113179.pptx

1. Електричні системи і мережі

Лекція 6 - Конструктивне виконання
повітряних ліній електропередавання

2. Класифікація повітряних ліній електропередавання

Лінією електропередавання називають споруду, призначену для
передавання електричної енергії по струмоведучих проводах на віддалену
відстань.

3. Класифікація за призначенням повітряних ліній електропередавання

Повітряною лінією електропередавання (ПЛЕП) називається пристрій для
передачі й розподілу електроенергії по проводах, розташованих на відкритому
повітрі й прикріплених за допомогою ізоляторів і арматури до опор або кронштейнів,
стійкам на будинках та інженерних спорудах (мостах, шляхопроводах і т.п.).
Наддалекі ПЛЕП, напругою 500 кВ і вище, призначені, в основному, для зв‘язку
з окремими енергосистемами.
Магістральні ПЛЕП, напругою 220 і 330 кВ, застосовують для передачі
електроенергії від електростанцій, а також об'єднання електростанцій в середині
енергосистеми й зв'язку окремих енергосистем.
Розподільчі ПЛЕП, напругою 35, 110 і 150 кВ, використовують для
електропостачання великих населених пунктів і великих підприємств.
Розподільчі ПЛЕП, напругою 20 кВ і нижче, для електропостачання споживачів
розташованих на їхній території.

4.

Лінії електропередавання міжсистемного зв'язку
(наддалекі )
Однією з найважливіших функцій ліній електропередавання надвисокої напруги і, зокрема,
дальніх електропередач є формування за допомогою потужних міжсистемних зв’язків об’єднаних
енергетичних систем. Останні мають перед ізольованими енергосистемами такі основні переваги:
1) загальне зниження сумарного системного і потрібного аварійного резерву потужностей;
2) зниження сумарного максимуму навантаження відносно суми максимумів завантаження
окремих енергосистем;
3) розущільнення графіків навантаження ОЕС за рахунок довготного та широтного ефектів.
Останні зумовлені різницею поясного часу і довжиною територій, які обслуговують ОЕС;
4) зменшення встановлених потужностей електростанцій з послідовним нарощуванням
номінальних потужностей силових агрегатів;
5) забезпечення найвигідніших режимів електростанцій різних типів за їх паралельної роботи;
6) істотне підвищення якості та надійності електропостачання споживачів на великих
територіях;
7) взаємодопомога об’єднаних енергосистем у разі неоднакових сезонних змін навантаження або
потужностей електростанцій;
8) оптимальне використання потужностей гідроелектростанцій і комплексів ГЕС-ГАЕС для
потреб об’єднаних енергосистем;
9) можливість приєднання проміжних енергосистем.

5.

Пропускна здатність ліній електропередавання
Пропускна здатність
ПЛ, МВт
Напруга,
кВ
Довжина ЛЕП, км
Переріз
фазного
Середня
За густини
провода,
Гранична (між двома
3) розущільнення
графіків
навантаження
Натуральна струму 0,9
2
мм
(ККД = 0,9) сусідніми
ОЕС за рахунок довготного та2 широтного
А/мм
ефектів. Останні зумовлені різницею
ПС)
110
поясного часу і довжиною територій, які
70-240
11-37
80
обслуговують30
ОЕС;
25
150
150-300
60
31-63
250
20
220
240-400
135
74-123
400
100
330
2x240-2x400
360
221-368
700
130
500
3x330-3x500
900
630-1064
1200
280
750
5x300-5x400
2100
1500- 2000
2200
300
1150
8x300-х500
5200
4000-6000
3000
—

6.

