Расположение проводов на опорах. Транспозиция проводов
Основными элементами ВЛ являются: опоры, провода, изоляторы, линейная арматура, грозозащитные тросы.
Для ВЛ используются металлические, железобетонные и деревянные опоры.
Для изготовления металлических опор применяют углеродистую и низколегированную стали. Для защиты от коррозии опоры оцинковывают или покрывают антикоррозийными лаками и красками. Такие опоры устанавливаются на ВЛ напряжением 35, 110, 220, 330 и 500 кВ (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Двухцепная ВЛ-35 на металлических опорах
Железобетонные опоры из центрифугированного бетона кольцеобразного сечения применяют для линий напряжением 35, 110, 220 кВ. Железобетонные опоры из вибробетона прямоугольного или квадратного сечения применяют для линий напряжением 0,4, 6, 10 кВ (рис. 3.2).
Для деревянных опор используется лиственница зимней рубки, сосна, ель, пихта. Деревянные опоры с железобетонными приставками применяют для ВЛ 0,4, 6, 10, 35 и 110 кВ. Для защиты от гниения деревянные опоры пропитывают антисептиком, что увеличивает срок службы древесины в 3 раза.
Рис. 3.2. Сечения железобетонных опор:
а – центрифугированные; б – из вибробетона
По назначению опоры делятся на промежуточные (рис. 3.3) и анкерные (рис. 3.4). Промежуточные опоры устанавливают на прямых участках трассы и предназначены только для поддержания проводов на изоляторах. Они не воспринимают усилий вдоль воздушной линии. Анкерные опоры рассчитаны на одностороннее тяжение проводов в пролетах. Анкерные опоры устанавливают через каждые 3-5 км ВЛ. Если не устанавливать анкерные опоры, то в случае обрыва проводов в пролете все промежуточные опоры начнут падение друг за другом и вся ВЛ на несколько километров упадет. При наличии анкерной опоры падение опор на ней прекратится.
Рис. 3.3. Деревянные промежуточные опоры:
а – для линий 6, 10 кВ; б – для линий 35, 110 кВ; 1 – стойки; 2 – приставка (пасынок); 3 – бандаж; 4 – траверсы
Рис. 3.4. Анкерные опоры:
а – для ВЛ 35, 110 кВ; б – для ВЛ 6, 10 кВ
На анкерных опорах провода закрепляют жестко. Угловые опоры устанавливают в точках изменения направления ВЛ. При незначительных углах поворота (до 20°) эти опоры могут изготавливаться как промежуточные, при углах поворота от 20° до 90° их выполняют по типу анкерных опор. Концевые опоры устанавливают в конце линии перед подстанциями или вводами.
В линиях напряжением 6, 10, 35 кВ концевые и угловые опоры выполняются А-образными или АП-образными.
Воздушные линии могут быть одноцепные и двухцепные. Одноцепная ВЛ содержит на опоре одну цепь из трех проводов трехфазной сети, а двухцепная содержит две цепи.
Рис. 3.5. Транспозиция проводов ВЛ 110, 220 кВ:
1 , 2 – транспозиционные опоры
Транспозиционные анкерные опоры с дополнительными изоляторами осуществляют транспозицию проводов (рис. 3.5) на ВЛ напряжением 110, 220 кВ и выше. Транспозиция проводов необходима для выравнивания индуктивностей и емкостей и падения напряжения во всех фазах ВЛ при длине более 100 км таким образом, чтобы на одной трети длины каждая фаза занимала среднее положение.
Характеристики пролета ВЛ
Основные характеристики пролета: длина, габарит, стрела провеса (рис. 3.6).
Рис. 3.6. Характеристика пролета ВЛ:
а – при одинаковом уровне подвеса проводов; б – при разных уровнях;
– длина пролета; – габарит; – стрела провеса; – высота опоры
Длина пролета – расстояние между опорами; габарит – наименьшее расстояние от нижней точки провода до земли (воды, сооружения). Стрела провеса – расстояние от нижней точки провода до прямой, соединяющей точки подвеса. Зимой стрела провеса уменьшается, летом увеличивается.
Размеры ВЛ зависят от номинального напряжения (табл. 3.1).
Таблица 3.1
Размеры элементов конструкции ВЛ разных напряжений
Требования ПУЭ при сооружении ВЛ
Требования ПУЭ к ВЛ изложены на семидесяти шести страницах. Ниже приведены для примера только некоторые из них.
1. Наименьшие расстояния от проводов до земли (габарит) для ВЛ различных напряжений (табл. 3.2).
Таблица 3.2
*К населенной местности относятся города, поселки, дачные поселения, к ненаселенной – поля, пашни и т.п.
2. Нельзя строить ВЛ над стадионом, школой, детским садом, рынком.
3. Сечение проводов для ВЛ 6, 10 кВ марки АС необходимо принимать не менее 50 мм 2 .
4. В населенной местности для ВЛ 6, 10 кВ должна быть двойная привязка проводов к изоляторам.
Если при строительстве ВЛ будут допущены нарушения требований ПУЭ, то инспектор Ростехнадзора не даст разрешение на эксплуатацию данной ВЛ и потребует устранить нарушения.
Провода для воздушных линий электропередач
Для воздушных линий (ВЛ) электропередач используют голые многопроволочные алюминиевые (А) и сталеалюминевые (АС) провода. Например, провод А-50 содержит 7 алюминиевых проволок диаметром по 3 мм каждая. Площадь поперечного сечения одной проволоки мм 2 . суммарная площадь семи проволок мм 2 .
Расшифровка провода А-50: А – алюминиевый, 50 – площадь поперечного сечения провода, мм 2 . Провод А-50 выдерживает на разрыв силу кгс, масса 1 км составляет кг, сопротивление 1 км Ом. Провода марки А изготавливаются сечением от 16 до 800 мм 2 . Технические данные этих проводов представлены в табл. 3.3.
Таблица 3.3
Технические данные голых алюминиевых проводов марки А
| Номинальное сечение, мм 2 | Диаметр провода, мм | Сопротивление 1 км при 20°С, Ом , Ом/км | Число и диаметр проволок, мм | Разрывное усилие, кгс | Масса 1 км, кг |
| 5,1 | 1,8 | 7х1,70 | |||
| 6,4 | 1,15 | 7х2,13 | |||
| 7,5 | 0,84 | 7х2,50 | |||
| 9,0 | 0,58 | 7х3,00 | |||
| 10,7 | 0,41 | 7х3,55 | |||
| 12,3 | 0,31 | 7х4,10 | |||
| 14,0 | 0,25 | 19х2,80 | |||
| 15,8 | 0,19 | 19х3,15 | |||
| 17,8 | 0,16 | 19х3,50 | |||
| 20,0 | 0,12 | 19х4,00 | |||
| 22,1 | 0,1 | 37х3,15 |
Провод АС-50/8 алюминиевый со стальным сердечником содержит 6 алюминиевых проволок диаметром по 3,2 мм и одну стальную проволоку диаметром 3,2 мм. Площадь поперечного сечения алюминиевой проволоки мм 2 . Суммарная площадь шести алюминиевых проволок мм 2 .
Площадь стальной проволоки мм 2 .
Расшифровка провода АС-50/8: А – алюминиевый, С – стальной, 50 – суммарная площадь поперечного сечения алюминиевых проволок, мм 2 , 8 – площадь сечения стального сердечника, мм 2 .
Провод АС-50/8 выдерживает на разрыв кгс, масса 1 км кг, сопротивление 1 км Ом. Провода марки АС изготавливаются сечением от 10 до 1000 мм 2 . Технические данные этих проводов представлены в табл. 3.4.
Таблица 3.4
Технические данные голых сталеалюминевых проводов марки АС
| Номинальное сечение, (алюминий/ сталь), мм 2 | Диаметр провода, мм | Сопротивление 1 км при 20°С, Ом , Ом/км | Количество и диаметр проволок, мм | Разрывное усилие, кгс | Масса 1 км, кг | |
| алюминиевых | стальных | |||||
| 10/1,8 | 4,5 | 6х1,50 | 1х1,50 | 42,7 | ||
| 16/2,7 | 5,6 | 1,78 | 6х1,85 | 1х1,85 | ||
| 25/4,2 | 6,9 | 1,15 | 6х2,30 | 1х2,30 | ||
| 35/6,2 | 8,4 | 0,78 | 6х2,80 | 1х2,80 | ||
| 50/8 | 9,6 | 0,6 | 6х3,20 | 1х3,20 | ||
| 70/11 | 11,4 | 0,42 | 6х3,80 | 1х3,80 | ||
| 70/72 | 15,4 | 0,42 | 18х2,20 | 19х2,20 | ||
| 95/16 | 13,5 | 0,3 | 6х4,5 | 1х4,5 | ||
| 95/141 | 19,8 | 0,32 | 24х2,20 | 37х2,20 | ||
| 120/19 | 15,2 | 0,24 | 26х2,40 | 7х1,85 | ||
| 120/27 | 15,4 | 0,25 | 30х2,20 | 7х2,20 | ||
| 150/19 | 16,8 | 0,21 | 24х2,80 | 7х1,85 | ||
| 150/24 | 17,1 | 0,20 | 26х2,70 | 7х2,10 | ||
| 150/34 | 17,5 | 0,21 | 30х2,50 | 7х2,50 | ||
| 185/24 | 18,9 | 0,154 | 24х3,15 | 7х2,10 | ||
| 185/29 | 18,8 | 0,159 | 26х2,98 | 7х2,30 | ||
| 185/43 | 19,6 | 0,156 | 30х2,80 | 7х2,80 | ||
| 185/128 | 23,1 | 0,154 | 54х2,10 | 37х2,10 |
При переходе ВЛ через железную дорогу, водные преграды, инженерные сооружения применяются усиленные провода марки АС. Например, провод АС-95/16 содержит одну стальную проволоку диаметром 4,5 мм площадью 16 мм 2 . Разрывное усилие кгс (3,4 тс), кг.
Провод АС-95/141 содержит стальной сердечник из 37 проволок диаметром по 2,2 мм каждая. Суммарная площадь поперечного сечения стального сердечника 141 мм 2 . Разрывное усилие кгс (18,5 тс), что в 5,4 раза больше чем у провода АС-95/16 с такой же площадью алюминиевых проволок. Масса 1 км провода АС-95/141 кг, в 3,5 раза тяжелее провода АС-95/16.
Провода марки АС прочнее проводов марки А примерно в 1,5 раза, но они при этом во столько же раз и тяжелее.
В электрических расчетах проводимость стального сердечника не учитывают, так как его проводимость составляет всего 4% от алюминиевого. Удельное сопротивление алюминия при 20ºС Ом·мм 2 /м, т.е. сопротивление 1 м провода сечением 1 мм 2 Ом. Удельное сопротивление железа (стали) Ом·мм 2 /м. Сопротивление железа в 3,57 раз больше, чем у алюминия (0,100/0,028=3,57). В проводе АС-50/8 площадь стального сердечника в 6,25 раз меньше, чем у алюминия (50/8 = 6,25). Сопротивление стального сердечника в 22,3 раза больше, чем алюминиевого (6,25·3,57 = 22,3), т.е. проводимость составляет 4% (1·100/22,3 = 4,4%).
Сталеалюминевые провода изготавливают с различным соотношением площадей сечений алюминиевой и стальной частей: для проводов нормальной прочности 6:1; для усиленных 4:1; для особо усиленных 1,5:1.
Провода с облегченными сердечниками имеют соотношение 8:1, особо облегченные (12-18):1.
Для увеличения продолжительности работы алюминиевых и сталеалюминевых проводов в течение всего срока службы (40 лет) их покрывают антикоррозионной защитной электросетевой смазкой ЗЭС.
Если в проводе марки А межпроволочные пазы заполнены антикоррозионной смазкой, то шифр обозначения провода АКП.
Если в проводе АС сердечник заполнен антикоррозионной смазкой, то шифр обозначения АСКС, при заполнении всего провода – АСКП.
Если в проводе АС сердечник обмотан полиэтиленовой пленкой, то шифр обозначения АСК.
