Кабельна лінія електропередачі

Кабельна лінія електропередачі (КЛ) — лінія для передачі електроенергії або окремих її імпульсів, що складається з одного або декількох паралельних кабелів із з'єднувальними, стопорними та кінцевими муфтами (закладення) і кріпильними деталями, а для маслонаповнених ліній, крім того, з підживлюючими апаратами і системою сигналізації тиску масла.

За класифікацією (за перерізом, матеріалом, тощо) кабельні лінії аналогічні повітряним лініям.

Основні елементи і загальна характеристика повітряних ліній

Основними конструктивними елементами повітряних ліній є: а) проводи, призначені для передавання і розподілу електричної енергії; б) опори, які потрібні для підтримування-проводів і тросів на певній відстані від поверхні землі, води або інженерних споруд; в) ізолятори, що забезпечують ізоляцію проводів від опор; г) арматура, яка потрібна для закріплення проводів на ізоляторах, а ізоляторів — на опорі; д) грозозахисні троси, призначені для захисту проводів від розрядів блискавки. Захисні троси монтують на верхній частині опори, над фазними проводами ліній 110 кВ і вище.

В електричних мережах - напругою 35 кВ і менше захисні троси не використовуються.

Смуга, яка безпосередньо прилягає до лінії електропередачі, називається трасою лінії.

Горизонтальна відстань між сусідніми опорами називається довжиною проміжного прольоту, або просто прольотом. Крім проміжного прольоту, у повітряних лініях розрізняють ще анкерні прольоти — відстань між двома анкерними опорами.

Відстань між горизонталлю, що проходить через точки кріплення проводів на опорах, і найнижчою точкою провода в прольоті називається стрілою провисання, а відстань від найнижчої точки провода до поверхні землі, води або - споруди — габаритом лінії.

Особливості конструктивних елементів повітряних ліній—довжина проміжного і анкерного прольотів, тип опор, габарити і марка провода та грозозахисних тросів — визначаються напругою і потужністю лінії електропередачі, кліматичними умовами, рельєфом і заселеністю місцевості, по якій проходить повітряна лінія, наявністю споруд на трасі лінії електропередачі.

Усі конструктивні елементи повітряних ліній повинні протидіяти впливу зовнішніх факторів, головні з яких такі:

1) механічні сили, що створюються вагою елементів самої повітряної лінії, вагою льоду, яким покриваються проводи, троси і опори в ожеледь, тиском вітру на них, а також тяжінням по проводу чи тросу; 2) коливання температури навколишнього середовища протягом доби і сезону; 3) дія. хімічних елементів і сполук, які є в навколишньому середовищі; сюди відносять також хімічну і електрохімічну дію вологи.

Найпростішу конструкцію мають повітряні лінії напругою до 1000 В, призначені для приєднання споживачів до трансформаторних пунктів (ТП). З підвищенням напруги конструкція повітряних ліній ускладнюється.

Повітряні лінії напругою 35 кВ використовують як живильні з трансформацією на 10(6) кВ. Останнім часом застосовують глибокий ввід напруги 35 кВ до споживача, тобто безпосередньо трансформацію напруги з 35 кВ на 380В.

Повітряні лінії напругою 35 і 110 кВ призначені для живлення підстанцій від енергосистем і для зв'язку між підстанціями. Лінії напругою 220 і 330 кВ використовуються для електропостачання великих промислових районів, а також для зв'язку між окремими енергосистемами. Надпотужні енергосистеми об'єднують повітряними лініями напругою 500 і 750 кВ. Такі лінії використовують також для передачі великих потужностей на дуже великі відстані.

При виборі конструктивної частини повітряної лінії завжди виходять з основної вимоги — забезпечення економічно доцільної передачі електричної енергії. Конструктивні матеріали і конструкції повітряних ліній повинні забезпечувати передачу потрібної потужності при достатній якості електропостачання, що досягається вибором відповідної напруги і проводів. Лінію слід споруджувати з недефіцитних, економічно доцільних матеріалів, доступних для масового типу. Матеріали повинні мати достатньо високу механічну міцність і бути стійкими проти корозії (впливу хімічних реагентів).

Опори в повітряних лініях призначені, як було вже сказано, для підтримування проводів на належній відстані між собою і від поверхні землі, води та різних споруд. їх виготовляють з дерева, залізобетону і металу.

