Конструктивное использование воздушных линий электропередач

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"

Энергетический институт

Направление "Электроэнергетика"

Кафедра "Электроэнергетические системы

Реферат

Конструктивное использование воздушных линий электропередач

Выполнил:

Студент группы 9А93 Привалов Р.В.

Руководитель: преподаватель кафедры ЭСИЭ

Глазырина Т.А.

Томск - 2012



Содержание

Введение

1. Общая классификация воздушных линий электропередач

2. Конструкция ВЛЭП

2.1 Виды и классификация опор ВЛЭП

2.2 Провода и грозозащитные тросы воздушных ЛЭП

2.3 Изоляторы и линейная арматура ЛЭП

3. Направления развития современных ВЛЭП

Заключение

Список использованной литературы



Введение

электропередача провод изолятор энергетика

Воздушные линии электропередач это один из основных компонентов электрической сети, который служит для передачи и распределения электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и закрепленным при помощи изоляторов и линейной арматуры на опорах, а в отдельных случаях на кронштейнах или тросостойках инженерных сооружений (мостов, труб, зданий и т.д.)

Основными элементами воздушных линий являются провода, изоляторы, линейная арматура, опоры и фундаменты. Дополнительными элементами, необходимыми на некоторых линиях для обеспечения надежности их работы, являются грозозащитные тросы, заземления, разрядники и др.

Выбор типа ЛЭП, ее конструктивного исполнения определяется назначением линии, местом расположения (прокладки) и, соответственно, ее номинальным напряжением, передаваемой мощностью, дальностью электропередачи, площадью и стоимостью занимаемой (отчуждаемой) территории, климатическими условиями, требованиями электробезопасности, эстетики и рядом других факторов и, в конечном итоге, экономической целесообразностью передачи электрической энергии. В связи с этим существует огромное множество видов исполнения ВЛЭП и ее элементов.

Целью данной работы является анализ применяемых и определение основных на сегодняшний день перспективных тенденций конструктивного исполнения современных воздушных линий электропередач.



1. Общая классификация воздушных линий электропередач

От назначение и условий эксплуатации и предъявляемых к ВЛЭП требований зависит их конструкция, материалы из которых они изготовлены, способы установки и т.д.

ВЛЭП подразделяются на следующие виды.

По роду тока:

§ ВЛ переменного тока

§ ВЛ постоянного тока

В основном, ВЛ служат для передачи переменного тока и лишь в отдельных случаях (например, для связи энергосистем, питания контактной сети и другие) используются линии постоянного тока.

Рисунок 1. ВЛ постоянного тока

Линии постоянного тока имеют меньшие потери на емкостную и индуктивную составляющие. Так, в Ростовской области была построена экспериментальная линия постоянного тока на 500 кВ. Однако широкого распространения такие линии не получили.

По назначению:

§ сверхдальние ВЛ напряжением 500 кВ и выше (предназначены для связи отдельных энергосистем)

§ магистральные ВЛ напряжением 220 и 330 кВ (предназначены для передачи энергии от мощных электростанций, а также для связи энергосистем и объединения электростанций внутри энергосистем -- к примеру, соединяют электростанции с распределительными пунктами)

§ распределительные ВЛ напряжением 35, 110 и 150 кВ (предназначены для электроснабжения предприятий и населённых пунктов крупных районов -- соединяют распределительные пункты с потребителями)

§ ВЛ 20 кВ и ниже, подводящие электроэнергию к потребителям.

По напряжению

§ ВЛ до 1000 В (ВЛ низшего класса напряжений)

§ ВЛ выше 1000 В

§ ВЛ 1-35 кВ (ВЛ среднего класса напряжений)

§ ВЛ 110-220 кВ (ВЛ высокого класса напряжений)

§ ВЛ 330-750 кВ (ВЛ сверхвысокого класса напряжений)

§ ВЛ выше 750 кВ (ВЛ ультравысокого класса напряжений)

Эти группы существенно различаются, в основном -- требованиями в части расчётных условий и конструкций.

Рисунок 2. Исполнение ЛЭП разных классов напряжения

В сетях СНГ общего назначения переменного тока 50 Гц, согласно ГОСТ-721-77, должны использоваться следующие номинальные междуфазные напряжения: 380 В; (6), 10, 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750 и 1150кВ. Могут также существовать сети, построенные по устаревшим стандартам с номинальными межфазными напряжениями: 220 В, 3 и 150 кВ.

