Các thiết bị của đường dây điện trên không với điện áp khác nhau

Việc vận chuyển năng lượng điện trên khoảng cách trung bình và dài thường được thực hiện thông qua các đường dây điện đặt ngoài trời. Thiết kế của họ luôn phải đáp ứng hai yêu cầu chính:

1. Độ tin cậy truyền tải điện năng cao;

2. Bảo đảm an toàn cho người, động vật và thiết bị.

Trong quá trình vận hành, dưới tác động của các hiện tượng tự nhiên khác nhau liên quan đến gió giật, băng giá, sương giá, các đường dây điện định kỳ phải chịu tải trọng cơ học tăng lên.

Để có giải pháp toàn diện cho các vấn đề vận chuyển năng lượng điện an toàn, các kỹ sư điện lực phải nâng dây điện lên độ cao lớn, phân phối chúng trong không gian, cách ly chúng khỏi các bộ phận của tòa nhà và lắp đặt chúng bằng dây điện có tiết diện tăng trên giá đỡ cao cho sức mạnh.

Bố trí và bố trí chung đường dây dẫn điện trên không

Theo sơ đồ, bất kỳ đường truyền tải điện nào cũng có thể được biểu diễn:

• hỗ trợ cài đặt trong lòng đất;

• dây mà dòng điện chạy qua;

• phụ kiện tuyến tính gắn trên giá đỡ;

• chất cách điện cố định vào phần ứng và duy trì hướng của dây dẫn trong không khí.

Ngoài các yếu tố của đường dây trên cao, cần bao gồm:

• nền tảng cho hỗ trợ;

• hệ thống chống sét;

• các thiết bị nối đất.

Các hỗ trợ là:

1. neo được thiết kế để chịu lực của dây căng và được trang bị các thiết bị căng trên các phụ kiện;

2. trung gian, dùng để cố định dây qua các kẹp đỡ.

Khoảng cách trên mặt đất giữa hai giá đỡ neo được gọi là phần hoặc nhịp neo và đối với các giá đỡ trung gian giữa nhau hoặc với một neo - trung gian.

Khi một đường dây điện trên không đi qua các rào cản nước, cấu trúc kỹ thuật hoặc các vật thể quan trọng khác, thì các giá đỡ có bộ căng dây được lắp đặt ở các đầu của phần đó và khoảng cách giữa chúng được gọi là phần neo trung gian.

Các dây giữa các giá đỡ không bao giờ được kéo giống như một sợi dây—theo một đường thẳng. Chúng luôn hơi chùng xuống khi ở trên không, có tính đến điều kiện thời tiết. Nhưng đồng thời, cần tính đến sự an toàn về khoảng cách của chúng với các vật thể trên mặt đất:

• bề mặt đường sắt;

• dây tiếp xúc;

• vận chuyển đường cao tốc;

• dây của đường dây thông tin liên lạc hoặc đường dây trên không khác;

• công nghiệp và các cơ sở khác.

Việc treo dây từ trạng thái căng thẳng gọi là mũi tên treo… Người ta ước tính theo những cách khác nhau giữa các hỗ trợ, bởi vì đỉnh của chúng có thể được đặt ở cùng cấp độ hoặc theo độ cao.

Độ chùng so với điểm hỗ trợ cao nhất luôn lớn hơn so với điểm hỗ trợ thấp hơn.

Kích thước, chiều dài và cấu trúc của từng loại đường dây tải điện trên không phụ thuộc vào loại dòng điện (xoay chiều hoặc trực tiếp) của năng lượng điện được truyền qua nó và độ lớn của điện áp, có thể nhỏ hơn 0,4 kV hoặc đạt 1150 kV.

Bố trí dây của đường dây trên không

Do dòng điện chỉ chạy trong một vòng kín nên người tiêu dùng được cấp điện bằng ít nhất hai dây dẫn. Theo nguyên tắc này, các đường dây trên không đơn giản được tạo ra với dòng điện xoay chiều một pha có điện áp 220 V. Các mạch điện phức tạp hơn truyền năng lượng trong mạch ba hoặc bốn dây với số không cách điện hoặc nối đất cứng.

Đường kính và kim loại làm dây được chọn theo tải trọng thiết kế của từng đường dây. Các vật liệu phổ biến nhất là nhôm và thép. Chúng có thể được chế tạo như một dây dẫn nguyên khối duy nhất cho các mạch điện áp thấp hoặc được dệt từ các cấu trúc nhiều dây cho các đường dây truyền tải điện áp cao.

