Воздушной линией электропередачи (BЛ) называют устройство для передачи электрической энергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным с помощью изоляторов и арматуры к опорам, кронштейнам и стойкам на мостах, путепроводах и т. п. Провода BЛ напряжением до 10 кВ крепят к изоляторам, установленным на траверсах деревянных или железобетонных опор.
В зависимости от конструкций, назначения и места установки различают промежуточные, угловые, анкерные, ответвительные и концевые опоры.
Промежуточные опоры служат для поддержания проводов на определенной высоте от земли и не рассчитаны на усилия от проводов в продольном направлении или под углом; их устанавливают на прямых участках трассы на расстоянии 35—45 м при напряжении ВЛ до 1 кВ, 50—60 м — при 6, 10 кВ. Промежуточные опоры составляют более 80 % общего количества опор ВЛ.
Угловые опоры рассчитаны на тяжения проводов с усилиями, действующими по биссектрисе внутреннего угла, образуемого проводами в смежных пролетах; их устанавливают в местах изменения направления трассы ВЛ.
Анкерные опоры воспринимают усилия от разности тяжения проводов, направленных вдоль ВЛ; их устанавливают на прямых участках трассы в ее опорных точках, а также на пересечении с различными сооружениями. Анкерный пролет — это расстояние между двумя анкерными опорами, на которых жестко закреплены провода. Анкерные опоры могут быть промежуточными, угловыми, ответвительными или концевыми.
Ответвительные опоры предназначены для ответвлений от проводов магистральных ВЛ при необходимости электроснабжения потребителей, находящихся на некотором расстоянии от трассы.
Концевые опоры воспринимают направленные вдоль линии усилия, создаваемые нормальным односторонним тяжением проводов; их устанавливают в начале и конце ВЛ.
Количество и типы опор, необходимых для сооружения ВЛ, а также расстояния между ними (шаг опор) определяются: сложностью и конфигурацией трассы; количеством, материалами и сечением подвешиваемых проводов; климатическими условиями района; степенью населенности территории, по которой проходит трасса ВЛ; требованиями, обеспечивающими надежность и безопасность эксплуатации ВЛ.
Высота опор зависит от количества проводов, их взаимного расположения и высоты подвеса, которая складывается из габарита нижнего провода над землей, стрелы провеса этого провода и глубины зарытая опор в грунт (рис. 13).
Рис. 13. Основные данные для определения высоты опоры
Расстояние по вертикали от точки наибольшего провеса провода до земли называют габаритом провода ВЛ над землей. Кратчайшее расстояние по вертикали от провода до пересекаемого объекта называют габаритом пересечения проводов ВЛ.
Допускаемое кратчайшее расстояние от проводов линии до объектов (зданий, эстакад, надземных сооружений и т. п.), называют габаритом сближения проводов BЛ.
Расстояние по вертикали от наинизшей точки провода в пролете до прямой, соединяющей точки крепления провода на двух смежных опорах, называют стрелой провеса провода. Габариты провода над землей в зависимости от напряжения BЛ и местности, по которой проходит трасса линии, устанавливаются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ).
Опоры для BЛ изготовляют из дерева, металла или железобетона. Деревянные опоры широко применяют в районах, богатых лесами, но они недолговечны и поэтому их постепенно заменяют железобетонными, срок службы которых составляет 50 — 60 лет. Железобетонные опоры BЛ напряжением до 1 кВ имеют коническую форму и прямоугольное или круглое сечение. Они снабжены жестким металлическим каркасом из арматурной стали, повышающим механическую прочность опоры. К арматуре каркаса железобетонных опор приварен вывод для присоединения нулевого провода линии с заземленной нейтралью.
Железобетонную опору устанавливают в блочных фундаментах и непосредственно в земле с подкладкой под нее железобетонной плиты. Работы по оснастке опор (установка траверс, штырей и изоляторов) выполняют, как правило, до их подъема и установки, что значительно облегчает труд монтажников.
По условиям механической прочности для ВЛ напряжением до 1000 В применяют однопроволочные и многопроволочные провода различных сечений: алюминиевые А — 16 мм2 (не менее); сталеалюминиевые АС и биметаллические ПМС — 10 мм2 (не менее); стальные многопроволочные ПС — 25 мм2 (не менее); стальные однопроволочные ПСО — 04 мм.
Рис. 14. Соединение проводов ВЛ:
а — скруткой; б — бандажированием; в — опрессовкой в гильзе и сваркой в петле; с — сваркой встык и опрессовкой провода в двух соединительных гильзах; д — опрессовкой провода вместе с шунтом; е — опрессовкой внахлестку в гильзе; ж — болтовым сжимом
Провода ВЛ соединяют различными способами: скруткой (рис. 14,а); бандажированием (рис. 14,б); с помощью овального соединителя (гильзы) с последующей опрессовкой и сваркой концов проводов в петле (рис. 14,в); сваркой встык и последующей опрессовкой проводов вместе с шунтом в двух соединительных гильзах (рис. 14,г); сваркой встык и опрессовкой проводов с шунтом в овальной соединительной гильзе (рис. 14, д), внахлестку с опрессовкой в соединительной гильзе (рис. 14, е); болтовым сжимом (рис. 14,ж). Выбор способа соединения проводов ВЛ определяется их конструкцией и сечением, районом гололедности, напряжением, механическими нагрузками.
Изоляторы для крепления проводов на BЛ выбирают с учетом расчетных нагрузок от тяжения проводов, района гололедности, давления ветра на провода и других факторов.
Для ВЛ напряжением до 1 000 В применяют изоляторы ТФ (телефонный фарфоровый), РФО (радиотрансляционный фарфоровый ответвительный) и ШФН (штыревой фарфоровый низковольтный), для ВЛ напряжением 6 кВ — Ш-6 и Ш-10, а в местах анкерных креплений — подвесные П. Способы крепления проводов на штыревых изоляторах показаны на рис. 15.
Рис. 15. Способы крепления проводов ВЛ напряжением до 1000 В на изоляторах:
а — вязкой на головке; б — вязкой на шейке; в — заглушкой; г — двойное
Присоединение кабелей к ВЛ вызвано необходимостью: электроснабжения потребителей от проходящей ВЛ и выполнения в этом случае кабельного ввода в ТП или РП; сооружения смешанных линий с кабельными вставками (чаще всего это бывает на участках населенной местности или при пересечении различных сооружений).
При выводе кабеля на опору ВЛ на расстоянии не менее 2 м от земли кабель защищают от механических повреждений металлической трубой, которую после установки тщательно уплотняют во избежание попадания влаги.
Рис. 16. Вывод кабеля на опору для присоединения к BЛ напряжением 10 кВ:
1 — концевая муфта, 2 — силовой кабель, 3 — стальная труба, 4 — разрядник
Минимальное расстояние от земли до концевой муфты ВЛ напряжением до 1000 В составляет 3 м, а ВЛ-6, 10 кВ — 4,5 м. Кабельные вставки на ВЛ при длине их менее 1,5 км защищают от грозовых перенапряжений трубчатыми и вентильными разрядниками, устанавливаемыми на обоих концах кабеля (рис. 16).
Заземляющий зажим разрядника, металлическую оболочку кабеля, а также корпус кабельной муфты соединяют между собой и заземляют.
Контрольные вопросы
Перечислите основное оборудование, устанавливаемое в РУ и на подстанциях. Каково его назначение?
Какие расстояния необходимо соблюдать при подключении концевых муфт и заделок к КРУ?
Расскажите о вводах кабелей в РУ до 1000 В.
В каких случаях возникает необходимость присоединения кабелей к BЛ?
