قیر و پوشش داده شده با گچ در برابر خوردگی محافظت می شود.

در کابل های با ولتاژ 110 کیلو ولت و بالاتر، برای افزایش مقاومت الکتریکی عایق کاغذ، آنها را با گاز یا روغن تحت فشار پر می کنند (کابل های گاز پر و روغنی).

خطوط کابل فشار قوی

خطوط کابل با اشباع ویسکوز در ولتاژهای بیش از 35 کیلو ولت استفاده نمی شود. این به دلیل این واقعیت است که اجزای هوا همیشه در عایق کابل تمام شده باقی می مانند. وجود آنها به طور قابل توجهی استحکام دی الکتریک عایق را کاهش می دهد. آخال های هوا بسته به محل آنها، با تمام عواقب ناشی از آن یونیزاسیون می شوند یا نقش منفی آنها در ارتباط با وقوع فرآیندهای حرارتی آشکار می شود. به دلیل تغییر در توان انتقالی، کابل به صورت دوره ای در معرض گرمایش و سرمایش قرار می گیرد. افزایش و کاهش حجم کابل منجر به افزایش درجات هوا، مهاجرت آنها به هسته رسانا و شکست بعدی می شود.

شما می توانید این پدیده ها را به دو روش از بین ببرید:

اجزاء هوا را حذف کنید.

فشار را در اجزای هوا (گاز) افزایش دهید.

روش اول در کابل های روغنی (OLC) استفاده می شود. فشار کمداشتن کانال هایی برای نفت در داخل هسته، دوم - در MNC های فشار بالا که در خطوط لوله فولادی گذاشته شده اند.

کابل های پر شده با روغن کم فشار .

MNC های کم فشار (تا 0.05 مگاپاسکال) به صورت تک هسته ای تولید می شوند که برای ولتاژهای 110، 150 و 220 کیلوولت به تولید انبوه می رسند و دارای هادی های مسی با سطح مقطع 120-800 در غلاف های سربی یا آلومینیومی هستند.

بسته به شرایط تخمگذار - در زمین (در ترانشه ها)، زمانی که کابل تحت شرایط کششی قرار نمی گیرد و از آسیب مکانیکی محافظت می شود. یا در زیر آب، در مناطق باتلاقی و در جاهایی که تحت نیروهای کششی قرار می گیرد، از انواع کابل های روغنی استفاده می شود.

کابل های پر فشار روغن .

کابل های پر فشار روغن (OLC) برای ولتاژهای 110، 220، 330، 380 و 500 کیلو ولت تولید می شوند.

هسته های چنین کابلی تولید می شوند:

الف) در یک غلاف سربی موقت که از عایق در برابر رطوبت و آسیب در هنگام حمل و نقل محافظت می کند و در حین نصب برداشته می شود.

ب) بدون پوسته. در این حالت، هسته های کابل در یک ظرف مهر و موم شده پر از روغن به مسیر تحویل داده می شوند.

در حین نصب، هادی های مسی عایق بندی شده و محافظ با سطح مقطع 120-700 با سیم های کشویی نیم دایره ای که بر روی آنها قرار گرفته اند به داخل لوله های فولادی کشیده می شوند. در = 500 کیلو ولت، قطر خارجی لوله 273 میلی متر با ضخامت دیواره 10 میلی متر است.

برای چنین خطوط کابلی، فشار روغن 1.08 - 1.57 MPa است. به دلیل فشار زیاد، استحکام دی الکتریک افزایش می یابد. لوله ها محافظت خوبی در برابر آسیب های مکانیکی هستند.

خطوط لوله از قطعاتی به طول 12 متر جوش داده می شوند. جبران تغییرات در حجم روغن با تغییرات دما و حفظ فشار روغن در خط لوله توسط یک دستگاه تغذیه خودکار انجام می شود که در یک انتهای خط (برای طول های کوتاه) یا قرار دارد. در هر دو انتها (برای طول های طولانی).

همچنین کابل های فشار متوسط ​​پر از روغن، کابل هایی با مواد پلیمریبه عنوان عایق و غیره

نام تجاری، نامگذاری کابل، اطلاعاتی در مورد طراحی، ولتاژ نامی، تعداد و سطح مقطع هسته ها نشان می دهد. برای کابل های چهار هسته ای با ولتاژ تا 1 کیلو ولت، مقطع هسته چهارم ("صفر") کوچکتر از فاز یک است. به عنوان مثال، کابل VPG-1- 3x35 + 1x25 - یک کابل با سه هسته مس با سطح مقطع 35 میلی متر مربع و یک چهارم با سطح مقطع 25 میلی متر "، عایق پلی اتیلن (P) برای 1 کیلو ولت با غلاف PVC (V)، بدون زره، بدون پوشش خارجی (D) "_ برای تخمگذار در فضای داخلی، در کانال ها، تونل ها، در صورت عدم وجود تأثیرات مکانیکی بر روی کابل. کابل AOSB-35-3x70 - یک کابل با سه هسته آلومینیومی (A) 70 میلی متر مربع، با عایق 35 کیلوولت، با هسته های سربی جداگانه (O)، در غلاف سربی (C)، زره پوش (B) با نوارهای فولادی، با پوشش محافظ بیرونی - برای تخمگذار در یک سنگر خاکی؛

OSB-35__3x70 - همان کابل، اما با هادی های مسی.

طرح برخی از کابل ها در شکل نشان داده شده است. 1.30. روی انجیر کابل های برق 1.30، a، b با ولتاژ تا 10 کیلو ولت داده شده است.

یک کابل چهار هسته ای با ولتاژ 380 ولت (نگاه کنید به شکل 1.30، a) حاوی عناصر است: 1 - هادی های فاز رسانا. 2 - فاز کاغذ و عایق کمربند; 3 - پوسته محافظ; 4 - زره فولادی; 5 - پوشش محافظ; 6 - پرکننده کاغذ؛ 7 - هسته صفر.

یک کابل سه هسته ای با عایق کاغذ با ولتاژ 10 کیلو ولت (شکل 1.30، ب) حاوی عناصر است: 1 - هادی های حامل جریان. 2 - جداسازی فاز; 3 - عایق تسمه عمومی; 4 - پوسته محافظ; 5 - بالش زیر زره؛ 6 - زره فولادی; 7 - پوشش محافظ; 8 - پرکننده.

یک کابل سه هسته ای با ولتاژ 35 کیلو ولت در شکل نشان داده شده است. ساعت 1.30 بامداد این شامل: 1 - سیم های رسانای گرد. 2 - صفحه نمایش نیمه رسانا; 3 - جداسازی فاز; 4 - غلاف سربی; 5 - بالش؛ 6 - پرکننده نخ کابل; 7 - زره فولادی؛ 8 - پوشش محافظ.

