Элементы конструкций воздушных линий электропередач. Воздушные лэп - локус - оборудование для линий электропередачи

По специальности “ЭЭ-6-14’’

На тему:

“Конструкции линий электропередач”

Выполнил: Сахабутдинов Р.Р.

Руководитель: Загустина И.Д.

Казань, 2014

Титульный лист (1)

Введение.Конструкции линий электропередач (3-4)

Провода и грозозащитные тросы воздушных линий (4-6)

Опоры воздушных линий (6-11)

Изоляторы и линейная арматура (11-15)

Заключение (15)

Список литературы (15)

Введение

Конструкции линий электропередач

Воздушные линии электропередачи (ВЛ) предназначены для передачи электроэнергии на расстояние по проводам. Основными конструктивными элементами ВЛ являются провода, тросы, опоры, изоляторы и линейная арматура. Провода служат для передачи электроэнергии. В верхней части опор над проводами для защиты ВЛ от грозовых перенапряжений монтируют грозозащитные тросы.

Опоры поддерживают провода и тросы на определенной высоте над уровнем земли или воды. Изоляторы изолируют провода от опоры. С помощью линейной арматуры провода закрепляются на изоляторах, а изоляторы на опорах.

Наибольшее распространение получили одно- и двухцепные ВЛ. Одна цепь трехфазной ВЛ состоит из проводов разных фаз. Две цепи могут располагаться на одних и тех же опорах.

На рис.2.1 показана металлическая опора одноцепной линии. На работу конструктивной части ВЛ оказывают воздействие механические нагрузки от собственного веса проводов и тросов, от гололедных образований на проводах, тросах и опорах, от давления ветра, а также из-за изменений температуры воздуха. Из-за воздействия ветра возникает вибрация проводов (колебания с высокой частотой и незначительной амплитудой), а также пляска проводов (колебания с малой частотой и большой амплитудой). Механические нагрузки, вибрация и пляскапроводов могут приводить к обрыву проводов, поломке опор, схлестыванию проводов либо сокращению их изоляционных промежутков, что может привести к пробою или перекрытию изоляции. На повреждаемость ВЛ влияет и загрязнение воздуха.

Провода и грозозащитные тросы воздушных линий

На ВЛ чаще всего применяются неизолированные провода. Материал проводов должен иметь высокую электрическую проводимость. Наибольшую проводимость имеет медь, затем алюминий; сталь имеет значительно более низкую проводимость. Провода и тросы должны быть выполнены из металла, обладающего достаточной прочностью. По механической прочности на первом месте стоит сталь. Материал проводов и тросов должен быть стойким по отношению к коррозии и химическим воздействиям. В настоящее время наибольшее распространение получили провода алюминиевые (А), сталеалюминевые (АС), а также из сплавов алюминия - (АН, АЖ). Медные провода не используются без специальных технико-экономических обоснований.

Грозозащитные тросы, как правило, выполняются из стали. В последние годы грозозащитные тросы используются для организации высокочастотных каналов связи. Такие тросы выполняются сталеалюминиевыми.

Конструкции и общий вид неизолированных проводов приведены на рис. 2.2. Однопроволочный провод (рис.2.2,б) состоит из однойкруглой проволоки. Такие провода дешевле многопроволочных, однако, они менее гибки и имеют меньшую механическую прочность. Многопроволочные провода из одного металла (рис.2.2,в) состоят из нескольких свитых между собой проволок. При увеличении сечения увеличивается число проволок. В многопроволочных сталеалюминиевых проводах (рис.2.2,г) сердечник провода (внутренние проволоки) выполняется из стали, а верхние проволоки - из алюминия.

Стальной сердечник увеличивает механическую прочность, алюминий является токопроводящей частью провода. Полые провода (рис. 2.2, д) изготовляют из плоских проволок, соединенных друг с другом в паз, что обеспечивает конструктивную прочность провода. У таких проводов больший по сравнению со сплошными проводами диаметр, благодаря чему повышается напряжение, при котором появляется коронирующий разряд на проводах, и значительно снижаются потери энергии на корону. Полые провода применяются на ВЛ редко, ониглавным образом используются для ошиновки подстанций 330 кВ и выше. Для снижения потерь электроэнергии на корону ВЛ при U ном ≥ ЗЗ0 кВ каждая фаза ВЛ расщепляется на несколько проводов.

Наиболее широко применяются сталеалюминиевые провода. Проводимость стального сердечника не учитывается, а за электрическое сопротивление принимается только сопротивление алюминиевой части. В соответствии с ГОСТ 839-80 выпускаются сталеалюминиевые проводамарок АС, АСКС, АСКП, АСК.

Провод марки АС состоит из стального сердечника и алюминиевых проволок. Провод предназначается для ВЛ при прокладке их на суше, кроме районов с загрязненным вредными химическими соединениями воздухом. Коррозионно-стойкие провода АСКС, АСКП, АСК предназначены дляВЛ, проходящих по побережьям морей, соленых озер и в промышленных районах с загрязненным воздухом; АСКС и АСКП - это провода марки АС, в которых межпроволочное пространство стального сердечника (С) или всего провода (П) заполнено нейтральной смазкой повышенной термостойкости; АСК - провод марки АСКС, где стальной сердечник изолирован двумя лентами полиэтиленовой пленки. В обозначение марки провода вводится номинальное сечение алюминиевой части провода и сечение стального сердечника, например АС 120/19 или АСКС 150/34.

Линия электропередачи (ЛЭП) - один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока. Также электрическая линия в составе такой системы, выходящая за пределы электростанции или подстанции.

Воздушная линия электропередачи (ВЛ) - устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикреплённым с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и арматуры к опорам или другим сооружениям (мостам, путепроводам).

Конструкция ВЛ, её проектирование и строительство регулируются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и Строительными нормами и правилами (СНИП).

Воздушной линией электропередачи (ВЛ или ВЛЭП) называют устройство для передачи электроэнергии по проводам.

Воздушные линии состоят из трех элементов: проводов, изоляторов и опор.

Расстояние между двумя соседними опорами называют длиной пролета, или пролетом линии.

Провода к опорам подвешиваются свободно, и под влиянием собственной массы провод в пролете провисает по цепной линии. Расстояние от точки подвеса до низшей точки провода называют стрелой провеса. Наименьшее расстояние от низшей точки провода до земли называется габаритом приближения провода к земле h. Габарит должен обеспечивать безопасность движения людей и транспорта, он зависит от условий местности, напряжения линии и т.п.

Опоры ЛЭП предназначены для сооружений линий электропередач напряжением 35 кВ и выше при расчётной температуре наружного воздуха до –65 °C и являются одним из главных конструктивных элементов ЛЭП (линий электропередач), отвечающим за крепление и подвеску электрических проводов на определённом уровне.

В зависимости от способа подвески проводов опоры делятся на две основные группы:

опоры промежуточные, на которых провода закрепляются в поддерживающих зажимах;

опоры анкерного типа, служащие для натяжения проводов; на этих опорах провода закрепляются в натяжных зажимах.

Эти виды опор делятся на типы, имеющие специальное назначение.

Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках линии. На промежуточных опорах с подвесными изоляторами провода закрепляются в поддерживающих гирляндах, висящих вертикально; на опорах со штыревыми изоляторами закрепление проводов производится проволочной вязкой. В обоих случаях промежуточные опоры воспринимают горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода и на опору и вертикальные - от веса проводов, изоляторов и собственного веса опоры.

Промежуточные угловые опоры устанавливаются на углах поворота линии с подвеской проводов в поддерживающих гирляндах. Помимо нагрузок, действующих на промежуточные прямые опоры, промежуточные и анкерно-угловые опоры воспринимают также нагрузки от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов. При углах поворота линии электропередачи более 20° вес промежуточных угловых опор значительно возрастает. При больших углах поворота устанавливаются анкерно угловые опоры.

При установке анкерных опор на прямых участках трассы и подвеске проводов с обеих сторон от опоры с одинаковыми тяжениями горизонтальные продольные нагрузки от проводов уравновешиваются и анкерная опора работает так же, как и промежуточная, то есть воспринимает только горизонтальные поперечные и вертикальные нагрузки. В случае необходимости провода с одной и с другой стороны от опоры можно натягивать с различным тяжением проводов. В этом случае, кроме горизонтальных поперечных и вертикальных нагрузок, на опору будет воздействовать горизонтальная продольная нагрузка.