ВЛ-35 кВ и выше выполняются сталеалюминевыми проводами облегченной конструкции (АСО) при толщине стенки гололеда до 20 мм и усиленной (АСУ) при толщине свыше 20 мм.
Провода из меди маркируются буквой М, например, М-50, где 50 – суммарная площадь поперечного сечения проволок.
Для грозозащитных тросов используют стальные оцинкованные многопроволочные провода марки ПС, например, ПС-25 (П – провод, С – стальной многопроволочный, 25 – суммарная площадь поперечного сечения проволок, табл. 3.5).
Таблица 3.5
Стальные оцинкованные провода марки ПС
Стальные однопроволочные провода марки ПСО изготавливаются с диаметрами 3,5, 4, 5 мм и обозначаются, например, ПСО-5 (П – провод, С – стальной, О – однопроволочный, 5 – диаметр, мм).
Строительная длина – это количество провода на барабане без разрыва. Например, длина провода А-35 на барабане 4000 м (4 км).
Провода марки АЖ представляют собой сплав алюминия с магнием и кремнием ().
Провода марки АС применяются для системообразующих и распределительных ВЛ напряжением 35, 110, 220 кВ и выше, где необходима повышенная прочность при воздействии ветровых нагрузках и гололеде.
Для внутри карьерных распределительных ВЛ-6(10) кВ рекомендуется принимать провод марки А. Он легче, мягче, с ним удобнее работать, легче монтировать. Провод А-120 кг/км в 1,6 раза легче провода АС-120/27 кг/км.
Самонесущие изолированные провода
Самонесущие изолированные провода (СИП) изготавливаются многопроволочными из алюминиевой проволоки и покрываются изоляцией из полиэтилена (LД, РЕ, ХLРЕ). Номинальное напряжение марки СИП-1 и СИП-2 до 1000 В, СИП-3 – 20 кВ.
Пример сечений: 1х16+1х25; 3х35+1х50; 4х16+1х25.
Провода СИП-3 одножильные сечением 50, 70, 95, 120, 150 мм 2 .
Достоинства СИП:
1. Алюминиевые провода не разрушаются коррозией.
2. СИП можно прокладывать по стенам зданий.
3. СИП безопаснее, снижается вероятность коротких замыканий.
4. СИП интенсивно внедряется в городских электрических сетях, заменяя голые провода марки А и АС.
Изоляторы
Изоляторы предназначены для изоляции проводов ВЛ от опор и для крепления их к опорам. Традиционный материалы для изготовления изоляторов – фарфор и стекло. Новый материал – полимеры. На рис. 3.7 показана гирлянда изоляторов из фарфора для ВЛ-110 и полимерный изолятор взамен данной гирлянды.
Изолятор состоит из изоляционного элемента и металлической арматуры для крепления изоляторов к опоре.
На ВЛ 0,4, 6, 10 кВ следует применять штыревые изоляторы, на ВЛ 35 кВ штыревые и подвесные, на ВЛ 110, 220 кВ и выше только подвесные. Подвесные изоляторы собирают в гирлянды из отдельных изоляторов при помощи специальной сцепной арматуры.
Рис. 3.7. Гирлянда изоляторов из фарфора и полимерный стержень
Число изоляторов в гирлянде в зависимости от напряжения ВЛ:
6, 10 кВ – 1 изолятор;
35 кВ – 3 изолятора;
110 кВ – 7 изоляторов;
220 кВ – 14 изоляторов.
Поддерживающие гирлянды располагаются вертикально на промежуточных опорах. Натяжные гирлянды располагаются почти горизонтально на анкерных опорах.
Изоляторы из стекла предпочтительнее фарфоровых. Во-первых, они прочнее фарфоровых и, во-вторых, легче отыскивать трещины и утечки тока.
Гасители вибраций
Для проводов характерны вибрация и пляска. Вибрация возникает при слабом ветре и представляет собой периодические колебания в вертикальной плоскости с частотой 5-50 Гц и с амплитудой до трех диаметров провода. Под ее действием возникают динамические переменные усилия, приводящие к разрыву проволочек в местах крепления.
Пляска возникает под действием порывистого ветра (5-20 м/с) на провода, покрытые гололедом. Частота колебаний составляет 0,2-0,4 Гц, амплитуда колебаний до 5 м. Это приводит к схлестыванию проводов и поломке опор.
Для защиты проводов от колебаний в вертикальной плоскости используются гасители вибраций. При сечении проводов А35 – А95, АС25 – АС70 шпилевого типа. При сечениях А120 и АС95 и более в виде стального троса с двумя чугунными грузами (рис. 3.8).
Рис. 3.8. Гаситель вибрации проводов
Масса льда в 6,4 раза больше массы самого провода (1775/276=6,4).
Территория России по гололедности разбита на 5 районов (табл. 3.6).
Таблица 3.6
Иркутская область относится ко II району.
Изобретение относится к области железных дорог, электрифицированных на переменном токе, и направлено на обеспечение нормального функционирования высоковольтных линий с изолированной нейтралью в условиях интенсивного воздействия электромагнитного поля контактной сети железной дороги. Устройство транспозиционной геометрии проводов воздушной высоковольтной линии содержит: опоры линии, кронштейны для крепления в ряд двух изоляторов по углам основания условного пространственного равностороннего треугольника, стороны которого увеличены в минимально допустимый размер сближения. Для симметрирования погонных электрических параметров линии применена шестишаговая транспозиция проводов - фаз в цикле с поворотом проводов - фаз на 60° на каждой опоре и вращением проводов по всей длине линии. Геометрическое расположение проводов на опорах по углам условного пространственного равностороннего треугольника выполнено с помощью чередующихся по высоте и разных по длине кронштейнов с подвесными изоляторами, на которых крепятся провода - фазы. Технический результат заключается в снижении электромагнитного воздействия контактной сети железной дороги на функционирование высоковольтных линий с изолированной нейтралью. 2 ил.
Рисунки к патенту РФ 2460654
Изобретение относится к аппаратуре, обеспечивающей нормальное функционирование высоковольтных линий с изолированной нейтралью, а также линий, использующих систему два - провода заземленный провод (ДПЗП патент от 10.11.2006 г. № 2286891) в условиях интенсивного воздействия электромагнитного поля контактной сети железной дороги. Снижение несимметрии треугольника питающих напряжений потребителей систем с изолированной нейтралью и ДПЗП от электромагнитного влияния контактной сети зависит от геометрии расположения проводов на опорах. Задача заключается в том, чтобы влияющее электромагнитное поле оказывало одинаковое воздействие на все три провода. Тогда уровни наведенных напряжений как от магнитной, так и от электрической составляющих, в точках подключения потребителей, будут одинаковы, и разности потенциалов по фазам линии от влияний будут стремиться к нулю. Соответственно, на самом потребителе будет только напряжение питания. Поставленную цель можно достигнуть, создав одинаковое расстояние от каждого из проводов линии до эквивалента влияния контактной сети. Под эквивалентом влияния контактной сети следует понимать геометрическую расположенность всех токоведущих элементов (контактный провод, несущий трос, струнки и т.д.) и, кроме того, такую же геометрию от параллельного - второго пути. Вся эта геометрия трех проводов должна сводиться в условную геометрическую точку. Если все три провода будут параллельно разнесены в пространстве, то такая задача конструктивно не решаема. Однако если свести три провода в единую геометрическую точку влияния, то можно получить положительный результат. Транспозиция проводов ВЛ обеспечивает выравнивание индуктивностей и емкостей отдельных фаз, уменьшение влияния на соседние параллельные воздушные линии, тем самым обеспечивая качественную передачу электроэнергии к потребителю. Транспозиция заключается во взаимном обмене местами проводов различных фаз на протяжении всей линии. Для этого вся длина линии делится на части, число которых кратно трем, и каждая фаза, переходя с одного участка на другой, меняется местами с другими фазами, что описано в учебнике: «Электроснабжение нетяговых потребителей железных дорог». Ратнер М.П., Могилевский Е.Л. - М.: Транспорт, 1985 г. Устройство принято в качестве прототипа. В прототипе применяют длину шага транспозиции 3 км. Три шага транспозиции (при каждом шаге смещение проводов на 120°) обеспечивает через 360° полное перекрещивание проводов, что составляет цикл транспозиции.
Транспозиция проводов выполняется на специальной транспозиционной опоре или в пролете (промежуток между опорами), подходящий к транспозиционной опоре. Если транспозиция выполняется в пролете, то в месте крепления проводов на опоре, для защиты их от перехлеста, необходимо в два раза увеличить минимально допустимое расстояние между проводами. В остальных пролетах линии (3 км) провода идут параллельно друг другу до следующего шага транспозиции. Между шагами транспозиции электрические параметры несимметричны. К основным погонным электрическим параметрам линии, влияющим на качества передачи электроэнергии, относятся погонная индуктивность, погонная емкость, погонная проводимость и коэффициент распространения.
Погонная индуктивность линий обусловлена магнитным потоком, пронизывающим рамку, образованная проводами цепи, а также магнитным потоком внутри проводов цепи.
Из этого следует, что внешняя индуктивность не зависит от частоты и определяется геометрическими параметрами самой и влияющей линий. Если шаг транспозиции достаточно значителен и составляет 3 км, а цикл 9 км, то на протяжении 9 км происходит постоянное значительное изменение внешней индуктивности по длине всей линии, а косое сближение дополнительно вносит несимметрию электрических погонных параметров. Разброс параметров внешней индуктивности по длине линии отрицательным образом сказывается на качестве электроэнергии у потребителей, подключенных к одной и той же линии.
Симметрирование погонных электрических параметров, в основном, выполняется в кабелях связи, а также силовых кабелях электропитания, которых принимаем в качестве аналога ( Теория передачи сигналов электросвязи . Ю.С.Шинаков, Ю.М.Колодяжный - М.; Радио и связь, 1989). Симметричная кабельная цепь представляет собой жилы, скрученные в звездную четверку по всей длине кабеля. Благодаря скрутке в звездную четверку, каждый из проводов имеет одинаковую емкость по отношению к земле и к любому другому проводу другой цепи. Погонная индуктивность в кабельных линиях по отношению к воздушным линиям значительно меньше за счет уменьшения внешней индуктивности.
В симметричных кабельных линиях основным преимуществом является симметричность погонных электрических параметров. Кроме того, для более точной подгонки этих параметров применяют еще индивидуальное трехэтапное симметрирование. Однако существенным недостатком кабельных линий, из-за малого расстояния между жилами, является большая погонная емкость по отношению к воздушным линиям. Этот недостаток влияет на переходные коммутационные процессы и, тем самым, ограничивает длину непрерывных кабельных линий (длина силовых непрерывных кабельных линий не более 60 км).
Предлагаемое устройство транспозиционной геометрии проводов для снижения электромагнитного воздействия максимально использует все преимущества как воздушных, так и кабельных линий. То есть предлагаемое устройство использует симметрию погонных электрических параметров кабелей, но с малой погонной емкостью, которой обладают воздушные проводные линии.
Цель изобретения - создание устройства транспозиционной геометрии проводов воздушной высоковольтной линии электроснабжения с повышенной симметрией погонных электрических параметров линии находящейся в условиях интенсивного воздействия электромагнитного поля контактной сети железных дорог, электрифицированных на переменном токе.
Погонное равенство всех электрических параметров проводов - фаз линии достигается путем применения транспозиции трех проводов на каждом межпролетном пространстве по всей длине линии, с применением не трехшаговой межпролетной транспозиции с поворотом на 120° (требующей двукратного увеличения допустимого безопасного расстояния между проводами и имеющей на основании этого расстояние между шагами 3 км), а шестишагового поворота на 60° на каждой опоре. Шестишаговый поворот проводов на 60° по окружности на каждой опоре (показанный на расчетной схеме фиг.1 и пространственной схеме фиг.2), который увеличивает расстояние между проводами в опорных точках по отношению к середине пролета лишь на коэффициент 1.15, позволяя использовать стандартизированные конструкции кронштейнов и опор, тем самым сохраняя нормируемые габариты и разгружая опору до стандартных значений нагрузки, а также позволяя выполнять транспозиционный шаг на каждом пролете без пропусков. Эта транспозиционная геометрия проводов дает возможность применить ее не только для напряжений 6 (10) кВ, но и с более высокими значениями напряжений 27,35 кВ и даже выше. Применение расположения проводов на опорах по углам условного пространственного равностороннего треугольника (см. пунктиром фиг.1) позволяет получить высокий уровень симметрирования погонных электрических параметров линии.