روی انجیر 1.30، d یک کابل پر از روغن فشار متوسط ​​و بالا با ولتاژ 110-220 کیلو ولت را نشان می دهد. فشار روغن از ورود هوا و یونیزه شدن آن جلوگیری می کند و یکی از عوامل اصلی خرابی عایق را از بین می برد. سه کابل تک فاز در یک لوله فولادی 4 پر از روغن تحت فشار 2 قرار می گیرند. هسته حامل جریان 6 از سیم های گرد مسی تشکیل شده است و با عایق کاغذ 1 با اشباع چسبناک پوشانده شده است. صفحه 3 به شکل نوار مسی سوراخ دار و سیم های برنزی بر روی عایق قرار می گیرد که هنگام کشیدن کابل از طریق لوله از عایق در برابر آسیب مکانیکی محافظت می کند. خارج از لوله فولادیمحافظت شده توسط پوشش 5 .

کابل های عایق پی وی سی که توسط سه، چهار و پنج هسته (1.30، e) یا تک هسته (شکل 1.30، e) تولید می شوند، گسترده هستند. برای اطلاعات دقیق تر در مورد انواع و مارک های مختلف کابل ها، زمینه های کاربرد آنها را ببینید.

کابل ها در بخش هایی با طول محدود بسته به ولتاژ و مقطع ساخته می شوند. هنگام تخمگذار، بخش ها با استفاده از کوپلینگ هایی که مفاصل را آب بندی می کنند، به هم متصل می شوند. در این حالت، انتهای هسته های کابل از عایق خارج شده و در گیره های اتصال آب بندی می شود.

هنگام قرار دادن کابل های 0.38-10 کیلوولت در زمین، برای محافظت در برابر خوردگی و آسیب مکانیکی، محل اتصال در یک محفظه جداشدنی چدنی محافظ محصور می شود. برای کابل های 35 کیلو ولت از روکش های فولادی یا فایبرگلاس نیز استفاده می شود.

قابلیت اطمینان کل خط کابل تا حد زیادی با قابلیت اطمینان اتصالات آن، یعنی کوپلینگ ها تعیین می شود. انواع مختلفو قرار ملاقات ها

اتصالات کابل فشار قوی بر اساس سه ویژگی اصلی طبقه بندی می شوند.

توسط وقت ملاقات کوپلینگ ها به سه گروه اصلی تقسیم می شوند - ترمینال، اتصالو قفل کردن،علاوه بر این، در میان ترمینال ها، کوپلینگ های باز و غدد کابل در ترانسفورماتورها و دستگاه های ولتاژ بالا، و در میان اتصالات - اتصال، انشعاب و اتصال - کوپلینگ های انشعاب واقعی متمایز می شوند.

توسط نوع عایق الکتریکی کوپلینگ ها به دو گروه تقسیم می شوند: با لایه بندی شدهو یکپارچهعایق. عایق لمینت توسط نوارهای سیم پیچی از کاغذ کابل، فیلم مصنوعی یا ترکیبات آنها انجام می شود و با یک یا دیگر ماده (روغن، گاز) تحت فشار یا بدون فشار اضافی پر می شود. عایق یکپارچه از اکستروژن یا تف جوشی مواد عایق در قالب های گرم شده تشکیل می شود.

بر اساس نوع جریانتمایز بین کوپلینگ های کابل های جریان متناوب، مستقیم و ضربه ای. کوپلینگ کابل های AC را می توان تک فاز و سه فاز ساخت.

طراحی کوپلینگ های کابل برق فشار قوی در درجه اول با توجه به نوع کابلی که برای آن در نظر گرفته شده اند تعیین می شود.

در انتهای کابل ها استفاده کنید آستین های انتهایییا اتصالات انتهایی

برنج. 1.30. کابل های برق: a - ولتاژ چهار هسته ای 380 ولت؛

ب- هسته سیم با عایق کاغذ با ولتاژ 10 کیلو ولت. ج - ولتاژ سه هسته ای 35 کیلو ولت؛ g - فشار بالا پر از روغن؛ د - تک هسته ای با عایق پلاستیکی

روی انجیر 1.31a، اتصال یک کابل سه هسته ای فشار ضعیف 2 در یک آستین چدنی 1 نشان داده شده است. انتهای کابل با یک اسپیسر چینی 3 ثابت شده و با یک گیره 4 متصل می شود. آستین های کابل تا 10 کیلو ولت با عایق کاغذی با ترکیبات قیری پر می شود، کابل های 20-35 کیلو ولت پر از روغن هستند. برای کابل‌های دارای عایق پلاستیکی، از کوپلینگ‌هایی از لوله‌های عایق قابل جمع‌شدگی استفاده می‌شود که تعداد آن‌ها با تعداد فازها مطابقت دارد، و یک لوله قابل انقباض حرارتی برای هسته صفر، که در یک آستین مهر و موم شده قرار دارد (شکل 1.31، b) .

برنج. 1.31. کوپلینگ برای کابل های سه و چهار هسته ای با ولتاژ تا 1 کیلو ولت: a - چدن. ب- از لوله های عایق حرارت پذیر

روی انجیر 1.32، و یک کوپلینگ سه فاز پر از ماستیک را برای نصب در فضای باز با عایق های چینی برای کابل های با ولتاژ 10 کیلو ولت نشان می دهد. برای کابل های عایق پلاستیکی سه هسته ای، انتهای نشان داده شده در شکل. 1.32b. این شامل یک دستکش قابل انقباض حرارتی 1 است که در برابر آن مقاوم است محیط، و لوله های نیمه رسانا انقباض پذیر 2 که به کمک آنها سه کابل تک هسته ای در انتهای یک کابل سه هسته ای ایجاد می شود. لوله های عایق حرارتی انقباض پذیر 3 بر روی هسته های جداگانه قرار می گیرند و تعداد مورد نیاز عایق حرارتی انقباض پذیر 4 روی آنها نصب می شود.

برنج. 1.32. پایانه های کابل های سه هسته ای با ولتاژ 10 کیلو ولت: الف - نصب در فضای باز با عایق های چینی. ب - نصب در فضای باز با عایق پلاستیکی؛ ج - نصب در فضای داخلی با برش خشک

برای کابل های 10 کیلوولت و پایین تر با عایق پلاستیکی در داخل، از برش خشک استفاده می شود (شکل 1.32، e). انتهای بریده شده کابل با عایق 3 با نوار چسب PVC 5 پیچیده شده و لاک زده می شود. انتهای کابل با جرم کابل 7 و یک دستکش عایق 1 که روی غلاف کابل 2 همپوشانی دارد، مهر و موم شده است، انتهای دستکش و هسته علاوه بر این با نوار PVC 4، 5 بسته شده و بسته می شود، دومی با باندهای ریسمانی ثابت می شود. 6 برای جلوگیری از عقب افتادن و باز شدن.

روش کابل کشیبا توجه به شرایط مسیر خط تعیین می شود. کابل ها گذاشته شده اند ترانشه های خاکی، بلوک ها، تونل ها، تونل های کابلی، کلکتورها، در امتداد روگذرهای کابلی، و همچنین در امتداد طبقات ساختمان ها (شکل 1.29).