Промежуточные опоры устанавливаются на прямых участках трассы ВЛ, предназначены только для поддержания проводов и тросов и не рассчитаны на нагрузки от тяжения проводов вдоль линии. Обычно составляют 80-90 % всех опор ВЛ.

Угловые опоры устанавливаются на углах поворота трассы ВЛ, при нормальных условиях воспринимают равнодействующую сил натяжения проводов и тросов смежных пролётов, направленную по биссектрисе угла, дополняющего угол поворота линии на 180°. При небольших углах поворота (до 15-30°), где нагрузки невелики, используют угловые промежуточные опоры. Если углы поворота больше, то применяют угловые анкерные опоры, имеющие более жёсткую конструкцию и анкерное крепление проводов.

При сооружении линий электропередачи применяются железобетонные, стальные и деревянные опоры. По назначению опоры подразделяются на анкерные, угловые, концевые, промежуточные; по числу цепей – на одно– и двухцепные.

По конструктивному исполнению опоры делятся на свободностоящие и на оттяжках с шарнирным креплением к фундаменту. Усиливающие конструкцию опоры оттяжки могут быть и у свободностоящих опор. Могут применяться и подкосы.

Унификация и типизация опор способствуют повышению технического уровня линейного строительства. Как правило, анкерно-угловые опоры рассчитаны на угол поворота до 60°. Значения предельных углов поворота на промежуточно-угловых опорах указаны на монтажных схемах опор и в пояснительных записках. Стальные анкерно-угловые опоры применяются также в качестве концевых. Вместо повышенных промежуточных стальных опор 35 кВ рекомендуется применять опоры 110 кВ.

При наличии технико-экономических обоснований опоры могут применяться в условиях, отличных от принятых в проекте опор. Так, например, опоры для горных линий могут применяться на пересеченной местности и на равнинных участках линий, проходящих в IV и V ветровых районах, опоры для городских условий могут применяться на трассах линий вне городов, опоры для линий более высокого напряжения могут быть установлены на линиях более низкого напряжения (например, в районах с загрязненной атмосферой, при пересечении препятствий и т. п.).

По конструкции провода неизолированные делятся на однопроволочные, состоящие из одной проволоки, и многопроволочные, состоящие из нескольких или даже нескольких десятков проволок.

Однопроволочные провода бывают монометаллические (стальные, медные, алюминиевые) и биметаллические (сталемедные или сталеалюминиевые).

Биметаллические провода имеют однопроволочный стальной сердечник, обеспечивающий проводу необходимую механическую прочность, и сваренную с ним «рубашку» из цветного металла (меди, алюминия). Биметаллическая сталемедная проволока в качестве проводов на ВЛ 0,4 кВ применяется в условиях загрязненной атмосферы.

Согласно ПУЭ на ВЛ до 1 кВ сечение биметаллических проводов по условиям механической прочности должно быть не менее 10 мм2.

Многопроволочные провода бывают монометаллические (алюминиевые, медные) и комбинированные (сталеалюминиевые, сталебронзовые). Алюминиевые, медные и сталеалюминиевые провода выпускаются по ГОСТ 839-80. Они состоят из нескольких повивов проволок одного диаметра. В центре сечения провода располагается одна проволока, вокруг нее концентрически – шесть проволок второго повива, затем проволоки третьего повива и т. д. При этом число проволок в каждом повиве увеличивается на шесть по сравнению с предыдущим. Центральная проволока в проводе считается первым повивом.

Линейные изоляторы предназначаются для подвески проводов и грозозащитных тросов к опорам линий электропередачи. В зависимости от напряжения линий электропередачи применяются штыревые или подвесные изоляторы, изготовленные из стекла, фарфора или полимеров.

Штыревые изоляторы применяются при напряжении от 0,4 до 6 кВ, при напряжении от 10 до 35 кВ применяются как штыревые, так и подвесные изоляторы.

Изоляторы из закаленного стекла в отличие от фарфоровых не требуют проверки на электрическую прочность перед монтажом. В случае наличия дефекта изолирующая деталь стеклянного изолятора рассыпается на мелкие части, а остаток стеклянного изолятора сохраняет несущую способность, равную не менее 75 % номинальной электромеханической прочности изолятора.

Полимерные изоляторы представляют собой комбинированную конструкцию, состоящую из высокопрочных стержней из стеклопластика с полимерным защитным покрытием, тарелок и металлических наконечников. Стеклопластиковый стержень защищается от внешних воздействий защитной оболочкой, стойкой к ультрафиолетовому излучению и химическим воздействиям. Полимерные изоляторы позволяют заменить целые гирлянды стеклянных и фарфоровых изоляторов. Кроме того, полимерные изоляторы значительно легче, чем гирлянды из стекла и фарфора.

Эксплуатационные характеристики изоляторов зависят от аэродинамических характеристик изолирующей детали («тарелки») изолятора. Хорошее обтекание изолятора способствует уменьшению загрязнения, лучше происходит его самоочистка ветром и дождем и, как следствие, не происходит значительного снижения уровня изоляции гирлянды.

Основные характеристики изолятора – его механическая разрушающая сила, кН, электромеханическая разрушающая сила, кН, а также соотношение длины пути утечки изолятора, мм, к строительной высоте изолятора, мм.

Механическая разрушающая сила – наименьшее значение силы, приложенной к изолятору в определенных условиях, при которой он разрушается.

Электромеханическая разрушающая сила – наименьшее значение силы, приложенной к изолятору в определенных условиях, находящемуся под действием разности электрических потенциалов, при которой он разрушается.

Длина пути утечки изолятора – это кратчайшее расстояние или сумма кратчайших расстояний по контуру наружной изоляционной поверхности между частями, находящимися под разными электрическими потенциалами. От этой величины зависит надежность работы изолятора при загрязнении и увлажнении.

Хранение изоляторов на площадке должно осуществляться под навесом и в таком положении, чтобы избежать скопления воды в полостях изолятора.

Электрические сети предназначены для передачи и распределения электроэнергии. Они состоят из совокупности подстанций и линий различных напряжений. При электростанциях строят повышающие трансформаторные подстанции и по линиям электропередачи высокого напряжения передают электроэнергию на большие расстояния. В местах потребления сооружают понижающие трансформаторные подстанции.

Основу электрической сети составляют обычно подземные или воздушные линии электропередачи высокого напряжения. Линии, идущие от трансформаторной подстанции до вводно-распределительных устройств и от них до силовых распределительных пунктов и до групповых щитков, называют питающей сетью. Питающую сеть, как правило, составляют подземные кабельные линии низкого напряжения.

По принципу построения сети разделяются на разомкнутые и замкнутые. В разомкнутую сеть входят линии, идущие к электроприемникам или их группам и получающие питание с одной стороны. Разомкнутая сеть обладает некоторыми недостатками, заключающимися в том, что при аварии в любой точке сети питание всех потребителей за аварийным участком прекращается.

Замкнутая сеть может иметь один, два и более источников питания. Несмотря на ряд преимуществ, замкнутые сети пока не получили большого распространения. По месту прокладки сети бывают наружные и внутренние.

Способы выполнения линий электропередач.

Каждому напряжению соответствуют определенные способы выполнения электропроводки. Это объясняется тем, что чем напряжение выше, тем труднее изолировать провода. Например, в квартирах, где напряжение 220 В, проводку выполняют проводами в резиновой или в пластмассовой изоляции. Эти провода просты по устройству и дешевы.

Несравненно сложнее устроен подземный кабель, рассчитанный на несколько киловольт и проложенный под землей между трансформаторами. Кроме повышенных требований к изоляции, он еще должен иметь повышенную механическую прочность и стойкость к коррозии.

Для непосредственного электроснабжения потребителей используются:

• воздушные или кабельные ЛЭП напряжением 6 (10) кВ для питания подстанций и высоковольтных потребителей;
• кабельные ЛЭП напряжением 380/220 В для питания непосредственно низковольтных электроприемников.

Для передачи на расстояние напряжения в десятки и сотни киловольт создаются воздушные линии электропередач. Провода высоко поднимаются над землей, в качестве изоляции используется воздух. Расстояния между проводами рассчитываются в зависимости от напряжения, которое планируется передавать. Увеличиваются размеры и усложняются конструкции с ростом рабочего напряжения.

Воздушной линией электропередачи называют устройство для передачи или распределения электроэнергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикрепленным при помоши траверс (кронштейнов), изоляторов и арматуры к опорам или инженерным сооружениям, В соответствии с «Правилами устройства электроустановок» по напряжению воздушные линии делятся на две группы: напряжением до 1000 В и напряжением свыше 1000 В. Для каждой группы линий установлены технические требования их устройства.

