2. Воздушные и кабельные линии
Рис. 1-2. Одностоечная опора воздушной линии низкого напряжения.
Воздушные линии состоят из трех основных элементов: проводов, изоляторов и опор (рис. 1-2). Расстояние между двумя соседними опорами называют длиной пролета или пролетом I линии (рис. 1-3). Под .влиянием собственного веса провод в пролете провисает по цепной линии (приближенно — по параболе). Расстояние от точки подвеса до низшей точки провода .называют стрелой провеса /. Наименьшее расстояние от низшей точки провода до земли h должно обеспечивать безопасность движения людей и транспорта. Оно зависит от условий местности, от напряжения линии и т. п. Для ненаселенной местности h = = 5-н7 м, для населенной 6—8 м. Расстояние D между соседними проводами воздушной линии обеспечивает требуемый изоляционный промежуток и зависит в основном от ее- номинального напряжения. Для линий 6—10 кВ это расстояние в среднем равно 1 м, 110 кВ — 4 м, 220 кВ — 7 м, 500 кВ—12 м, 750 кВ — 15 м.
Опоры изготовляют из дерева, железобетона и стали. (Высота опоры при горизонтальном расположении проводов определяется размером h и максимальной стрелой провеса /. При креплении проводов на гирляндах изоляторов (рис. 1-4) высота опоры увеличивается еще на длину гирлянды λ (рис. 1-3). Число изоляторов в гирлянде для линий 110 кВ 6—7; для линий 220 кВ 12—14 и т. д. Длину пролета линии обычно определяют из экономических соображений. С увеличением длины пролета возрастает стрела провеса, а следовательно, и высота опор, что увеличивает их стоимость. Вместе с тем с увеличением длины пролета уменьшается число опор и снижается стоимость изоляции линии (меньше изоляторов и арматуры для крепления проводов). В линиях 110 кВ на деревянных опорах пролеты обычно составляют 150— 200 м при высоте опор с горизонтальным расположением проводов 13—14 м, для линий 220—500 кВ на металлических опорах они достигают 400—450 м при высоте опор 25—30 м. Основную часть опор линий составляют облегченные, так называемые промежуточные опоры с поддерживающими провода гирляндами изоляторов. Через каждые 3—5 км устанавливают более прочные анкерные опоры.
Рис. 1-4. Гирлянда подвесных изоляторов.
1 — изолятор; 2 — зажим для крепления провод»; 3 — провод.
Рис. 1-3. Пролет линии на опорах с подвесными изоляторами.
Провода линий большей частью выполняются многопроволочными, свиваемыми из отдельных круглых проволок диаметром 2—3 мм. При увеличении сечения провода число проволок возрастает. Изготовляются алюминиевые, стальные и сгале- алюминиевые провода, ранее изготовлялись провода из дефицитной меди. В сталеалюминиевых проводах внутренние проволочки выполняют из стали, а верхние — из алюминия. Сталь предназначена для увеличения механической прочности, алюминий является токопроводящей частью. В марке провода буквой отмечается его материал: медные М, алюминиевые А, сталеалюминиевые АС. Например, А-50 означает алюминиевый провод сечением
Рис. 1-5. Часто встречающиеся расположения проводов и тросов на опорах. а —по вершинам треугольника; б — горизонтальное; в — обратной елкой.
50 мм2. Стальные многопроволочные грозозащитные тросы имеют марки С-35, С-50, С-70. На линиях 330 кВ и выше применяют расщепление проводов: подвешивают одновременно по нескольку проводов в фазе. Этим достигается выравнивание электрического поля около проводов и ослабление явления ионизации воздуха (так называемой короны). Расстояние между проводами расщепленной фазы равно около 40 см. Для его фиксирования вдоль линии устанавливают специальные распорки между проводами.
Рис 1-6. Схема транспозиции проводов линии.
На рис. 1-5 схематически изображены наиболее часто встречающиеся расположения проводов и грозозащитных тросов на опорах. Расположение проводов по вершине треугольника (рис. 1-5,а) широко распространено на линиях до 20—35 кВ и на одноцепных линиях 110 кВ на металлических и железобетонных опорах. Горизонтальное расположение проводов (рис 1-5,6) применяют на линиях 35 и 110 кВ на деревянных опорах и на линиях более высокого напряжения с металлическими и железобетонными опорами. Его применяют также на линиях в районах с сильным гололедом. Для двухцепных опор более удобно с точки зрения монтажа расположение проводов по типу «обратная елка» (рис. 1-5,в).