Номинальное напряжение для линий постоянного тока не регламентировано, чаще всего используются напряжения: 150, 400 (Выборгская ПС -- Финляндия) и 800 кВ.

В специальных сетях могут использоваться и другие классы напряжений, в основном это касается тяговых сетей железных дорог (27,5 кВ, 50 Гц переменного тока и 3,3 кВ постоянного тока), метрополитена (825 В постоянного тока), трамваев и троллейбусов (600 В постоянного тока).

Рисунок 3. Опоры линии 27.5кВ

По режиму работы нейтралей в электроустановках

§ Трёхфазные сети с незаземлёнными (изолированными) нейтралями (нейтраль не присоединена к заземляющему устройству или присоединена к нему через аппараты с большимм сопротивлением). В СНГ такой режим нейтрали используется в сетях напряжением 3--35 кВ с малыми токами однофазных замыканий на землю.

§ Трёхфазные сети с резонансно-заземлёнными (компенсированными) нейтралями (нейтральная шина присоединена к заземлению через индуктивность). В СНГ используется в сетях напряжением 3-35 кВ с большими токами однофазных замыканий на землю.

§ Трёхфазные сети с эффективно-заземлёнными нейтралями (сети высокого и сверхвысокого напряжения, нейтрали которых соединены с землёй непосредственно или через небольшое активное сопротивление). В России это сети напряжением 110, 150 и частично 220 кВ, в которых применяются трансформаторы (автотрансформаторы требуют обязательного глухого заземления нейтрали).

§ Сети с глухозаземлённой нейтралью (нейтраль трансформатора или генератора присоединяется к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление). К ним относятся сети напряжением менее 1 кВ, а также сети напряжением 220 кВ и выше[1, c.112]



2. Конструкция ВЛЭП

К основным элементам воздушных линий электропередач относятся: провода, траверсы, изоляторы, арматура, опоры, грозозащитные тросы, разрядники, заземление, секционирующие устройства, волоконно-оптические линии связи (в виде отдельных самонесущих кабелей, либо встроенные в грозозащитный трос, силовой провод), вспомогательное оборудование для нужд эксплуатации (аппаратура высокочастотной связи, ёмкостного отбора мощности и др.), а также элементы маркировки высоковольтных проводов и опор ЛЭП для обеспечения безопасности полётов воздушных судов(опоры маркируются сочетанием красок определённых цветов, провода авиационными шарами для обозначения в дневное время, для обозначения в дневное и ночное время суток применяются огни светового ограждения).

2.1 Виды и классификация опор ЛЭП

Опоры ЛЭП предназначены для сооружений линий электропередач и являются одним из ее главных конструктивных элементов, отвечающим за крепление и подвеску электрических проводов на определённом уровне.

В зависимости от способа подвески проводов опоры делятся на две основные группы:

§ опоры промежуточные, на которых провода закрепляются в поддерживающих зажимах;

§ опоры анкерного типа, служащие для натяжения проводов; на этих опорах провода закрепляются в натяжных зажимах.

§ Эти виды опор делятся на типы, имеющие специальное назначение.

§ Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках линии. На промежуточных опорах с подвесными изоляторами провода закрепляются в поддерживающих гирляндах, висящих вертикально; на опорах со штыревыми изоляторами закрепление проводов производится проволочной вязкой.

Рисунок 4. Схема анкерованного участка воздушной линии

§ В обоих случаях промежуточные опоры воспринимают горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода и на опору и вертикальные -- от веса проводов, изоляторов и собственного веса опоры.

§ Промежуточные угловые опоры устанавливаются на углах поворота линии с подвеской проводов в поддерживающих гирляндах. Помимо нагрузок, действующих на промежуточные прямые опоры, промежуточные и анкерно-угловые опоры воспринимают также нагрузки от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов. При углах поворота линии электропередачи более 20° вес промежуточных угловых опор значительно возрастает. При больших углах поворота устанавливаются анкерно угловые опоры.