Воздушные ЛЭП 10 (6) кВ находят наиболее широкое применение в сельской местности и в небольших городах. Это объясняется их меньшей стоимостью по сравнению с кабельными линиями, меньшей плотностью застройки и т.д.

Для проводки воздушных линий и сетей используют различные провода и тросы. Основное требование, предъявляемое к материалу проводов воздушных линий электропередачи, — малое электрическое сопротивление. Кроме того, материал, применяемый для изготовления проводов, должен обладать достаточной механической прочностью, быть устойчивым к действию влаги и находящихся в воздухе химических веществ.

В настоящее время чаще всего используют провода из алюминия и стали, что позволяет экономить дефицитные цветные металлы (медь) и снижать стоимость проводов. Медные провода применяют на специальных линиях. Алюминий обладает малой механической прочностью, что приводит к увеличению стрелы провеса и, соответственно, к увеличению высоты опор или уменьшению длины пролета. При передаче небольших мощностей электроэнергии на короткие расстояния применение находят стальные провода.

Для изоляции проводов и крепления их к опорам линий электропередач служат линейные изоляторы, которые наряду с электрической должны также обладать и достаточной механической прочностью. В зависимости от способа крепления на опоре различают изоляторы штыревые (их крепят на крюках или штырях) и подвесные (их собирают в гирлянду и крепят к опоре специальной арматурой).

Штыревые изоляторы применяют на линиях электропередач напряжением до 35 кВ. Маркируют их буквами, обозначающими конструкцию и назначение изолятора, и числами, указывающими рабочее напряжение. На воздушных линиях 400 В используют штыревые изоляторы ТФ, ШС, ШФ. Буквы в условных обозначениях изоляторов обозначают следующее:

• Т — телеграфный;
• Ф — фарфоровый;
• С — стеклянный;
• ШС — штыревой стеклянный;
• ШФ — штыревой фарфоровый.

Штыревые изоляторы применяют для подвешивания сравнительно легких проводов, при этом в зависимости от условий трассы используются различные типы крепления проводов. Провод на промежуточных опорах укрепляют обычно на головке штыревых изоляторов, а на угловых и анкерных опорах — на шейке изоляторов. На угловых опорах провод располагают с наружной стороны изолятора по отношению к углу поворота линии.

Подвесные изоляторы применяют на воздушных линиях 35 кВ и выше. Они состоят из фарфоровой или стеклянной тарелки (изолирующая деталь), шапки из ковкого чугуна и стержня. Конструкция гнезда шапки и головки стержня обеспечивает сферическое шарнирное соединение изоляторов при комплектовании гирлянд. Гирлянды собирают и подвешивают к опорам и тем самым обеспечивают необходимую изоляцию проводов. Количество изоляторов в гирлянде зависит от напряжения линии и типа изоляторов.

Материалом для вязки алюминиевого провода к изолятору служит алюминиевая проволока, а для стальных проводов — мягкая стальная. При вязке проводов выполняют обычно одинарное крепление, двойное же крепление применяют в населенной местности и при повышенных нагрузках. Перед вязкой заготовляют проволоку нужной длины (не менее 300 мм).

Головную вязку выполняют двумя вязальными проволоками разной длины. Эти проволоки закрепляют на шейке изолятора, скручивая между собой. Концами более короткой проволоки обвивают провод и плотно притягивают четыре-пять раз вокруг провода. Концы другой проволоки, более длинные, накладывают на головку изолятора накрест через провод четыре-пять раз.

Для выполнения боковой вязки берут одну проволоку, кладут ее на шейку изолятора и оборачивают вокруг шейки и провода так, чтобы один ее конец прошел над проводом и загнулся сверху вниз, а второй — снизу вверх. Оба конца проволоки выводят вперед и снова оборачивают их вокруг шейки изолятора с проводом, поменяв местами относительно провода.

После этого провод плотно притягивают к шейке изолятора и обматывают концы вязальной проволоки вокруг провода с противоположных сторон изолятора шесть-восемь раз. Во избежание повреждения алюминиевых проводов место вязки иногда обматывают алюминиевой лентой. Изгибать провод на изоляторе сильным натяжением вязальной проволоки не разрешается.

Вязку проводов выполняют вручную, используя монтерские пассатижи. Особое внимание обращают при этом на плотность прилегания вязальной проволоки к проводу и на положение концов вязальной проволоки (они не должны торчать). Штыревые изоляторы крепят к опорам на стальных крюках или штырях. Крюки ввертывают непосредственно в деревянные опоры, а штыри устанавливают на металлических, железобетонных или деревянных траверсах. Для крепления изоляторов на крюках и штырях используют переходные полиэтиленовые колпачки. Разогретый колпачок плотно надвигают на штырь до упора, после этого на него навинчивают изолятор.

Провода подвешиваются на железобетонных или деревянных опорах при помощи подвесных или штыревых изоляторов.

Наименьшая допустимая высота расположения нижнего крюка на опоре (от уровня земли) составляет:

• в ЛЭП напряжением до 1000 В для промежуточных опор от 7 м, для переходных опор — 8,5 м;
• в ЛЭП напряжением более 1000 В высота расположения нижнего крюка для промежуточных опор составляет 8,5 м, для угловых (анкерных) опор — 8,35 м.

Наименьшие допустимые сечения проводов воздушных ЛЭП напряжением более 1000 В, выбираются по условиям механической прочности с учетом возможной толщины их обледенения.

Для воздушных ЛЭП напряжением до 1000 В по условиям механической прочности применяются провода, имеющие сечения не менее:

• алюминиевые — 16 мм²;
• сталеалюминиевые —10 мм²;
• стальные однопроволочные — 4 мм².

На воздушных ЛЭП напряжением до 1000 В устанавливают заземляющие устройства. Расстояние между ними определяется числом грозовых часов в году:

• до 40 часов — не более 200 м;
• более 40 часов — не более 100 м.

Сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 30 Ом.

Устройство воздушных ЛЭП.

Воздушные линии электропередачи состоят из опорных конструкций (опор и оснований), траверс (или кронштейнов), проводов, изоляторов и арматуры. Кроме того, в состав ВЛ входят устройства, необходимые для обеспечения бесперебойного электроснабжения потребителей и нормальной работы линии: грозозащитные тросы, разрядники, заземление, а также вспомогательное оборудование.

Опоры воздушной линии электропередачи поддерживают провода на заданном расстоянии друг от друга и от поверхности земли. А опоры воздушных линий напряжением до 1000 В могут быть использованы также для развешивания на них проводов радиосети, местной телефонной связи, наружного освещения.

Воздушные линии отличаются простотой эксплуатации и ремонта, более низкой стоимостью по сравнению с кабельными линиями такой же протяженности.

В зависимости от назначения бывают опоры промежуточные и анкерные. Промежуточные опоры устанавливают на прямых участках трассы ВЛ, и предназначены они только для поддержания проводов. Анкерные опоры устанавливают для перехода ВЛ через инженерные сооружения или естественные преграды, в начале, в конце и на поворотах ЛЭП. Анкерные опоры воспринимают продольную нагрузку от разности тяжения проводов и тросов в смежных анкерных пролетах. Тяжением называют усилие, с которым натягивают и закрепляют на опорах провод или трос. Тяжение изменяется в зависимости от силы ветра, температуры окружающего воздуха, толщины льда на проводах.

Горизонтальные расстояния между центрами двух опор, на которых подвешены провода, называют пролетом. Вертикальное расстояние между низшей точкой провода в пролете до пересекаемых инженерных сооружений или до поверхности земли или воды носит название габарита провода.

Стрелой провеса провода называют вертикальные расстояния между низшей точкой провода в пролете и горизонтальной прямой, соединяющей точки крепления провода на опорах.

Силовые и осветительные сети напряжением до 1000 В, выполненные изолированными проводами всех соответствующих сечений или небронированными кабелями с резиновой или пластмассовой изоляцией сечением до 16 мм2, относят к электропроводке. Наружной считают электропроводку, проложенную по наружным стенам зданий и сооружений, между зданиями, под навесами, а также на опорах (не более 4 пролетов, каждый длиной 25 м) вне улиц и дорог.

Прокладывают провода на высоте не менее 2,75 м от поверхности земли. При пересечении пешеходных дорожек это расстояние делают не менее 3,5 м, а при пересечении проездов и путей для перевозки грузов — не менее 6 м.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине Электроснабжение отрасли

Тема: « Воздушные линии электропередачи»

Выполнил ___________________________________ Студент группы ЭМ-041

Принял ________________________________________ преподаватель

Мартынков А.И.