Вимоги до конструкцій ліній електропередавання
- забезпечення необхідної пропускної здатності лінії. Таку вимогу задовольняють вибором
відповідного типу та перерізу струмоведучих проводів лінії;
- забезпечення термічної стійкості елементів лінії. Таку задачу розв’язують одночасно із
задачею забезпечення пропускної здатності лінії;
- забезпечення електричної міцності конструкції лінії. Тут необхідно забезпечити
нормовані ізоляційні проміжки між фазними проводами. Також необхідно забезпечити
ізоляцію струмоведучих проводів лінії від конструктивних елементів опори, зокрема
металевих траверс;
- гарантування безпеки експлуатації повітряної лінії. Таку вимогу задовольняють
забезпеченням нормованої габаритної відстані між проводами повітряної лінії та землею або
- забезпечення інженерними спорудами в нормальних та аварійних режимах;
- забезпечення надійності та механічної міцності конструкції повітряної лінії за будьяких можливих кліматичних навантажень та впливів. Таку вимогу задовольняють
вибором способу закріплення проводів повітряної лінії, його натягуванням на анкерних
опорах, застосуванням грозозахисних тросів, захисної арматури тощо;
- забезпечення корозійної стійкості конструктивних елементів лінії. Таку вимогу
задовольняють вибором спеціальних антикорозійних заходів;
- забезпечення економічності конструкції лінії, що полягає у мінімізації витрат на
будівництво та експлуатацію повітряних ліній.

7.

Елементи конструкції ПЛЕП
Основними елементами повітряних ліній електропередачі є: проводи,
траверси, арматура, ізолятори, опори, грозозахисні троси, заземлювальні пристрої та
розрядники.
Проводи різних конструкцій та перерізів забезпечують передачу
електричного струму. Від їх конструкції, матеріалу виконання та перерізу залежать
техніко-економічні показники електропередачі та вартість спорудження лінії. А
найпоширенішими провідниками, які на сьогоднішній день використовуються для
повітряних ліній є сталеалюмінієві неізольовані (АС) і самонесучі ізольовані проводи
(СІП).
Траверси попереджають контакт проводів між собою та з іншими
елементами опорної конструкції.

8.

Елементи конструкції ПЛЕП
Лінійна арматура використовується для кріплення проводів і тросів до
ізоляторів та опор, а також з’єднання проводів та тросів. Це передусім натяжні та
підтримуючі затискачі, з’єднувачі, зчеплювальні деталі, дистанційні розпорки, захисні
кільця і роги, а також віброгасильники.
Ізолятори призначені для кріплення проводів до опор та їх ізоляції від
заземлених частин опори.

9.

Елементи конструкції ПЛЕП
Опори призначені для утримання проводів повітряних ліній електропередачі
та грозозахисних тросів на заданій відстані від поверхні землі та один від одного. В
залежності від напруги опори відрізняються розмірами і вагою. Чим більша напруга,
тим опори вищі, їх траверси довші, а вага більша. Розрізняють кілька груп опор. За
матеріалом виготовлення опори бувають дерев’яними, сталевими, залізобетонними,
алюмінієвими і навіть виготовленими з армованого пластику та композитних
матеріалів.

10.

Елементи конструкції ПЛЕП
Грозозахисні троси служать для захисту ліній від грозових розрядів. Це
переважно сталеві або сталеалюмінієві троси, що розміщуються над фазовими
проводами повітряної лінії електропередачі чи підстанції.
Заземлювальні пристрої та розрядники призначені для відведення струмів
блискавки або короткого замикання у землю.
Конструкції повітряних ліній можуть мати різноманітну форму в залежності від
типу лінії. При проектуванні та монтажі повітряних ліній враховують довжину
проміжного прольоту, відстань віддалення фазних провідників один від одного і
нижнього провідника від поверхні землі, довжину гірлянди ізоляторів та висоту
опор.

11. Конструктивне виконання повітряних ліній електропередавання

1 – анкерні опори; 2 – проміжні опори; 3 – фазний струмоведучий провід; 4 –
грозозахисний трос; 5 – натяжні гірлянди ізоляторів; 6 – підвісні гірлянди ізоляторів;
7 – шлейф; 8 – прогін; 9 – анкерний прогін; 10 – анкерована ділянка; 11 – габарит; 12 –
стріла провисання.