При установке анкерных опор на прямых участках трассы и подвеске проводов с обеих сторон от опоры с одинаковыми тяжениями горизонтальные продольные нагрузки от проводов уравновешиваются и анкерная опора работает так же, как и промежуточная, то есть воспринимает только горизонтальные поперечные и вертикальные нагрузки. В случае необходимости провода с одной и с другой стороны от опоры можно натягивать с различным тяжением проводов. В этом случае, кроме горизонтальных поперечных и вертикальных нагрузок, на опору будет воздействовать горизонтальная продольная нагрузка.

При установке анкерных опор на углах анкерно-угловые опоры воспринимают нагрузку также от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов.

Рисунок 5. Анкерно-угловая опора многоцепной линии

Концевые опоры устанавливаются на концах линии. От этих опор отходят провода, подвешиваемые на порталах подстанций.

Помимо перечисленных типов опор, на линиях применяются также специальные опоры: транспозиционные, служащие для изменения порядка расположения проводов на опорах; ответвительные -- для выполнения ответвлений от основной линии; опоры больших переходов через реки и водные пространства и т. д.

На линиях электропередач применяются деревянные, стальные и железобетонные опоры. Разработаны также опытные конструкции из алюминиевых сплавов.

Сталь является основным материалом, из которого изготавливаются металлические опоры и различные детали (траверсы, тросостойки, оттяжки) опор. Достоинством стальных опор по сравнению с железобетонными является их высокая прочность при малой массе.

По конструктивному решению ствола стальные опоры могут быть отнесены к двум основным схемам -- башенным (одностоечным) и портальным, по способу закрепления на фундаментах -- к свободностоящим опорам и опорам на оттяжках, по способу соединения элементов разделяются на сварные и болтовые.

Опоры изготавливаются из стального уголкового проката, причем в подавляющем большинстве случаев применяется равнобокий уголок, высокие переходные опоры могут быть изготовлены из стальных труб.

В СНГ насчитывается несколько основных центров производства стальных конструкций опор ЛЭП -- центральный, уральский и сибирский[1,c.240]

Классификация опор ЛЭП

Опоры линий электропередач подразделяются по следующим критериям.

По назначению:

§ Промежуточные опоры устанавливаются на прямых участках трассы ВЛ, предназначены только для поддержания проводов и тросов и не рассчитаны на нагрузки от тяжения проводов вдоль линии. Обычно составляют 80--90 % всех опор ВЛ.

§ Угловые опоры устанавливаются на углах поворота трассы ВЛ, при нормальных условиях воспринимают равнодействующую сил натяжения проводов и тросов смежных пролётов, направленную по биссектрисе угла, дополняющего угол поворота линии на 180°. При небольших углах поворота (до 15--30°), где нагрузки невелики, используют угловые промежуточные опоры. Если углы поворота больше, то применяют угловые анкерные опоры, имеющие более жёсткую конструкцию и анкерное крепление проводов.

§ Анкерные опоры устанавливаются на прямых участках трассы для перехода через инженерные сооружения или естественные преграды, воспринимают продольную нагрузку от тяжения проводов и тросов. Их конструкция отличается жесткостью и прочностью.

§ Концевые опоры -- разновидность анкерных и устанавливаются в конце или начале линии. При нормальных условиях работы ВЛ они воспринимают нагрузку от одностороннего натяжения проводов и тросов.

§ Специальные опоры: транспозиционные -- для изменения порядка расположения проводов на опорах; ответвлительные -- для устройства ответвлений от магистральной линии; перекрёстные -- при пересечении ВЛ двух направлений; противоветровые -- для усиления механической прочности ВЛ; переходные -- при переходах ВЛ через инженерные сооружения или естественные преграды.

По способу закрепления в грунте

§ Опоры, устанавливаемые непосредственно в грунт

§ Опоры, устанавливаемые на фундаменты

По конструкции

§ Свободностоящие опоры

§ Опоры с оттяжками

а) промежуточная одноцепная на оттяжках 500 кВ

б) промежуточная свободностоящая опора

По количеству цепей

§ Одноцепные

§ Двухцепные

§ Многоцепные

Рисунок 6. Металлические опоры



По напряжению

Опоры подразделяются на опоры для линий 0,4, 6, 10, 35, 110, 220, 330, 500, 750 кВ. Отличаются эти группы опор размерами и весом. Чем больше напряжение, тем выше опоры, длиннее её траверсы и больше её вес. Увеличение размеров опоры вызвано необходимостью получения нужных расстояний от провода до тела опоры и до земли, соответствующих ПУЭ для различных напряжений линий.