Оценка _________________________
ВОРОНЕЖ 2008

ПРИЛОЖЕНИЕ

Вступление

Электрическая энергия универсальна: она удобна для дальних передач, легко распределяется по отдель-ным потребителям и с помощью сравнительно не-сложных устройств преобразуется в другие виды энер-гии.

Эти задачи решает энергетическая система, где осуществляются преобразование энергии топлива или падающей воды в электрическую энергию, трансфор-мация токов и напряжений, распределение и передача электрической энергии потребителям.

Часть энергетической системы, включающую трансформаторные подстанции (ТП) и линии электро-передачи (ЛЭП), называют электрической сетью. Таким образом, электрическая сеть служит для передачи электрической энергии от мест произ-водства к местам потребления и для распределения ее по группам и отдельным потребителям.

Электрические сети классифицируют по различным признакам.

В зависимости от напряжения между проводами линии различают сети напряжением до 1000 и свыше 1000 В.

По роду тока различают электрические сети пос-тоянного, однофазного и трехфазного токов.

В зависимости от конструктивных особенностей бывают воздушные и кабельные сети, а также сети внутри зданий и объектов.

Основные требования, предъявляемые к электри-ческим сетям, сводятся к экономии электротехнических материалов и снижению первоначальных затрат при гарантированной надежности электросети и высоком качестве электроэнергии. Для удовлетворения этих требований разработан ряд мероприятий, к которым относятся, в частности, применение повышенных на-пряжений] стальных проводов, регулирование напря-жения.
^ I. Теоретическая часть.
1.1. Общие сведения о воздушных линиях электропередачи
Устройство для передачи или распределения электроэнергии по проводам, проложенным на открытом воздухе по деревянным, железо-бетонным или металлическим опорам, а также стойкам или кронштей-нам, установленным на мостах, эстакадах и других инженерных соо-ружениях и закрепленных на них при помощи изоляторов и арматуры, называется воздушной линией электропередачи (ВЛ). Полоса местнос-ти, по которой проходит ВЛ, называется трассой линии.

При строительстве ВЛ по населенной местности к ним предъявля-ют повышенные требования с точки зрения механической прочности и безопасности для населения. Трассу ВЛ разбивают на пикеты (точки, равномерно распределенные вдоль оси трассы), по которым размечают места установки опор в соответствии с указаниями проекта. Для огра-ничения несимметрии токов и напряжений на ВЛ длиной более 100 км и. напряжением 110 кВ применяют транспозицию проводов, т.е. пе-риодическое изменение взаиморасположения проводов различных фаз переменного тока в пространстве.

По рабочему напряжению ВЛ делят на линии напряжением до 1000 В и выше. Последние в России строят на напряжения 3, 6, 10, 35, ПО, 150, 220, 330, 500 и 750 кВ.

В зависимости от того, по населенной или ненаселенной местности проходит ВЛ, усилие, с которым натягивают провода или тросы на опорах (тяжение), принимают равным не более половины минимальной разрушающей нагрузки (нормальное тяжение) и с трехкратным запа-сом (ослабленное тяжение). Ослабленное тяжение применяют на пере-ходах и в населенной местности. Ветер, дующий равномерно с неболь-шой скоростью длительное время, может вызвать колебания провода в вертикальной плоскости и их вибрацию, поэтому на выходе проводов из зажимов устанавливают гасители вибраций. Конструктивно ВЛ состоит из фундаментов, опор, изоляторов, линейной арматуры, про-водов, грозозащитных тросов и устройств для заземления. В качестве фундаментов для ВЛ применяют деревянные или железобетонные па-сынки и сваи, сборные и монолитные железобетонные фундаменты и очень редко металлические подножники.

Пасынки применяют для того, чтобы часть опоры, находящуюся в земле, сделать легко заменимой в случае ее загнивания (деревянные пасынки, пропитанные антисептиком) или сделать эту часть опоры неподверженной загниванию (железобетонные пасынки). Применяют также сваи-пасынки как деревянные, так и железобетонные. Сборные железобетонные фундаменты представляют собой грибовидные железо-бетонные конструкции, имеющие в верхней своей части болты для креп-ления ноги металлической или железобетонной опоры к фундаменту.

Монолитные железобетонные фундаменты делают только для опор, на-ходящихся под большими механическими нагрузками. Изготовляют их в опалубке непосредственно в котловане на месте установки опоры.

Опоры ВЛ различают по материалу, из которого они изготовлены (деревянные, железобетонные, металлические), по назначению (проме-жуточные, анкерные, концевые, угловые, ответвительные, транспозиционные и др.), по рабочему напряжению и по конструктивному испол-нению (одностоечные, А-образные, П-образные, АП-образные, узкобазные и широкобазные, одноцепные, двухцепные).

Деревянные опоры изготовляют из бревен сосны, лиственницы или ели II и III сорта длиной 9, 11 и 13 м и диаметром в верхнем отрубе не менее 16-18 см в зависимости от их назначения. Ель легко загнивает, поэтому ее применяют при условии, что опора будет иметь металличес-кие, железобетонные или деревянные (из сосны или лиственницы) па-сынки и траверсы. Лес для изготовления опор отбирают на минимум сучковатости, кривизны, косослоя, червоточины, гнили. Бревна посту-пают на монтаж очищенные от сучьев и коры с опиленными торцами, с маркировкой, указывающей на назначение бревна, сорт, диаметр верхнего отруба, и с клеймом лесозаготовителя.

В зависимости от назначения ВЛ, ее напряжения, количества про-водов и тросов, подвешиваемых на опоре, их расположения, климати-ческих и других условий применяют различные конструкции деревян-ных опор. Конструкции для каждого конкретного случая определяют-ся проектам. Простейшая конструкция деревянной опоры - одиноч-ный столб («свечка»). На ВЛ напряжением выше 1000 В, кроме «свеч-ки», применяют более сложные опоры: А-образные, треноги, П-образ-ные и АП-образные. Все они могут быть либо нормального исполне-ния, либо иметь приспособления для подвески на них грозозащитных тросов.

В настоящее время при строительстве ВЛ все больше применяют железобетонные опоры, представляющие собой металлическую сетку (арматуру), заполненную в форме (опалубке) бетонным раствором. По способу изготовления железобетонные опоры делят на вибрированные и центрифугированные. При изготовлении вибрированных опор бетон-ный раствор после заполнения им формы уплотняется вибраторами, а при изготовлении центрифугированных опор - путем вращения формы вокруг ее оси.

Опоры изготовляют как с обычной, так и с предварительно напря-женной арматурой. Конструкции опор с предварительно напряженной арматурой получаются более легкими (меньший расход металла на арматуру) при сохранении необходимой механической прочности. Де-ревянные и железобетонные опоры могут быть промежуточными, угло-выми и анкерными. Угловые опоры устанавливают в точках поворота трассы.

Стандартная линейная арматура, применяемая при монтаже ВЛ, в зависимости от назначения делится на натяжную - клиновые, бол-товые и прессуемые зажимы, которые служат для закрепления прово-дов (или тросов) на анкерных опорах к натяжным гирляндам; поддер-живающую - глухие, качающиеся, выпускающие и скользящие зажимы, служащие для крепления проводов или тросов к гирляндам про-межуточных опор; сцепную - скобы х серьги, пестики, ушки, промежу-точные звенья и коромысла, служащие для сцепления элементов гирлянд изоляторов между собой и крепления гирлянд и тросов к опоре; соединительную - зажимы (монтируемые обжатием или прессованием), служащие для соединения проводов и тросов в местах, подверженных тяжению (в пролете); антивибрационную - виброгасители, служащие для защиты провода от повреждения при вибрациях; защитную - рога, кольца, служащие для защиты изоляторов от разрушения, а про-водов от пережога в случаях образования дуги короткого замыкания; контактную - зажимы (в петлях анкерных опор, плашечные ответ-вительные), служащие для соединения и ответвления проводов и тро-сов в местах, не находящихся подтяжением.

В зависимости от напряжения и назначения применяют подвес-ные или штыревые изоляторы: подвесные фарфоровые и стеклянные изоляторы типов ПМ-4,5 и П-7 (для районов с нормальными атмосфер-ными условиями) и ПР-3,5, НС-2 и НЗ-Ь (для районов с загрязненной атмосферой) для ВЛ напряжением 35 и ПО кВ, штыревые изоляторы типа ШД-35 - для ВЛ напряжением 35 кВ. При монтаже ВЛ напря-жением до 10 кВ подвесные изоляторы используют крайне редко (большие переходы через водные преграды и др.), а провода подвешивают на штыревых изоляторах типов ТС, ТФ, ШО, АИК, ШС.

