Разновидности проводов

Разновидности проводов

Провода, используемые для воздушной ЛЭП, должны отличаться высокой электропроводимостью, а также быть механически прочными и устойчивыми к коррозии. Существующие разновидности проводов, применяемые на воздушных линиях:

1. неизолированные, которые могут использоваться на воздушной ЛЭП любой мощности;
2. изолированные, используемые на воздушных трассах мощностью до киловольта. Линия, на которой применяются СИП, имеет обозначение ВЛИ. Воздушная протяжка кабеля сип выполняется скрученными в виде жгута изолированными жилами (в качестве несущей жилы может использоваться неизолированная);
3. защищённые, применяемые на воздушных трассах напряжением от 1 до 20 кВ. На таких проводах предусмотрена защитная изолирующая оболочка. Воздушная ЛЭП с защищёнными проводами имеет обозначение ВЛЗ.

Для изготовления неизолированных проводов используется сталеалюминиевый или алюминиевый сплав, реже – медный и стальной. Провода из остальных видов металла отличаются низкими технико-экономическими характеристиками, поэтому почти не распространены.

АС-провода мало подвержены механическим воздействиям и имеют хорошую электрическую проводимость. Данный тип кабеля для прокладки в земле и на ВЛ считается самым распространённым, в особенности на воздушных ЛЭП больше киловольта.

А-провода имеют хорошую устойчивость к механическим воздействиям и высокую электропроводимость. Чаще всего такой тип проводов используется на воздушных линиях мощностью менее 34 кВ, а в единичных случаях на линиях мощностью 110 кВ.

Провода из алюминиевого сплава могут быть термообработанными (АЖ) и нетермообработанными (АН) и используются на воздушных линиях мощностью выше 1 кВ. По сравнению с алюминиевыми, такие провода имеют лучшие механические свойства.

Несмотря на высокую устойчивость к механическим повреждениям, провода из стали подвержены химическим воздействиям, а также отличаются более сильным сопротивлением. Именно поэтому они применяются для второстепенных ЛЭП с небольшим напряжением. Низкая стоимость позволяет использовать их, чтобы заменить алюминиевый кабель для прокладки в земле или сталеалюминиевый провод на территории дачного посёлка/деревни.

Провода из меди имеют очень высокую электропроводимость, устойчивы к погодным воздействиям, мало подвержены механическим деформациям, однако отличаются большим весом, в результате чего опоры, изоляторы и линейная арматура испытывают перегрузку. Это приводит к увеличению расходов на строительство воздушной линии. М-провода используют для воздушных трасс до киловольта.

Также, провода могут быть однопроволочными, используемые на воздушных линиях мощностью менее 1 кВ и многопроволочными, предназначенные для ЛЭП, мощность которых превышает 1 кВ. Однопроволочные делятся на монометаллические (из стали или алюминия) и биметаллические (из сталеалюминиевого или сталемедного сплава). Многопроволочные бывают монометаллические (из алюминия или стали) и комбинированные (из сталеалюминиевого или сталебронзового сплава).

На воздушной линии мощностью выше 112 кВ существенно проявляется коронирование. Это явление подразумевает ионизацию воздуха рядом с проводом, приводящую к потере энергии на воздушной линии и увеличению радиопомех. Уменьшение данного эффекта достигается увеличением радиуса кабеля. По этой причине минимальное сечение провода ЛЭП устанавливают Правила устройства электроустановок. С целью уменьшения общего сечения провода и снижения стоимости применяется фазовое расщепление – замена одного провода большого диаметра несколькими параллельными, имеющими меньший радиус. Расчёт определяет радиус и число проводов в составе одной фазы, а также расстояние между этими проводами. На воздушной линии мощностью 331 кВ выполняется расщепление на три провода, 510 кВ – на четыре провода,

760 кВ – на пять проводов. Провода расщеплённой фазы анкерных опорных конструкций, расположенные в пролётах или петлях, оборудуются дистанционными распорками. Степень удалённости распорок, размещённых в пролёте, регламентируют Правила устройства электроустановок.