По материалу изготовления

§ Железобетонные -- выполняют из бетона, армированного металлом. Для линий 35--110 кВ и выше обычно применяют опоры из центрифугированного бетона. Достоинством железобетонных опор является их стойкость в отношении коррозии и воздействия химических реагентов, находящихся в воздухе.

§ Металлические -- выполняют из стали специальных марок. Отдельные элементы соединяют сваркой или болтами. Для предотвращения окисления и коррозии поверхность металлических опор оцинковывают или периодически окрашивают специальными красками.

Рисунок 7. Железобетонная опора ЛЭП



Рисунок 8. Металлическая опора ЛЭП

§ Метталлические опоры в свою очередь подразделяются на:

§ Металлические решётчатые опоры

§ Металлические многогранные опоры

§ Деревянные -- выполняют из круглых брёвен. Наиболее распространены сосновые опоры и несколько меньше опоры из лиственницы. Деревянные опоры применяют для линий напряжением до 220 кВ включительно в СНГ и до 345 кВ в США. Основные достоинства этих опор -- малая стоимость (при наличии местной древесины) и простота изготовления. Основной недостаток -- гниение древесины, особенно интенсивное в месте соприкосновения опоры с почвой. Пропитка древесины специальным антисептиками увеличивает срок её службы с 4--6 до 15--25 лет. Для увеличения срока службы деревянную опору обычно выполняют не из целого бревна, а составной: из более длинной основной стойки и короткого стула, пасынка, или железобетонной стойки. Стул скрепляют с основной стойкой при помощи проволочного бандажа. Широко применяют составные деревянные опоры с железобетонными стульями. Деревянные опоры выполняют А-образными или П-образными. П-образная конструкция является более устойчивой, но требует больших капиталовложений из-за повышенного расхода материала по сравнению с А-образной.



Рисунок 9. П-образная деревянная опора ЛЭП

Срок службы железобетонных и металлических оцинкованных или периодически окрашиваемых опор достигает 50 лет и более. Стоимость металлических и железобетонных опор значительно превышает стоимость деревянных опор. Выбор того или иного материала для опор обусловливается экономическими соображениями, а также наличием соответствующего материала в районе сооружения линии.

На основании многолетней практики строительства, проектирования и эксплуатации ВЛ определяются наиболее целесообразные и экономичные типы и конструкции опор для соответствующих климатических и географических районов и проводится их унификация.

2.2 Провода и грозозащитные тросы воздушных ЛЭП

На ВЛ чаще всего применяются неизолированные провода. Материал проводов должен иметь высокую электрическую проводимость. Наибольшую проводимость имеет медь, затем алюминий; сталь имеет значительно более низкую проводимость. Провода и тросы должны быть выполнены из металла, обладающего достаточной прочностью. По механической прочности на первом месте стоит сталь. Материал проводов и тросов должен быть стойким по отношению к коррозии и химическим воздействиям. В настоящее время наибольшее распространение получили провода алюминиевые (А), сталеалюминевые (АС), а также из сплавов алюминия - (АН, АЖ). Медные провода не используются без специальных технико-экономических обоснований.

Грозозащитные тросы, как правило, выполняются из стали. В последние годы грозозащитные тросы используются для организации высокочастотных каналов связи. Такие тросы выполняются сталеалюминиевыми.

Конструкции и общий вид неизолированных проводов приведены на

рис. 10. Однопроволочный провод (рис.10,б) состоит из однойкруглой проволоки. Такие провода дешевле многопроволочных, однако, они менее гибки и имеют меньшую механическую прочность. Многопроволочные провода из одного металла (рис.10,в) состоят из нескольких свитых между собой проволок. При увеличении сечения увеличивается число проволок. В многопроволочных сталеалюминиевых проводах (рис.10,г) сердечник провода (внутренние проволоки) выполняется из стали, а верхние проволоки - из алюминия.

Стальной сердечник увеличивает механическую прочность, алюминий является токопроводящей частью провода.