Крепят изоляторы к опорам и соединяют отдельные детали опор металлическими деталями, которые называют поковками (чаще всего их изготовляют путем ковки). Поковки изготовляют в мастерских или заводах электромонтажных организаций. Изоляторы непосредствен-но на опорах крепят с помощью крюков, а на траверсах - с помощью штырей.

На ВЛ применяют голые провода: алюминиевые (марки А), стале-алюминиевые (марки АС), сталеалюминиевые усиленные (АСУ), стале-алюминиевые облегченные (АСО), стальные многопроволочные (марок ПС и ПМС), стальные однопроволочные (ПСО), специальные алюминие-вые и сталеалюминиевые с защитой от коррозии для прокладки вбли-зи морского побережья; провода с атмосферной изоляцией (марки АСВ), защитный трос марки СТ для защиты ВЛ от атмосферных перена-пряжений.

^ 1.2. Подготовительные работы при строительстве ВЛ.
В подготовительный период строительства ВЛ обеспечивают бес-перебойное и рационально организованное выполнение работ по устройству фундаментов, установке опор и натяжке проводов. К подгото-вительным относят следующие работы: устройство подъездов к трассе ВЛ и временных полигонов для изготовления и сборки деревянных опор, рубку просеки и очистку трассы от пней и кустарника, размеще-ние заказов на изготовление деталей, комплектацию материалов, обо-рудования, механизмов, инструмента, приспособлений, комплектацию бригад, составление графиков производства работ. Работы непосредственно на трассе начинают с приемки от проект-ной организации и заказчика производственного пикетажа трассы ВЛ, т.е. с разметки расположения всех опор на местности. Затем прорубают просеку (если ВЛ или отдельные ее участки проходят по лесистой мест-ности). Ширину просеки между кронами деревьев в лесных массивах и зеленых насаждениях принимают:

1) в насаждениях высотой до 4 м - не менее расстояния между крайними проводами ВЛ плюс по 3 м в каждую сторону от крайних проводов;

2) в насаждениях высотой более 4м - не менее расстояния между крайними проводами ВЛ плюс по расстоянию, равному средней высоте деревьев основного лесного массива на каждую сторону от крайних проводов. При этом отдельные деревья или их группы, растущие по краям просеки, вырубают, если их высота больше высоты деревьев ос-новного массива Совершенно нецелесообразно сооружать ВЛ в насаж-дениях, идущих узкой полосой вдоль трассы линии;

3} на косогорах и в оврагах просеки прорубают с учетом высоты деревьев, имея в виду, что если расстояние по вертикали от верхушки дерева до проводов ВЛ более 8 м, то просеку прорубают только ши-риной, равной расстоянию между крайними проводами плюс по 2 м на каждую сторону.

В парках, заповедниках, лесах зеленых зон вокруг населенных пунктов, цепных лесных массивах, защитных полосах вдоль железных и шоссейных дорог, по берегам рек и озер ширину просеки ВЛ уста-навливают организации, в ведении которых находятся подобные на-саждения, с обязательным условием, чтобы расстояния от проводов до кроны были не менее 2 м для ВЛ напряжением до 20 кВ и 3 м - для ВЛ напряжением ПО кВ. При прохождении ВЛ по территории фруктовых садов с высотой деревьев не более 4 м вырубка просеки не обязательна. Все деревья, находящиеся внутри границ просеки, выру-бают так, чтобы высота пней после рубки деревьев была не более их диаметра. Для проезда транспорта и механизмов по середине просеки на ширине не менее 2,5 м деревья вырубают вровень с землей. Зимой при рубке леса снег вокруг каждого дерева расчищают до уровня земли. Древесину, получаемую при рубке деревьев, сортируют, разде-лывают и укладывают в штабеля вдоль просеки. Сучья складывают в кучи для вывоза или сжигания.

^ 1.3. Основные строительно-монтажные работы при сооружении ВЛ
Основные строительно-монтажные работы при сооружении ВЛ включают в себя изготовление деревянных опор, развозку опор или деталей опор по трассе, разбивку мест рытья котлованов под опоры, рытье котлованов, сборку и установку опор, развозку проводов и дру-гих материалов по трассе, монтаж проводов, монтаж защитного зазем-ления, установку трубчатых разрядников , установку плакатов, фазировку, нумерацию опор и др.
1.3.1. Разбивка и рытье котлованов

Разбивку одиночных котлованов под одностосчные деревянные и железобетонные опоры начинают с определения оси трассы ВЛ при помощи геодезических инструментов (теодолиты, буссоли и др.). Затем размечают линии, перпендикулярные к оси трассы в точках установки опор. На обеих этих линиях (рис. 1, а) на расстоянии 5-6 м от центра анкетного столба опоры забивают контрольные колышки «сторожки», по которым разбивают котлован, а в дальнейшем выверяют точность установки опоры по оси трассы.

При разбивка двух котлованов под анкерные А-образные опоры от центра пикетного столба опоры в обе стороны вдоль оси трассы разме-чают оси котлованов, а затем и контуры котлованов. Для разбивки двух котлованов под угловую А-образную опору в точке поворота трассы при помощи геодезического инструмента восстанавливают биссектри-су угла этого поворота и линию, ей перпендикулярную (рис.1, б), и вдоль линии биссектрисы по обе стороны от указанного перпендику-ляра размечают оси котлованов, а затем и сами котлованы. Аналогич-но делают разметку под опоры с оттяжками и подкосами, а также под узкобазные и широкобазные металлические опоры.

При рытье котлованов бурильными машинами вместо разметки кот-лованов производят только разбивку их центров. Котлованы роют землеройными механизмами (ямобурами на автомобильном или трак-торном ходу) или одноковшовыми экскаваторами, а в скальных поро-дах грунт вынимают при помощи взрыва. Вручную грунт вынимают только в исключительных случаях, где по условиям местности на пи-кет не может подойти землеройный механизм. В мерзлых грунтах котло-ваны бурят при помощи бурильных головок особой конструкции, на режущие кромки которых наварены пластины из твердых сплавов. Глубина котлованов для установки опор в зависимости от грунта и ме-ханических нагрузок на опоры определяется проектом. Для опор типа «свечка» глубина котлованов 1,7-2-,5 м.
1.3.2. Антисептическая обработка опор.

Детали деревянных опор, подвергаясь атмосферным воздействиям, загнивают, поражаются грибками. Эти явления начинаются в местах выхода деталей опор из земли, в местах, где может скапливаться вла-га, и в местах врубо.к и затесов. Для защиты от гниения всю деревянную опору ВЛ или только подверженные загниванию места пропиты-вают антисептиками.

В качестве антисептиков применяют креозотовое масло (продукт перегонки каменноугольной смолы), фтористый натрий, динитрофенол, а также битумное покрытие деталей опор или их отдельных час-тей, но это является не антисептированием древесины, а предохране-нием ее от проникновения влаги - гидроизоляцией.
1.3.3. Изготовление и установка опор.

Все детали деревянных опор изготовляют строго по рабочим чер-тежам, с применением шаблонов. Плоскости врубок подгоняют плотно друг к другу при помощи пропилов. Изготовление опор начинают с ос-новных элементов (стоек, пасынков, траверс), по которым затем подго-няют остальные детали (раскосы, ригели и др.). При сверлении от-верстий для крепления металлических деталей опор, служащих крепе-жом для изоляторов, строго выдерживают размеры этих отверстий. Это необходимо для того, чтобы опоры не загорелись от токов утечки.

Деревянные опоры изготовляют на специальных полигонах или в мастерских, железобетонные и металлические - на заводах и в со-бранном виде или частями развозят по трассе к местам установки, где их собирают.

Заготовленные на полигоне или в мастерских монтажного загото-вительного участка одностоечные опоры в собранном виде развозят по трассе с навернутыми крючьями или штырями и закрепленными на них изоляторами. Сложные деревянные, а также металлические и же-лезобетонные опоры развозят (разобрав предварительно их на транс-портабельные узлы) по пикетам, где их собирают и устанавливают. В высокогорные и труднодоступные районы опоры доставляют на пикеты и устанавливают с помощью вертолетов.