اغلب در شهرها، شرکت های صنعتی، کابل ها گذاشته می شود سنگرهای خاکی . برای جلوگیری از آسیب ناشی از انحراف در کف ترانشه، یک بالشتک نرم از لایه ای از خاک یا ماسه الک شده ایجاد می شود. هنگام گذاشتن چندین کابل تا 10 کیلو ولت در یک ترانشه، فاصله افقی بین آنها باید حداقل 0.1 متر، بین کابل ها 20-35 کیلو ولت - 0.25 متر باشد. کابل با یک لایه کوچک از همان خاک پوشیده شده و با آجر پوشیده شده است. یا دال های بتنی برای محافظت در برابر آسیب های مکانیکی. پس از آن، ترانشه کابل با زمین پوشانده می شود. در محل های عبور از جاده ها و در ورودی ساختمان ها، کابل را در لوله های آزبست سیمانی یا سایر لوله ها قرار می دهند. این کابل را از لرزش محافظت می کند و امکان تعمیر بدون باز کردن بستر جاده را فراهم می کند. تخمگذار در ترانشه ها کم هزینه ترین روش کانال کشی کابل EE است.

در مکان هایی که تعداد زیادی کابل کشیده می شود، خاک تهاجمی و جریان های سرگردان امکان گذاشتن آنها را در زمین محدود می کند. بنابراین، همراه با سایر ارتباطات زیرزمینی، از سازه های ویژه استفاده می شود: کلکتورها، تونل ها، کانال ها، بلوک ها و روگذرها .

گردآورنده(شکل 1.29، ب)برای قرار دادن مشترک ارتباطات زیرزمینی مختلف در آن استفاده می شود: خطوط برق کابلی و ارتباطات، تامین آب در امتداد بزرگراه های شهری و در قلمرو شرکت های بزرگ.

در اعداد بزرگکابل هایی که به صورت موازی گذاشته شده اند، به عنوان مثال، از ساختمان یک نیروگاه قدرتمند، از تخمگذار در تونل ها

(شکل 1.29، ج). این شرایط عملکرد را بهبود می بخشد، سطح زمین مورد نیاز برای کابل کشی را کاهش می دهد. با این حال، هزینه تونل ها بسیار بالا است. تونل فقط برای گذاشتن خطوط کابل در نظر گرفته شده است. در زیر زمین از بتن پیش ساخته یا لوله های فاضلاب با قطر بزرگ ساخته شده است، ظرفیت تونل از 20 تا 50 کابل است.

با کابل های کمتر، استفاده کنید کانال های کابلی (شکل 1.29، د)، بسته شده توسط زمین یا رسیدن به سطح سطح زمین.

قفسه های کابل و گالری(شکل 1.29، e) برای کابل کشی روی زمین استفاده می شود. این نوع سازه های کابلی در جاهایی که قرار گرفتن مستقیم کابل های برق در زمین به دلیل رانش زمین، رانش زمین، یخبندان دائمی و ... خطرناک باشد، کاربرد فراوانی دارد.

که در کلان شهرهاو در شرکت های بزرگ گاهی اوقات کابل ها گذاشته می شود بلوک ها (شکل 1.29، e)، نشان دهنده لوله های آزبست سیمانی، اتصالاتی است که با بتن آب بندی شده اند. با این حال، کابل های موجود در آنها ضعیف خنک می شوند که باعث کاهش توان آنها می شود. بنابراین، کابل ها باید در بلوک ها فقط در صورت غیرممکن بودن آنها در ترانشه ها گذاشته شوند.

در ساختمان ها، در امتداد دیوارها و سقف ها، جریان های زیادی از کابل ها در سینی ها و جعبه های فلزی گذاشته می شود. کابل های تک را می توان به طور آشکار در امتداد دیوارها و سقف ها یا پنهان کرد: در لوله ها، در دال های توخالی و سایر قسمت های ساختمانی ساختمان.

خط قدرت

خطوط برق

خط قدرت(TL) - یکی از اجزای شبکه الکتریکی، سیستمی از تجهیزات قدرت که برای انتقال برق طراحی شده است.

بر اساس MPTEEP (قوانین بین بخشی برای عملیات فنی تاسیسات الکتریکی مصرف کننده) خط قدرت- خط الکتریکی که خارج از نیروگاه یا پست امتداد یافته و برای انتقال انرژی الکتریکی در نظر گرفته شده است.

تمیز دادن هواو خطوط برق کابلی.

اطلاعات همچنین از طریق خطوط برق با استفاده از سیگنال های فرکانس بالا منتقل می شود؛ طبق برآوردها، حدود 60 هزار کانال HF در روسیه از طریق خطوط برق استفاده می شود. آنها برای کنترل دیسپاچینگ، انتقال داده های تله متری، سیگنال ها استفاده می شوند حفاظت رلهو اتوماسیون اضطراری

خطوط برق هوایی

خط برق هوایی(VL) - وسیله ای است که برای انتقال یا توزیع انرژی الکتریکی از طریق سیم هایی که در هوای آزاد قرار دارند و با کمک تراورس ها (براکت ها)، عایق ها و اتصالات به تکیه گاه ها یا سازه های دیگر (پل ها، روگذرها) متصل می شوند، طراحی شده است.

ترکیب VL

• دستگاه های پارتیشن بندی
• خطوط ارتباطی فیبر نوری (به شکل کابل های خود نگهدار جداگانه، یا تعبیه شده در کابل حفاظت از صاعقه، سیم برق)
• تجهیزات کمکی برای نیازهای عملیاتی (تجهیزات ارتباطی فرکانس بالا، برخاست قدرت خازنی و غیره)

اسناد تنظیم خطوط هوایی

طبقه بندی VL

بر اساس نوع جریان

• خط هوایی AC
• خط هوایی DC

اصولاً از خطوط هوایی برای انتقال جریان متناوب استفاده می شود و فقط در برخی موارد (مثلاً برای اتصال سیستم های برق، تغذیه شبکه تماس و غیره) از خطوط جریان مستقیم استفاده می شود.

برای خطوط هوایی AC، مقیاس کلاس ولتاژ زیر اتخاذ شده است: AC - 0.4، 6، 10، (20)، 35، 110، 150، 220، 330، 400 (پست Vyborg - فنلاند)، 500، 750 و 1150 kV. ثابت - 400 کیلو ولت.

با تعیین وقت قبلی

• خطوط هوایی فوق العاده طولانی با ولتاژ 500 کیلو ولت و بالاتر (طراحی شده برای اتصال سیستم های قدرت فردی)
• خطوط هوایی اصلی با ولتاژ 220 و 330 کیلو ولت (طراحی شده برای انتقال انرژی از نیروگاه های قدرتمند، و همچنین برای اتصال سیستم های برق و ترکیب نیروگاه ها در سیستم های قدرت - به عنوان مثال، اتصال نیروگاه ها با نقاط توزیع)
• خطوط هوایی توزیع با ولتاژ 35، 110 و 150 کیلوولت (در نظر گرفته شده برای تامین برق شرکت ها و شهرک های مناطق بزرگ - آنها نقاط توزیع را با مصرف کنندگان متصل می کنند)
• VL 20 کیلو ولت و کمتر، برق مصرف کننده را تامین می کند

با ولتاژ

• VL تا 1 کیلو ولت (VL از پایین ترین کلاس ولتاژ)
• VL بالای 1 کیلو ولت
  • VL 1-35 کیلو ولت (کلاس ولتاژ متوسط ​​VL)
  • VL 110-220 کیلو ولت (VL کلاس ولتاژ بالا)
  • VL 330-500 کیلو ولت (VL از کلاس ولتاژ فوق العاده بالا)
  • VL 750 کیلو ولت و بالاتر (VL از کلاس ولتاژ فوق العاده بالا)

این گروه ها عمدتاً از نظر الزامات از نظر شرایط طراحی و سازه تفاوت قابل توجهی دارند.