12. Конструктивні розміри повітряних ліній

Довжина
прогону
–
горизонтальної проекції прогону.
Номінальн
а напруга,
кВ
Кількість
проводів у
фазі
Відстань
між
проводами,
м
Довжина
прогону, м
Висота
опори, м
Габаритна
відстань, м
до 1
1
0,5
40–50
8–9
6–7
6–10
1
1
50–100
10
6–7
35
1
3
150–200
10
6–7
110
1
4
170–250
13–14
6–7
220
1
7
250–350
25–30
7–8
330
2
9
300–400
25–30
7,5–8
500
3
12
350–450
25–30
8
750
4–5
15
450–750
30–41
10–12
довжина
Анкерним прогоном називають прогін,
обмежений опорами анкерного типу (на
рис. позначено 9).
Ділянку між анкерними опорами, на якій
встановлено проміжні опори називають
анкерованою ділянкою (на рис. позначено
10).
Габаритом
називають
відстань
по
вертикалі між нижнім проводом в прогоні
та землею або інженерною спорудою під
лінією
електропередавання
(на
рис.
позначено 11).
Стрілою провисання називають відстань по вертикалі між прямою, яка поєднує точки закріплення
проводів на суміжних опорах та проводом у середині прогону (на рис. позначено 12). Конструктивне
виконання фази повітряної лінії визначається маркою та перерізом проводів, їх кількістю в кожній фазі,
взаємним розташуванням проводів та відстанями між ними. Повітряні лінії електропередавання надвисокої
номінальної напруги (330 кВ та вище) з метою обмеження втрат енергії на корону виконують з розщепленими
проводами у кожній фазі. В табл. наведені типові конструктивні розміри повітряних ліній різних класів
номінальної напруги.

13. Проводи повітряних ліній електропередавання

Для передавання електричної енергії в повітряних лініях використовують
неізольовані проводи, розташовані просто неба. Це визначає основні вимоги до
конструктивного виконання проводів повітряних ліній:
забезпечення високої електричної провідності;
забезпечення високої механічної міцності;
забезпечення високої корозійної стійкості;
забезпечення економічності конструкції.
Маркування проводів повітряних ліній
М – мідний провід;
А – алюмінієвий провід;
АН, АЖ – провід зі сплавів алюмінію;
АС – сталеалюмінієвий провід.
ПС – сталевий багатожильний провід;
ПСО – сталевий одножильний провід.
АКП, АНКП, АЖКП, АСКП – алюмінієвий або сталеалюмінієвий провід, міжпроволочний
простір якого заповнений нейтральним мастилом;
АСКС – сталеалюмінієвий провід, в якому міжпроволочний простір сталевого осереддя
заповнений нейтральним мастилом;
АСК – сталеалюмінієвий провід, в якому міжпроволочний простір сталевого осереддя
заповнений нейтральним мастилом та ізольований двома поліетиленовими стрічками.

14. Конструкції проводів ПЛЕП

В таких проводах навколо центральної проволоки
виконують повив з шести проволок, закручених у
певному напрямі. Кожний наступний повив містить
на шість проволок більше попереднього. Для
забезпечення круглої форми проводу проволоки
суміжних повивів закручують у протилежні
напрями. Кількість шарів проволок може бути
парною або непарною. При цьому проволоки
зовнішнього повиву завжди скручені праворуч.