В устройстве имеются: опоры линии - 1; кронштейны для крепления двух изоляторов в ряд по углам основания условного пространственного равностороннего треугольника, стороны которого увеличены в 1.15D - нормированного минимально допустимого размера сближения - 2; кронштейны для крепления одного изолятора на третьем угле условного пространственного равностороннего треугольника - 3; подвесные гирлянды изоляторов - 4; провода - фазы высоковольтной трехфазной линии - 5, 6 и 7; эквивалент влияющей контактной сети - 8.
Устройство работает следующим образом. Электромагнитное поле контактной сети 8 облучает своими магнитной и электрической составляющими провода - фазы 5, 6 и 7.
Эти провода 5, 6 и 7 за счет своего постоянного вращения вдоль всей длины линии имеют одинаковые погонные электрические параметры. Соответственно, они получают одинаковое воздействие от обоих составляющих электромагнитного поля контактной сети 8. За счет соразмерности расстояния до эквивалента контактной сети 8 обеспечивается равенство наведенных электрических величин на всех трех проводах 5, 6, 7. В результате на подключенных к этой линии потребителях взаимно уничтожаются магнитная и электрическая составляющие электромагнитного поля контактной сети 8. Выполненный на каждой опоре 1 условный пространственный равносторонний треугольник с увеличенными сторонами в 1.15 (для невозможности перехлеста проводов), образованный с помощью чередующихся по высоте и разных по длине кронштейнов 2 и 3 с подвесными изоляторами 4, на которых крепятся провода - фазы 5, 6 и 7, дополнительно сближает равенство погонных электрических параметров линии.
Предлагаемое устройство транспозиционной геометрии проводов воздушной высоковольтной линии электроснабжения с повышенной симметрией погонных электрических параметров линии находящейся в условиях интенсивного воздействия электромагнитного поля контактной сети железных дорог, электрифицированных на переменном токе, обеспечивает высокое качество поставляемой электроэнергии потребителям и снимает конструктивный предел использования для более высоких напряжений.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство транспозиционной геометрии проводов воздушной высоковольтной линии электроснабжения с повышенной симметрией погонных электрических параметров линии, находящейся в условиях интенсивного воздействия электромагнитного поля контактной сети железных дорог, электрифицированных на переменном токе, содержащее: контактную сеть переменного тока, излучающую электромагнитное поле и высоковольтную линию с транспозицией проводов, находящуюся в зоне этого электромагнитного поля, отличающееся тем, что для симметрирования погонных электрических параметров линии применяется шестишаговая транспозиция проводов - фаз в цикле с их поворотом на 60° (на каждой опоре), их вращением (по всей длине линии) и их геометрическим расположением на опорах по углам условного пространственного равностороннего треугольника, выполненного с помощью чередующихся по высоте и разных по длине кронштейнов с подвесными изоляторами, на которых крепятся провода - фазы.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ
2.5.1. Настоящая глава Правил распространяется на ВЛ выше 1 кВ и до 500 кВ, выполняемые неизолированными проводами. Настоящая глава не распространяется на электрические воздушные линии, сооружение которых определяется специальными правилами, нормами и постановлениями (контактные сети электрифицированных железных дорог, трамвая, троллейбуса, сигнальные линии автоблокировки и т. д.). Кабельные вставки в ВЛ должны выполняться в соответствии с требованиями, приведенными в гл. 2.3 и 2.5.69.
2.5.2. Воздушной линией электропередачи выше 1 кВ называется устройство для передачи электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным при помощи изоляторов и арматуры к опорам или кронштейнам и стойкам на инженерных сооружениях (мостах, путепроводах и т. п.).
За начало и конец ВЛ принимаются линейные порталы или линейные вводы распределительных устройств, а для ответвлений - ответвительная опора и линейный портал или линейный ввод распределительного устройства.
2.5.3. Нормальным режимом ВЛ выше 1 кВ называется состояние ВЛ при необорванных проводах и тросах.
Аварийным режимом ВЛ выше 1 кВ называется состояние ВЛ при оборванных одном или нескольких проводах или тросах.
Монтажным режимом ВЛ выше 1 кВ называется состояние в условиях монтажа опор, проводов и тросов.
Габаритным пролетом называется пролет, длина которого определяется нормированным вертикальным габаритом от проводов до земли при устройстве опор на идеально ровной поверхности.
Ветровым пролетом называется длина участка ВЛ, давление ветра на провода или тросы с которого воспринимается опорой.
Весовым пролетом называется длина участка ВЛ, вес проводов или тросов которого воспринимается опорой.
Габаритной стрелой провеса провода называется наибольшая стрела провеса в габаритном пролете.
2.5.4. Населенной местностью называются земли городов в пределах городской черты в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа в пределах поселковой черты и сельских населенных пунктов в пределах черты этих пунктов.
Ненаселенной местностью называются земли единого государственного земельного фонда, за исключением населенной и труднодоступной местности. К ненаселенной местности настоящие Правила относят незастроенные местности, хотя бы и часто посещаемые людьми, доступные для транспорта и сельскохозяйственных машин, сельскохозяйственные угодья, огороды, сады, местности с отдельными редко стоящими строениями и временными сооружениями.
Труднодоступной местностью называется местность, недоступная для транспорта и сельскохозяйственных машин.
Застроенной местностью в настоящих Правилах называются территории городов, поселков и сельских населенных пунктов в границах фактической застройки, защищающие ВЛ с обеих сторон от поперечных ветров.
2.5.5. Большими переходами называются пересечения судоходных рек, судоходных проливов или каналов, на которых устанавливаются опоры высотой 50 м и более, а также пересечения любых водных пространств с пролетом пересечения более 700 м независимо от высоты опор ВЛ.
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ 2.5.6. Механический расчет проводов и тросов ВЛ производится по методу допускаемых напряжений, расчет изоляторов и арматуры - по методу разрушающих нагрузок. По обоим методам расчеты производятся на нормативные нагрузки. Расчет опор и фундаментов ВЛ производится по методу расчетных предельных состояний. Применение других методов расчета в каждом отдельном случае должно быть обосновано в проекте.
В настоящей главе приведены условия для определения нормативных нагрузок. Указания по определению расчетных нагрузок, используемых в расчетах строительных конструкций ВЛ (опор и фундаментов), даны в приложении к настоящей главе.
Коэффициенты перегрузки и расчетные положения, касающиеся специфических условий расчета конструкций ВЛ, приводятся в приложении к настоящей главе.
2.5.7. На ВЛ 110-500 кВ длиной более 100 км для ограничения несимметрии токов и напряжений должен выполняться один полный цикл транспозиции. На двухцепных ВЛ схемы транспозиции должны быть одинаковыми. Шаг транспозиции по условию влияний на линии связи не нормируется.
В электрических сетях 110-500 кВ, содержащих несколько участков ВЛ длиной менее 100 км каждый, транспозиция проводов выполняется непосредственно на промежуточных подстанциях (на шинах, в пролете между концевой опорой и порталом подстанции или на концевой опоре). При этом транспозиция должна осуществляться так, чтобы суммарные длины участков ВЛ с различным чередованием фаз были примерно равны.
В электрических сетях до 35 кВ рекомендуется производить транспозицию фаз на подстанциях так, чтобы суммарные длины участков с различным чередованием фаз были примерно равны.
2.5.8. Обслуживание ВЛ должно предусматриваться с ремонтно-производственных баз (РПБ) и ремонтно-эксплуатационных пунктов (РЭП).
Размещение РПБ и РЭП, выбор их типа, оснащение средствами механизации работ и транспорта должны производиться на основании схем организации эксплуатации, утвержденных в установленном порядке, или действующих нормативов.
РПБ и РЭП должны оборудоваться средствами связи в соответствии со схемой организации эксплуатации, утвержденной в установленном порядке.
Кроме РПБ и РЭП для эксплуатации ВЛ в труднодоступной местности на трассе ВЛ должны быть предусмотрены упрощенные пункты обогрева, количество и расположение которых должны быть обоснованы в проекте.
2.5.9. При ремонтно-производственных базах предусматривается строительство производственно-жилой площади для оперативного и ремонтно-эксплуатационного персонала ВЛ. Объем строительства производственно-жилой площади определяется в соответствии со схемой организации эксплуатации энергосистемы, утвержденной в установленном порядке, или действующими нормативами.
Производственно-жилые помещения размещаются, как правило, на территории подстанций или РПБ и должны быть обеспечены местной телефонной или радиосвязью с возможностью выхода на ближайшую телефонную сеть Министерства связи СССР, вызывной сигнализацией, а также средствами радиофикации.
2.5.10. Укомплектование сетевых предприятий и их структурных подразделений транспортными средствами и средствами механизации работ для эксплуатации и ремонта ВЛ производится в соответствии с перспективной схемой организации эксплуатации, утвержденной в установленном порядке, или действующими нормативами.
Автомашины и самоходные механизмы, предназначенные для эксплуатации и ремонта ВЛ, должны быть оборудованы средствами двусторонней радиосвязи с РПБ.
2.5.11. Численность персонала, объем производственно-жилых помещений РПБ и РЭП, а также количество транспортных средств и механизмов, необходимых для эксплуатации, определяются в соответствии с действующими нормативными документами.
2.5.12. К ВЛ 110 кВ и выше должен быть обеспечен в любое время года подъезд на возможно близкое расстояние, но не далее чем на 0,5 км от трассы ВЛ. Для проезда вдоль трассы указанных ВЛ и для подъезда к ним должна быть расчищена от насаждений, пней, камней и т. п. полоса земли шириной не менее 2,5 м. Исключения допускаются лишь на участках ВЛ:
проходящих по топким болотам и сильно пересеченной местности, где проезд невозможен. В этих случаях необходимо выполнять вдоль трассы ВЛ пешеходные тропки с мостиками шириной не менее 0,4 м или насыпные земляные дорожки шириной не менее 0,8 м;
проходящих по территориям, занятым под садовые и другие ценные культуры и снегозащитные насаждения вдоль железных и шоссейных дорог.
2.5.13. Опоры ВЛ рекомендуется устанавливать вне зоны размыва берегов с учетом возможных перемещений русел и затопляемости района, а также вне мест, где могут быть потоки дождевых и других вод, ледоходы (овраги, поймы рек и др.).
При невозможности установки опор ВЛ вне указанных опасных зон должны быть выполнены мероприятия по защите опор от повреждений (устройство специальных фундаментов, укрепление берегов, откосов, склонов, устройство водоотводных канав, ледорезов или иных сооружений и т. п.).
Установка опор в зоне предполагаемых грязекаменных селевых потоков запрещается.
Наибольший горизонт ледохода и уровня высоких (паводковых) вод принимается с обеспеченностью 2% (повторяемость 1 раз в 50 лет) для ВЛ 330 кВ и ниже 1% (повторяемость 1 раз в 100 лет) или по историческому наблюдаемому уровню при наличии соответствующих данных для ВЛ 500 кВ.
2.5.14. При прохождении ВЛ с деревянными опорами по лесам, сухим болотам и другим местам, где возможны низовые пожары, для защиты опор должна быть предусмотрена одна из следующих мер:
устройство вокруг каждой стойки опоры на расстоянии 2 м от нее канавы глубиной 0,4 и шириной 0,6 м;
уничтожение химическим или другим способом травы и кустарника и очистка от них площадки радиусом 2 м вокруг каждой опоры;
применение железобетонных приставок (пасынков); при этом расстояние от земли до нижнего торца стойки должно быть не менее 1 м.