با توجه به نحوه عملکرد خنثی ها در تاسیسات الکتریکی

• شبکه های سه فاز با نول های غیر زمینی (ایزوله) (نول به دستگاه اتصال به زمین متصل نیست یا از طریق دستگاه هایی با مقاومت بالا به آن متصل می شود). در روسیه، چنین حالت خنثی در شبکه هایی با ولتاژ 3-35 کیلو ولت با جریان کم خطاهای زمین تک فاز استفاده می شود.
• شبکه‌های سه فاز با نول‌های رزونانسی زمین (جبران شده) (باسن نول از طریق یک اندوکتانس به زمین متصل می‌شود). در روسیه، در شبکه های با ولتاژ 3-35 کیلو ولت با جریان های بالای خطاهای زمین تک فاز استفاده می شود.
• شبکه های سه فاز با نول های به طور موثر زمین (شبکه های فشار قوی و فوق بالا که نول های آنها مستقیماً یا از طریق یک مقاومت فعال کوچک به زمین متصل می شوند). در روسیه، اینها شبکه هایی با ولتاژ 110، 150 و جزئی 220 کیلو ولت هستند، یعنی. شبکه‌هایی که در آنها از ترانسفورماتورها استفاده می‌شود، و نه ترانسفورماتورهای خودکار، که نیاز به اتصال به زمین اجباری نول با توجه به نحوه عملکرد دارند.
• شبکه هایی با نول زمینی جامد (نول ترانسفورماتور یا ژنراتور مستقیماً یا از طریق مقاومت کم به دستگاه اتصال به زمین متصل می شود). اینها شامل شبکه هایی با ولتاژ کمتر از 1 کیلو ولت و همچنین شبکه هایی با ولتاژ 220 کیلو ولت و بالاتر است.

با توجه به نحوه عملکرد بسته به شرایط مکانیکی

• خط هوایی عملکرد عادی (سیم ها و کابل ها شکسته نیستند)
• عملیات اضطراری خط هوایی (با شکستگی کامل یا جزئی سیم و کابل)
• خط هوایی حالت نصب (در حین نصب تکیه گاه ها، سیم ها و کابل ها)

عناصر اصلی خطوط هوایی

• مسیر- موقعیت محور خط هوایی روی سطح زمین.
• پیکت ها(PC) - بخش هایی که مسیر به آنها تقسیم می شود، طول PC به ولتاژ اسمی خط هوایی و نوع زمین بستگی دارد.
• علامت پیکت صفرشروع مسیر را نشان می دهد.
• علامت مرکزینشان دهنده مرکز محل پشتیبانی در نوع در مسیر خط هوایی در حال ساخت است.
• پیکتینگ تولید- نصب تابلوهای پیکت و مرکز در مسیر مطابق با بیانیه قرارگیری تکیه گاه ها.
• بنیاد حمایت- سازه ای که در زمین تعبیه شده یا روی آن قرار دارد و بارها را از تکیه گاه، عایق ها، سیم ها (کابل ها) و از تأثیرات خارجی (یخ، باد) به آن منتقل می کند.
• فونداسیون- خاک قسمت پایین گودال که بار را درک می کند.
• طول(طول دهانه) - فاصله بین مراکز دو تکیه گاه که سیم ها روی آن آویزان هستند. تمیز دادن حد واسط(بین دو تکیه گاه میانی مجاور) و لنگر(بین تکیه گاه های لنگر) دهانه می کند. بازه انتقال- دهانه ای که از هر سازه یا مانع طبیعی (رودخانه، دره) عبور می کند.
• زاویه چرخش خط- زاویه α بین جهات مسیر خط هوایی در دهانه های مجاور (قبل و بعد از پیچ).
• شل شدن- فاصله عمودی بین پایین ترین نقطه سیم در دهانه و خط مستقیم اتصال نقاط اتصال آن به تکیه گاه ها.
• اندازه سیم- فاصله عمودی از پایین ترین نقطه سیم در دهانه تا سازه های مهندسی متقاطع، سطح زمین یا آب.
• ستون (یک حلقه) - یک تکه سیم اتصال دهنده سیم های کشیده دهانه های لنگر مجاور روی تکیه گاه لنگر.

خطوط برق کابلی

خط برق کابلی(KL) - خطی است برای انتقال الکتریسیته یا تکانه های منفرد آن، متشکل از یک یا چند کابل موازی با آستین های اتصال، قفل و انتهایی (ترمینال ها) و بست ها، و برای خطوط پر از روغن، علاوه بر این، با فیدرها و روغن های سیستم هشدار فشار

بر اساس طبقه بندیخطوط کابلی مشابه خطوط هوایی هستند

خطوط کابل بر اساس شرایط عبور تقسیم می شوند

• زیرزمینی
• توسط ساختمان ها
• زیر آب

تاسیسات کابلی هستند

• تونل کابلی- یک سازه بسته (راهرو) با ساختارهای نگهدارنده قرار گرفته در آن برای قرار دادن کابل ها و جعبه های کابل روی آنها، با عبور آزاد در تمام طول، که امکان کابل گذاری، تعمیرات و بازرسی خطوط کابل را فراهم می کند.

• کانال کابلی- بسته و دفن شده (جزئی یا کامل) در زمین، کف، سقف و غیره سازه صعب العبور طراحی شده برای قرار دادن کابل در آن، تخمگذار، بازرسی و تعمیر آن تنها با برداشتن سقف امکان پذیر است.

• محور کابل- سازه کابلی عمودی (معمولاً یک بخش مستطیلی) که ارتفاع آن چندین برابر بیشتر از ضلع قسمت است، مجهز به براکت یا نردبان برای حرکت افراد در امتداد آن (شفت های عبور) یا یک دیوار کاملاً یا جزئی قابل جابجایی ( معادن غیر گذر).

• کف کابل- قسمتی از ساختمان محدود به کف و کف یا روکش با فاصله بین کف و قسمت های بیرون زده کف یا پوشش حداقل 8/1 متر.

• دو طبقه- یک حفره محدود شده توسط دیوارهای اتاق، همپوشانی بین کف و کف اتاق با صفحات قابل جابجایی (در کل یا بخشی از منطقه).

• بلوک کابل- ساختار کابل با لوله (کانال) برای کابل گذاری در آنها با چاه های مربوط به آن.

• دوربین کابلی- یک ساختار کابلی زیرزمینی که با یک دال بتنی قابل جابجایی کور بسته شده است، که برای نصب جعبه های کابل یا برای کشیدن کابل ها به بلوک ها طراحی شده است. محفظه ای که دارای دریچه ای برای ورود به آن باشد، چاه کابل نامیده می شود.