Линейная арматура воздушной ЛЭП

Существующие разновидности линейной арматуры воздушной ЛЭП с неизолированными проводами:

1. натяжная, закрепляющая провода или тросы анкерных опорных конструкций на натяжные гирлянды при помощи клиновых, болтовых или прессуемых зажимов;
2. поддерживающая, закрепляющая провода или тросы на гирлянды промежуточной опоры при помощи глухих, качающихся, выпускающих или скользящих зажимов;
3. сцепная, соединяющая элементы гирлянд изоляторов и закрепляющая гирлянды и тросы на опорную конструкцию при помощи скоб, промежуточных звеньев, коромысла и прочих приспособлений;
4. защитная, предотвращающая повреждение изоляторов вследствие образовавшейся дуги короткого замыкания и разрушение проводов механическим воздействием;
5. соединительная, которая соединяет провода и тросы в пролётах при помощи разнообразных зажимов методом обжатия или прессования;
6. контактная, соединяющая и ответвляющая провода и тросы в петлях анкерной опорной конструкции.

Виды изоляторов 

На воздушной ЛЭП применяются следующие разновидности изоляторов: штыревой, подвесной, стержневой, опорно-стержневой.

Для воздушной линии мощностью ниже 1000 В устанавливаются изоляторы штыревого типа. На промежуточной опоре ВЛ мощностью 7-21 кВ используются любые изоляторы. Анкерная опора ВЛ той же мощности оборудуется подвесными или штыревыми изоляторами. При работе с данной конструкцией используется ролик кабельный подвесной. Для ВЛ мощностью 36 кВ устанавливаются изоляторы подвесного, стержневого или штыревого типа. Воздушная ЛЭП мощностью выше 112 кВ оборудуется подвесными, стержневыми или опорно-стержневыми изоляторами.

Для изготовления изоляторов используются следующие виды сырья: фарфор, стекло и полимер. На надземных трассах напряжением 331 кВ должны применяться изоляторы из стекла, на линиях мощностью от 36 до 219 кВ – из стекла, полимера или фарфора.

Изолятор должен обладать отличной механической устойчивостью, а также иметь хорошую теплостойкость в обширном диапазоне температурных изменений. Для построения воздушной линии в загрязнённом районе используются надёжные изоляторы, предназначенные для эксплуатации в данных условиях.

Штыревой изолятор подойдёт для одного напряжения ВЛ. Таким образом, на линии различных напряжений устанавливаются соответствующие изоляторы. В конструкцию подвесного изолятора входит изолирующая часть, шапка и стержень. Гирлянда необходимой длины, в зависимости от мощности воздушной ЛЭП, может быть собрана из нескольких изоляторов.

Воздушные линии с изолированными проводами

Сейчас на воздушных линиях применяются изолированные самонесущие и защищённые провода. Для воздушных ЛЭП рекомендовано использование СИП, протянутых через полимерный кабельный чулок.

По сравнению с неизолированными, самонесущие изолированные фазные провода покрыты сшитым полиэтиленом. Несущий нейтральный провод, который протянут через монтажный чулок для протяжки кабеля, может как иметь, так и не иметь такое покрытие – данный показатель обусловлен модификацией. Также, существуют виды самонесущих изолированных проводов, в которых отсутствует несущий провод или четыре провода являются изолированными. Есть несколько наиболее распространённых разновидностей СИП:

• СИП-1, имеющие неизолированную несущую нейтраль из алюминия, состоящие из трёх изолированных алюминиевых жил. В отечественной модификации несущую нейтраль изготавливают из сталеалюминиевого провода. К системе иногда могут добавлять алюминиевый проводник, выполняющий функцию дополнительной жилы или для наружного освещения. Самонесущий изолированный проводник, протянутый через кабельный чулок, отличает высокая механическая прочность; такой кабель подвешивается на проводник нейтрали. В процессе натяжения ВЛ, вся растягивающая нагрузка приходится на нейтраль. Зачастую нейтраль используется как защитная или нулевая жила.
• СИП-2 с изолированным нейтральным проводом, протянутым через кабельный чулок с петлей.
• СИП-3 с полиэтиленовым покрытием, протянутый через чулок монтажный, используемый для воздушных линий мощностью от 11 до 24 кВ.
• СИП-4 и СИП-5 с двумя или четырьмя изолированными алюминиевыми жилами, которые протягиваются через кабельные чулки спб. Показатели механической прочности и радиус всех жил одинаковые. В систему иногда добавляют алюминиевый проводник в качестве дополнительной жилы или для наружного освещения. В процессе натяжения, на все жилы приходится одна и та же нагрузка. Данные системы отличаются друг от друга радиусом проводов.

СИП широко используются по ряду причин:

• при помощи полиэтиленового покрытия обеспечивается предохранение от короткого замыкания при схлёстывании;
• предусмотрено механическое воздействие от падающих деревьев или касания ветвей;
• затруднено налипание снега и образование наледи;
• сокращен междуфазный интервал;
• допустимо размещение СИП на фасаде здания, снижающее число используемых опор;
• исключена возможность возгорания при падении провода на землю;
• обслуживание воздушной линии с самонесущими изолированными проводами, протянутыми через кабельные чулки рф, более безопасно, поскольку отсутствует риск поражения током в результате контактирования с фазным проводом, находящимся под напряжением;
• затруднён доступ к электроэнергии с целью хищения;
• уменьшена ширина просек при строительстве ВЛ на территории лесного массива.

Недостатками воздушных линий с СИП принято считать:

• использование СИП-провода влияет сумму, сколько стоит протяжка кабеля;
• затруднённое наложение переносного защитного заземления на участке, где осуществляются производственные работы;
• СИП, протянутые через монтажный чулок для сип, отличаются на 12% более низкой допустимой нагрузкой, в сравнении с неизолированными;
• наименьшая разрешённая температура для производства монтажа составляет -11°С;
• монтаж осуществляется только при помощи специальной линейной арматуры;
• соединительные зажимы покрываются изолирующим материалом, имеющим такие же изоляционные характеристики, как у изоляции проводов.

Монтаж ВЛ 

В перечень главных СМР, осуществляемых в процессе сооружения воздушной линии, входят:

• разбивка трассы воздушной ЛЭП;
• рытьё котлованов;
• возведение фундамента;
• сборка и установка опорной конструкции;
• размещение изоляторов;
• монтирование проводов;
• расположение защитного заземления;
• установка оборудования;
• развешивание плакатов;
• фазировка;
• нумерация опор.

Разбивка трассы ВЛ 

Разбивка трассы воздушной линии – это комплекс мероприятий, осуществляемых с целью определения направления ВЛ и месторасположения установки опорных конструкций в соответствии с требованиями проекта. При прокладывании трассы ВЛ следует предусмотреть:

1. наличие требуемого расстояния от опорной конструкции с проводами до сооружений, находящихся на земле или под землёй;
2. обеспечение нормальных условий для передвижения транспорта и пешеходов;
3. доступ ко всем элементам ВЛ в процессе эксплуатационного обслуживания и ремонтных работ.

Рытьё котлованов 

При рытье котлованов применяется механизированный метод. Для рытья цилиндрического котлована для одностоечную опору используется специальный автоямбур или самоходная бурильно-крановая машина. Прямоугольный котлован под анкерную опору роют одноковшовым экскаватором.

Осуществлять рытьё котлована ручным методом допускается, если объёмы земляных работ небольшие; когда нет возможности применить необходимые механизмы из-за стеснённых условий на воздушной линии; существует риск деформации работающим механизмом расположенного неподалёку объекта; травмоопасности производства.

Сооружение воздушной ЛЭП следует организовать таким образом, чтобы по мере того, как отдельно вырытый котлован будет готов, в нём можно было установить опору. Объединённое рытьё котлована и установка в него опоры сократит срок оставления котлована в открытом состоянии и предотвратит несчастные случаи с участием людей и животных, а также осыпание стен и накопление влаги на дне котлована.