Дерев'яні опори застосовують для ліній напругою до 220 кВ включно. Вони прості у виготовленні і відносно дешеві. Використовують для опор дерева хвойних порід, здебільшого сосну, а на півночі — також модрину; для опор ліній низької напруги можна використовувати ще ялину і смереку, але траверси і приставки з них не виготовляють. Опори виготовляють з колод довжиною від 4 до 13 м. Діаметр колоди у верхньому відрубі повинен бути не менш як 12 см для ліній напругою до 1000 В, 16 см—для ліній напругою до 35 кВ і 18 см — для ліній вищої напруги. Зміна діаметра колоди на один погонний метр її довжини, яку називають збігом, згідно з технічними умовами повинна бути не більше 8 мм.

Дерев'яні опори недовговічні. Нижні їх частини, особливо в місці закопування в землю, а також у місцях вирубок і гвинтових з'єднань руйнуються грибками — загнивають. Строк служби непросочених опор із сосни становить 3...5 років. Просочування деревини антисептиками збільшує цей строк до 15...20 років. Оскільки довгомірного, лісу мало, дерев'яні опори складають з окремих частин: основного стояка (довшої частини) і приставки (пасинка, короткої частини). Приставку з стояком з'єднують двома бандажами з стального дроту діаметром 4...6 мм або за допомогою хомутів і болтів. Для збільшення строку служби дерев'яних опор їх установлюють також на залізобетонних приставках, а в місцях із слабким ґрунтом — на залізобетонних палях.

Дерев'яні опори ліній електропередачі напругою до 20 кВ (а іноді і 35 кВ) виготовляють одностояковими, а на лініях напругою 110 кВ і вище та для ліній 35 кВ з підвісними ізоляторами — двостояковими, П-подібними.

На повітряних лініях електропередачі останнім часом найбільше використовують залізобетонні опори. Останні потребують значно менше металу порівняно з металевими опорами, вони майже не потребують ремонту, завдяки чому різко знижуються експлуатаційні витрати; Міцність залізобетонних опор залежить від способу ущільнення бетону. Центрифуговані опори, виготовлені на відцентрових верстатах заводським способом, надзвичайно міцні, їх застосовують на лініях напругою 35...500 кВ.

Залізобетонні опори ліній напругою 0,38 кВ (рис. 9) здебільшого виготовляють з віброваного попередньо напруженого залізобетону. Щоб зменшити масу опори і витрату бетону, стояки виготовляють порожнистими на висоту 6,5 (4,5) м від основи.

Основним недоліком залізобетонних опор є їх порівняно велика маса, утворення тріщин і сколювання захисного шару бетону. Для захисту опори від вологи стояк на висоту 2,8 м від основи ґрунтують розчином бітуму в бензині або гасі, а потім покривають бітумом у два шари.

Іноді при пошкодженні ізоляції від замикання на землю перегоряє арматура і розплавляється бетон залізобетонних опор. Тому всі металеві елементи опори (штирі, арматуру, траверси, оголовки тощо) треба надійно з'єднувати і між собою і заземляти. Для заземлення, незалежно від питомого опору ґрунту, використовують заземлювач з круглої сталі діаметром 6...8 мм завдовжки 1,8 м. Його приєднують до арматури, перед установленням опори обмотують навколо неї на довжину 1 м від основи і опускають у котлован разом із стояком. Якщо арматуру неможливо використати для заземлення, то всі металеві частини треба З'єднати і заземлити зовнішнім заземлюючим спуском.

Для ненаселеної місцевості опір заземлення залізобетонних опор не визначають, а для населеної місцевості він не повинен перевищувати 10...30 Ом (при питомому опорі ґрунту відповідно 100 і 1000 Ом-м). Для забезпечення такого опору встановлюють додатковий заземлювач.

Високі експлуатаційні показники, простота обслуговування, можливість широкої індустріалізації виготовлення і монтажу сприяють щорічному збільшенню питомої ваги залізобетонних опор у будівництві електромереж.

На лініях напругою понад 35 кВ часто використовують металеві опори, виготовлені з сортової сталі марок ВСт-3 і ВСт-3пс. Крім того, їх використовують як відпайкові, анкерно-кутові і перехідні на лініях напругою до 220 кВ з залізобетонними проміжними опорами.

У 1971 р. введено серії уніфікованих металевих опор ліній напругою 35, 110 і 150 кВ.

Істотним недоліком металевих опор є те, що вони потребують значних витрат металу і періодичного фарбування протягом експлуатації. Згідно з останніми вимогами металеві опори повинні бути оцинкованими. Монтують металеві опори на залізобетонних фундаментах, які можуть бути монолітними (виготовляють їх на місці монтажу опори) або збірними чи пальовими, виготовленими на заводі.