• قفسه کابل- ساختار کابل کشیده افقی یا شیبدار باز روی زمین یا زمین. روگذر کابل می تواند قابل عبور یا غیرقابل عبور باشد.

• گالری کابل- در بالای زمین یا زمین به طور کامل یا جزئی بسته شده است (به عنوان مثال، بدون دیوارهای جانبی) ساختار کابل کشیده افقی یا شیبدار.

بر اساس نوع عایق

عایق خطوط کابل به دو نوع اصلی تقسیم می شود:

• مایع
  • روغن کابل
• سخت
  • کاغذ-روغن
  • پلی وینیل کلراید (PVC)
  • کاغذ لاستیکی (RIP)
  • پلی اتیلن متقاطع (XLPE)
  • لاستیک اتیلن پروپیلن (EPR)

عایق های گازی و برخی از انواع عایق های مایع و جامد به دلیل استفاده نسبتاً نادر در زمان نگارش در اینجا ذکر نشده اند.

تلفات در خطوط برق

تلفات برق در سیم ها به قدرت جریان بستگی دارد، بنابراین، هنگام انتقال آن در فواصل طولانی، ولتاژ بارها افزایش می یابد (قدرت جریان را به همان میزان کاهش می دهد) با کمک یک ترانسفورماتور، که در هنگام انتقال همان توان، می تواند به طور قابل توجهی تلفات را کاهش دهد. با این حال، با افزایش ولتاژ، انواع مختلفی از پدیده های تخلیه شروع به رخ دادن می کنند.

مقدار مهم دیگری که بر راندمان خطوط انتقال نیرو تأثیر می گذارد cos(f) است - مقداری که نسبت توان اکتیو و راکتیو را مشخص می کند.

در خطوط هوایی با ولتاژ فوق‌العاده تلفات توان اکتیو به کرونا (تخلیه کرونا) وجود دارد. این تلفات تا حد زیادی به شرایط آب و هوایی (در هوای خشک تلفات کمتر است، به ترتیب در باران، نم نم باران، برف، این تلفات افزایش می یابد) و شکافتن سیم در فازهای خط بستگی دارد. تلفات کرونا برای خطوط با ولتاژهای مختلف مقادیر خاص خود را دارد (برای یک خط هوایی 500 کیلوولت، میانگین تلفات سالانه کرونا حدود ΔР=9.0 -11.0 کیلووات بر کیلومتر است). از آنجایی که تخلیه تاج به کشش روی سطح سیم بستگی دارد، از تقسیم فاز برای کاهش این کشش در خطوط هوایی با ولتاژ فوق‌العاده استفاده می‌شود. یعنی به جای یک سیم از سه یا چند سیم در یک فاز استفاده می شود. این سیم ها در فاصله مساوی از یکدیگر قرار دارند. به نظر می رسد شعاع معادل فاز تقسیم، این کشش را در یک سیم جداگانه کاهش می دهد، که به نوبه خود تلفات روی تاج را کاهش می دهد.

ادبیات

• کار نصب برق. در 11 کتاب کتاب. 8. قسمت 1. خطوط برق هوایی: Proc. کمک هزینه مدارس فنی و حرفه ای / Magidin F. A.; اد. A. N. Trifonova. - م.: دبیرستان، 1991. - 208 با ISBN 5-06-001074-0
• Rozhkova L. D., Kozulin V. S. تجهیزات الکتریکی ایستگاه ها و پست ها: کتاب درسی برای مدارس فنی. - ویرایش سوم، بازبینی شده. و اضافی - M.: Energoatomizdat، 1987. - 648 p.: ill. BBK 31.277.1 R63
• طراحی قسمت الکتریکی ایستگاه ها و پست ها: Proc. کمک هزینه / پتروا S.S.; اد. S.A. مارتینوف. - L .: LPI im. M.I. کلاشنیکوا، 1980. - 76 ص. UDC 621.311.2 (0.75.8)

ترانسفورماتورها تبدیل مستقیم برق را انجام می دهند - تغییر در مقدار ولتاژ. تابلوهای توزیع برای دریافت برق از سمت تغذیه ترانسفورماتورها (تخته های توزیع گیرنده) و برای توزیع برق در سمت مصرف کننده استفاده می شود.

در فصل‌های بعدی، اجرای طراحی عناصر اصلی سیستم‌های تغذیه مورد بررسی قرار گرفته، انواع و طرح‌های اصلی پست‌ها آورده شده و مبانی محاسبه مکانیکی خطوط هوایی برق و سازه‌های شینه آورده شده است.

1. سازه های خطوط برق هوایی

1.1. اطلاعات کلی

با خط هوایی(VL) وسیله ای برای انتقال برق از طریق سیم هایی است که در هوای آزاد قرار گرفته و با عایق ها و اتصالات به تکیه گاه ها متصل می شود.

روی انجیر 1.1 قطعه ای از خط هوایی را نشان می دهد. فاصله l بین تکیه گاه های مجاور دهانه نامیده می شود. فاصله عمودی بین خط مستقیم اتصال نقاط تعلیق سیم و پایین ترین نقطه افتادگی آن نامیده می شود. افتادگی سیم fپ . فاصله از پایین ترین نقطه افتادگی سیم تا سطح زمین نامیده می شود اندازه خط هوایی hجی . یک کابل حفاظت از صاعقه در قسمت بالایی تکیه گاه ها ثابت شده است.

اندازه خط h g بسته به ولتاژ خط هوایی و نوع زمین (جمعیت، خالی از سکنه، دسترسی سخت) توسط PUE تنظیم می شود. طول حلقه عایق λ و فاصله بین سیم های فازهای مجاور h p-p توسط ولتاژ نامی خط هوایی تعیین می شود. فاصله بین نقاط تعلیق سیم بالایی و کابل h p-t توسط PUE بر اساس نیاز به حفاظت قابل اعتماد خطوط هوایی در برابر برخورد مستقیم صاعقه تنظیم می شود.

برای اطمینان از انتقال توان اقتصادی و قابل اطمینان، مواد هادی با هدایت الکتریکی بالا (مقاومت کم) و استحکام مکانیکی بالا مورد نیاز است. در عناصر ساختاری سیستم های تامین برق از مس، آلومینیوم، آلیاژهای مبتنی بر آنها و فولاد به عنوان این مواد استفاده می شود.

برنج. 1.1. قطعه ای از یک خط برق هوایی

مس مقاومت کم و استحکام نسبتاً بالایی دارد. مقاومت فعال خاص آن ρ = 0.018 اهم. mm2/m و مقاومت کششی نهایی 360 مگاپاسکال است. با این حال، این فلز گران قیمت و کمیاب است. بنابراین ، معمولاً از مس برای ساخت سیم پیچ ترانسفورماتورها ، کمتر - برای هسته های کابل استفاده می شود و عملاً برای سیم های خطوط هوایی استفاده نمی شود.