Không gian giữa các dây bên trong có thể được lấp đầy bằng mỡ trung tính, giúp tăng khả năng chịu nhiệt hoặc không.

Cấu trúc nhiều dây làm bằng dây dẫn nhôm mang dòng điện tốt được tạo ra với lõi thép được thiết kế để chịu lực cơ học và ngăn ngừa gãy.

GOST cung cấp phân loại dây dẫn hở cho đường dây điện trên không và xác định cách đánh dấu của chúng: M, A, AC, PSO, PS, ACKC, ASKP, ACS, ACO, ACS. Trong trường hợp này, dây một dây được biểu thị bằng kích thước của đường kính. Ví dụ: chữ viết tắt PSO-5 có nghĩa là "dây thép được làm bằng một lõi có đường kính 5 mm.» Dây dẫn nhiều dây dùng cho đường dây điện sử dụng cách đánh dấu khác, bao gồm ký hiệu gồm hai chữ số được viết dưới dạng phân số:

• đầu tiên là tổng diện tích mặt cắt ngang của dây nhôm tính bằng mm vuông;

• thứ hai là diện tích mặt cắt ngang của thép chèn (mm vuông).

Ngoài dây dẫn kim loại hở, dây dẫn ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong các đường dây trên không hiện đại:

• vật liệu cách nhiệt tự hỗ trợ;

• được bảo vệ bởi một polyme ép đùn để ngăn chặn sự xuất hiện của đoản mạch khi các pha bị gió cuốn đi hoặc khi các vật thể lạ bị ném từ dưới đất lên.

VL v dây dẫn cách điện tự hỗ trợ đang dần thay thế các cấu trúc không cách nhiệt cũ. Chúng ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong các mạng nội bộ làm bằng lõi đồng hoặc nhôm được phủ cao su với lớp bảo vệ bằng vật liệu sợi điện môi hoặc hợp chất PVC mà không cần bảo vệ bên ngoài.

Để loại trừ sự xuất hiện của phóng điện corona với chiều dài dài, các dây có điện áp VL-330 kV trở lên được chia thành các luồng bổ sung.

Trên VL-330, hai dây dẫn được lắp đặt theo chiều ngang, trên đường dây 500 kV, chúng tăng lên ba dây dẫn và được đặt ở các đỉnh của một tam giác đều. Đối với các đường dây trên không 750 và 1150 kV, việc phân tách 4, 5 hoặc 8 luồng tương ứng được sử dụng, nằm ở các góc của đa giác đều của chúng.

Sự hình thành của "corona" không chỉ dẫn đến tổn thất năng lượng mà còn làm biến dạng hình dạng của dao động hình sin. Do đó, họ chiến đấu với nó bằng các phương pháp mang tính xây dựng.

thiết bị hỗ trợ

Các giá đỡ thường được tạo ra để cố định dây của mạch điện.Nhưng trên các phần song song của hai dòng, có thể sử dụng một giá đỡ chung dành cho việc lắp đặt chung của chúng. Các cấu trúc như vậy được gọi là mạch kép.

Vật liệu để sản xuất hỗ trợ có thể là:

1. góc định hình của các nhãn hiệu thép khác nhau;

2. Gỗ xây dựng được tẩm hợp chất chống mục nát;

3. Kết cấu bê tông cốt thép có thanh cốt thép.

Các cấu trúc hỗ trợ làm bằng gỗ là rẻ nhất, nhưng ngay cả khi được ngâm tẩm tốt và bảo dưỡng đúng cách, chúng vẫn tồn tại không quá 50 ÷ 60 năm.

Theo dự án kỹ thuật, giá đỡ của đường dây trên không trên 1 kV khác với đường dây hạ thế về độ phức tạp và chiều cao của dây dẫn.

Chúng được làm ở dạng lăng trụ thuôn dài hoặc hình nón với đáy rộng ở phía dưới.

Mỗi cấu trúc hỗ trợ được tính toán cho độ bền cơ học và độ ổn định, có đủ dự trữ cấu trúc cho các tải trọng hiện có. Nhưng cần lưu ý rằng trong quá trình vận hành, có thể vi phạm các yếu tố khác nhau của nó do ăn mòn, va đập, không tuân thủ công nghệ lắp đặt.

Điều này dẫn đến làm suy yếu độ cứng của một cấu trúc duy nhất, biến dạng và đôi khi làm rơi các giá đỡ... Thông thường những trường hợp như vậy xảy ra vào những thời điểm khi mọi người làm việc trên các giá đỡ, tháo dỡ hoặc kéo dây, tạo ra các lực dọc trục thay đổi.