Для районов многолетней мерзлоты в местах, где возможны низовые пожары, расстояние от деревянной опоры до канавы и размер зоны химической обработки растительности увеличиваются до 5 м.
Установка деревянных опор ВЛ 110 кВ и выше в местах, где возможны торфяные пожары, не рекомендуется.
2.5.15. На опорах ВЛ на высоте 2,5-3,0 м должны быть нанесены следующие постоянные знаки:
порядковый номер - на всех опорах;
номер ВЛ или ее условное обозначение - на концевых опорах, первых опорах ответвлений от линии, на опорах в месте пересечения линий одного напряжения, на опорах, ограничивающих пролет пересечения с железными дорогами и автомобильными дорогами I-V категорий, а также на всех опорах участков трассы с параллельно идущими линиями, если расстояние между их осями - менее 200 м. На двухцепных и многоцепных опорах ВЛ, кроме того, должна быть обозначена соответствующая цепь;
расцветка фаз - на ВЛ 35 кВ и выше на концевых опорах, опорах, смежных с транспозиционными, и на первых опорах ответвлений от ВЛ;
предупреждающие плакаты - на всех опорах ВЛ в населенной местности;
плакаты, на которых указаны расстояния от опоры ВЛ до кабельной линии связи, - на опорах, установленных на расстоянии менее половины высоты опоры до кабелей связи;
информационные знаки, на которых указаны ширина охранной зоны ВЛ и номер телефона владельца ВЛ. (смотри в приложении "Требования к информационным знакам и их установке")
2.5.16. Металлические опоры и подножники, выступающие металлические части железобетонных опор и все металлические детали деревянных и железобетонных опор ВЛ должны быть защищены от коррозии путем оцинковки или окраски стойким покрытием. Очистка, грунтовка и окраска должны производиться только в заводских условиях. На трассе следует производить лишь повторную окраску поврежденных мест.
2.5.17. В соответствии с "Правилами маркировки и светоограждения высотных препятствий" на приаэродромных территориях и воздушных трассах в целях обеспечения безопасности полетов самолетов опоры ВЛ, которые по своему расположению или высоте представляют аэродромные или линейные препятствия для полетов самолетов, должны иметь сигнальное освещение (светоограждение) и дневную маркировку (окраску), выполненные в соответствии со следующими условиями:
1. Опоры ВЛ должны иметь световое ограждение на самой верхней части (точке) и ниже через каждые 45 м. Расстояния между промежуточными ярусами огней, как правило, должны быть одинаковыми.
2. В каждом ряду светоограждения опоры должно устанавливаться не менее двух огней, размещенных на двух внешних сторонах опоры и работающих одновременно или по одному при наличии надежного автоматического устройства для включения резервного огня при выходе из строя основного огня.
3. Заградительные огни должны быть установлены так, чтобы их можно было наблюдать со всех направлений и в пределах от зенита до 5° ниже горизонта.
4. Средства светового ограждения аэродромных препятствий по условиям электроснабжения относятся к электроприемникам I категории. В отдельных случаях допускается электроснабжение заградительных огней по одной линии электропередачи при полной надежности ее работы.
5. Включение и отключение светового ограждения препятствий в районе аэродрома должны производиться владельцами ВЛ и командно-диспетчерским пунктом аэродрома по заданному режиму работы.
Допускается применение надежных автоматических устройств для включения и отключения заградительных огней. На случай отказа в работе этих устройств следует предусматривать возможность включения заградительных огней вручную.
6. Для обеспечения удобного и безопасного обслуживания должны предусматриваться площадки у мест размещения сигнальных огней и оборудования, а также лестницы для доступа к этим площадкам. Для этих целей следует использовать площадки и лестницы, имеющиеся на опорах ВЛ.
7. Для целей дневной маркировки опоры со световым ограждением должны быть окрашены в два цвета - красный (оранжевый) и белый - полосами шириной до 6 м в зависимости от высоты опоры. Число полос должно быть не менее трех, причем первую и последнюю полосы окрашивают в красный (оранжевый) цвет.
8. Определение того, к какому роду препятствий относится конкретная опора ВЛ, расчет высоты маркировки и светового ограждения, определение других требований, предъявляемых к выполнению светоограждения и дневной маркировки, а также согласование требований с органами гражданской авиации осуществляются в соответствии с "Правилами маркировки и светоограждения высотных препятствий".
2.5.18. Для определения мест повреждений на ВЛ 110 кВ и выше должны быть предусмотрены специальные приборы, устанавливаемые на подстанциях. При прохождении этих ВЛ в районах, где может быть гололед с толщиной стенки 15 мм и более, рекомендуется предусматривать устройства, сигнализирующие о появлении гололеда (см. также 2.5.19).
2.5.19. Для ВЛ, проходящих в районах с толщиной стенки гололеда 20 мм и более, а также в местах с частыми образованиями гололеда или изморози в сочетании с сильными ветрами и в районах с частотой и интенсивной пляской проводов, рекомендуется предусматривать плавку гололеда на проводах. Плавка гололеда на тросах ВЛ должна предусматриваться в тех случаях, когда возможно опасное приближение освобождающихся от гололеда проводов к тросам, покрытым гололедом.
При обеспечении плавки гололеда без перерыва электроснабжения потребителей нормативная толщина стенки гололеда может быть снижена на 15 мм, при этом расчетная толщина стенки гололеда должна быть не менее 15 мм.
На ВЛ с плавкой гололеда должны быть предусмотрены устройства, сигнализирующие о появлении гололеда. При выборе установок сигнализатора гололеда следует учитывать необходимое время от поступления сигнала до начала плавки в соответствии с расчетными условиями, принятыми для ВЛ.
2.5.20. Трасса ВЛ должна выбираться по возможности кратчайшей. В районах с большими отложениями гололеда, сильными ветрами, лавинами, оползнями, камнепадами, болотами и т. п. необходимо при проектировании предусматривать по возможности обходы особо неблагоприятных мест, что должно быть обосновано сравнительными технико-экономическими расчетами.
КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ 2.5.21. Определение расчетных климатических условий, интенсивности грозовой деятельности и пляски проводов для расчета и выбора конструкций ВЛ должно производиться на основании карт климатического районирования с уточнением по региональным картам и материалам многих наблюдений гидрометеорологических станций и метеопостов управлений гидрометеослужбы и энергосистем за скоростью ветра, интенсивностью и плотностью гололедно-изморозевых отложений и температурой воздуха, грозовой деятельностью и пляской проводов в зоне трассы сооружаемой ВЛ.
При обработке данных наблюдений должно быть учтено влияние микроклиматических особенностей на интенсивность гололедообразования и на скорость ветра в результате действия как природных условий (пересеченный рельеф местности, высота над уровнем моря, наличие больших озер и водохранилищ, степень залесенности и т. д.), так и существующих или проектируемых инженерных сооружений (плотины и водосбросы, пруды-охладители, полосы сплошной застройки и т. п.).
Для ВЛ, сооружаемых в малоизученных районах*, значения скоростного напора ветра и толщины стенки гололеда рекомендуется принимать на район выше.
* К малоизученным районам относятся районы, где:
1) Отсутствуют метеостанции либо есть метеостанции, но их количество недостаточно или они нерепрезентативны.
2) Отсутствует опыт эксплуатации.
2.5.22. Максимальные нормативные скоростные напоры ветра и толщину гололедно-изморозевых отложений определяют, исходя из их повторяемости 1 раз в 15 лет для ВЛ 500 кВ, 1 раз в 10 лет для ВЛ 6-330 кВ и 1 раз в 5 лет для ВЛ 3 кВ и ниже.
2.5.23. Максимальные нормативные скоростные напоры для высоты до 15 м от земли принимаются по табл. 2.5.1 в соответствии с картой районирования территории СССР по скоростным напорам ветра (рис. 2.5.1-2.5.4), но не ниже 40 даН/м² для ВЛ 6-330 кВ и 55 даН/м² для ВЛ 500 кВ.
Рис. 2.5.1. Карта районирования территории СНГ по скоростным напорам ветра. Лист 1
Рис. 2.5.2. Карта районирования территории СНГ по скоростным напорам ветра. Лист 2
Рис. 2.5.3. Карта районирования территории СНГ по скоростным напорам ветра. Лист 3
Рис. 2.5.4. Карта районирования территории СНГ по скоростным напорам ветра. Лист 4
2.5.24. Скоростной напор ветра на провода ВЛ определяется по высоте расположения приведенного центра тяжести всех проводов, скоростной напор на тросы - по высоте расположения центра тяжести тросов. При расположении центра тяжести на высоте до 15 м скоростной напор принимается по табл. 2.5.1.
При высоте более 15 м скоростной напор определяется путем умножения значения напора, указанного в табл. 2.5.1 для высоты до 15 м, на поправочный коэффициент по табл. 2.5.2, учитывающий возрастание скорости ветра по высоте.
Таблица 2.5.1. Максимальный нормативный скоростной напор ветра на высоте до 15 м от земли
Примечания: 1. Для повторяемости 1 раз в 10 лет и 1 раз в 15 лет в таблице даны унифицированные значения скоростных напоров и скоростей ветра.
2. Значения скоростных напоров при их уточнении на основании обработки фактически замеренных скоростей определяются по формуле
,
где - скорость ветра на высоте 10 м над поверхностью земли (при двухминутном интервале усреднения), превышаемая в среднем один раз в 5, 10 или 15 лет; 
- поправочный коэффициент к скоростям ветра, полученным из обработки наблюдений по флюгеру, принимается не более единицы; при использовании малоинерционных анемометров коэффициент принимается равным единице.
Полученные значения применяются до высоты 15 м. Рекомендуется округлять их до ближайшего указанного в таблице значения.
Высота расположения приведенного центра тяжести проводов или тросов определяется для габаритного пролета по формуле
,
где - средняя высота крепления провода к изоляторам или средняя высота крепления тросов на опоре, отсчитываемая от отметки земли в местах установки опор, м; - стрела провеса провода или троса, условно принимаемая наибольшей (при высшей температуре или гололеде без ветра), м.
Полученные значения скоростных напоров ветра должны быть округлены до целого числа.
2.5.25. Скоростной напор ветра на провода и тросы больших переходов через водные пространства определяется по указаниям 2.5.24, но с учетом следующих дополнительных требований:
1. Для перехода, состоящего из одного пролета, высота расположения приведенного центра тяжести проводов или тросов определяется по формуле
,
где - высота крепления тросов или средняя высота крепления проводов к изоляторам на опорах перехода, отсчитываемая от меженного уровня реки или нормального горизонта пролива, канала, водохранилища, м; - наибольшая стрела провеса провода или троса перехода, м.
Таблица 2.5.2. Поправочный коэффициент на возрастание скоростных напоров ветра по высоте
| Высота, м | Коэффициент | Высота, м | Коэффициент |
| До 15 | 1,0 | 100 | 2,1 |
| 20 | 1,25 | 200 | 2,6 |
| 40 | 1,55 | 350 и выше | 3.1 |
| 60 | 1,75 | ||
Примечание. Для промежуточных высот значения поправочных коэффициентов определяются по линейной интерполяции.
2. Для перехода, состоящего из нескольких пролетов, скоростной напор ветра на провода или тросы определяется для высоты , соответствующей средневзвешенному значению высот приведенных центров тяжести проводов или тросов во всех пролетах перехода и вычисляемой по формуле
,
где - высоты приведенных центров тяжести проводов или тросов над меженным уровнем реки или нормальным горизонтом пролива, канала, водохранилища в каждом из пролетов, м. При этом если пересекаемое водное пространство имеет высокий, незатопляемый берег, на котором расположены как переходные, так и смежные с ними опоры, то высоты приведенных центров тяжести в пролете, смежном с переходным, отсчитываются от отметки земли в этом пролете; - длины пролетов, входящих в переход, м.
2.5.26. Скоростной напор ветра на конструкции опор определяется с учетом его возрастания по высоте. Для отдельных зон высотой не более 15 м значение поправочных коэффициентов следует принимать постоянным, определяя его по высоте средних точек соответствующих зон, отсчитываемой от отметки земли в месте установки опоры.