مقاومت ویژه آلومینیوم 1.6 برابر بیشتر است، استحکام کششی نهایی 2.5 برابر کمتر از مس است. شیوع بالای آلومینیوم در طبیعت و هزینه کمتر نسبت به مس باعث استفاده گسترده از آن برای خطوط هوایی شد.

فولاد دارای مقاومت بالا و استحکام مکانیکی بالایی است. مقاومت فعال خاص آن ρ = 0.13 اهم. mm2/m، و مقاومت کششی نهایی 540 مگاپاسکال است. بنابراین، فولاد در سیستم های منبع تغذیه، به ویژه برای افزایش استحکام مکانیکی سیم های آلومینیومی، برای تولید تکیه گاه ها و کابل های حفاظت در برابر صاعقه برای خطوط برق هوایی استفاده می شود.

1.2. سیم و کابل خطوط هوایی

سیم‌های VL مستقیماً برای انتقال الکتریسیته کار می‌کنند و در طراحی و مواد رسانا مورد استفاده متفاوت هستند. مقرون به صرفه ترین

مواد سیم های خطوط هوایی آلومینیوم و آلیاژهای مبتنی بر آن است.

سیم های مسی برای خطوط هوایی به ندرت و با مطالعه امکان سنجی مناسب استفاده می شوند. سیم های مسی در شبکه های تماس حمل و نقل سیار، در شبکه های صنایع خاص (معادن، معادن)، گاهی اوقات هنگام عبور از خطوط هوایی نزدیک دریاها و برخی از صنایع شیمیایی استفاده می شود.

سیم های فولادی برای خطوط هوایی استفاده نمی شوند، زیرا مقاومت فعال بالایی دارند و در برابر خوردگی حساس هستند. استفاده از سیم های فولادی در هنگام اجرای دهانه های بزرگ خطوط هوایی، به عنوان مثال، هنگام عبور از خطوط هوایی از طریق رودخانه های قابل کشتیرانی گسترده، توجیه می شود.

سطح مقطع سیم مطابق با GOST 839-74 است. مقیاس سطح مقطع اسمی سیم های خط هوایی سری زیر mm2 است:

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

با توجه به طراحی، سیم های خطوط هوایی به دو دسته تقسیم می شوند: تک سیم؛

رشته از یک فلز (تک فلزی)؛ رشته ای از دو فلز؛ منزوی خود حمایت کننده

سیم های جامدهمانطور که از نام آن پیداست، آنها از یک سیم ساخته شده اند (شکل 1.2، a). چنین سیم هایی با مقاطع کوچک تا 10 میلی متر مربع ساخته می شوند و گاهی اوقات برای خطوط هوایی با ولتاژ تا 1 کیلو ولت استفاده می شوند.

سیم های تک فلزی رشته ای با سطح مقطع بیش از 10 میلی متر انجام می شود 2 . این سیم ها از سیم های مجزای رشته ای ساخته می شوند. در اطراف سیم مرکزی، یک پیچ (ردیف) از شش سیم با همان قطر انجام می شود (شکل 1.2، ب). هر لایه بعدی شش سیم بیشتر از قبلی دارد. پیچاندن لایه های مجاور در جهات مختلف انجام می شود تا از باز شدن سیم ها جلوگیری شود و شکل گردتری به سیم داده شود.

تعداد لایه ها با سطح مقطع سیم تعیین می شود. سیم هایی با سطح مقطع تا 95 میلی متر مربع با یک رشته، مقطع 120 ... 300 میلی متر مربع - با دو رشته، مقطع 400 میلی متر مربع یا بیشتر - با سه لایه یا بیشتر ساخته می شوند. سیم های رشته ای در مقایسه با سیم های تک سیم انعطاف پذیرتر، نصب آسان و قابل اعتمادتر هستند.

برنج. 1.2. طراحی سیم های بدون عایق VL

برای دادن استحکام مکانیکی بیشتر به سیم، سیم های رشته ای با یک هسته فولادی 1 ساخته می شوند (شکل 1.2، c، d، e). به چنین سیم هایی فولاد-آلومینیوم می گویند. هسته از سیم فولادی گالوانیزه ساخته شده است و می تواند تک سیم (شکل 1.2، ج) و چند سیم (شکل 1.2، d) باشد. نمای کلی یک سیم فولادی آلومینیومی با سطح مقطع بزرگ با یک هسته فولادی رشته ای در شکل نشان داده شده است. 1.2، د.

سیم های فولادی آلومینیومی به طور گسترده برای خطوط هوایی با ولتاژ بالای 1 کیلو ولت استفاده می شود. این سیم ها موجود است طرح های مختلف، در نسبت مقاطع قطعات آلومینیومی و فولادی متفاوت است. برای سیم های فولادی آلومینیومی معمولی، این نسبت تقریباً شش است، برای سیم های سبک وزن - هشت، برای سیم های تقویت شده - چهار. هنگام انتخاب یک یا آن سیم فولادی آلومینیومی، بارهای مکانیکی خارجی روی سیم، مانند یخ و باد، در نظر گرفته می شود.

سیم ها، بسته به مواد مورد استفاده، به صورت زیر مشخص می شوند:

M - مس، A - آلومینیوم،

AN، AZh - از آلیاژهای آلومینیوم (آنها استحکام مکانیکی بیشتری نسبت به سیم درجه A دارند).

AC - فولاد آلومینیوم؛ ASO - ساختار سبک فولاد و آلومینیوم؛

ACS - طراحی تقویت شده از فولاد و آلومینیوم.

نام دیجیتالی سیم نشان دهنده سطح مقطع اسمی آن است. به عنوان مثال، A95 یک سیم آلومینیومی با مقطع اسمی 95 میلی متر مربع است. در تعیین سیم های فولادی آلومینیومی، سطح مقطع هسته فولادی را می توان علاوه بر این نشان داد. مثلا،

АСО240/32 - سیم فولادی آلومینیومی با طراحی سبک وزن با بخش اسمی قسمت آلومینیومی 240 میلی متر مربع و بخش هسته فولادی 32 میلی متر مربع.

مقاوم در برابر خوردگیسیم های آلومینیومی با نام تجاری AKP و سیم های فولادی آلومینیومی مارک های ASKP، AKS، ASK دارای فضای بین سیمی هستند که با یک گریس خنثی با افزایش پایداری حرارتی پر شده است که با ظاهر خوردگی مقابله می کند. برای سیم های AKP و ASKP، کل فضای بین سیم با چنین روان کننده ای پر می شود، برای سیم AKS - فقط هسته فولادی، برای سیم ASK هسته فولادی با روان کننده خنثی پر شده است و با دو نوار پلی اتیلن از قسمت آلومینیومی جدا می شود. . سیم های AKP، ASKP، AKS، ASK برای خطوط هوایی عبوری در نزدیکی دریاها، دریاچه های نمک و شرکت های شیمیایی استفاده می شود.