Глубину котлованов для опор воздушной линии определяют требования проекта, характеристики грунта, конструкция, высота опор, радиус проводов, уровень образования наледи.

Установка опорной конструкции 

Для установки опоры ВЛ применяются такие машины и механизмы, как кран, трактор, бульдозер, столбостав, бурильно-крановая машина, лебёдка, вертолёт. Ручным способом можно установить только одностоечную опору, с использованием ухватов.

Для установки опоры с применением кранового механизма, она в собранном виде помещается над котлованом или фундаментом таким образом, чтобы местом расположения центра тяжести стала середина котлована. После этого, при помощи крана или бурильно-крановой машины, опора устанавливается в вертикальное положение. Далее опора опускается в котлован. Установка осуществляется с соблюдением перпендикулярного расположения оси траверса относительно осевой линии трассы. Также необходимо удостовериться, что осевые линии опоры и трассы вертикальны и полностью совпадают. После этого котлован засыпается землёй или выполняется закрепление опоры на фундамент. Каждый из слоёв грунта подвергается утрамбовке.

Осуществление монтажа изоляторов

 Прежде чем начинать монтажные работы, изоляторы подвергаются осмотру с последующей отбраковкой изделий. Чтобы вычислить, какой показатель сопротивления имеет фарфоровый изолятор, пользуются мегомметром. Стеклянный изолятор не подвергается электрическому испытанию.

ВЛ со штыревыми изоляторами перед тем, как будет произведён подъём опоры, оборудуются траверсами, кронштейнами и изоляторами. Штыревая часть устанавливается в вертикальном положении. Размещение изоляторов с углом наклона менее 44° относительно вертикали допустимо с прикреплением спусков к аппарату и шлейфу. Чтобы предохранить крюки и штыри от ржавчины, они покрываются защитным составом, таким как асфальтовый лак. Крючья применяются на деревянной опоре без траверс. Для ввёртывания крюков используется специальный ключ. Закрепление штырей на траверс выполняется гайками и шайбами.

Существует ряд способов насаживания изоляторов на крючья со штырями.

Способ 1. Изоляторы закрепляют на крючья или штыри при помощи уплотнительного полиэтиленового колпачка методом насаживания. Прочную фиксацию изоляторов обеспечивает нанесённая на него резьба.

Для каждого вида изоляторов, штырей и крючьев предусмотрен отдельный тип колпачков.

Прежде чем насаживать колпачок, его шесть минут выдерживают в воде, температура которой составляет +85°С. Прогретый колпачок насаживается на штырь нанесением лёгких ударов деревянным молотком. После этого на насаженный колпачок навёртывается изолятор. Для снятия возникшего напряжения, закрученный изолятор отворачивается на ¼ оборота.

Монтаж изоляторов штыревого типа по данной технологии считается наиболее распространённым ввиду быстроты и удобства осуществления монтажных работ.

Когда для изготовления изоляторов применяются подручные материалы, их конструкция получается нестандартной, ввиду чего монтирование колпачка на такой штырь невозможно, предусмотрены другие методы закрепления.

Способ 2. Закрепление изоляторов осуществляется на крюки или штыри пенькой и паклей, методом набивания. Пенька или пакля перед этим обрабатывается.

Способ 3. Крепление армированным раствором, который на 39% состоит из портландцемента и на 61% — из речного песка (его может заменить свинцовый глет). Такой метод закрепления изоляторов применяется в мастерской, производящей электромонтажные заготовки.

Способ 4. Монтирование специальным хомутом, входящим в состав конструкции изолятора. Для этого металлическая труба надевается на изолятор, после чего затягивается винт стягивающего хомута.

Гирлянды изоляторов подвесного типа монтируются на опорной конструкции с траверсы или с использованием телескопической вышки. Для подъёма гирлянды на опору применяется канат.

Западные электросетевые организации при монтаже гирлянд задействуют вертолёты.