2.5.27. Для участков ВЛ, сооружаемых в застроенной местности, максимальный нормативный скоростной напор ветра допускается уменьшать на 30% (скорость ветра - на 16%) по сравнению с принятым для района прохождения ВЛ, если средняя высота окружающих зданий составляет не менее 2/3 высоты опор. Такое же уменьшение скоростного напора ветра допускается для ВЛ, трасса которых защищена от поперечных ветров (например, в лесных массивах заповедников, в горных долинах и ущельях).
2.5.28. Для участков ВЛ, находящихся в местах с сильными ветрами (высокий берег большой реки, резко выделяющаяся над окружающей местностью возвышенность, долины и ущелья, открытые для сильных ветров, прибрежная полоса больших озер и водохранилищ в пределах 3-5 км), при отсутствии данных наблюдений максимальный скоростной напор следует увеличивать на 40% (скорость ветра - на 18%) по сравнению с принятым для данного района. Полученные цифры рекомендуется округлять до ближайшего значения, указанного в табл. 2.5.1.
2.5.29. При расчете проводов и тросов на ветровые нагрузки направление ветра следует принимать под углом 90°, 45° и 0° к ВЛ. При расчете опор следует принимать направление ветра под углом 90 и 45° к ВЛ.
2.5.30. Нормативная ветровая нагрузка P , даН, на провода и тросы, действующая перпендикулярно проводу (тросу), для каждого расчетного режима определяется по формуле
,
где - коэффициент, учитывающий неравномерность скоростного напора ветра по пролету ВЛ, принимаемый равным: 1 при скоростном напоре ветра до 27 даН/м² , 0,85 при 40 даН/м² , 0,75 при 55 даН/м² , 0,7 при 76 даН/м² и более (промежуточные значения определяются линейной интерполяцией); K l - коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку, равный 1,2 при длине пролета до 50 м, 1,1 при 100 м, 1,05 при 150 м, 1 при 250 м и более (промежуточные значения K l определяются интерполяцией); C k - коэффициент лобового сопротивления, принимаемый равным: 1,1 для проводов и тросов диаметром 20 мм и более, свободных от гололеда, 1,2 для всех проводов и тросов, покрытых гололедом, и для проводов и тросов диаметром менее 20 мм, свободных от гололеда; q - нормативный скоростной напор ветра в рассматриваемом режиме, даН/м² ; - площадь диаметрального сечения провода, м² (при гололеде с учетом нормативной толщины стенки гололеда); - угол между направлением ветра и осью ВЛ.
При измерении скорости ветра по приборам с 10-минутным интервалом осреднения в приведенную формулу следует вводить коэффициент 1,3.
2.5.31. Нормативная масса гололедных отложений на проводах и тросах определяется, исходя из цилиндрической формы отложений с плотностью 0,9 г/см 3 .
Толщина стенки гололеда, приведенная к высоте 10 м от земли и к диаметру провода 10 мм при повторяемости 1 раз в 5 и 10 лет, определяется в соответствии с картой районирования территории СССР по гололеду (рис. 2.5.5-2.5.10) и табл. 2.5.3. Толщина стенки гололеда может быть уточнена на основании обработки многолетних наблюдений.
Рис. 2.5.5. Карта районирования территории СНГ по толщине стенки гололеда. Лист 1
Рис. 2.5.6. Карта районирования территории СНГ по толщине стенки гололеда. Лист 2
Рис. 2.5.7. Карта районирования территории СНГ по толщине стенки гололеда. Лист 3
Рис. 2.5.8. Карта районирования территории СНГ по толщине стенки гололеда. Лист 4
Рис. 2.5.9. Карта районирования территории СНГ по толщине стенки гололеда. Лист 5
Рис. 2.5.10. Карта районирования территории СНГ по толщине стенки гололеда. Лист 6
Таблица 2.5.3. Нормативная толщина стенки гололеда для высоты 10 м над поверхностью земли
Толщина стенки гололеда с повторяемостью 1 раз в 15 лет в I-IV районах по гололеду, а также с любой повторяемостью в особых районах по гололеду должна приниматься на основании обработки данных фактических наблюдений.
Принимаемая в расчетах толщина стенки гололеда для повторяемости один раз в 5 и 10 лет должна быть не менее 5 мм, а для повторяемости 1 раз в 15 лет - не менее 10 мм.
При высоте расположения приведенного центра тяжести проводов до 25 м поправки на толщину стенки гололеда в зависимости от высоты и диаметра проводов и тросов не вводятся.
При высоте расположения приведенного центра тяжести проводов более 25 м толщина стенки гололеда вычисляется в соответствии со СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия" Госстроя России, причем высота для определения поправочного коэффициента принимается в соответствии с указаниями 2.5.25 такой же, как для вычисления скоростного напора ветра. При этом исходную толщину стенки гололеда (для высоты 10 м и диаметра 10 мм) следует принимать без увеличения, предусмотренного 2.5.32.
Толщина стенки гололеда до 22 мм округляется до ближайшего значения, кратного 5 мм, а толщина более 22 мм - до 1 мм.
2.5.32. Для участков ВЛ, проходящих по плотинам гидроэлектростанций и вблизи прудов-охладителей, при отсутствии данных наблюдений следует принимать толщину стенки гололеда на 5 мм больше, чем для всей линии.
2.5.33. Расчетные температуры воздуха принимаются одинаковыми для ВЛ всех напряжений по данным фактических наблюдений и округляются до значений, кратных пяти.
2.5.34. Расчет ВЛ по нормальному режиму работы необходимо производить для следующих сочетаний климатических условий:
1) высшая температура, ветер и гололед отсутствуют.
2) низшая температура, ветер и гололед отсутствуют.
3) среднегодовая температура , ветер и гололед отсутствуют.
4) провода и тросы покрыты гололедом, температура минус 5°С, ветер отсутствует.
5) максимальный нормативный скоростной напор ветра , температура минус 5°С, гололед отсутствует.
6) провода и тросы покрыты гололедом, температура минус 5°С, скоростной напор ветра 0,25 (скорость ветра 0,5 ). В районах с толщиной стенки гололеда 15 мм и более скоростной напор ветра при гололеде должен быть не менее 14 даН/м² (скорость ветра - не менее 15 м/с).
7) Фактические сочетания скоростных напоров ветра и размеров отложений гололеда на проводах и тросах при температуре минус 5° С в режимах:
7.1. Максимальное отложение гололеда на проводах и тросах и скоростной напор ветра при этом отложении.
7.2. Максимальный скоростной напор ветра и отложения гололеда на проводах и тросах при этом скоростном напоре.
Нагрузки по пунктам 7.1. и 7.2 определяются по региональным картам гололедно-ветровых нагрузок. При отсутствии региональных карт значения нагрузок определяются путем обработки соответствующих метеоданных по "Методике расчета и построения региональных карт результирующей гололедно-ветровой нагрузки ВЛ" и по "Методике разработки региональных карт нормативных районов ветровых нагрузок при гололеде для проектирования и эксплуатации ВЛ", разработанных ВНИИЭ и утвержденных Главтехуправлением Минэнерго СССР, при условии, что для характеристики климатических условий на 100 км ВЛ имеется 2 и более репрезентативных метеорологических станций с рядами наблюдений за фактическими сочетаниями отложений и наблюдаемых при них скоростей ветра.
В тех случаях, когда определение нагрузок не представляется возможным, расчет ВЛ на воздействие гололедно-ветровых нагрузок следует производить на условия согласно пункту 6. При этом скоростной напор ветра при гололеде следует принимать не более 30 даН/м 2 (V=22 м/с).
При расчете ВЛ по пп.6 и 7.1 в районах с нормативной толщиной стенки гололеда до 10 мм соответствующий скоростной напор ветра при гололеде должен быть не менее 6,25 даН/м 2 (V = 10 м/с), а в районах с нормативной толщиной стенки гололеда 15 мм и более - не менее 14,0 даН/м 2 (V = 15 м/с).
Для районов со среднегодовой температурой минус 5° С и ниже температуру в пп. 4, 5, 6 и 7 следует принимать равной минус 10° С.
2.5.35. Расчет ВЛ по аварийному режиму работы необходимо производить для следующих сочетаний климатических условий:
1. Среднегодовая температура , ветер и гололед отсутствуют.
2. Низшая температура , ветер и гололед отсутствуют.
3. Провода и тросы покрыты гололедом, температура минус 5°С, ветер отсутствует.
4. Провода и тросы покрыты гололедом, температура минус 5°С, скоростной напор ветра 0,25 .
2.5.36. При проверке опор ВЛ по условиям монтажа необходимо принимать следующие сочетания климатических условий: температура минус 15°С, скоростной напор ветра на высоте до 15 м от земли 6,25 даН/м² , гололед отсутствует.
2.5.37. При расчете приближений токоведущих частей к элементам опор ВЛ и сооружений необходимо принимать следующие сочетания климатических условий:
1. При рабочем напряжении: максимальный нормативный скоростной напор ветра , температура минус 5°С (см. также 2.5.34).
2. При грозовых и внутренних перенапряжениях: температура плюс 15°С, скоростной напор (), но не менее 6,25 даН/м² .
3. Для обеспечения безопасного подъема на опору под напряжением: температура минус 15°С, ветер и гололед отсутствуют.
Значение принимается таким же, как для определения ветровой нагрузки на провода.
Расчет приближений по п. 2 должен производиться также при отсутствии ветра.
Угол отклонения проводов и тросов определяется по формуле
,
где - коэффициент, учитывающий динамику колебаний провода при его отклонениях и принимаемый равным: 1 при скоростном напоре ветра до 40 даН/м² , 0,95 при 45 даН/м² , 0,9 при 55 даН/м² , 0,85 при 65 даН/м² , 0,8 при 80 даН/м² и более (промежуточные значения определяются линейной интерполяцией); - нормативная ветровая нагрузка на провод, даН; - нагрузка на гирлянду от веса провода, даН; - вес гирлянды изоляторов, даН.
Диаметр проводов, их сечение и количество в фазе, а также расстояние между проводами расцепленной фазы определяются расчетом.
2.5.39. По условиям механической прочности на ВЛ должны применяться многопроволочные алюминиевые и сталеалюминиевые провода и провода из алюминиевого сплава АЖ и многопроволочные тросы.
Минимальные допустимые сечения проводов:
Минимальные допустимые сечения проводов приведены в табл. 2.5.4.
Таблица 2.5.4. Минимальное допустимое сечение сталеалюминиевых проводов ВЛ по условиям механической прочности
На ВЛ 10 кВ и ниже, проходящих в ненаселенной местности с расчетной толщиной стенки гололеда до 10 мм, в пролетах без пересечений с инженерными сооружениями допускается применять однопроволочные стальные провода марок, разрешенных к применению специальными указаниями.
В качестве грозозащитных тросов следует использовать стальные канаты сечением не менее 35 мм² из проволок с пределом прочности не менее 120 даН/мм² . На особо ответственных переходах и в зонах химического воздействия, а также при использовании грозозащитного троса для высокочастотной связи и в случаях, когда это необходимо по условиям термической стойкости (см. 2.5.42), в качестве грозозащитного троса следует применять сталеалюминиевые провода общего применения или специальные.
В пролетах пересечений с надземными трубопроводами и канатными дорогами допускается применение стальных грозозащитных тросов. В пролетах пересечений с трубопроводами, не предназначенными для транспортировки горючих жидкостей и газов, допускается применение стальных проводов сечением 25 мм² и более.
В пролетах пересечений ВЛ с железными дорогами в качестве грозозащитных тросов следует применять стальные канаты с пределом прочности не менее 120 даН/мм² сечением не менее 35 мм² в I и II районах по гололеду и не менее 50 мм² в остальных районах по гололеду.
Для снижения потерь электроэнергии на перемагничивание стальных сердечников в сталеалюминиевых проводах рекомендуется при прочих равных условиях применять провода с четным числом повивов алюминиевых проволок.