سیم های عایق خود نگهدار (SIP) برای خطوط هوایی با ولتاژ تا 20 کیلو ولت استفاده می شود. در ولتاژهای تا 1 کیلو ولت (شکل 1.3، الف)، چنین سیمی از هادی های آلومینیومی سه فازی 1 تشکیل شده است. هادی چهارم 2 یک حامل و در عین حال صفر است. هادی های فاز به گونه ای به دور حامل می پیچند که کل بار مکانیکی توسط هادی حامل که از آلیاژ آلومینیوم بادوام ABE ساخته شده است، گرفته شود.

برنج. 1.3. سیم های عایق خود نگهدارنده

عایق فاز 3 از پلی اتیلن گرمانرم تثبیت شده با نور یا پیوند متقابل تثبیت شده با نور. این عایق به دلیل ساختار مولکولی خود دارای خواص ترمومکانیکی بسیار بالا و مقاومت زیادی در برابر تشعشعات خورشیدی و جو می باشد. در برخی از طرح های SIP، هسته حامل صفر با عایق ساخته می شود.

طراحی SIP برای ولتاژهای بالاتر از 1 کیلو ولت در شکل 1 نشان داده شده است. 1.3b. چنین سیمی تک فاز ساخته می شود و از

هسته فولادی-آلومینیوم حامل جریان 1 و عایق 2 ساخته شده از پلی اتیلن متقابل تثبیت شده با نور.

خطوط هوایی با SIP در مقایسه با خطوط هوایی سنتی دارای مزایای زیر هستند:

تلفات ولتاژ کمتر (بهبود کیفیت توان)، به دلیل راکتانس تقریباً سه برابر کمتر SIPهای سه فاز.

نیازی به عایق ندارند. عملا بدون یخ.

اجازه تعلیق در یک تکیه گاه چندین خط با ولتاژ مختلف را بدهید.

هزینه های عملیاتی کمتر، به دلیل کاهش تقریباً 80٪ در حجم کار بازیابی اضطراری؛ امکان استفاده از ساپورت های کوتاهتر به لطف

فاصله مجاز کمتر از SIP تا زمین؛ کاهش منطقه امنیتی فواصل مجازبه ساختمان ها و

سازه ها، عرض پاکسازی در یک منطقه جنگلی؛ عدم وجود عملی احتمال آتش سوزی در

منطقه پر درخت وقتی سیم به زمین می افتد. قابلیت اطمینان بالا (کاهش 5 برابری تعداد تصادفات ناشی از

در مقایسه با خطوط هوایی سنتی)؛ حفاظت کامل هادی در برابر رطوبت و

خوردگی

هزینه خطوط هوایی با سیم های عایق خود نگهدار بیشتر از خطوط هوایی سنتی است.

سیم های خطوط هوایی با ولتاژ 35 کیلو ولت و بالاتر از برخورد مستقیم صاعقه محافظت می شوند. سیم زمین، در قسمت بالایی تکیه گاه ثابت شده است (شکل 1.1 را ببینید). کابل های لایتنینگ عناصری از خطوط هوایی هستند که از نظر طراحی شبیه به سیم های تک فلزی چند سیم هستند. کابل ها از سیم های فولادی گالوانیزه ساخته شده اند. بخش های اسمی کابل ها با مقیاس بخش های اسمی سیم ها مطابقت دارد. حداقل بخش کابل حفاظت از صاعقه 35 میلی متر مربع است.

هنگام استفاده از کابل های حفاظت در برابر صاعقه به عنوان کانال های ارتباطی با فرکانس بالا، به جای کابل فولادی، از سیم فولادی آلومینیومی با هسته فولادی قدرتمند استفاده می شود که سطح مقطع آن متناسب یا بیشتر از سطح مقطع قطعه آلومینیومی است.

1.3. پشتیبانی از خطوط هوایی

هدف اصلی تکیه گاه ها پشتیبانی از سیم ها در ارتفاع مورد نیاز از سطح زمین و سازه های زمین است. تکیه گاه ها از تیرهای عمودی، تراورس و پی تشکیل شده است. مواد اصلی که تکیه گاه ها از آنها ساخته می شود، چوب نرم، بتن مسلح و فلز است.

تکیه گاه های ساخته شده از چوبآسان برای ساخت، حمل و نقل و بهره برداری، برای خطوط هوایی با ولتاژ تا 220 کیلو ولت شامل مناطق ورود به سیستم یا نزدیک به آنها استفاده می شود. عیب اصلی چنین تکیه گاه ها، حساسیت چوب به پوسیدگی است. برای افزایش طول عمر تکیه گاه ها، چوب خشک شده و با مواد ضد عفونی کننده آغشته می شود که از توسعه فرآیند پوسیدگی جلوگیری می کند.

به دلیل محدودیت طول ساختمان چوب، تکیه گاه ها از کامپوزیت ساخته شده اند (شکل 1.4، a). قفسه چوبی 1 با نوارهای فلزی 2 با پیشوند بتن آرمه 3 مفصل بندی شده است. قسمت پایین پیشوند در زمین دفن شده است. پشتیبانی مربوط به شکل. 1.4، a، برای ولتاژهای تا 10 کیلو ولت شامل اعمال می شود. برای ولتاژهای بالاتر، تکیه گاه های چوبی U شکل (پورتال) هستند. چنین پشتیبانی در شکل نشان داده شده است. 1.4b.

لازم به ذکر است که در شرایط مدرن نیاز به حفظ جنگل ها، توصیه می شود استفاده از تکیه گاه های چوبی را کاهش دهید.

تکیه گاه های بتن آرمهشامل قفسه بتن مسلح 1 و تراورس 2 (شکل 1.4، ج). قفسه یک لوله مخروطی توخالی با شیب کمی از ژنراتیس های مخروطی است. قسمت پایین قفسه در زمین دفن شده است. تراورس ها از فولاد گالوانیزه ساخته شده اند. این تیرک ها از دوام بیشتری نسبت به تیرهای چوبی برخوردار هستند، نگهداری آنها آسان است و به فلز کمتری نسبت به تیرهای فولادی نیاز دارند.

معایب اصلی تکیه گاه های بتن مسلح: وزن بزرگ، که حمل و نقل پشتیبانی را دشوار می کند مکان های صعب العبورخطوط هوایی و مقاومت خمشی نسبتا کم بتن.

برای افزایش مقاومت خمشی تکیه گاه ها در ساخت قفسه های بتن مسلح از آرماتورهای فولادی پیش تنیده (کشیده) استفاده می شود.

برای اطمینان از چگالی بالای بتن در ساخت ستون ها، از تکیه گاه ها استفاده می شود ارتعاش و سانتریفیوژبتن.

قفسه های تکیه گاه خطوط هوایی با ولتاژ تا 35 کیلو ولت از بتن ارتعاشی ساخته شده اند. ولتاژهای بالا- از بتن سانتریفیوژ شده

برنج. 1.4. Intermediate از VL پشتیبانی می کند

تکیه گاه های فولادی دارای استحکام مکانیکی بالا و عمر طولانی هستند. این تکیه گاه ها با جوش و پیچ و مهره از عناصر جداگانه مونتاژ می شوند، بنابراین امکان ایجاد تکیه گاه با هر طرحی وجود دارد (شکل 1.4، d). بر خلاف تکیه گاه های ساخته شده از چوب و بتن مسلح، تکیه گاه های فلزی بر روی پایه های بتن مسلح نصب می شوند.