Полые провода (рис. 10, д) изготовляют из плоских проволок, соединенных друг с другом в паз, что обеспечивает конструктивную прочность провода. У таких проводов больший по сравнению со сплошными проводами диаметр, благодаря чему повышается напряжение, при котором появляется коронирующий разряд на проводах, и значительно снижаются потери энергии на корону.

Полые провода применяются на ВЛредко, они главным образом используются для ошиновки подстанций 330 кВ и выше. Для снижения потерь электроэнергии на корону ВЛпри U_ном ? ЗЗ0 кВ каждая фаза ВЛ расщепляется на несколько проводов.



Рисунок 10. Конструкции проводов ВЛ: а - общий вид многопроволочного провода; б - сечение однопроволочного првода; в, г - сечения многопроволочных проводов из одного и двух металлов; д - сечение полого провода

Наиболее широко применяются сталеалюминиевые провода. Проводимость стального сердечника не учитывается, а за электрическое сопротивление принимается только сопротивление алюминиевой части. В соответствии с ГОСТ 839-80 выпускаются сталеалюминиевые провода марок АС, АСКС, АСКП, АСК. [2, c.307]

Провод марки АС состоит из стального сердечника и алюминиевых проволок. Провод предназначается для ВЛ при прокладке их на суше, кроме районов с загрязненным вредными химическими соединениями воздухом. Коррозионно-стойкие провода АСКС, АСКП, АСК предназначены для ВЛ, проходящих по побережьям морей, соленых озер и в промышленных районах с загрязненным воздухом; АСКС и АСКП - это провода марки АС, в которых межпроволочное пространство стального сердечника (С) или всего провода (П) заполнено нейтральной смазкой повышенной термостойкости; АСК - провод марки АСКС, где стальной сердечник изолирован двумя лентами полиэтиленовой пленки. В обозначение марки провода вводится номинальное сечение алюминиевой части провода и сечение стального сердечника, например АС 120/19 или АСКС 150/34.



2.3 Изоляторы и линейная арматура ЛЭП

Линейные изоляторы предназначены для изоляции и крепления проводов на ВЛ и в распределительных устройствах электрических станций и подстанций. Изготовляются они из фарфора, закаленного стекла или полимерных материалов. По конструкцииизоляторы разделяют на штыревые и подвесные.

Штыревые изоляторы применяются на ВЛ напряжением до 1 кВ и на ВЛ 6-35кВ. На номинальное напряжение 6-10 кВ и ниже изоляторы изготовляют одноэлементными (рис. 11, а), а на 20-35кВ - двухэлементными (рис.11, б). В условном обозначении изолятора буква и цифры обозначают: Ш - штыревой; Ф (С) - фарфоровый (стеклянный); цифра - номинальное напряжение, кВ; последняя буква А, Б, В - исполнение изолятора. Штыревые изоляторы крепятся на опорах при помощи крюков. Если требуется повышенная надежность, то на анкерные опоры устанавливают не один, а два и даже три штыревых изолятора.

Рисунок 11. Штыревые и подвесные изоляторы: а - штыревой 6-10 кВ; б - штыревой 20-35 кВ; в - подвесной тарельчатого типа

Подвесные изоляторы тарельчатого типа наиболее распространены на ВЛ напряжением 35кВ и выше. Подвесные изоляторы (рис.11,в) состоят из фарфоровой или стеклянной изолирующей части 1 и металлических деталей - шапки 2 и стержня 3, соединяемых с изолирующей частью посредством цементной связки 4. На рис. 11,в показан фарфоровый изолятор нормального исполнения. Для ВЛ в районах с загрязненной атмосферой разработаны конструкции изоляторов грязестойкого исполнения с повышенными разрядными характеристиками и увеличенной длиной пути утечки. Подвесные изоляторы собирают в гирлянды (рис. 12, а, б), которые бывают поддерживающими и натяжными. Первые монтируют на промежуточных опорах, вторые - на анкерных. Число изоляторов в гирлянде зависит от напряжения линии. Например, в поддерживающих гирляндах ВЛ с металлическими и железобетонными опорами 35 кВ должно быть 3 изолятора; 110кВ - 6-8, 220 кВ - 10-14 и т. д.