Таблица 2.5.5. Наибольший допустимый пролет ВЛ с алюминиевыми, сталеалюминиевыми и стальными проводами и проводами из алюминиевых сплавов малых сечений
| Марка провода | Предельный пролет, м, при толщине стенки гололеда | |||
| до 10 мм | 15 мм | 20 мм | ||
| Алюминиевые: | ||||
| А 35 | 140 | - | - | |
| А 50 | 160 | 90 | 60 | |
| А 70 | 190 | 115 | 75 | |
| А 95 | 215 | 135 | 90 | |
| А 120 | 270 | 150 | 110 | |
| А 150 | 335 | 165 | 130 | |
| Из алюминиевых сплавов: | ||||
| АН 35 | 210 | 115 | 75 | |
| АН 50 | 265 | 155 | 100 | |
| АН 70 | 320 | 195 | 130 | |
| АН 95 | 380 | 235 | 160 | |
| АН 120 | 435 | 270 | 185 | |
| АН 150 | 490 | 290 | 205 | |
| АЖ 35 | 280 | 175 | 120 | |
| АЖ 50 | 350 | 220 | 140 | |
| АЖ 70 | 430 | 270 | 180 | |
| АЖ 95 | 500 | 330 | 230 | |
| АЖ 120 | 550 | 370 | 260 | |
| АЖ 150 | 605 | 400 | 290 | |
| Сталеалюминиевые: | ||||
| АС 25/4,2 | 230 | - | - | |
| АС 35/6,2 | 320 | 200 | 140 | |
| АС 50/8,0 | 360 | 240 | 160 | |
| АС 70/11 | 430 | 290 | 200 | |
| АС 95/16, АС 95/15 | 525 | 410 | 300 | |
| АС 120/19 | 660 | 475 | 350 | |
| Стальные ПС 25 | 520 | 220 | 150 | |
Примечания: 1. Указанные значения предельных пролетов действительны для алюминиевых проводов из проволоки АТ и АТп.
2. Значения предельных пролетов вычислены из условия достижения 80% предела прочности в точках его подвеса, расположенных на одинаковой высоте, при удвоенном весе гололеда и допускаемых напряжениях по табл. 2.5.7.
2.5.40. Для сталеалюминиевых проводов рекомендуются следующие области применения:
1. В районах с толщиной стенки гололеда до 20 мм: при сечениях до 185 мм² - с отношением А: С = 6,0 6,25, при сечениях 240 мм² и более - с отношением А: С = 7,71 8,04.
2. В районах с толщиной стенки гололеда более 20 мм: при сечениях до 95 мм² - с отношением А: С=6,0, при сечениях 120-400 мм² - с отношением А: С = 4,29 4,39, при сечениях 450 мм² и более - с отношением А: С = 7,71 8,04
3. На больших переходах с пролетами более 800 м - с отношением А: С=1,46.
Выбор других марок проводов обосновывается технико-экономическими расчетами.
4. При сооружении ВЛ в местах, где опытом эксплуатации установлено разрушение сталеалюминиевых проводов от коррозии (побережья морей, соленых озер, промышленные районы и районы засоленных песков, прилежащие к ним районы с атмосферой воздуха типов II и III), а также в местах, где такое разрушение ожидается на основании данных изысканий, следует применять сталеалюминиевые провода марок АСКС, АСКП, АСК в соответствии с ГОСТ 839-80, а алюминиевые провода - марки АКП.
На равнинной местности при отсутствии данных эксплуатации ширину прибрежной полосы, к которой относится указанное требование, следует принимать равной 5 км, а полосы от химических предприятий - 1,5 км.
2.5.41. По условиям короны при отметках до 1000 м над уровнем моря рекомендуется применять на ВЛ провода диаметром не менее указанных в табл. 2.5.6.
Таблица 2.5.6. Минимальный диаметр проводов
ВЛ по условиям короны, мм
При выборе конструкции ВЛ и количества проводов в фазе, а также междуфазных расстояний ВЛ необходимо ограничивать напряженность электрического поля на поверхности проводов до уровней, допустимых по короне (см. гл. 1.3) и уровню радиопомех.
2.5.42. Сечение грозозащитного троса, выбранное по механическому расчету, должно быть проверено на термическую стойкость в соответствии с указаниями гл. 1.4. На участках с изолированным креплением троса (см. 2.5.67) проверка на термическую стойкость не производится.
2.5.43. Механический расчет проводов и тросов ВЛ выше 1 кВ должен производиться на основании следующих исходных условий:
1) при наибольшей внешней нагрузке;
2) при низшей температуре и отсутствии внешних нагрузок;
3) при среднегодовой температуре и отсутствии внешних нагрузок.
Допустимые механические напряжения в проводах и тросах при этих условиях приведены в табл. 2.5.7.
Таблица 2.5.7. Допустимое механическое напряжение в проводах и тросах ВЛ напряжением выше 1 кВ
| Провода и тросы | Допустимое напряжение, % предела прочности при растяжении | Допустимое напряжение, даН/мм² , для проводов из алюминиевой проволоки | ||||||
| АТ | АТп | |||||||
| при наибольшей нагрузке и низшей температуре | при среднегодовой температуре | при наибольшей нагрузке и низшей температуре | 8,0412,2 | 8,1 | 12,6 | 8,4 | ||
| 185, 300 и 500 при А: С = 1,46 | 25,0 | 16,5 | 25,2 | 16,8 | ||||
| 330 при А: С = 12,22 | 10,8 | 7,2 | 11,7 | 7,8 | ||||
| 9,7 | 6,5 | 10,4 | 6,9 | |||||
| Стальные: | ||||||||
| ПС всех сечений | 50 | 35 | 31 | 21,6 | - | - | ||
| тросы ТК всех сечений | По ГОСТ или ТУ** | - | - | - | ||||
| ** В зависимости от разрывного усилия троса в целом.
|
||||||||
| Из алюминиевого сплава сечением, мм²: | ||||||||
| 16-95 из сплава АН | 40 | 30 | 8,3 | 6,2 | - | - | ||
| 16-95 из сплава АЖ | 11,4 | 8,5 | - | - | ||||
| 120 и более из сплава АН | 45 | 30 | 9,4 | 6,2 | - | - | ||
| 120 и более из сплава АЖ | 12,8 | 8,5 | - | - | ||||
2.5.44. В механических расчетах проводов и тросов ВЛ следует принимать физико-механические характеристики, приведенные в табл. 2.5.8.
Область применения (минимальные допустимые сечения и т. п.) проводов из алюминиевого сплава марки АН соответствует области применения алюминиевых проводов, а проводов из алюминиевого сплава марки АЖ - области применения сталеалюминиевых проводов.
2.5.45. Механические напряжения, возникающие в высших точках подвески алюминиевых и стальных проводов, не должны превышать 105% значений, приведенных в табл. 2.5.7. Напряжения в высших точках подвески сталеалюминиевых проводов на всех участках ВЛ, в том числе и на больших переходах, должны составлять не более 110% значений, указанных в табл. 2.5.7.
2.5.46. На ВЛ должны быть защищены от вибрации:
1. Одиночные алюминиевые и сталеалюминиевые провода и провода из алюминиевого сплава сечением до 95 мм² в пролетах длиной более 80 м, сечением 120-240 мм² в пролетах более 100 м, сечением 300 мм² и более в пролетах более 120 мм, стальные многопроволочные провода и тросы всех сечений в пролетах более 120 м - при прохождении ВЛ по открытой ровной или малопересеченной местности, если механическое напряжение при среднегодовой температуре составляет более, даН/мм²:
- для алюминиевых проводов и проводов из алюминиевого сплава АН3,5
- для сталеалюминиевых проводов и проводов из алюминиевого сплава АЖ4,0
- для стальных проводов и тросов18,0
При прохождении ВЛ по сильно пересеченной или застроенной местности, а также по редкому или низкорослому (ниже высоты подвеса проводов) лесу длина пролетов и значения механических напряжений, при превышении которых необходима защита от вибрации, увеличиваются на 20%.
2. Провода расщепленной фазы, состоящей из двух проводов, соединенных распорками, в пролетах длиной более 150 м - при прохождении ВЛ по открытой ровной или слабо пересеченной местности, если механическое напряжение в проводах при среднегодовой температуре составляет более, даН/мм²:
- для алюминиевых проводов и проводов из алюминиевого сплава АН4,0
- для сталеалюминиевых проводов и проводов из алюминиевого сплава АЖ.4,5
При прохождении ВЛ по сильно пересеченной или застроенной местности, а также по редкому или низкорослому (ниже высоты подвеса проводов) лесу значения механических напряжений, при превышении которых необходима защита от вибрации, увеличиваются на 10%.
При применении расщепленной фазы, состоящей из трех или четырех проводов с групповой установкой распорок, защита от вибрации не требуется (кроме случаев, указанных в п. 3).
3. Провода и тросы при пересечении рек, водоемов и других водных преград с пролетами более 500 м - независимо от числа проводов в фазе и значения механического напряжения; при этом защите от вибрации подлежат все пролеты участка перехода.
Таблица 2.5.8. Физико-механические характеристики проводов и тросов
| Провода и тросы | Приведенная нагрузка от собственного веса, 10 -3 даН/ (м·мм²) | Модуль упругости, 10 3 даН/мм² | Температурный коэффициент линейного удлинения, 10 -0 град -1 | Предел прочности при растяжении, даН/мм² , провода и троса в целом | ||
| из проволоки | из стали и сплавов | |||||
| АТ | АТп | |||||
| Алюминиевые А, АКП сечением, мм²: | ||||||
| до 400, за исключением 95 и 240 | 2,75 | 6,3 | 23,0 | 16 | 17 | - |
| 450 и более, а также 95 и 240 | 2,75 | 6,3 | 23,0 | 15 | 16 | - |
| Сталеалюминиевые АС, АСКС, АСКП, АСК сечением, мм²: | ||||||
| 10 и более при А: С = 6,06,25 | 3,46 | 8,25 | 19,2 | 29 | 30 | - |
| 70 при А: С = 0,95 | 5,37 | 13,4 | 14,5 | 67 | 68 | - |
| 95 при А: С = 0,65 | 5,85 | 14,6 | 13,9 | 76 | 77 | - |
| 120 и более при А: С = 4,294,39 | 3,71 | 8,9 | 18,3 | 33 | 34 | - |
| 150 и более при А: С = 7,718,04 | 3,34 | 7,7 | 19,8 | 27 | 28 | - |
| 185 и более при А: С = 1,46 | 4,84 | 11,4 | 15,5 | 55 | 56 | - |
| 330 при А: С= 12,22 | 3,15 | 6,65 | 21,2 | 24 | 26 | - |
| 400 и 500 при А: С = 17,93 и 18,09 | 3,03 | 6,65 | 21.2 | 21,5 | 23 | - |
| Стальные: | ||||||
| ПС всех сечений | 8,0 | 20,0 | 12,0 | - | - | 62 |
| тросы ТК всех сечений | 8,0 | 20,0 | 12,0 | - | - | * |
| * Принимается по соответствующим ГОСТ, но не менее 120 даН/мм² .
|
||||||
| из алюминиевого сплава АН | 2,75 | 6,5 | 23,0 | - | - | 20,8 |
| из алюминиевого сплава АЖ | 2,75 | 6,5 | 23,0 | - | - | 28,5 |
На участках ВЛ, защищенных от поперечных ветров, при прохождении по лесному массиву с высотой деревьев более высоты подвеса проводов, вдоль горной долины и т. п. защита проводов и тросов от вибрации не требуется.
2.5.47. Для защиты от вибрации алюминиевых проводов и проводов из алюминиевых сплавов АЖ и АН сечением до 95 мм² и сталеалюминиевых проводов сечением до 70 мм² рекомендуется применять гасители вибрации петлевого типа, а для алюминиевых и сталеалюминиевых проводов большего сечения и стальных проводов и тросов - гасители вибрации обычного типа.
2.5.48. На проводах расщепленной фазы в пролетах и петлях анкерных опор должны быть установлены дистанционные распорки. Расстояния между распорками или группами распорок, устанавливаемыми в пролете, не должны превышать 75 м.
