Канализация электроэнергии на напряжении выше 1 кВ.

Электрической сетью называют совокупность подстанций и линий электропередач различных напряжений, предназначенных для передачи и распределения электроэнергии.

Линии электропередачи (ЛЭП) — электроустановки, предназначенные для передачи электрической энергии.

По выполнению электрические линии подразделяют на воздушные, кабельные, токопроводы и шинопроводы.

По конструктивному выполнению электрические сети делят на воздушные и кабельные линии.

Воздушной линией (BJI) называется устройство для передачи и распределения электроэнергии по проводам, проложенным открыто и прикрепленным изоляторами и арматурой к опорам.

К главным конструктивным элементам ВЛ относятся:

· опоры;

· провода, служащие для передачи электроэнергии; изоляторы, изолирующие провода от опоры;

· линейная арматура, с помощью которой провода закрепляются на изоляторах;

· защитные тросы.

Опоры воздушной линии разнообразны по конструкции. Большая часть опор на линии служит только для поддержания проводов на высоте.

Такие опоры называют промежуточными (рис. 6.1.,а).

Анкерные опоры (рис. 6.1.,б) устанавливают в начале и конце линии (концевые опоры), с обеих сторон переходов через автомобильные и железные дороги, реки и другие препятствия. На прямых участках анкерные опоры устанавливают через каждые 2 - 3 км. Их рассчитывают на устойчивость при одностороннем обрыве всех проводов. В местах поворота линии устанавливают угловые опоры.

Опоры ЛЭП изготавливают из дерева, металла, железобетона. В последнее время железобетонные опоры получают преимущественное распространение для ВЛ напряжением 6...220кВ. Провода подвешивают на опорах с помощью штыревых и подвесных изоляторов. Для линий с напряжением до 1000В применяют штыревые изоляторы. Для линий с напряжением 6 и 10 кВ применяют штыревые и подвесные изоляторы. Провода воздушных линий на­пряжением 35 кВ и выше, как правило, подвешивают на подвесных изоляторах.

Изоляторы крепят на опорах с помощью крюков, штырей и специальных скоб.

Механическая прочность воздушных линий обеспечивается соответствующим выбором се­чения и натяжения проводов, типом изоляторов и конструкцией опор.

Воздушные линии в зависимости от напряжения и категории надежности приемников, питающихся от этих линий, делят на три класса: I — выше 35 кВ; II — до 35 кВ; Ш — до 1 кВ. Для воздушных иний I и П класса применяют только мноцо- проволочные провода и тросы. По конструкции провода делят на однопроволочные и мнснго- проволочные. Однопроволочные провода изготовляют из меди сечением до 10 мм2 и стальные — диаметром до 5 мм. «Шкала сечений токоведущих жил проводов, предусмотренная стандартом, следующая: 0,5; 0,75; 1,0; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 251 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 600, 700 мм2.

На BJI применяют неизолированные провода: алюминиевые (А), медные (М), сталеалюминиевые (АС), сталеалюминиевые усиленные (АСУ), сталеалюминиевые проволочные (ПСО), стальные многопроволочные (ПМС), (ПС), специальные алюминиевые и сталеалюминиевые с защитой от коррозии для прокладки на побережьях морей, соленых озер, в промышленных районах и районах засоленных песков (АКП, АСКС, АСК).

Однопроволочный провод состоит из одной круглой проволоки и изготовляется для площадей сечений 4, 6, 10 мм2.

Многопроволочный провод свивается из отдельных проволок диаметром 2 — 3 мм для площади сечения 10 мм2 и выше.

Сталеалюминиевые провода имеют сердечник из стальной проволоки для увеличения механической прочности. Такие провода широко применяются в сетях напряжением 35 кВ и выше.

Алюминиевые провода отличаются большими удельными электросопротивлениями (р=28,8 Ом • мм2/км) и меньшей меха­нической прочностью (<т= 156 ч-180 МПа), чем медные, но они значительно дешевле.

Сталеалюминиевые провода имеют близкое к алюминиевым проводам удельное сопротивление, а их прочность а=700 МПа. Согласно ПУЭ, ограничиваются наименьшие площади сечения проводов по условиям снижения потерь мощности на корониро- вание и по условиям механической прочности: для BJI напряжением 6...10 кВ —25 мм2; 35 кВ — 35 мм2; 110 кВ —70 мм2; 220 кВ — 240 мм2.

Медные провода имеют малое электросопротивление (р= 18 Ом-мм /км), сопротивление на разрыв а=400 МПа и применя­ются лишь в условиях повышенной опасности по взрыву

Изоляторы BJI изготавливают из фарфора или закаленного стекла. К достоинствам стеклянных изоляторов относится то, что в случае электрического пробоя или разрушающего механи­ческого, или термического воздействия закаленное стекло изо­лятора не растрескивается, а рассыпается. Это облегчает нахождение не только места повреждения на линии, но и самого поврежденного изолятора.

