vlep_presentation

1.

МДК.04.01 ВОЗДУШНАЯ ЛИНИЯ
Воздушные линии
электропередач (ВЛЭП)
Комплексное учебное пособие по конструктивному устройству,
классификации напряжений, типам опор, проводам СИП, арматуре,
грозозащите и нормам ПУЭ.
Параметры проекта:
• Дисциплина: МДК.04.01 «Воздушная линия»
• Нормативная база: ПУЭ-7, ГОСТ 839-2019, СТО Россети
• Иллюстрации: реальные фотографии эксплуатируемого оборудования
Магистральная ВЛЭП сверхвысокого напряжения

2.

МДК.04.01 ВОЗДУШНАЯ ЛИНИЯ • ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ
02 / 14
Назначение и роль ВЛЭП в единой энергетической системе
Определение по ПУЭ-7
• Воздушная линия электропередачи (ВЛ) — устройство для передачи и
распределения электроэнергии по проводам, расположенным на открытом
воздухе.
• Провода прикрепляются при помощи изоляторов и арматуры к опорам,
кронштейнам или стойкам инженерных сооружений.
• ВЛ составляют основу Единой энергетической системы (ЕЭС) России,
объединяя электростанции и центры нагрузок.
Преимущества перед кабельными линиями
• Экономичность: стоимость строительства ВЛ в 3–5 раз ниже стоимости
кабельных линий аналогичной мощности.
• Эффективное охлаждение: естественный отвод тепла окружающим воздухом
позволяет передавать повышенные токовые нагрузки.
• Ремонтопригодность: открытый визуальный доступ к проводам, изоляторам и
траверсам упрощает диагностику и устранение аварий.
Ввод магистральных ВЛ в открытое распределительное устройство
(ОРУ)

3.

МДК.04.01 ВОЗДУШНАЯ ЛИНИЯ • КЛАССИФИКАЦИЯ
03 / 14
Классификация линий по напряжению и назначению
Классы напряжений в электросетях РФ
• Низковольтные сети (до 1 кВ): городские и сельские распределительные сети
0.4 кВ (380/220 В) для прямого электроснабжения потребителей.
• Среднее напряжение (1–35 кВ): распределительные фидеры 6, 10, 20 и 35 кВ,
питающие цеховые и поселковые трансформаторные подстанции.
• Высокое напряжение (110–220 кВ): региональные питающие сети
энергосистем, передача мощности между крупными узлами.
• Сверхвысокое (330–750 кВ) и ультравысокое (1150 кВ): межсистемные и
транзитные магистрали ЕЭС.
Классификация по роду тока и назначению
• Переменный ток трехфазный (промышленная частота 50 Гц) — абсолютное
большинство действующих линий в России и мире.
• Постоянный ток высокого напряжения (HVDC) — транзит мощности на
тысячи километров без реактивных потерь и связь несинхронных энергосистем.
Двухцепная линия электропередачи 500 кВ

4.

МДК.04.01 ВОЗДУШНАЯ ЛИНИЯ • КОНСТРУКЦИЯ И ГАБАРИТЫ
04 / 14
Конструктивное устройство линии и параметры пролета
Ключевые элементы конструкции ВЛ
• Опоры: удерживают провода на безопасной нормированной высоте над
землей и препятствиями.
• Токоведущие провода: транспортируют электрическую энергию фаз (голые
АС или изолированные СИП).
• Изоляторы: изолируют провода, находящиеся под рабочим напряжением, от
заземленного тела опоры.
• Линейная арматура: зажимы, сцепные звенья, гасители вибрации и защитные
кольца.
• Грозозащитный трос: экранирует фазные провода от прямых ударов молнии.
Геометрические параметры пролета по ПУЭ
• Длина пролета (L): расстояние между осями соседних опор (от 40 м на ВЛ 0.4
кВ до 450 м на ВЛ 500 кВ).
• Стрела провеса (f): вертикальное расстояние от прямой между точками
подвеса до низшей точки провода в пролете.
• Габарит до земли (H): наименьшее расстояние от провода до земли при
максимальной температуре воздуха или гололеде (6–8 м).
Пролет ВЛ: подвеска фазных проводов к траверсе опоры

5.