Vì lý do này, việc chấp nhận một nhóm thợ lắp đặt làm việc ở độ cao so với kết cấu đỡ được thực hiện sau khi kiểm tra tình trạng kỹ thuật của họ với đánh giá về chất lượng của phần bị chôn vùi trong lòng đất.

thiết bị cách ly

Trên đường dây dẫn điện trên không, các sản phẩm làm bằng vật liệu có tính chất điện môi cao với sức chống cự ÷ Ôm. M. Chúng được gọi là chất cách điện và được làm bằng:

• sứ (gốm sứ);

• thủy tinh;

• vật liệu polyme.

Thiết kế và kích thước của chất cách điện phụ thuộc vào:

• về độ lớn của tải trọng động và tĩnh áp dụng cho chúng;

• các giá trị điện áp hiệu dụng của hệ thống điện;

• điều kiện hoạt động.

Hình dạng phức tạp của bề mặt, hoạt động dưới tác động của các hiện tượng khí quyển khác nhau, tạo ra một đường dẫn gia tăng cho dòng phóng điện có thể xảy ra.

Chất cách điện được lắp đặt trên đường dây trên không để cố định dây được chia thành hai nhóm:

1. chốt;

2. đình chỉ.

mô hình gốm sứ

Chân sứ hoặc sứ với chất cách điện đơn đã tìm thấy ứng dụng lớn hơn trên đường dây trên không lên đến 1 kV, mặc dù chúng hoạt động trên đường dây lên đến và bao gồm 35 kV. Nhưng chúng được sử dụng với điều kiện buộc dây có tiết diện thấp, tạo ra lực kéo nhỏ.

Các vòng sứ cách điện lơ lửng được lắp đặt trên đường dây 35 kV.

Bộ cách điện treo bằng sứ đơn bao gồm thân điện môi và nắp làm bằng sắt dễ uốn. Cả hai phần được giữ với nhau bằng một thanh thép đặc biệt. Tổng số các yếu tố như vậy trong vòng hoa được xác định bởi:

• trị số điện áp của đường dây trên không;

• cấu trúc hỗ trợ;

• tính năng vận hành thiết bị.

Khi điện áp lưới tăng lên, số lượng chất cách điện trong chuỗi được thêm vào. Ví dụ, đối với đường dây trên không 35 kV, chỉ cần lắp đặt 2 hoặc 3 trong số chúng là đủ, còn đối với 110 kV thì cần 6 ÷ 7.

thủy tinh cách điện

Những thiết kế này có một số ưu điểm so với đồ sứ:

• không có khuyết tật bên trong vật liệu cách điện ảnh hưởng đến sự hình thành rò rỉ rò rỉ;

• tăng sức mạnh cho lực xoắn;

• độ trong suốt của cấu trúc, cho phép đánh giá trực quan tình trạng và quan sát góc phân cực của luồng ánh sáng;

• thiếu các dấu hiệu lão hóa;

• tải ít hơn trọng lượng của chính bạn;

• tự động hóa sản xuất và luyện kim.

Nhược điểm của chất cách điện thủy tinh là:

• khả năng chống phá hoại yếu;

• sức mạnh tác động thấp;

• khả năng hư hỏng trong quá trình vận chuyển và lắp đặt bởi lực cơ học.

Chất cách điện polyme

Chúng đã tăng cường độ cơ học và trọng lượng, giảm tới 90% so với gốm và thủy tinh. Các lợi ích bổ sung bao gồm:

• dễ cài đặt;

• khả năng chống ô nhiễm từ khí quyển cao hơn, tuy nhiên, không loại trừ nhu cầu làm sạch định kỳ bề mặt của chúng;

• kỵ nước;

• tính nhạy cảm tốt với quá áp;

• tăng khả năng chống phá hoại.

Độ bền của vật liệu polymer cũng phụ thuộc vào điều kiện hoạt động. Trong môi trường không khí bị ô nhiễm gia tăng từ các doanh nghiệp công nghiệp, polyme có thể biểu hiện hiện tượng "gãy giòn", bao gồm sự thay đổi dần dần các tính chất của cấu trúc bên trong dưới tác động của các phản ứng hóa học từ chất ô nhiễm và độ ẩm trong khí quyển xảy ra kết hợp với các quá trình điện .