Линейная арматура, применяемая для крепления проводов к изоляторам и изоляторов к опорам, делится, на следующие основные виды: зажимы, применяемые для закрепления проводов в гирляндах подвесных изоляторов; сцепную арматуру для подвески гирлянд на опорах и соединения многоцепных гирлянд друг с другом, а также соединители для соединения проводов и тросов в пролете.

Сцепная арматура включает скобы, серьги и ушки. Скоба предназначена для присоединения гирлянды к траверсе опоры или к закрепляемым на траверсе деталям. Поддерживающая гирлянда изоляторов (рис. 12, а) закрепляется на траверсе промежуточной опоры при помощи серьги 1. Серьга 1 с одной стороны соединяется со скобой или с деталью на траверсе, а с другой стороны вставляется в шапку верхнего изолятора 2. К нижнему изолятору гирлянды за ушко 3 прикреплен поддерживающий зажим 4, в котором помещен провод 5.

Зажимы для закрепления проводов и тросов в гирляндах подвесных изоляторов подразделяются на поддерживающие, подвешиваемые на промежуточных опорах, и натяжные, применяемые на опорах анкерного типа.



Рисунок 12. Поддерживающие и натяжные гирлянды изоляторов и линейная арматура: а - поддерживающая гирлянда изоляторов с глухим зажимом; б - натяжная гирлянда изоляторов с болтовым зажимом; в - глухой поддерживающий зажим; г - болтовой натяжной зажим; д - прессуемый натяжной зажим; е, ж - соединители овальные с обжатием и с закручиванием; з - соединитель прессуемый; и - подвеска гасителей вибрации у натяжных и поддерживающих зажимов; к - демпфирующая петля; л - распорки

По прочности закрепления провода поддерживающиезажимы подразделяются на глухие и с заделкой ограниченной прочности. Глухой зажим показан на рис.12,в. Нажимные болты 1 через плашку 2 прижимают провод к корпусу зажима («лодочке») 3 и удерживают его на месте при одностороннем тяжении. Глухие зажимы - основной тип зажимов, применяемых в настоящее время на ВЛ 35-500кВ.

Овальные соединители (рис. 12, е, ж) применяются для проводов сечением до 185 мм² включительно. В них провода укладываются внахлест, после чего производится обжатие соединителя с помощью специальных клещей (рис. 12, е). Сталеалюминиевые провода сечением до 95 мм² включительно закрепляются в соединителях методом скручивания (рис. 12, ж).

Прессуемые соединители используются для соединения проводов сечением 240 мм² и более и стальных тросов всех сечений. Для сталеалюминиевых проводов эти зажимы состоят из двух трубок: одной - стальной, предназначенной для соединения внутренних стальныхжил, и другой - алюминиевой, накладываемой поверх первой и служащей для соединения наружных алюминиевых жил (рис. 12, з).

К проводам ВЛ вблизи от зажимов подвешиваются гасители вибрации с грузами или демпфирующие петли, применение которых уменьшает вибрацию и позволяет предотвратить излом проволок провода. Гаситель вибрации состоит из двух чугунных грузов 1, соединенных стальным тросом 2 (рис. 12, и). Для алюминиевых и сталеалюминиевых проводов малых сечений защита от вибрации осуществляется с помощью демпфирующей петли 1 из провода той же марки. Петля прикрепляется к проводу болтовыми зажимами 2 по обе стороны поддерживающего зажима 3 у подвесной гирлянды изоляторов 4 (рис. 12, к).

На проводах ВЛ 330-750 кВ применяются распорки (1 - на рис. 12, л) для фиксации проводов расщепленной фазы относительно друг друга. Эти распорки обеспечивают требуемое расстояние между отдельными проводами фазы и предохраняют их от схлестывания, соударения и закручивания.[4, c. 97]



3. Направления развития современных ВЛЭП

Постоянный рост числа потребителей электроэнергии обуславливает необходимость развития всей энергосистемы, в том числе и воздушных линий электропередачи. На сегодняшний день развитие ВЛЭП связано с применение новых конструкций и материалов опор и изоляторов.

Можно выделить две основные тенденции при проектировании современных ЛЭП:

1. Разработка опор новых конструкций

· Решетчатые

· Трубчатые

· Многогранные опоры (они же граненые конические)

· Опоры со стойками из полимерных материалов

2. Применение полимерных материалов для изготовления изоляторов.