15. Проводи СІП

Останнім часом при спорудженні повітряних ліній електропередачі
широкого застосування набули самоутримні ізольовані проводи
(СІП), які являють собою скручені у джгут провода з ізоляцією зі
світлостабілізованого
поліетилену.
Розрізняють
5
типів
конструктивного виконання СІП, але усі їх об’єднує те, що основні
жили, які проводять струм ізольовані та виконані з алюмінію або зі
сплаву. І ніколи не бувають мідними.
СІП-1; СІП-2; СІП-4 і СІП-5 розраховані на напругу 0,6/1,0 кВ, частотою 50 Гц. І призначені для
передачі електрики по повітряних магістралях та подальшого її розподілу. А СІП-3 використовується для
монтажу ліній електропередачі з високою напругою, для мереж від 10 до 35 кВ. Виключно одножильний,
складається зі сталевого сердечника, оповитого дротом.
Проводи СІП стійкі до ультрафіолету, обмерзання та механічних пошкоджень, забезпечують
безперебійну подачу електроенергії навіть у складних кліматичних і агресивних хімічних умовах. Витримують
до +250°С під час короткого замикання, здатні повертати початкову форму після деформації, а завдяки
відсутності ризику ураження струмом при торканні фазних проводів, безпечні для людей та обслуговуючого
персоналу. СІП підходять для зовнішньої вертикальної і горизонтальної проводки, прокладання по стінах
різних будівель і споруд та введення електроживлення до господарських будівель або приватних будинків. На
сьогоднішній день вони є найкращим рішенням для використання у промисловості і житловому секторі, для
підключення нових і заміни вже існуючих мереж. У порівнянні з неізольованими проводами надійність і
безпека лінії, оснащеної СІП, підвищується до рівня надійності кабельних ліній, а правильний вибір і ряд
важливих переваг робить їх застосування економічно вигідним.

16. Розшифрування проводів СІП

С – самоутримний; І – ізольований; П – провід; н, нг – не поширює горіння.
СІП – це коротке позначення назви «Самонесучий ізольований провід». Тут потрібно
просто запам’ятати, що він в ізоляції із поліетилену, алюмінієвий. Цифри поруч із ним
означають тип поліетилену:
4- термопластичний світлостабілізований
5 – світлостабілізований зшитий
5нг – світлостабілізований зшитий, що не підтримує горіння
А – алюмінієва струмопровідна жила;
s – самоутримний;
XS – ізоляція із зшитого поліетилену, стійкого до впливу ультрафіолетового випромінювання;
n – не поширює горіння.
Цифра у маркуванні проводу позначає тип конструктивного виконання:
СІП-1 – з неізольованою утримувальною жилою;
СІП-2 – з ізольованою утримувальною жилою;
СІП-4 – без нульової утримувальної жили з ізоляцією зі світлостабілізованого поліетилену;
СІП-5 – без нульової утримувальної жили з ізоляцією з силанользшитого світлостабілізованого
поліетилену.

17. Конструкция компактного проводу нового покоління Aero-Z

Підвищена
щільність
проволок
зовнішнього шару таких проводів забезпечує
більший перетин порівняно з проводами
традиційного виконання за того самого діаметру,
що визначає більшу пропускну здатність ліній
електропередавання. Саме тому проводи нового
покоління часто називають компактними.

18.

Провід марки АССС, виконаний проволоками трапецеподібної форми із
композитним осереддям
Для виконання несучого осереддя в проводах нового
покоління
часто
використовують
композитні
матеріали, які забезпечують менші значення
коефіцієнту теплового здовження, а, отже, менші
стріли провисання проводів, меншу вагу проводів
тощо.

19.

Опори повітряних ліній електропередавання
Проводи повітряних закріплюють на опорах, які складаються з вертикальних
стояків, горизонтальних траверс та фундаментів. Зазначимо, що саме конструкція
опори визначає взаємне розташування фазних проводів та грозозахисних тросів в
просторі та відносно землі. Також на опорах здійснюють необхідне натягування
проводів. Ці фактори визначають основні вимоги, які висувають до
конструктивного виконання опор повітряних ліній електропередавання:
• забезпечення нормованих ізоляційних проміжків між фазними проводами
повітряної лінії;
• забезпечення нормованої габаритної відстані між проводами повітряної лінії та
землею або інженерними спорудами в нормальних та аварійних режимах лінії;
• забезпечити надійність та механічну міцність конструкції повітряної лінії шляхом
вибору способу закріплення проводів повітряної лінії та грозозахисних тросів;
• забезпечення економічності конструкції опори.
Основними матеріалами для виготовлення опор є залізобетон та сталь, рідше –
дерево. Останнім часом з’явились нові конструкції опор, виготовлені з композитних
матеріалів.