Рис. 1-7. Деревянные опоры линии 110 кВ. а — промежуточная П-образная; б — анкерная АП-образная.
Различие во взаимных расположениях проводов приводит к различию электрических параметров фаз. Для уравнивания этих параметров применяют транспозицию проводов: линия делится на три участка (шага), на которых каждый из трех проводов занимает все три возможных положения (рис. 1-6). На линиях длиной до 100 км транспозиция не применяется.
На рис. 1-7—1-9 для иллюстрации приведены некоторые конструкции опор. На рис. 1-7,а показана промежуточная деревянная опора со стойками из двух бревен для линии 110 кВ, а на рис. 1-7,6—анкерная опора 110 кВ, выполненная из целых бревен. На рис.Д-7 хорошо видно различие между анкерными и промежуточными опорами. Анкерная опора более жесткая, на ней про-. вода натягиваются. На промежуточной опоре провода поддерживаются. На рис. 1-8 изображена промежуточная металлическая опора для двухцепной линии 110 кВ, а на рис. 1-9 — промежуточная металлическая опора портального типа с горизонтальным .расположением проводов для линии 220 кВ.
Грозозащитные тросы подвешиваются над проводами воздушных линий для защиты их от атмосферных перенапряжений. На линиях напряжением ниже 220 кВ тросы подвешиваются только на подходах к подстанциям.
Рис. 1-8. Промежуточная металлическая опора для двухцепиой линии 110 кВ.
Рис. 1-9. Промежуточная металлическая опора линии 220 кВ.
При этом снижается вероятность перекрытия проводов линии вблизи оборудования подстанции. На линиях 220 кВ и выше тросы подвешиваются вдоль всей линии. Обычно используются тросы из стальных проволок. Ранее тросы на линиях всех номинальных напряжений заземлялись наглухо на каждой опоре. Опыт эксплуатации показал, что в замкнутых контурах заземляющей системы тросы — опоры появлялись токи.
Они возникали вследствие действия э. д. с., наводимых в тросах путем электромагнитной индукции. При этом в ряде случаев в многократно заземленных тросах получались значительные потери электроэнергии [Л. 27], особенно з линиях сверхвысоких напряжений. Исследования показали, что при подвеске тросов повышенной проводимости (сталеалюминиевых) на изоляторах они могут быть использованы в качестве .проводов связи и в качестве токонесущих проводов для электроснабжения потребителей малой мощности. Для обеспечения соответствующего уровня грозозащиты линии тросы при этом должны присоединяться к заземлениям через искровые промежутки.
Кабельные линии
Рис. 1-10. Кабель с вязкой пропиткой на напряжение 10 кВ типа СБ или АСЬ.
1 — медные или алюминиевые жилы; 2 — фазная изоляция из пропитанной маслом бумаги; 3 — заполнители из джута; 4 — поясиая изоляция из пропитанной маслом бумаги; 5—свинцовая оболочка; б —джутовая прослойка; 7 — броня из стальной ленты; в —джутовый покров.
Кабельные линии выполняются специальными кабелями. Кабелем называют многопроволочный провод или несколько скрученных вместе взаимно изолированных проводов (Жил) при выполнении в общей герметической оболочке. Поверх оболочки могут быть наложены защитные покровы.
Силовые кабели напряжением до 35 кВ включительно изготовляют главным образом с изоляцией из плотной бумаги, пропитанной специальной кабельной массой. Применяются также кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией. Токоведущие жилы изготовляют из медных или алюминиевых проволок (рис. 1-10), для уменьшения размеров их выполняют секторной формы и уплотненными. Для придания кабелю круглой формы между отдельными жилами вставляют специальные заполнители. Поверх изоляции кабель опрессовывается бесшовной
оболочкой из алюминия или свинца для того, чтобы в изоляцию не попадала влага из воздуха. Для кабелей напряжением до 1 кВ применяются также оболочки из пластмасс. Для защиты от механических повреждений кабель покрывают броней из стальной ленты. Между металлической оболочкой кабеля и броней и поверх брони накладывают покровы из джута, пропитанные антикоррозионными составами.
Вне зданий кабельные линии прокладывают в земляных траншеях. В больших городах при наличии усовершенствованных покрытий улиц и на крупных промышленных предприятиях кабели прокладывают в специальных железобетонных трубах (блоках) или в туннелях. При этом облегчаются условия замены поврежденных кабелей, но ухудшаются условия охлаждения.