МДК.04.01 ВОЗДУШНАЯ ЛИНИЯ • ОПОРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
05 / 14
Классификация опор ВЛ по функциональному назначению
Типы опор по характеру нагрузок
• Промежуточные (тип П): устанавливаются на прямолинейных участках; несут
только вертикальные нагрузки (вес проводов, гололед) и ветровое давление.
Составляют 80–90% всех опор на трассе.
• Анкерные (тип А): устанавливаются через каждые несколько километров для
создания жестких точек натяжения; воспринимают полное продольное тяжение
проводов смежных анкерных пролетов.
• Угловые (тип У): монтируются на поворотах трассы; воспринимают
результирующее тяжение проводов смежных пролетов (угол поворота до 60–
90°).
• Концевые (тип К): устанавливаются перед ОРУ подстанций; воспринимают
постоянное одностороннее тяжение всех проводов линии.
Специальные типы опор
• Переходные: сверхвысокие опоры (до 100–150 м) для пересечения широких
рек, проливов и ущелий.
• Транспозиционные: служат для смены взаимного пространственного
расположения фазных проводов для симметрирования индуктивности и
емкости фаз линии.
Стальная анкерно-угловая опора с натяжными гирляндами
изоляторов

6.

МДК.04.01 ВОЗДУШНАЯ ЛИНИЯ • МАТЕРИАЛЫ ОПОР
06 / 14
Материалы и конструктивное исполнение опор
Сравнение основных конструкционных материалов
• Металлические решетчатые опоры: собираются из стального углового
проката на болтах или сварке; защищены горячим цинкованием.
Долговечность до 50+ лет, основной тип для ВЛ 110–750 кВ.
• Железобетонные опоры: вибрированные стойки (СВ-95, СВ-110) для сетей
0.4–10 кВ и центрифугированные конические стойки (СК) для 35–220 кВ. Не
требуют окраски, стойки к коррозии.
• Многогранные гнутые стойки (МГС): современные стальные конические
граненые стойки; занимают минимум места на земле, быстрый монтаж.
• Деревянные опоры: пропитываются антисептиками (креозот, Сенеж);
обладают отличной диэлектрической прочностью, снижают грозовые
отключения на ВЛ до 35 кВ.
Фундаменты опор
• Железобетонные грибовидные подножники (серия ФБ, ФП) для анкерных и
промежуточных металлических опор.
• Свайные фундаменты и винтовые сваи в слабых грунтах и болотах.
• Бурильно-крановое заглубление стоек прямо в грунт (для ж/б опор СВ/СК).
Железобетонная опора ВЛ с траверсами и штыревой изоляцией

7.

МДК.04.01 ВОЗДУШНАЯ ЛИНИЯ • ТОКОВЕДУЩИЕ ЧАСТИ
07 / 14
Провода ВЛЭП и технология расщепления фаз
Неизолированные сталеалюминиевые провода (АС)
• Провод марки АС (по ГОСТ 839-2019): основа современных воздушных линий
напряжением 35 кВ и выше.
• Стальной сердечник: оцинкованные стальные проволоки воспринимают
основное механическое тяжение и массу провода.
• Алюминиевые повивы: внешние слои из электротехнического алюминия
обеспечивают высокую проводимость для протекания тока.
• Условное обозначение: например, АС 240/32 — 240 мм² сечение алюминия,
32 мм² сечение стального сердечника.
Расщепление фазы на 330–750 кВ
• Суть технологии: каждая фаза состоит не из одного толстого провода, а из
нескольких проводов меньшего сечения, разнесенных дистанционными
распорками на 40–50 см.
• Борьба с коронным разрядом: увеличение эквивалентного радиуса фазы
резко снижает напряженность электрического поля на поверхности проводов.
• Снижение потерь энергии на корону, уменьшение радиопомех и снижение
реактивного индуктивного сопротивления линии.
Тройная расщепленная фаза 500 кВ с дистанционными распорками

8.