Khi những kẻ phá hoại bắn chất cách điện polymer bằng một phát súng hoặc viên đạn, thường không có sự phá hủy hoàn toàn vật liệu, chẳng hạn như thủy tinh. Thông thường, viên hoặc viên đạn bay thẳng qua hoặc nằm trong thân váy. Nhưng các đặc tính điện môi vẫn bị đánh giá thấp và các phần tử bị hư hỏng trong vòng hoa cần được thay thế.

Do đó, các thiết bị này cần được kiểm tra định kỳ bằng phương pháp kiểm tra trực quan. Và hầu như không thể phát hiện ra những hư hỏng đó nếu không có các công cụ quang học.

phụ kiện đường hàng không

Để cố định các chất cách điện trên giá đỡ đường dây trên không, lắp ráp chúng thành các vòng hoa và lắp đặt dây dẫn trực tiếp vào chúng, các chốt đặc biệt được sản xuất, thường được gọi là phụ kiện.

Theo các nhiệm vụ được thực hiện, các phụ kiện được phân loại thành các nhóm sau:

• một đầu nối được thiết kế để kết nối các phần tử treo theo những cách khác nhau;

• căng, dùng để gắn các giá đỡ căng vào dây và vòng hoa của các giá đỡ neo;

• hỗ trợ, thực hiện việc giữ dây buộc, vòng và nút của màn hình;

• bảo vệ được thiết kế để duy trì hoạt động của thiết bị đường dây trên không khi tiếp xúc với phóng điện khí quyển và rung động cơ học;

• đầu nối bao gồm đầu nối hình bầu dục và hộp nhiệt;

• liên hệ;

• xoắn ốc;

• lắp đặt pin cách điện;

• lắp đặt dây cách điện tự hỗ trợ.

Mỗi nhóm được liệt kê có nhiều loại chi tiết và yêu cầu nghiên cứu cẩn thận hơn. Ví dụ, chỉ các phụ kiện bảo vệ bao gồm:

• sừng bảo vệ;

• nhẫn và màn hình;

• người bắt giữ;

• bộ giảm rung.

Sừng bảo vệ tạo ra khe hở tia lửa điện, chuyển hướng hồ quang điện khi xảy ra hiện tượng cách điện và do đó bảo vệ thiết bị đường dây trên không.

Các vòng và màn hình chuyển hướng hồ quang khỏi bề mặt của chất cách điện, cải thiện sự phân bố điện áp trên toàn bộ diện tích của chuỗi.

Thiết bị chống sét lan truyền bảo vệ thiết bị khỏi các xung đột biến do sét tạo ra.Chúng có thể được sử dụng trên cơ sở cấu trúc ống làm bằng nhựa vinyl hoặc ống sợi-bakelite có điện cực, hoặc chúng có thể được làm bằng các bộ phận van.

Bộ giảm chấn rung làm việc trên dây thừng và dây điện, ngăn ngừa hư hỏng do ứng suất mỏi gây ra bởi rung động và chấn động.

Thiết bị nối đất của đường dây trên không

Nhu cầu nối đất lại các giá đỡ đường dây trên không là do yêu cầu vận hành an toàn trong trường hợp chế độ khẩn cấp và sét đánh. Điện trở vòng lặp của thiết bị nối đất không được vượt quá 30 ôm.

Đối với các giá đỡ bằng kim loại, tất cả các chốt và cốt thép phải được kết nối với dây PEN và đối với bê tông cốt thép, một số 0 kết hợp sẽ kết nối tất cả các giá đỡ và cốt thép của các giá đỡ.

Trên các giá đỡ làm bằng gỗ, kim loại và bê tông cốt thép, các chốt và móc trong quá trình lắp đặt dây cách điện tự hỗ trợ không được nối đất, trừ trường hợp cần thực hiện nối đất nhiều lần để bảo vệ chống quá điện áp.

Các móc và chốt gắn trên giá đỡ được kết nối với vòng nối đất bằng cách hàn bằng dây thép hoặc thanh có đường kính không mỏng hơn 6 mm với sự hiện diện bắt buộc của lớp phủ chống ăn mòn.

Gia cố kim loại được sử dụng trên các giá đỡ bê tông cốt thép để nối đất. Tất cả các kết nối tiếp xúc của dây nối đất được hàn hoặc thắt chặt trong một bu lông đặc biệt.

Các giá đỡ của đường dây trên không có điện áp từ 330 kV trở lên không được nối đất do việc thực hiện các giải pháp kỹ thuật đảm bảo cường độ tiếp xúc và điện áp bước an toàn rất phức tạp.Trong trường hợp này, các chức năng nối đất bảo vệ được gán cho các đường dây tốc độ cao.