Для подъема и установки опоры кран устанавливают у котлована на расстоянии 3-4 м от оси трассы, а опору в собранном виде уклады-вают над котлованом или фундаментом с таким расчетом, чтобы центр тяжести ее находился над центром котлована. Затем опору поднимают до вертикального положения и опускают пасынками или стойками в котлован или на фундамент. Опору устанавливают так, чтобы оси тра-верс опоры были расположены перпендикулярно к оси трассы, про-веряют, чтобы ось опоры была строго вертикальна и совпадала с осью трассы, затем засыпают котлован грунтом или закрепляют опору нз фундаменте. Только после этого снимают стропы, кран освобождают и переводят для установки следующей опоры. В жестких узлах опо-ры захватывают такелажными тросами, причем у стоек железобетон-ных опор захват производится в двух местах.

Тяжелые и сложные опоры ВЛ напряжением 110 кВ устанавлива-ют при помощи кранов с использованием трактора в качестве тяго-вого механизма (рис, 2, а) или с падающей стрелой (рис. 2, б). Натяж-ные и поддерживающие гирлянды линейных изоляторов собирают в мастерских в строгом соответствии с чертежами проекта; в собранном виде их подвозят к месту установки и там поднимают на опоры и за-крепляют.

1.3.4. Раскатка проводов.

Монтаж проводов на установленных опорах включает в себя рас-катку проводов, их соединение, подъем на опоры, натяжку и закрепление на изоляторах. После того как выполнен монтаж проводов на части линии, делают отпайки для вводов в подстанции, распределительные устройства, в здания и к токоприемникам.

Прежде чем приступить к раскатке проводов, барабаны с проводами развозят по трассе в пункты, удобные для рас-катки и определенные проектом производства работ. Погружают и разгружают барабаны с проводом при помощи автомобильных кранов, а в случае их отсутствия - при помощи наклонных брусьев. Сбра-сывать барабаны с автомашины на землю нельзя. В зависимости от конкретных условий монтажа (протяженность линии, характер местности, сечение проводов и др.) раскатку проводов по трассе производят или с неподвижных раскаточных устройств в виде домкратов, специальных козел, станков, (рис. 3, а ), установленных в начале монтируемого участка ВЛ, или с помощью специальных раскаточных тележек, са-ней, транспортеров (рис. 3, б).




Второй способ раскатки проводов обеспечивает более высокую про-изводительность труда, гарантирует сохранность провода при раскат-ке и высокое качество монтажа. Первый, способ не требует применения подвижных приспособлений, он может быть применен при любом рель-ефе местности вдоль трассы ВЛ. Но в этом случае не всегда обеспечи-вается сохранность проводов при их раскатке и производительность труда значительно ниже. Применяется этот способ при монтаже корот-ких воздушных линий электропередачи, проходящих по местности недоступной для перемещения вдоль трассы раскаточных средств. Про-вод к тяговому тросу крепят при помощи монтажного клинового за-жима и укладывают в монтажные ролики, закрепленные на опорах на время раскатки. На ВЛ напряжением до 1000 В расстояния между опорами и анкер-ные пролеты имеют небольшую протяженность (расстояние между опо-рами не более 50 м, а анкерный пролет 500-600 м); на таких линиях чаще подвешивают легкие провода. Провод с барабанов, установлен-ных па козлах или домкратах, раскатывают вдоль трассы при помощи автомашины, лебедки или вручную (при раскатке проводов малых се-чений при небольших протяженностях ВЛ). Затем при помощи блоков или вручную провода поднимают на опоры и укладывают на крючья или траверсы.

Рис. 4. Установка стрелы провеса проводов непосредственным визирова-нием

1.3.5. Соединение проводов.
При раскатке провода соединяют и ремон-тируют (если возникает в этом необходимость). Соединение проводов - одна из наиболее ответственных операций при сооружении ВЛ; поэто-му выполняют ее особенно тщательно.

Алюминиевые и сталеалюминиевые провода соединяют при помо-щи термитной сварки с дополнительной установкой овальных соеди-нителей для разгрузки св-фного соединения от механических напря-жений, если соединение проводов сделано в пролете (рис. 4).

Рис. 5. Соединение проводов в пролете:

^ 1 - овальный соединитель; 2 - концы провода; 3 - узел термитной сварки

Сталь-ные многопроволочные провода соединяют при помощи овальных сое-динителей путем их обжатия специальными клещами, стальные одно-проволочные провода сваривают электросваркой или при помощи тер-митных патронов. Ремонтируют поврежденный многожильный провод путем установки в месте повреждения ремонтной муфты.
1.3.6. Натяжка и закрепление проводов.

После окончания работ по рас-катке, соединению и ремонту на участке ВЛ, ограниченном анкерны-ми или угловыми опорами, провода поднимают и натягивают. Направ-ление натяжения должно совпадать с направлением трассы. Если из-за рельефа местности это условие выполнить трудно, то натяжку про-изводят через добавочные отводные ролики

Стрелу провеса проводов устанавливают непосредственным визи-рованием (рис. 6).

Для этого на соседних опорах прикрепляют ви-зирные рейки таким образом, чтобы отметки на этих рейках, соответ-ствующие размеру стрелы провеса, находились бы на одной горизон-тальной линии. Монтер, осуществляющий визирование, поднимается наодну из опор и, пользуясь биноклем, определяет момент, когда натяжку провода следует прекратить. Если натяжение провода отре-гулировано правильно, то низшая точка провеса будет находиться на прямой, соединяющей обе визирные точки. Провод при регулировке натяжения подгоняют под ли-нию визирования не снизу, а сверху. Команда о прекращении натяжки подается в тот момент, когда имеет место перетяжка провода на 0,3-0,5 м. После того как в этом положении про-вод оставался в течение 3- 5 мин, его опускают до линии визирования.

К проекту ВЛ прилагают кривые монтажных стрел про-веса проводов (рис. 7), а так-же ведомость пролетов, в соот-ветствии с которыми визируют провода.

Если отсутствует ведомостьвизируемых пролетов, или длина пролета по местным условиям существенно (более 5-7 м) отличается от запроектированной, то стрела провеса (м) будет:

Где f Х - фактическая длина визируемого пролета, м; f и l - соот-ветственно стрела провеса и длина пролета по таблицам или кривым монтажных стрел провеса, м.

После того как отрегулированы стрелы провеса, провода крепят к изоляторам сначала на анкерных, а затем на промежуточных опорах. Величина стрелы провеса после закрепления провода на анкерных опо-рах не должна отличаться от проектной больше, чем на ±5%, а рас-стояние проводов и тросов относительно друг друга не должны отли-чаться более чем на 10% от проектных расстояний между ними.

На анкерных опорах со штыревыми изоляторами провода крепят к шейке изолятора при помощи плашечных зажимов одинарным или двойным креплением, выбор последнего определяется величиной тяжения проводов, а также характером местности, по которой проходит ВЛ. Например, при переходе через дороги и при прохождении трас-сы ВЛ по населенной местности крепление проводов делают двойным.

При больших расчетных величинах тяжения на ВЛ 6 - 10 кВ (большие сечения проводов и пролеты через водные преграды, овраги и др.) наанкерных или переходных опорах провода крепят при помощи под-весных изоляторов. Провод к изолятору в этом случае крепят посред-ством натяжных зажимов. На промежуточных опорах в районах с силь-ными ветрами, а на угловых опорах во всех случаях провод к штыревым изоляторам крепят на шейке изолятора проволочной вязкой. На прямолинейных участках трассы при нормальных условиях окружаю-щей среды и рельефа местности провод крепят на головке изолятора. Монтаж проводов в пролетах, пересекающих инженерные соору-жения (дороги, воздушные линии электропередачи , линии связи)., вы-полняют в зависимости от местных условий с отключением пересекае-мых линий и прекращением движения по дорогам, каналам или без отключения и прекращения движения. Если переход монтируют без снятия напряжения на пересекаемых линиях или без прекращения движения по дорогам и каналам, то сооружают защиту перехода, ко-торую делают в виде временных стоек или П-образных опор (с натя-нутым тросом), на них укладывают разматываемый провод, не касаясь пересекаемых ВЛ и не препятствуя движению транспорта. Монтаж проводов на переходе может быть выполнен и без сооружения спе-циальных защит, при помощи легких стальных, а лучше нейлоновых или иных непроводящих канатов или веревок (рис. 8)

Рис.8. Схема

1 - лебедка; 2 - трос или канат; 3 -ролик; 4 -
Сроки монтажа переходов очень короткие, поэтому важно, чтобы организация работ была хорошо продумана.