20.

Маркування опор повітряних ліній
П, ПС – проміжні опори;
ПВС – проміжні опори з внутрішніми зв’язками;
ПУ, ПУС – проміжні кутові опори;
ПП – проміжні перехідні опори;
А – анкерні опори;
АУ, У, УС – анкерно-кутові опори;
К, КС – кінцеві опори;
Б – залізобетонні опори (крім опор ліній 500 кВ);
відсутність Б – металеві опори;
М – металеві багатогранні опори;
ПК – проміжні композитні опори.
Цифри
після
літер
позначають
клас
номінальної
напруги
лінії
електропередавання.
Наявність літери «т» у складі коду позначає тросостойку з двома тросами; літери
«п» − зміну взаємного розташування проводів на опорі. Цифра через дефіс
позначає типорозмір опори. При чому непарні цифри вказують на одноколові
опори, а парні – на дво- та багатоколові опори. Цифра через знак «+» наприкінці
коду опори позначає висоту приставки до базової опори (для металевих опор).

21.

Опори повітряних ліній електропередавання
Розрізняють наступні типи опор, які застосовують в повітряних лініях
електропередавання: анкерні, проміжні, кутові, кінцеві й спеціальні.
Анкерні опори встановлюють на прямих ділянках траси для переходу ПЛ через
природні перешкоди або інженерні споруди й сприймають поздовжнє навантаження від
тяжіння проводів і тросів.
Проміжні опори встановлюють на прямих ділянках траси й призначені тільки для
підтримки проводів і тросів і не розраховані на навантаження від тяжіння проводів уздовж
лінії.
Кутові опори, встановлені на кутах повороту траси ПЛ, при нормальних умовах
сприймають рівнодіючу силу тяжіння проводів і тросів суміжних прольотів. При кутах
повороту траси до 30о, коли навантаження невеликі, застосовують кутові проміжні опори.
При більших кутах повороту використовують кутові анкерні опори, які мають більш
жорстку конструкцію й анкерне кріплення проводів.
Кінцеві опори встановлюють на початку або наприкінці лінії й сприймають
навантаження від однобічного тяжіння проводів.
До спеціальних опор належать: перехідні - для переходу ПЛ через природні перешкоди або
інженерні споруди; відгалужені - для установки відгалужень від магістральних ліній;
перехресні – які встановлюють в місцях перетинання ПЛ двох напрямків; транспозиційні для зміни порядку розташування проводів на опорах; противітрові - для посилення
механічної міцності ПЛ.

22.

Транспозиція проводів
Транспозиція — це зміна взаємного розташування проводів окремих фаз за
довжиною повітряної лінії електропередавання для зменшення небажаного
впливу ЛЕП одна на одну та на ближні лінії зв'язку.

23.

Способи підвішування проводів

24.

Класифікація опор по кількості ланцюгів
Одноланцюгові
Дволанцюгові
Багатоланцюгові

25.

Класифікація за конструкцією
Одностоєчні
Вільностоячі
Портальні
Опори з відттяжками

26.

Класифікація за характером основи
Вузькобазні
Широкобазні

27.

Дерев'яні опори
Портального типу

28.

Одностоєчні металеві опори
Схема трикутник
Схема бочки

29.

Одностоєчні опори
Схема трикутник
Схема бочки
Анкерна

30.

Металеві портальні опори
Проміжна одноланцюгова на відтяжках
Проміжна V-подібна

31.

Металеві портальні опори
Проміжна одноланцюгова на відтяжках

32.

Металеві портальні опори
Проміжна V-подібна

33.

Опори з композитних материалів
Загальний вигляд
композитної опори
Зберігання і
транспортування
композитних опор

34.

Залізобетонні портальні опори

35.

Залізобетонні одностоєчні опори
Одноланцюгова
Дволанцюгова

36.