Наиболее перспективными являются стальные многогранные облегченные опоры (СМОО) включают следующие технические идеи: узкая база и укрупненные цельносварочные секции; установка стойки опоры на один фундамент, выполненный из стальной трубы; использование новых конструктивных форм из гнутых стальных профилей с переменным по высоте сечением; малая масса за счет рационального использования механических свойств стали в каждом сечении. Указанные новшества позволяют наиболее эффективно и экономно изготавливать элементы новых конструкций опор по сравнению с традиционными конструкциями опор из прокатных уголков, т.к. имеют рациональное распределение металла по сечению и высоте конструкции опоры, что обеспечивает снижение расхода металла. В зависимости от региона сооружения ВЛ указанные новшества позволяют снизить стоимость и сроки строительства ВЛ.



Рисунок 13. Стальные многогранные облегченные опоры

Наряду с опорами традиционного конструктивного исполнения в отечественной практике в настоящее время начинают применять стальные многогранные опоры (СМО), собираемые из сварных секций в виде конических труб многогранного поперечного сечения. Внешняя геометрия таких опор аналогична конструкции железобетонных опор. Подобные опоры обладают рядом преимуществ: сокращаются расходы на фундаменты, так как стойка опоры может устанавливаться на один фундамент из стальной трубы; резко сокращается объем и номенклатура собираемых на монтаже элементов, за счет чего снижается число болтов и трудоемкость сборки; эстетичность конструкции. Вместе с тем СМО имеют несколько повышенный расход материала по сравнению с СМОО, так как при работе на изгиб материал, расположенный в районе нейтральной оси полностью «не используется». Кроме того, замкнутое пространство внутри труб в случае, если не обеспечена герметичность конструкции, может способствовать развитию коррозионных процессов.

В зависимости от механических нагрузок на опору (определяемых сечением провода, количеством цепей на опоре и климатическими условиями в районе прохождения трассы ВЛ), а также для повышения экономичности сооружения ВЛ 35-110 кВ разработанные многогранные облегченные опоры имеют стойки с различным несущим моментом: 480, 600 и 700 кН·м.[5]

Рисунок 14. Конструкция базовой стойки, разработанная компанией ЭЛСИ

Опоры с полимерными стойками

Другим перспективным направлением в в развитии конструкций опор ЛЭП является применение стоек из полимерного материала.

На сегодняшний день следует оговорить уже давно известные на зарубежном рынке, но пока неоцененные по достоинству на просторах бывшего союза, опоры ЛЭП на стоиках из полимерных материалов. Вопрос о необходимости их внедрения на территории РФ давно обсуждается ведущими специалистами отрасли.

В рамках программы освоения стоек из полимерных материалов особенное внимание было уделено продукции канадской компании POLYCOMTEC, которая разработала серию стоек для объектов электросетевого строительства.

Товарная линия RStandard состоит из десяти тонкостенных конических полых труб, т.н. модулей, изготовленных из армированного волокном полимера. Модули используются для создания комбинированных стоек опор переменного сечения и прочности с достижением максимальной длины 53,3 м. Между собой модули соединяются с помощью телескопических соединений внахлест, что позволяет сочетать до восьми модулей в одной стойке.

Стойки опор RStandard изготовлены из армированного волокном полимерного материала волокнита.

Все волокниты являются анизотропными -- т.е. их механические характеристики зависят от направления и ориентации волокон относительно прилагаемой нагрузки.

Волокнит применяется для изготовления методом горячего прессования под давлением различных изделий технического назначения, работающих на изгиб и кручение, с повышенной ударной вязкостью и антифрикционными свойствами. Предназначается для производства технических изделий, к которым предъявляются повышенные требования в отношении механической прочности и теплостойкости.

Волокнит, используемый для изготовления стоек RStandard, представляет собой ткань, состоящую из плотно переплетенных синтетических волокон, пропитанную специализированными составами, что позволяет изначально задать материалу стоек необходимые прочностные характеристики. Кроме того, как очередное неоспоримое достоинство, можно выделить легкость конструкций, выполненных из волокнита и их абсолютную безвредность для окружающей среды.