МДК.04.01 ВОЗДУШНАЯ ЛИНИЯ • ИЗОЛИРОВАННЫЕ ПРОВОДА
08 / 14
Самонесущие изолированные провода (СИП)
Конструктивные марки проводов СИП
• СИП-1: провод для ВЛ 0.4 кВ с неизолированной нулевой несущей жилой из
алюминиевого сплава.
• СИП-2: провод 0.4 кВ со всеми изолированными жилами, включая нулевую
несущую (основной стандарт Россетей).
• СИП-3: одножильный защищенный провод в усиленной изоляции из сшитого
полиэтилена (СПЭ) для линий 6–35 кВ.
• СИП-4: 4 токопроводящие жилы равного сечения без отдельной несущей
жилы (для вводов в дома и ответвлений).
Эксплуатационные преимущества СИП
• Исключение схлестывания: падение веток и сильный ветер не вызывают
коротких замыканий и отключений фидера.
• Безопасность: изоляция из СПЭ исключает поражение током при случайном
касании и исключает несанкционированные набросы.
• Сокращение охранной зоны: позволяет прокладывать трассу в стесненных
условиях улиц и по стенам зданий.
Монтаж провода СИП на промежуточной железобетонной опоре

9.

МДК.04.01 ВОЗДУШНАЯ ЛИНИЯ • ИЗОЛЯЦИЯ ЛИНИЙ
09 / 14
Типы и конструкции изоляторов ВЛЭП
Штыревые и подвесные изоляторы
• Штыревые изоляторы (ШФ-20, ШС-10): жестко насаживаются на штыри или
крюки траверсы; провод крепится проволочной вязкой. Применяются на
линиях напряжением до 20–35 кВ.
• Подвесные тарельчатые изоляторы (ПС-70, ПС-120): собираются в гибкие
шарнирные гирлянды с помощью замков «шапка-пестик». Применяются на ВЛ
от 35 до 750 кВ.
• Гирлянды изоляторов: поддерживающие (на промежуточных опорах) и
натяжные (на анкерных опорах). Количество изоляторов зависит от класса
напряжения (на 110 кВ — 6–8 шт., на 220 кВ — 12–14 шт.).
Материалы изоляторов
• Закаленное стекло: высокая диэлектрическая и механическая прочность. При
электрическом пробое тарелка мгновенно осыпается («эффект
самодиагностики»), что упрощает обнаружение дефекта с земли.
• Полимерные композиты (ЛК-70): цельный стержень из стеклопластика с
кремнийорганической ребристой оболочкой. В 5–7 раз легче стекла, высокая
гидрофобность в условиях загрязнений.
Гирлянда подвесных стеклянных изоляторов на траверсе опоры

10.

МДК.04.01 ВОЗДУШНАЯ ЛИНИЯ • ЛИНЕЙНАЯ АРМАТУРА
10 / 14
Классификация и назначение линейной арматуры по ГОСТ
5 основных групп линейной арматуры
• Сцепная: скобы (СК), серьги (СР), ушки (У1), коромысла — для соединения
элементов гирлянд между собой и крепления к траверсе опоры.
• Поддерживающая: поддерживающие глухие (ПГН) и качающиеся зажимы для
подвески провода на промежуточных опорах.
• Натяжная: клиновые (НКК), болтовые (НБ) и прессуемые (НАС) зажимы для
анкерного закрепления натянутого провода.
• Соединительная: овальные соединители (СОАС) под скручивание/опрессовку
и плашечные зажимы (ПА) для электрического контакта.
Защитная арматура и гасители вибрации
• Гасители вибрации Стокбриджа (ГВ): два массивных чугунных груза на гибком
стальном тросике; поглощают энергию высокочастотных колебаний провода от
ветра и предотвращают усталостный излом жил.
• Защитные рога и кольца: выравнивают градиент электрического потенциала
вдоль гирлянды изоляторов и отводят дугу короткого замыкания от
поверхности стекла/фарфора.
Гаситель вибрации Стокбриджа, смонтированный на проводе ВЛ

11.