При переходе через инженерные сооружения длина провода в про-лете

Где l - величина стрелы провеса при температуре окружающей среды в момент монтажа, м.

Расстояния между проводами, а также от проводов до опор и окру-жающих объектов определяют по данным проекта согласно требованиям ПУЭ.

Ветер, дующий длительное время с небольшой скоростью без по-рывов, может вызвать колебание провода в виде неподвижных верти-кальных волн, расположенных равномерно по длине провода. Такая вибрация вызывает повреждение проводов в местах выхода их из зажимов. Для гашения вибрации на провода у их выхода из зажимовустанавливают гасители вибрации.

^ 1.4. Особенности монтажа ВЛ напряжением до 1000 В
При сооружении ВЛ напряжением до 1000 В ответвления от линии для вводов в здания или к токоприемникам выполняют на ответвительных опорах. Ответвительные провода к изоляторам крепят наглу-хо. Если ввод делают во взрывоопасное или пожароопасное помещение, вводные предохранители устанавливают на ответвительной опоре ни-же проводов. При вводе проводов в помещение с нормальной средой для простоты обслуживания предохранители устанавливают в самом помещении.

Расположение проводов на опоре может быть любое при условии, что расстояние между проводами по вертикали будет 40-60 см и по горизонтали 20 40 см в зависимости от длины пролета и района гололедности. Нулевой провод располагают ниже фазовых проводов. На одной опоре можно подвешивать ВЛ разного назначения (линии си-ловые, наружного освещения, радиотрансляционной сети), при этом провода радиотрансляционной сети располагают ниже проводов ВЛ с расстоянием между ними на опоре не менее 1,5 м, в пролете - I м, на вводах в здания т- не менее 0,6 м. Пересечения ВЛ напряжением до 1000 В выполняют на перекрестных опорах.

Вводы в помещения через стены выполняют изолированными про-водами, для чего в стенах пробивают или высверливают отверстия. Че-рез кирпичные, железобетонные и подобные стены провода вводят в помещение через одно общее отверстие, но каждый провод заключают в отдельную изоляционную трубку. Через деревянные, стены каж-дый провод вводят в отдельное отверстие. На концах изоляционных трубок снаружи зданий устанавливают фарфоровые воронки, а внут-ри - изоляционные втулки (фарфоровые или пластмассовые). Выход-ные отверстия воронок уплотняют битумной массой. Если здание име-ет небольшую высоту, то провода вводят в него через крышу.

Если трасса ВЛ проходит по лесистой местности, то вырубка про-секи не обязательна, необходимо только, чтобы горизонтальное и вер-тикальное расстояния от крайнего провода до кроны деревьев и кустов -были не менее 1 м.

^ 1.5. Защитное заземление.

Крючья и штыри в сетях напряжением до 1000 В, на которых кре-пят изоляторы фазовых проводов, а также арматура железобетонных опор ВЛ подлежат заземлению. Крючья и штыри деревянных опор не заземляют, если это не требуется по условиям защиты от атмосфер-ных перенапряжений и если- на опорах не подвешено несколько про-водов на напряжение выше 1000 В. В сетях с заземленной нейтралью крючья и штыри соединяют с нулевым проводом, в сетях с изолированной нейтралью их присоединяют к заземляющему устройству. Прави-ла требуют выполнять повторное заземление нулевого провода на кон-цах линии, на концах ответвлений длиной более 200 м и через каждые 250 м.

Для защиты людей, находящихся в зданиях, от грозовых перена-пряжений в населенных местностях с одноэтажной застройкой на ВЛ, не экранированных высокими зданиями, сооружениями и деревья-ми, заземляющие устройства делают через 100 и 200 м в зависимости от количества грозовых часов в этом районе, а также на опорах, имею-щих ответвления к вводам в помещения, где может быть большое скоп-ление людей (школы, клубы, больницы и др.), или в помещения, кото-рые представляют собой большую хозяйственную ценность (склады, мастерские и др.). К таким заземляющим устройствам присоединяют крюки, штыри, арматуру железобетонных и деревянных опор, а также используют их для повторного заземления нулевого провода.

Для заземления крючьев и штырей на опоре вдоль установки изо-ляторов прокладывают стальную проволоку диаметром не менее 6 мм, которую затем спускают вниз и соединяют с заземляющим устройст-вом. У железобетонных опор в качестве заземляющего спуска исполь-зуют металлическую арматуру.

На ВЛ напряжением 3-20 кВ заземляют железобетонные опоры, находящиеся в населенной местности, а также железобетонные, метал-лические и деревянные опоры, на которых закреплены устройства гро-зозащиты (разрядники или искровые промежутки). В соответствии с ПУЭ трубчатые разрядники или искровые промежутки устанавлива-ют для защиты отдельных металлических и железобетонных опор, ли-ний с ослабленной изоляцией и мест пересечений воздушной линии электропередачи с воздушными линиями связи и сигнализации.

Для защиты от атмосферных перенапряжений кабельных вставок применяют трубчатые или вентильные разрядники. Искровые проме-жутки выполняют следующим образом: на расстоянии 750 мм от осно-вания крюка нижнего изолятора делают, бандаж из четырех витков стальной проволоки диаметром не менее 6 мм, дальше проволоку про-кладывают по опоре вниз и в виде луча в землю. Размер луча (его дли-на) определяется в зависимости от электрических качеств грунта.

Трубчатый разрядник представляет собой фибровую трубку, по-крытую бакелизированной бумагой. Внутри трубки расположены стерж-невой и плоский электроды, разделенные определенным промежутком. При возникновении электрической дуги фибра выделяет газы, которые тушат дугу. Трубчатые разрядники включают между проводом (че-рез внешний искровой промежуток) и заземляющим устройством и крепят на опоре при помощи хомутов и планок за любой конец трубки на высоте не менее 3 м от земли. Разрядники типа РТФ лучше закреп-лять за закрытый конец. Размещают трубчатый разрядник на опоре так, чтобы его выхлопные газы не вызывали между фазовых пробоев и зоны выхлопа различных разрядников не перекрывали друг друга. В зону выхлопа также не должны попадать элементы опоры, имеющие потенциал иной, чем открытый конец трубки разрядника в момент га-шения дуги На ВЛ напряжением ПО кВ с металлическими и железобетонными опорами вдоль всей линии подвешивают грозозащитный трос, который надежно заземляют. На анкерных опорах трос крепят к опоре на изоляторе; на промежуточных опорах - непосредственно к опоре.
^ 6. Техника безопасности.
При установке опор и натяжке проводов оттяжки закрепляют при помощи укрепленных в земле якорей. Кре-пить оттяжки к опорам монтируемой или действующей воздушной линии электропередачи нельзя. После установки и выверки опоры рабо-ту не прекращают до полной засыпки котлована. В городах и населен-ных пунктах при монтаже ВЛ устанавливают сигналы и сторожевые посты, предупреждающие о недопустимости прохода пешеходов и про-езда транспорта в пролетах во время подвески проводов.

При работе на угловой опоре следует находиться на стороне опо-ры, противоположной внутреннему углу, образованному проводами. При монтаже ВЛ отдельные смонтированные участки длиной 3-5 км закорачивают и заземляют. Во время грозы работы на монтаже ВЛ прекращают и людей удаляют на безопасное расстояние. Смонтирован-ные ВЛ и отдельные их участки, проходящие вблизи действующих ли-ний, а также переходы, пересекающие действующие ВЛ напряжением выше 1000 В, впредь до их присоединения к источнику напряжения за-корачивают и заземляют. При работе с автомобильным краном его ус-танавливают, отступив от бровки котлована на безопасное расстояние, под аутригеры подкладывают прочные и устойчивые подкладки и хо-довую часть крана надежно затормаживают ручным тормозом.

^ II.Расчетная часть.
2.1. Расчет линий 6 – 35 кВ.

Электрический расчет кабельной или воздушной линии пре-дусматривает выбор сечения по экономической плотности тока с последующей проверкой на нагрев длительным током на-грузки и на потерю напряжения. Расчет производится без учета трансформатора в схеме замещения. Потери мощности в транс-форматоре на приемном конце учитываются в нагрузке потре-бителя.

Активные и реактивные проводимости линии и потери мощ-ности в ней не учитываются, так как они малы и не влияют на результаты расчетов. Расчетные нагрузки потребителей могут быть заданы составляющими полной мощности Р и Q или ак-тивной мощности Р и соsф.