Воздушными называются линии, предназначенные для передачи и рас-пределения ЭЭ по проводам, расположенным на открытом воздухе и под-держиваемым с помощью опор и изоляторов. Воздушные ЛЭП сооружаются и эксплуатируются в самых разнообразных климатических условиях и гео-графических районах, подвержены атмосферному воздействию (ветер, голо-лед, дождь, изменение температуры).
В связи с этим ВЛ должны сооружаться с учетом атмосферных явлений, загрязнения воздуха, условий прокладки (слабозаселенная местность, территория города, предприятия) и др. Из ана-лиза условий ВЛ следует, что материалы и конструкции линий должны удовлетворять ряду требований: экономически приемлемой стоимостью, хо-рошей электропроводностью и достаточной механической прочностью мате-риалов проводов и тросов, стойкостью их к коррозии, химическим воздействиям; линии должны быть электрически и экологически безопасны, занимать минимальную территорию.
Конструктивное исполнение воздушных линий. Основными конст-руктивными элементами ВЛ являются опоры, провода, грозозащитные тро-сы, изоляторы и линейная арматура .
По конструктивному исполнению опор наиболее распространены одно-и двухцепные ВЛ. На трассе линии могут сооружаться до четырех цепей. Трасса линии - полоса земли, на которой сооружается линия. Одна цепь вы-соковольтной ВЛ объединяет три провода (комплекта проводов) трехфазной линии, в низковольтной - от трех до пяти проводов. В целом конструктивная часть ВЛ (рис. 3.1) характеризуется типом опор, длинами пролетов, габарит-ными размерами, конструкцией фаз, количеством изоляторов.
Длины пролетов ВЛ l выбирают по экономическим соображениям, т. к. с увеличением длины пролета возрастает провис проводов, необходимо уве-личить высоту опор H, чтобы не нарушить допустимый габарит линии h (рис. 3.1, б), при этом уменьшится количество опор и изоляторов на линии. Габарит линии - наименьшее расстояние от нижней точки провода до земли (воды, полотна дороги) должно быть таким, чтобы обеспечить безопасность движения людей и транспорта под линией.
Это расстояние зависит от номи-нального напряжения линии и условий местности (населенная, ненаселен-ная). Расстояние между соседними фазами линии зависит главным образом от ее номинального напряжения. Конструкция фазы ВЛ в основном опреде-ляется количеством проводов в фазе. Если фаза выполнена несколькими про-водами, она называется расщепленной. Расщепленными выполняют фазы ВЛ высокого и сверхвысокого напряжения. При этом в одной фазе используют два провода при 330 (220) кВ, три - при 500 кВ, четыре-пять - при 750 кВ, восемь, одиннадцать - при 1150 кВ.
Опоры воздушных линий. Опоры ВЛ - конструкции, предназначен-ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой, или каким-то инженерным сооружением. Кроме того, на опорах в необходимых случаях подвешивают стальные заземленные тросы для защиты прово-дов от прямых ударов молнии и связанных с этим перенапряжений.
Типы и конструкции опор разнообразны. В зависимости от назначения и размещения на трассе ВЛ они подразделяются на промежуточные и анкер-ные. Отличаются опоры материалом, исполнением и способом крепления, подвязки проводов. В зависимости от материала они бывают деревянные, железобетонные и металлические.
Промежуточные опоры наиболее простые, служат для поддерживания проводов на прямых участках линии. Они встречаются наиболее часто; доля их в среднем составляет 80-90 % общего числа опор ВЛ. Провода к ним кре-пят с помощью поддерживающих (подвесных) гирлянд изоляторов или шты-ревых изоляторов. Промежуточные опоры в нормальном режиме испытыва-ют нагрузку в основном от собственного веса проводов, тросов и изоляторов, подвесные гирлянды изоляторов свисают вертикально.
Анкерные опоры устанавливают в местах жесткого крепления прово-дов; они делятся на концевые, угловые, промежуточные и специальные. Ан-керные опоры, рассчитанные на продольные и поперечные составляющие тяжения проводов (натяжные гирлянды изоляторов расположены горизон-тально), испытывают наибольшие нагрузки, поэтому они значительно слож-нее и дороже промежуточных; число их на каждой линии должно быть ми-нимальным.
В частности, концевые и угловые опоры, устанавливаемые в конце или на повороте линии, испытывают постоянное тяжение проводов и тросов: одно-стороннее или по равнодействующей угла поворота; промежуточные анкер-ные, устанавливаемые на протяженных прямых участках, также рассчитыва-ются на одностороннее тяжение, которое может возникнуть при обрыве час-ти проводов в примыкающем к опоре пролете.
Специальные опоры бывают следующих типов: переходные - для больших пролетов пересечения рек, ущелий; ответвительные - для выполне-ния ответвлений от основной линии; транспозиционные - для изменения по-рядка расположения проводов на опоре.
Наряду с назначением (типом) конструкция опоры определяется коли-чеством цепей ВЛ и взаимным расположением проводов (фаз). Опоры (и ли-нии) выполняются в одно- или двухцепном варианте, при этом провода на опорах могут размещаться треугольником, горизонтально, обратной «елкой» и шестиугольником или «бочкой» (рис. 3.2 ).
Несимметричное расположение фазных проводов по отношению друг к другу (рис. 3.2) обусловливает неодинаковость индуктивностей и емкостей разных фаз. Для обеспечения симметрии трехфазной системы и выравнива-ния по фазам реактивных параметров на длинных линиях (более 100 км) на-пряжением 110 кВ и выше осуществляют перестановку (транспозицию) про-водов в цепи с помощью соответствующих опор.
При полном цикле транспозиции каждый провод (фаза) равномерно по длине линии занимает последовательно положение всех трех фаз на опоре (рис. 3.3).
Деревянные опоры (рис. 3.4 ) изготавливают из сосны или лиственницы и применяют на линиях напряжением до 110 кВ в лесных районах, в настоящее время все меньше. Основными элементами опор являются пасынки (пристав-ки) 1, стойки 2, траверсы 3, раскосы 4, подтраверсные брусья 6 и ригели 5. Опоры просты в изготовлении, дешевы, удобны в транспортировке. Основ-ной их недостаток - недолговечность из-за гниения древесины, несмотря на ее обработку антисептиком. Применение железобетонных пасынков (приста-вок) увеличивает срок службы опор до 20-25 лет.
Железобетонные опоры (рис. 3.5) наиболее широко применяются на линиях напряжением до 750 кВ. Они могут быть свободностоящие (проме-жуточные) и с оттяжками (анкерные). Железобетонные опоры долговечнее деревянных, просты в эксплуатации, дешевле металлических.
Металлические (стальные) опоры (рис. 3.6 ) применяют на линиях на-пряжением 35 кВ и выше. К основным элементам относятся стойки 1, тра-версы 2, тросостойки 3, оттяжки 4 и фундамент 5. Они прочны и надежны, но достаточно металлоемкие, занимают большую площадь, требуют для уста-новки сооружения специальных железобетонных фундаментов и в процессе эксплуатации должны окрашиваться для предохранения от коррозии .
 |
Металлические опоры используются в тех случаях, когда технически сложно и неэкономично сооружать ВЛ на деревянных и железобетонных опорах (переходы через реки, ущелья, выполнение отпаек от ВЛ и т. п.).
В России разработали унифицированные металлические и железобе-тонные опоры различных типов для ВЛ всех напряжений, что позволяет се-рийно их производить, ускорять и удешевлять сооружение линий.
Провода воздушных линий .
Провода предназначены для передачи электроэнергии. Наряду с хорошей электропроводностью (возможно мень-шим электрическим сопротивлением), достаточной механической прочно-стью и устойчивостью против коррозии должны удовлетворять условиям экономичности. С этой целью применяют провода из наиболее дешевых ме-таллов - алюминия, стали, специальных сплавов алюминия. Хотя медь об-ладает наибольшей проводимостью, медные провода из-за значительной стоимости и потребности для других целей в новых линиях не используют-ся.
Их использование допускается в контактных сетях, в сетях горных предприятий.
На ВЛ применяются преимущественно неизолированные (голые) про-вода. По конструктивному исполнению провода могут быть одно- и много-проволочными, полыми (рис. 3.7 ). Однопроволочные, преимущественно стальные провода, используются ограниченно в низковольтных сетях. Для придания гибкости и большей механической прочности провода изготавли-вают многопроволочными из одного металла (алюминия или стали) и из двух металлов (комбинированные) - алюминия и стали. Сталь в проводе увеличи-вает механическую прочность.
Исходя из условий механической прочности, алюминиевые провода марок А и АКП (рис. 3.7) применяют на ВЛ напряжением до 35 кВ. Воздушные линии 6-35 кВ могут также выполняться сталеалюминиевыми проводами, а выше 35 кВ линии монтируются исключительно сталеалюминиевыми проводами.
Сталеалюминиевые провода имеют вокруг стального сердечника повивы из алюминиевых проволок. Площадь сечения стальной части обычно в 4-8 раз меньше алюминиевой, но сталь воспринимает около 30-40 % всей механической нагрузки; такие провода используются на линиях с длинными пролетами и на территориях с более тяжелыми климатическими условиями (с большей толщиной стенки гололеда).
В марке сталеалюминиевых прово-дов указывается сечение алюминиевой и стальной части, например, АС 70/11, а также данные об антикоррозийной защите, например, АСКС, АСКП - такие же провода, как и АС, но с заполнителем сердечника (С) или всего провода (П) антикоррозийной смазкой; АСК - такой же провод, как и АС, но с сердечником, покрытым полиэтиленовой плёнкой. Провода с антикорро-зийной защитой применяются в районах, где воздух загрязнен примесями, действующими разрушающе на алюминий и сталь. Площади сечения прово-дов нормированы Государственным стандартом.
Повышение диаметров проводов при неизменности расходования про-водникового материала может осуществляться применением проводов с на-полнителем из диэлектрика и полых проводов (рис. 3.7, г, д). Такое использо-вание снижает потери на коронирование (см. п. 2.2). Полые провода исполь-зуются главным образом для ошиновки распределительных устройств 220 кВ и выше.
Провода из сплавов алюминия (АН - нетермообработанные, АЖ - термообработанные) имеют большую по сравнению с алюминиевыми меха-ническую прочность и практически такую же электрическую проводимость. Они используются на ВЛ напряжением выше 1 кВ в районах с толщиной стенки гололеда до 20 мм.
Всё большее применение находят ВЛ с самонесущими изолированны-ми проводами напряжением 0,38-10 кВ. В линиях напряжением 380/220 В провода состоят из несущего неизолированного провода, являющегося нуле-вым, трёх изолированных фазных проводов, одного изолированного провода (любой фазы) наружного освещения. Фазные изолированные провода навиты вокруг несущего нулевого провода (рис. 3.8).
Несущий провод является сталеалюминиевым, а фазные - алюминие-выми. Последние покрыты светостойким термостабилизированным (сшитым) полиэтиленом (провод типа АПВ). К преимуществам ВЛ с изолированными проводами перед линиями с голыми проводами можно отнести отсутствие изоляторов на опорах, максимальное использование высоты опоры для под-вески проводов; нет необходимости в обрезке деревьев в зоне прохождения линии.
Грозозащитные тросы наряду с искровыми промежутками, разрядни-ками, ограничителями напряжений и устройствами заземления служат для защиты линии от атмосферных перенапряжений (грозовых разрядов). Тросы подвешивают над фазными проводами (рис. 3.5 ) на ВЛ напряжением 35 кВ и выше в зависимости от района по грозовой деятельности и материала опор, что регламентируется Правилами устройств электроустановок (ПУЭ).
В каче-стве грозозащитных проводов обычно применяют стальные оцинкованные канаты марок С 35, С 50 и С 70, а при использовании тросов для высокочас-тотной связи - сталеалюминевые провода. Крепление тросов на всех опорах ВЛ напряжением 220-750 кВ должно быть выполнено при помощи изолято-ра, шунтированного искровым промежутком. На линиях 35-110 кВ крепле-ние тросов к металлическим и железобетонным промежуточным опорам осуществляется без изоляции троса.