Экономическая целесообразность данного решения неоспорима. Благодаря модульной системе, стойки RStandard перевозятся упаковками из вставленных друг в друга модулей. В зависимости от размера опоры упаковки бывают длиной или 5.8 м, или 11,3 м. Легкие и малогабаритные пакеты не требуют дорогостоящих специализированных транспортных средств и дополнительных механизмов при погрузочно-разгрузочных работах. Ввиду малого веса конструкций и легкости монтажа упрощается и процесс подготовки строительной площадки. В процессе монтажа исключаются сварочные работы. Ограничивается количество дорогостоящего инструмента, используемого при монтаже. Эстетичность опор на стойках RStandard также немаловажный факт, т.к. существует возможность заказа стоек любого цвета, что позволит максимально вписать опоры ЛЭП в окружающую среду. Многократно испытанные на экологичность стойки RStandard отвечают всем нормам и не наносят вреда окружающей среде ни над землей, ни в ней.[6, c 2]

Применение полимерных изоляторов позволяет повысить надежность и снизить вес изоляционной конструкции.

Рисунок 15. Полимерные изоляторы

По сравнению с керамическими и стеклянными изоляторами полимерные обладают рядом приемуществ: большая долговечность, виброударность, вандалостойкость, обеспечиваемые прочностью композитного стеклопластикового стержня и устойчивостью силиконовой резины к озоновому старению (срок их практической эксплуатации на открытом воздухе превышает 25 лет); высокие электрические характеристики, обеспечиваемые силиконовой оболочкой, самосбрасывающей загрязнения в течение всего гарантированного срока эксплуатации, а также её гидрофобностью (вода остается на поверхности изолятора отдельными каплями и не образует непрерывную водяную пленку); меньший (до 8 раз) вес, создаёт удобство монтажа, транспортировки и хранения. [3, c. 4]

Еще одним из направлений является применение изоляторов с аэродинамическим профилем изолирующей конструкции, что снижает эффект раскачивания и пляски проводов при ветре.



Заключение

В данной работе представлены основные виды классификация и назначение воздушных линий электропередачи и их конструктивных частей. Описаны достоинства и недостатки применения различных материалов и конструкций опор проводов линейных изоляторов и арматуры. Обозначены и описаны две основных тенденции в разработке ВЛЭП.

Таким образом мы приходим к выводу, что наиболее технически и экономически целесообразное решение - это применение при строительстве современных ВЛЭП опор со стальными многогранными облегченными опорами(СМОО) либо с опорами из полимерных материалов(волокнита), а также применение полимерных изоляторов. Данное решение позволяет: наиболее легко и быстро производить монтаж и обслуживание ЛЭП, экономить средства на материалы(так как возможно достичь такой же прочности при меньшем количестве материалов) и транспортировку, а также экономить пространство, что немаловажно при возведении ЛЭП в условиях города.

Тем не менее применение тех или иных конструкций и материалов при проектировании и монтаже ЛЭП должно рассматриваться в каждом отдельном случае индивидуально, так например для районов где возможно дешевое производство стали или древесины экономически более целесообразно применение традиционных опор из этих материалов, так как затраты на транспортировку значительно снижаются.



Список использованной литературы

1. Крюков К.П., Новгородцев Б.П.

Конструкции и механический расчет линий электропередачи. - 2-е изд. перераб. и доп. - Л.: Энергия, Ленингр. отделение, 1979, 312с.,

2. Гордон С. В. Сооружение линий электропередачи. -- 3-е изд.-- Москва: Энергоатомиздат, 1984 -- 430 с.

3. Арматура и изоляторы: отраслевой каталог. - М.: АО «Информ-энерго», 2001.

4. Барг, И.Г. Воздушные линии электропередачи: Вопросы эксплуатации и надежности Текст. / И.Г. Барг, В.И. Эдельман. М.: Энергоатомиздат, 1985.-248 с.

5. Гунгер Ю.Р., к.т.н., Лавров Ю.А., к.т.н., ЗАО «ВНПО ЭЛСИ», г. Новосибирск, 2011

6. Дубина А.А. ,ОАО «ПРОМиК» Новые конструкции полимерных стоек для опор ВЛ в РФ и Украине - Днепропетровск, 2011, 10с.

Размещено на Allbest.ru

...