Рассмотрим на конкретном примере метод расчета сети 10 кВ, питающей потребителей электроэнергии с числом часов использования максимума нагрузки Г„=5500 ч. Расчетная схема линии приведена на рис. 9 На участке l 01 линия вы-полнена кабелем, па участке l 02 - воздушная.





Рис. 9. Расчетная сила сети 10кВ.

1. Определяем токи нагрузки на отдельных участках сети:

А) на участке 0 – 1

2. Выбираем сечение по экономической плотности тока.

А) Участок 0 - 1. Для кабеля марки ААБ-10 кВ по табл. 6.8 принимаем j эк =1,2 А/мм 2 ; тогда

Выбираем стандартное сечение 95 мм 2 . Намечаем к про-кладке кабель ААБ-10-3х95. I д = 205 А > I 01 = 116 А.
б) Участок 1 - 2.

Для голого провода марки АС принимаем по табл. 6.8 j эк = 1 А/мм 2 ; тогда

Выбираем стандартное сечение 70 мм 2 . Принимаем к про-кладке провод марки АС-70. По приложению 5, I д = 210 А > I 12 = 60 А.

3. Проверяем сеть на потерю напряжения:

А) на участке 1 - 0


или

Где

Б) На участке 1 – 2
или

Потеря напряжения в процентах составляет:


Суммарная потеря напряжения 3,23%, меньше допустимой потери напряжения.

^ 2.2. Расчет линий 110 кВ и выше
На промышленных предприятиях электроснабжение на на-пряжениях ПО-220 кВ осуществляется в основном по схеме блока линия - трансформатор. При расчетах наряду с актив-ными и индуктивными сопротивлениями нужно учитывать ем-костную проводимость линии, активную и индуктивную прово-димости трансформатора. Расчет ведется исходя из потребляе-мой мощности и напряжения источника питания. Расчетные мощности определяются последовательно для каждого звена электропередачи с учетом потерь активной и реактивной мощ-ностей в линии и трансформаторе.

Рис. 10. Блок линия - трансформатор и схема его замещения
Исходные данные: Потребляемая мощность Р 1 = 15 МВт при cosφ = 0,8 и Т м = 6000 ч. На подстанции уста-новлен силовой трансформатор ТРДН-25000/110 с номиналь-ными параметрами: S н =25000 кВ·А; ∆Р 0 = 36 кВт; I 0 = 0,8%; ∆Р к = 120 кВт; и к = 10,5%. Напряжение на шинах районной подстанции 115 кВ. Потребляемая мощность с шин 10 кВ со-ставляет:

Или

Расчет производим в комплексной форме

1. Активное сопротивление трансформатора


2. Индуктивное сопротивление трансформатора





3. Потери активной мощности в трансформаторе

Или
4. Потери реактивной мощности в трансформаторе



5. Намагничивающая мощность трансформатора

6. Мощность на обмотке 110 кВ трансформатора (мощность в начале звена 1

7. Мощность на шинах 110 кВт подстанции

8. Расчетный ток линии

I 3 = 20000 / (√3 ·110) = 105,1 А

10. Активное сопротивление линии
R = r 0 l = 0.33·25=8.25 Ом
11. Индуктивное сопротивление линии
Х=Х о l = 0,4·25= 10 Ом
12. Потери мощности обусловленные емкостью конца линии,


13. Полная мощность в конце линии (звена 2).

14. Потери активной мощности в линии

15. Потери реактивной мощности в линии


16. Полная мощность на шинах питающей подстанции (в начале звена)

17. Напряжение на шинах НО кВ подстанции предприятия





18. Напряжение на шинах 10 кВ подстанции

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
В данной курсовой работе проанализирован и обобщен опыт проектирования, монтажа и расчета отдельных элементов воздушных линий передачи электроэнергии. В курсовой работе я рассмотрел вопросы подготовительных работ при строительстве ВЛ, виды основных строительно-монтажных работ при строительстве ВЛ,особенности монтажа ВЛ напряжением до 1000 В, защитное заземление а также технику безопасности при сооружении ВЛ.

Опыт проектирования и эксплуатации воздушных линий показывает, что мероприятия по исключению и снижению влияния ВЛ на показатели качества электроэнергии могут быть весьма дорогими.

На этапе проектирования воздушной линии передачи электроэнергии при нормальных режимах ее работы необходимо рассчитывать показатели качества электроэнергии (ПКЭ) и выбирать наиболее экономичные средства приведения параметров режимов к допустимым пределам (нормам). В услови-ях эксплуатации в воздушной линии передачи электроэнергии должен осуществляться систематический контроль за ПКЭ и соответственно приниматься меры по приведению параметров к допустимым нормам.

^ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Анастасиев П. И. и др. Электрические сети энергоемких предприятий. М., Энергия, 1971.

2. Бенерман В. И., Ловцкий Н. Н. Проектирование силового электрооборудования промышленных предприятий. Л., Госэнергоиздат, 1967.

3. Боровиков В. А, и др. Электрические сети энергетических систем. М., Энергия, 1977.

4. Бурденков Г. В., Малышев А. И. Автоматика, телемеханика и пере-дача данных в энергосистемах. М., Энергия, 1978.

5. Гельфанд Я. С. и др. Релейная защита и электроавтоматика на пере-менном оперативном токе. М., Энергия, 1966.

6. Грейсух М. В., Лазарев С. С. Расчеты по электроснабжению промыш-ленных предприятий. М., Энергия, 1977.

7. Дирацу В. С. и др. Электроснабжение промышленных предприятий. Киев, Вища школа, 1974.

8. Дмоховская Л. Ф. и др. Техника высоких напряжений. М., Энергия, 1976.

9. Ермилов А. А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. М., Энергия, 1976.

10. Жежеленко И. В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промышленных предприятий. М., Энергия, 1974.

11. Князевский Б. А., Липкин Ю, Б. Электроснабжение промышленных предприятий. М., Высшая школа, 1969.

12. Крупович В. И. и др. Проектирование промышленных электрических сетей. М, Энергия, 1979.

13. Куинджа В. Б. и др. Гибкие токопроводы в системах электроснаб-жения промпредприятий. М., Энергия, 1978.

14. Найфельд М. Р. Заземление, защитные меры электробезопасности. М., Энергия, 1971.

15. Правила устройства электроустановок. Изд. 4-е. М., Энергия, 1966.

16. Правила устройства электроустановок (ПУЭ-76). Изд. 5-е, М., Атом-издат, 1976-1978.

17. Руководящие указания по расчету коротких замыканий, выбору и проверке аппаратов и проводников по условиям короткого замыкания. М., МЭИ, 1975.

18. Семчинов А. М. Токопроводы промышленных предприятий. М., Энер-гия, 1972.

19. Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Кнорринга Г. М. М., Энергия, 1976.

20. Справочник по проектированию электроснабжения. Под ред. Кру-повича В. И., Барыбина Ю. Г., Самовера М. Л., М.-Л., Энергия, 1980.

21. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под ред. Федорова А. А., Сербиновского Г. В., кн. 1 и 2, М., Энергия, 1973.

22. Труды института ВНИИпроектэлектромонтаж. Вып. 2-6, М., Энер-гия, 1975-1979.

23. Тяжпромэлектропроект. Инструктивные указания по проектированию электротехнических промышленных установок. М., Энергия, 1968-1978.

24. Указания по компенсации реактивной мощности в распределительных сетях. М., Энергия, 1974.

25. Фабрикант В. Л., Глухое В. П., Палерно Л. Б. Элементы устройств релейной защиты и автоматики энергосистем и их проектирование. М., Высшая школа, 1974.

26. Федоров А. А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. М., Энергия, 1972.

27. Чернобровое Н. В. Релейная защита. М., Энергия, 1974.

28. Шабад М. А. Расчеты релейной защиты. Л., Энергия, 1972.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис. 1. Схема разметки котлованов пол опоры

Рис. 2. Установка опоры ВЛ напряжением свыше 110 кВ

Рис. 3. Схема раскатки провода

Рис. 4. Соединение проводов в пролете:

1 - овальный соединитель; 2 - концы провода; 3 - узел термитной сварки

Рис. 5. Установка стрелы провеса проводов непосредственным визирова-нием

Рис. 6. Установка стрелы провеса проводов непосредственным визирова-нием

Рис. 7. Кривые монтажных стрел провеса провода. марки Л-70, район гололедности.

Рис.8. Схема раскатки и натяжки проводов на переходах:

1 - лебедка; 2 - трос или канат; 3 -ролик; 4 - место соединения провода с ка-натом (тросом)