МДК.04.01 ВОЗДУШНАЯ ЛИНИЯ • ЗАЩИТА ЛИНИЙ
11 / 14
Заземляющие устройства и грозозащита ВЛЭП
Грозозащитный трос и угол защиты
• Грозозащитный трос (ТК-50 / С-50): подвешивается на вершинах опор выше
фазных проводов для защиты от прямых ударов молнии (ПУЭ требует угол
грозозащиты не более 20–30°).
• ОКГТ (оптический кабель в грозотросе): современный стандарт,
совмещающий грозозащиту линии и встроенные оптические волокна для
скоростной передачи данных телемеханики и связи РЗА.
• Ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН): защищают изоляцию от
коммутационных и грозовых перенапряжений, сбрасывая волну
перенапряжения на землю.
Заземление опор по ПУЭ
• Контур заземления: заглубленные стальные вертикальные электроды и
горизонтальные лучевые полосы вокруг фундамента опоры.
• Нормируемое сопротивление: не более 10–30 Ом (в зависимости от
удельного сопротивления грунта) для надежного отвода токов молнии без
обратного перекрытия на провода.
Вершина анкерной опоры: узел крепления грозотроса и гирлянд

12.

МДК.04.01 ВОЗДУШНАЯ ЛИНИЯ • МОНТАЖ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ
12 / 14
Климатические нагрузки, вибрация и обслуживание ВЛ
Расчетные климатические факторы по ПУЭ
• Ветровое давление: расчет нагрузок по ветровым районам (скорость ветра до
30–40 м/с создает мощные горизонтальные усилия на опоры и отклоняет
провода).
• Гололедно-изморозевые отложения: образование ледяной муфты толщиной
10–40 мм резко увеличивает вертикальную нагрузку на провода и траверсы в
3–5 раз.
• Температурный диапазон: сезонные перепады от -40°C до +40°C изменяют
длину провода: зимой натяжение максимально, летом стрела провеса
максимальна.
Техническое обслуживание и мониторинг
• Плановые верховые и низовые осмотры трассы электромонтерамилинейщиками с применением оптических приборов.
• Тепловизионный контроль контактных аппаратных зажимов и соединителей с
вертолетов или с земли под нагрузкой.
• Плавка гололеда: искусственный нагрев проводов постоянным или
переменным током для сброса ледяной корки.
Работа электромонтера-линейщика на высоте при техническом
обслуживании ВЛ

13.

МДК.04.01 ВОЗДУШНАЯ ЛИНИЯ • БЕЗОПАСНОСТЬ И ПУЭ
13 / 14
Охранные зоны ВЛЭП и правила техники безопасности
Размеры охранных зон (Постановление Правительства РФ
№ 160)
• Охранная зона — земельный участок и воздушное пространство вдоль ВЛ,
ограниченное вертикальными плоскостями по обе стороны от крайних
проводов:
• • До 1 кВ: 2 метра (для изолированных проводов СИП — 5 метров в лесу);
• • 1–20 кВ: 10 метров (для проводов СИП-3 — 5 метров);
• • 35 кВ: 15 метров;
• • 110 кВ: 20 метров;
• • 220 кВ: 25 метров;
• • 330–500 кВ: 30 метров;
•Запрещенные
• 750 кВ: 40 метров.
действия в охранной зоне
• Категорически запрещено строительство зданий, посадка деревьев,
складирование ГСМ и мусора, разведение костров.
• Работа подъемных кранов, экскаваторов и спецтехники разрешается только
по письменному согласованию с сетевой организацией и наряду-допуску.
Охранная зона: просека ВЛЭП в лесном массиве с соблюдением
габаритов

14.

МДК.04.01 ВОЗДУШНАЯ ЛИНИЯ • ЗАКЛЮЧЕНИЕ
14 / 14
Итоги, современные тенденции и нормативная литература
Ключевые выводы по дисциплине МДК.04.01
• Воздушные линии электропередач остаются главным и наиболее
экономичным способом передачи электроэнергии на любые расстояния в
России.
• Надежность работы ВЛ определяется согласованным выбором всех
компонентов: типа опор, проводов, изоляционных гирлянд, линейной
арматуры и грозозащиты.
• Массовое внедрение проводов СИП в сетях 0.4–35 кВ кардинально повысило
надежность электроснабжения и безопасность для населения.
Современные инновации и литература
• Инновации: мониторинг динамической пропускной способности (DLR),
диагностика линий БПЛА с лидарами и тепловизорами, композитные траверсы.
• Нормативная литература: Правила устройства электроустановок (ПУЭ-7), ГОСТ
839-2019 («Провода неизолированные»), СТО 34.01-2.2-026-2016 ПАО
«Россети».
ВЛЭП: ключевая артерия энергетики будущего