Изоляторы воздушных линий. Изоляторы предназначены для изоля-ции и крепления проводов. Изготавливаются они из фарфора и закаленного стекла - материалов, обладающих высокой механической и электрической прочностью и стойкостью к атмосферным воздействиям. Существенным дос-тоинством стеклянных изоляторов является то, что при повреждении зака-ленное стекло рассыпается. Это облегчает нахождение поврежденных изоля-торов на линии.
По конструкции, способу закрепления на опоре изоляторы разделяют на штыревые и подвесные. Штыревые изоляторы (рис. 3.9, а, б ) применяются для линий напряжением до 10 кВ и редко (для малых сечений) 35 кВ. Они крепятся к опорам при помощи крюков или штырей. Подвесные изоляторы (рис. 3.9, в) используются на ВЛ напряжением 35 кВ и выше. Они состоят из фарфоровой или стеклянной изолирующей части 1, шапки из ковкого чугуна 2, металлического стержня 3 и цементной связки 4.
Изоляторы собираются в гирлянды (рис. 3.9, г): поддерживающие на промежуточных опорах и натяж-ные - на анкерных. Количество изоляторов в гирлянде зависит от напряже-ния, типа и материала опор, загрязнённости атмосферы. Например, в линии 35 кВ - 3-4 изолятора, 220 кВ - 12-14; на линиях с деревянными опорами, обладающих повышенной грозоупорностью, количество изоляторов в гир-лянде на один меньше, чем на линиях с металлическими опорами; в натяж-ных гирляндах, работающих в наиболее тяжелых условиях, устанавливают на 1-2 изолятора больше, чем в поддерживающих.
Разработаны и проходят опытную промышленную проверку изоляторы с использованием полимерных материалов. Они представляют собой стерж-невой элемент из стеклопластика, защищённый покрытием с ребрами из фто-ропласта или кремнийорганической резины. Стержневые изоляторы по срав-нению с подвесными имеют меньший вес и стоимость, более высокую меха-ническую прочность, чем из закалённого стекла. Основная проблема - обес-печить возможность их длительной (более 30 лет) работы.
Линейная арматура предназначена для закрепления проводов к изоля-торам и тросов к опорам и содержит следующие основные элементы: зажи-мы, соединители, дистанционные распорки и др. (рис. 3.10).
Поддерживающие зажимы применяют для подвески и закрепления проводов ВЛ на промежуточных опорах с ограниченной жёсткостью заделки (рис. 3.10, а). На анкерных опорах для жёсткого крепления проводов исполь-зуют натяжные гирлянды и натяжные зажимы - натяжные и клиновые (рис. 3.10, б, в). Сцепная арматура (серьги, ушки, скобы, коромысла) предна-значена для подвески гирлянд на опорах. Поддерживающая гирлянда (рис. 3.10, г) закрепляется на траверсе промежуточной опоры с помощью серьги 1, вставляемой другой стороной в шапку верхнего подвесного изоля-тора 2. Ушко 3 используется для прикрепления к нижнему изолятору гирлян-ды поддерживающего зажима 4.
Дистанционные распорки (рис. 3.10, д), устанавливаемые в пролётах линий 330 кВ и выше с расщепленными фазами, предотвращают схлестывание, соударения и закручивание отдельных проводов фаз. Соединители при-меняются для соединения отдельных участков провода с помощью овальных или прессующих соединителей (рис. 3.10, е, ж ). В овальных соединителях провода либо скручиваются, либо обжимаются; в прессуемых соединителях, применяемых для соединения сталеалюминиевых проводов больших сече-ний, стальная и алюминиевые части опрессовываются отдельно.
Результатом развития техники передачи ЭЭ на дальние расстояния яв-ляются различные варианты компактных ЛЭП, характеризующиеся меньшим расстоянием между фазами и, как следствие, меньшими индуктивными со-противлениями и шириной трассы линии (рис. 3.11). При использовании опор «охватывающего типа» (рис. 3.11, а) уменьшение расстояния достигает-ся за счет расположения всех фазных расщепленных конструкций внутри «охватывающего портала», или по одну сторону от стойки опор (рис. 3.11, б). Сближение фаз обеспечивается с помощью междуфазных изоляционных рас-порок. Предложены различные варианты компактных линий с нетрадицион-ными схемами расположения проводов расщепленных фаз (рис. 3.11, в-и).
Кроме уменьшения ширины трассы на единицу передаваемой мощно-сти, компактные линии могут быть созданы для передачи повышенных мощ-ностей (до 8-10 ГВт); такие линии вызывают меньшую напряженность элек-трического поля на уровне земли и обладают рядом других технических дос-тоинств.
К компактным линиям относятся также управляемые самокомпенсирующиеся линии и управляемые линии с нетрадиционной конфигурацией расщепленных фаз. Они представляют собой двухцепные линии, в которых попарно сдвинуты одноименные фазы разных цепей. При этом к цепям под-водятся напряжения, сдвинутые на определенный угол. За счет режимного изменения с помощью специальных устройств угла фазового сдвига осуще-ствляется управление параметрами линий.
Транспозиция
в электротехнике, изменение взаимного расположения проводов отдельных фаз по длине воздушной линии электропередачи
(ЛЭП) для уменьшения нежелательного влияния ЛЭП друг на друга и на близлежащие линии связи. При Т. вся ЛЭП условно разделяется на участки, число которых кратно числу фаз. При переходе с одного участка на другой фазы меняются местами так, что каждая из них попеременно занимает положение остальных. Длина участка определяется условиями надёжной работы ЛЭП, стоимостью её сооружения и требованиями симметрии её токов и напряжений, возрастающей в результате выравнивания значений индуктивности и ёмкости фаз ЛЭП при Т. Выполняют Т. на ЛЭП длиной свыше 100 км
и напряжением от 110 кв
и выше. Полный цикл Т. фаз осуществляется на длине не свыше 300 км
.
Лит.: Мельников Н. А., Электрические сети и системы, М., 1975.
- - в комбинаторике перестановка элементов данной совокупности, при к-рой меняются местами только 2 элемента; напр., 586703 переходит в 786503 посредством Т. элементов 7 и 5...
Естествознание. Энциклопедический словарь
- - перестановка, перемещающая только два символа, два элемента, например, 123 переходит в 213...
Начала современного Естествознания
- - всемирная организация: - основанная на личном членстве; - содействующая развитию теории и практики компьютерной техники, а также методов обработки информации...
Финансовый словарь
- - Магистраль или магистральный провод - в электротехнике называют главные толстые провода, ведущие от источника электрической энергии, от которых уже ответвляются побочные провода к местам потребления электрической...
- - прибор, употребляемый для разряда лейденских банок. Обыкновенный Р. имеет вид щипцов из двух медных стержней с шариками на концах. К медным стержням прикреплены стеклянные ручки...
Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона
- - см. Сопротивление индуктивное...
- - Перенапряжение в электротехнике, повышение напряжения представляющее опасность для изоляции электрической установки...
Большая Советская энциклопедия
- - I Транспози́ция в музыке, перенос всех звуков музыкального произведения на определённый интервал вверх или вниз. Т. на любой интервал, кроме октавы, меняет тональность...
Большая Советская энциклопедия
- - в музыке перенос всех звуков музыкального произведения или его части на определенный интервал вверх или вниз. Применяется главным образом для исполнения произведения голосом или инструментом другого диапазона...
Современная энциклопедия
- - в комбинаторике перестановка элементов данной совокупности, при которой меняются местами только 2 элемента; напр., 586703 переходит в 786503 посредством транспозиции элементов 7 и 5...
- - в музыке перенос всех звуков музыкального произведение на определенный интервал вверх или вниз, приводящий к изменению его тональности...
Большой энциклопедический словарь
- - 1. Прием для создания соответствий путем изменения структуры высказывания при сохранении типа сообщения. 2. Перевода текста одного жанра или функционального стиля в другой жанр или функциональный стиль. 3...
Толковый переводоведческий словарь
- - в языкознании: "положительный перенос" знаний родного языка на изучение неродного, что позволяет наиболее быстро изучить чужой...
Словарь лингвистических терминов Т.В. Жеребило
- - Р., Д., Пр. транспози/ции...
Орфографический словарь русского языка
- - транспози/ция,...
Слитно. Раздельно. Через дефис. Словарь-справочник
- - ТРАНСПОЗИ́ЦИЯ, транспозиции, жен. . То же, что транспонировка...
Толковый словарь Ушакова
"Транспозиция (в электротехнике)" в книгах
Невероятная транспозиция
Из книги Школа карточных фокусов автора Коцыло Виталий ВасильевичНевероятная транспозиция Этот эффектный трюк Фила Гольдштейна производит сильное впечатление. Прежде всего найдите четырех королей и положите их одноцветными парами немного эше-лонированно.Затем вы предлагаете зрителю перетасовать колоду и снять её на две стопки,
1-й комментарий - сталинские подходы в электротехнике
Из книги Популярная история - от электричества до телевидения автора Кучин Владимир1-й комментарий - сталинские подходы в электротехнике В сталинскую эпоху, в 1932–39 г. г., и 1948–52 гг. были предприняты две попытки доказать либо полный приоритет, либо большое значение достижений русской и советской науки по отношению к мировой. Не избежал этой «участи»
Перенапряжение (в электротехнике)
Из книги Большая Советская Энциклопедия (ПЕ) автора БСЭИндуктивное сопротивление в электротехнике
Из книги Большая Советская Энциклопедия (ИН) автора БСЭТранспозиция (в математике)
БСЭТранспозиция (в музыке)
Из книги Большая Советская Энциклопедия (ТР) автора БСЭТранспозиция (в электротехнике)
Из книги Большая Советская Энциклопедия (ТР) автора БСЭ12.3. Транспозиция
Из книги Delphi. Трюки и эффекты автора Чиртик Александр Анатольевич12.3. Транспозиция Следующий шифр, который мы будем рассматривать, называется транспозицией с фиксированным периодом d. В этом случае сообщение делится на группы символов длины d и к каждой группе применяется одна и та же перестановка. Эта перестановка является ключом и
ТРАНСПОЗИЦИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ СОСУДОВ
Из книги Детские болезни. Полный справочник автора Автор неизвестенТРАНСПОЗИЦИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ СОСУДОВ При данной патологии от правого желудочка отходит аорта с коронарными сосудами, от левого – суженная легочная артерия. Жизнеспособными в этих случаях дети могут быть только в случаях, если существует сообщение между желудочками,
Транспозиция
Из книги Аристос автора Фаулз Джон РобертТранспозиция 54. Первый шаг в этом направлении - исключить страсть как источник напряженности. Второй - признать единосущие брачной пары. В страсти все происходит между тобой и мной, в гармонии - между ними и нами. Я - ты означает страсть, мы - они - гармонию. Мы знаем
Визуальная транспозиция.
Из книги Из истории французской киномысли: Немое кино 1911-1933 гг. автора Ямпольский Михаил БенеаминовичВизуальная транспозиция. Кино едва выходит из детства. Оно проходит через период формирования, опытов, разрозненных исследований, блуждания на ощупь и ошибок, через самый захватывающий период, когда перед ним открываются все пути, богатые возможностями, будущими
Транспозиция как образ жизни
Из книги Разочарование в Боге автора Янси ФилиппТранспозиция как образ жизни Человеческий мозг показывает нам идеальный пример действия транспозиции. В рамках тела мозг является символом восприятия «сверху», но сам по себе - в отрыве от других органов и частей тела - мозг совершенно беспомощен. Он заключен внутри
Основные требования по электротехнике
Из книги Грузовые автомобили. Электрооборудование автора Мельников ИльяОсновные требования по электротехнике Современный автомобиль не может работать без электрического тока.Электрическую энергию используют в автомобиле для зажигания рабочей смеси в цилиндрах карбюраторных и газовых двигателей, пуска двигателя стартером, питания