Ізолятори та арматура
Типи ізоляторів та їх характеристики
Ізоляційні матеріали
порцеляна
скло
полімерні
матеріали

37.

Штирьові ізолятори
На напругу до 10 кВ штирові ізолятори виготовляють одноелементними (найбільш проста
конструкція і форма).
На напругу 20 і 35 кВ штирові ізолятори складаються з декількох склеєних елементів.

38.

Штирьові ізолятори
20-35 кВ
6-10 кВ
0,4 кВ

39.

Підвісні ізолятори
Порцеляновий ізолятор нормального виконання
Підвісні ізолятори складаються з порцелянової або скляної ізолюючої
частини (1) і металевих деталей - шапок (2) і стрижнів (3), що з'єднуються
з ізолюючими елементами за допомогою цементної зв'язки (4)

40.

Підвісні ізолятори

41.

Полімерні ізолятори
1-е покоління
(клеяної
конструкції з
кремнієорганічною
захисною
оболонкою)
2-е покоління
(цільнолита
констукція з
кремнієорганічною
оболонкою та
клеяною
герметизацією
вузла )
3-є покоління
(цільнолита з
кремнієорганічною
оболонкою та
додатковим
захистом від
проникнення
вологи)

42.

Полімерні ізолятори
Переваги й особливості:
- висока міцність при вигині і крутінні;
- високі розрядні характеристики;
- висока гідрофобність поверхні навіть у забрудненому стані. Це
унікальна властивість кремнієорганіки, що забезпечує низькі струми
витоку і високі розрядні характеристики в умовах забруднення і
зволоження;
- висока стійкість до ударних і електромеханічних навантажень;
- висока сейсмо- і вібростійкість;
- висока опірність до актів вандалізму;
- мала вага;
- низькі витрати на транспортування, відсутність битих ізоляторів;
- нормований термін експлуатації – 30 років;
- низькі витрати при монтажі й експлуатації.

43.

Порівняння матеріалів, що використовуються при
виготовленні ізоляторів
Порцеляна
Полімери
Характеристика матеріалу
Механічна міцність залишається незмінною весь
Механічна міцність зменшується при підвищенні при підвищених
термін експлуатації
температурах та через старіння полімеру
Повна стійкість до всіх хімічних агресивних викидів Нестійкий до викидів практично всіх металургійних і хімічних виробництв
промислових підприємств
Водопроникність нульова
Матеріал водопроникний при розгерметизації
Негорючий матеріал
Пожежонебезпечний матеріал
Механічні властивості
Не має деформації в момент прикладання Величина прогину в момент прикладання вигинаючого зусилля нормується
вигинаючого зусилля
ТУ. При появі незначних пошкоджень порушуються електричні
характеристики
Механічна міцність практично не залежить від Механічна міцність зменшується при підвищених температурах та через
температури експлуатації ізолятора
старіння полімерних матеріалів
Електричні властивості
Електричні властивості ізолятора залишаються Електрична міцність незмінно зменшується через старіння полімерних
незмінними
матеріалів
Пробій ізолятора неможливий через високі При розгерметизації ізолятора можливий пробій, як по внутрішній поверхні
діелектричні властивості порцеляни
труби ізолятора, так і по повітряному проміжку порожнини труби
Експлуатаційні властивості
Велика вага
Крихкість, можливість биття ізоляторів при
транспортуванні
Застосування
технології
гарачого
цинкування
забезпечує термін придатності кінцевих контактів та
арматури в продовж терміну служби ізоляторів
Низька вага
Можливе пошкодження захисної оболонки гострими предметами при
експлуатації, при упакуванні та транспортуванні
На кінцевих контактах деяких ізоляторів, через 5-10 років з'являються сліди
корозії

44.

СРС №2
Кабельні лінії електропередавання (КЛЕП)
-
Конструкції КЛЕП.
Види КЛЕП.
Маркування КЛЕП.
Застосування КЛЕП.
Переваги та недоліки використання КЛЕП.