Конструктивно изоляторы подразделяют на штыревые (рис 6.2, а, б, в), подвесные (рис. 6.2, г) и проходные.

Рис. 6.2. Линейные изоляторы:

а – штыревой для напряжения 0,4кВ; б - штыревой для линий напряжением 6...10 кВ. в - штыревой для линий наряжением 20...35 жВ; г подвесной для лишй нштиио!. 35 кВ в загрязненных районах

Кабельной линией называют устройство для передачи электроэнергии, состоящее из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепежными деталями.

Кабельные линии прокладывают в местах, где затруднено строительство BJI, например, в условиях стесненности на территории предприятия, переходах через сооружения и т. п. В таких условиях кабельные линии более надежны, лучше обеспечивают безопасность людей, чем воздушные линии, и дают очень большую экономию территории. Но стоимость кабельных линий в2~ 3 раза выше, чем воздушных, при номинальном напряжении 6...35 кВ и в 5...8 раз — при напряжении 110 кВ.

В распределительных сетях используют силовые кабели с бумажной изоляцией токоведущих проводов (жил), бронированные от внешних повреждений. Материал токоведущих жил — алюминий или медь, в настоящее время применяется преимущественно алюминии. По числу токоведущих жил кабели бывают одно-, двух-, трех- и четырехжильные. Причем двух- и четырехжильные кабели изготавливают только на напряжение до 1000 В.

На рис. 6.3 показано устройство бронированного кабеля рассчитанного на напряжение 1...10 кВ, с секторными жилам бумажной изоляцией и вязкой пропиткой.

Рис. 6.3. Конструкция кабеля

Новая конструкция кабелей с пластмассовой изоляцией из полиэтилена и полихлорвинила не требует защитной оболочки. Это позволяет существенно снизить расход свинца и алюминия и уменьшить массу кабеля, снизить его стоимость Поэтому синтетическая изоляция кабелей постепенно вытесняет бумажную.

Маркировка кабелей дает представление об их конструкции например СБ-3 х 95 — трехжильный кабель со свинцовой обо­лочкой, бронированный стальной лентой, с медными жилами площадью сечения 95 мм2; АСБ-Зх95 — то же, но с алюмини евыми жилами; ААБ-3 х 95 — то же, но с алюминиевыми жилами и с алюминиевой оболочкой; ААБГ-3 х 95 +1 х 50 — то же, но с четвертой жилой, имеющей площадь сечения 50 мм² и без наружного покрова; ААШВ-Зх120 — трехжильный кабель с алюминиевыми жилами площадью сечения 120 мм² и оболочкой, с поливинил хлоридным защитным шлангом. Кабели марки ААШВ в настоящее время наиболее широко распространены при прокладках по трассам всех видов, так как они дешевле стоят и в большей мере отвечают требованиям пожарной безопасности благодаря тому, что поливинилхлоридный шланг не распространяет горение. Наряду с кабелями марки ААШВ широкое применение имеют кабели марок ААБ и ААБГ. Кабели марок АСБ и СБ приме­няют в случаях повышенной опасности окружающей среды.

Выбор способа прокладки кабелей зависит от их числа, места прохождения трассы, усло­вий окружающей среды и почвы, требований эксплуатации и, конечно, от экономических по­казателей. При числе кабелей до 18 в одном направлении дешевле стоит прокладка их в траншеях (по 6 кабелей в одной траншее) (рис. 6.4, а) и кабельных каналах (рис. 6.4, б). При числе кабелей 24 и более экономические преимущества на стороне эстакадного способа прокладки.

Для соединения кабелей между собой и оконцевания применяют соединительные и конце­вые муфты (заделки). Подробно о видах соединений и оконцеваний и способах прокладки кабелей можно прочитать в специальном курсе «Монтаж, эксплуатация и ремонт электрообо­рудования промышленных предприятий».

В распределительных сетях энергоемких производств требуется передавать в одном направлении токи силой 1500...2000 А и более при напряжении 6... 10 кВ. В таких случаях используют токопроводы.

Жесткие токопроводы прокладывают в туннелях (рис. 6.5), на эстакадах, по стенам зданий (на кронштейнах, на железобетонных опорах). К недостаткам жестких токопроводов относится высокая стоимость строительной части, высокое индуктивное сопротивление, отключение большого числа токоприемников при повреждении

Гибкие токопроводы (рис. 6.6) выполняют на отдельно стоящих опорах 1, как воздушные линии, но в каждой фазе подвешивают шесть — восемь проводов типа А-600 и осуществляют транспозицию проводов.