میله های فولادی گران هستند. علاوه بر این، فولاد در برابر خوردگی حساس است. برای افزایش طول عمر تکیه گاه ها با ترکیبات ضد خوردگی پوشش داده شده و رنگ آمیزی می شوند. گالوانیزه گرم قطب های فولادی در برابر خوردگی بسیار موثر است.

پشتیبانی از آلیاژهای آلومینیوم موثر در احداث خطوط هوایی در مسیرهای صعب العبور. به دلیل مقاومت آلومینیوم در برابر خوردگی، این تکیه گاه ها نیازی به پوشش ضد خوردگی ندارند. با این حال قیمت بالاآلومینیوم به طور قابل توجهی امکان استفاده از چنین پشتیبانی ها را محدود می کند.

هنگام عبور از قلمرو معینخط هوایی می تواند جهت را تغییر دهد، از مهندسی های مختلف عبور کند

سازه ها و موانع طبیعی، برای اتصال به شینه های تابلو برق پست. روی انجیر 1.5 نمای بالایی از قطعه ای از مسیر خط هوایی را نشان می دهد. از این شکل می توان دریافت که پشتیبانی های مختلفی در آن کار می کنند شرایط مختلفو بنابراین باید طراحی متفاوتی داشته باشد. بر اساس طراحی، پشتیبانی ها به موارد زیر تقسیم می شوند:

برای متوسط(پشتیبانی از 2، 3، 7) نصب شده در بخش مستقیم خط هوایی؛

زاویه ای (پشتیبانی 4)، نصب شده در پیچ های خط هوایی؛ انتهای (پشتیبانی از 1 و 8)، نصب شده در ابتدا و انتهای خط هوایی؛ انتقالی (پشتیبانی از 5 و 6) نصب شده در دهانه

عبور از خط هوایی هر سازه مهندسی، مانند راه آهن.

برنج. 1.5. قطعه ای از مسیر VL

تکیه گاه های میانی برای پشتیبانی از سیم ها در یک بخش مستقیم از خطوط هوایی طراحی شده اند. سیم های دارای این تکیه گاه ها اتصال سفت و سختی ندارند، زیرا با استفاده از عایق های نگهدارنده حلقه ها متصل می شوند. این تکیه گاه ها تحت تأثیر گرانش سیم ها، کابل ها، حلقه های عایق، یخ و همچنین بارهای باد. نمونه هایی از تکیه گاه های میانی در شکل نشان داده شده است. 1.4.

تکیه گاه های انتهایی علاوه بر این تحت تأثیر نیروی کششی T سیم ها و کابل ها قرار می گیرند که در امتداد خط هدایت می شوند (شکل 1.5). تکیه گاه های گوشه علاوه بر این تحت تأثیر نیروی کششی T سیم ها و کابل ها هستند که در امتداد نیمساز زاویه چرخش خط هوایی هدایت می شوند.

تکیه گاه های انتقالی در حالت عادی خطوط هوایی به عنوان تکیه گاه های میانی عمل می کنند. این تکیه گاه ها کشش سیم ها و کابل ها را در صورت شکستگی در دهانه های مجاور به خود گرفته و از افتادگی غیرقابل قبول سیم ها در دهانه عبور جلوگیری می کند.

تکیه گاه های انتهایی، گوشه ای و انتقالی باید به اندازه کافی سفت باشند و نباید از حالت عمودی منحرف شوند

موقعیت زمانی که در معرض نیروی کششی سیم ها و کابل ها قرار می گیرد. این گونه تکیه گاه ها به صورت خرپاهای فضایی صلب یا با استفاده از مهاربندهای کابلی مخصوص ساخته می شوند و به آنها گفته می شود. پشتیبانی از لنگر. سیم های دارای تکیه گاه لنگر دارای اتصال سفت و سخت هستند، زیرا با استفاده از حلقه های کششی عایق ها متصل می شوند.

برنج. 1.6. گوشه لنگر از VL پشتیبانی می کند

پایه های لنگر ساخته شده از چوب برای ولتاژهای تا 10 کیلو ولت A شکل و برای ولتاژهای بالاتر به شکل AP هستند. تکیه گاه های لنگر بتن مسلح دارای پسوند کابل های ویژه ای هستند (شکل 1.6، a). تکیه گاه های لنگر فلزی دارای پایه گسترده تری (قسمت پایین تر) نسبت به تکیه گاه های میانی هستند (شکل 1.6، ب).

با تعداد سیم های معلق روی یک تکیه گاه، آنها متمایز می شوند پشتیبان زنجیر تک و دوتایی. سه سیم (یک مدار سه فاز) روی تکیه گاه های تک مدار، شش سیم (دو مدار سه فاز) روی تکیه گاه های دو مدار معلق هستند. پایه های تک زنجیره ای در شکل نشان داده شده است. 1.4، a، b، d و شکل. 1.6، a; دو زنجیره ای - در شکل. 1.4، در و شکل. 1.6b.

یک تکیه زنجیر دوتایی ارزانتر از دو تک زنجیره است. قابلیت اطمینان انتقال نیروی الکتریکی از طریق یک خط دو مداره تا حدودی کمتر از دو خط یک مداره است.

تکیه گاه های ساخته شده از چوب در طراحی دو مدار ساخته نمی شوند. پشتیبانی از خطوط هوایی با ولتاژ 330 کیلو ولت و بالاتر فقط در یک نسخه تک مدار با آرایش افقی سیم ها ساخته می شود (شکل 1.7). چنین پشتیبانی هایی به شکل U (پورتال) یا V شکل با پسوند کابل ساخته می شوند.

برنج. 1.7. پشتیبانی از خطوط هوایی با ولتاژ 330 کیلو ولت و بالاتر

از جمله تکیه گاه های خطوط هوایی، ساپورت با طراحی خاصاینها پایه های شاخه، برآمده و جابجایی هستند. تکیه گاه های انشعابی برای برخاستن توان متوسط ​​از خطوط هوایی طراحی شده اند. تکیه گاه های مرتفع در دهانه های بزرگ نصب می شوند، به عنوان مثال، هنگام عبور از رودخانه های قابل کشتیرانی گسترده. بر انتقالیپشتیبانی می کند، انتقال سیم ها انجام می شود.

آرایش نامتقارن سیم ها روی تکیه گاه هایی با طول زیاد خط هوایی منجر به عدم تقارن ولتاژ فاز می شود. تعادل فاز با تغییر موقعیت نسبی سیم ها روی تکیه گاه را جابجایی می گویند. جابجایی برای خطوط هوایی با ولتاژ 110 کیلو ولت و بالاتر، بیش از 100 کیلومتر طول ارائه شده و بر روی پایه های انتقال ویژه انجام می شود. سیم هر فاز یک سوم اول طول خط هوایی را در یک مکان، یک سوم دوم را در جای دیگر و یک سوم را در جای سوم عبور می دهد. این حرکت سیم ها را یک چرخه کامل جابجایی می نامند.