Устройство ЛЭП
Преимущественно передача электроэнергии от электростанций осуществляется по воздуху. И линии электропередач в этой цепочке является важнейшим компонентом. С их помощью электрический ток передается на большие расстояния, распределяется по отдельным участкам. Последнее происходит на станциях с огромными понижающими трансформаторами, где высокое напряжение 6-330 кВ преобразуется в «стандартное» 380В.
Что такое ЛЭП?
Высоковольтные линии электропередач обычно устанавливаются вдоль крупных трасс или по незаселенным территориям. Такой подход повышает безопасность, упрощает устройство и техническое обслуживание.
По ЛЭП передается напряжение переменного тока, оно обеспечивает большее расстояние передачи по сравнению с постоянным. Значение выбирается исходя из дальности, например, между городами и объектами крупных предприятий ставятся системы на 35-150 кВ, внутри населенных пунктов до 20 кВ. Магистральные же ЛЭП работают под напряжением порядка 220-500 кВ. Они предназначены для соединения городских энергосистем со станцией, генерирующей электричество.
Между специалистами применяется ряд специфических терминов:
- Трасса – ось прокладки ЛЭП, проходящая по поверхности земли.
- Пикет – отрезок трассы с одинаковыми характеристиками (нулевым называют начало линии ЛЭП, а их установку пикетажом).
- Пролет – расстояние между центрами близстоящих опор.
- Стрела провеса – дельта между наиболее нижней точкой провеса кабеля и горизонтальной линией между опорами.
Также используется термин «габарит провода». Он означает расстояние между провисшим кабелем и верхней точкой сооружений, расположенных под ним. Перечисленные понятия имеют отношение в основном к проектированию устройства воздушных линий электропередач. Именно на этом этапе рассчитываются меры безопасности самого оборудования, людей, которым предстоит заниматься его обслуживанием, и проезжающих-проходящих мимо.
Таблица 1. Типовые габариты ЛЭП
Номинальное напряжение, кВ | Расстояние между фазами, м | Длина пролета, м | Высота опоры, м |
-1 |
Сопротивление заземляющих устройств выбирается исходя из условий, указанных в таблице. Если речь идет о не населенной местности в грунтах с удельным сопротивлением до 100 Ом*м оно должно составлять оно должно составлять не более 30 Ом. На грунтах с высоким сопротивлением, более 100 Ом*м – не более 0,3 Ом. При использовании на ЛЭП 6-10 кВ изоляторов ШФ 10-Г, ШФ 20-В, ШС 10-Г сопротивление заземления в не населенной местности никак не регламентируется.
Передача электроэнергии от поставщиков к потребителям производится при помощи специальных сооружений – ЛЭП, включающими в себя кабели, опоры, изоляторы, устройства защиты от короткого замыкания, арматуру. Все перечисленные элементы выпускаются и устанавливаются с учетом определенных нормативов вроде ГОСТ 13109-97, ГОСТ 24291-90, ГОСТ Р 58087-2018, СТО 70238424.29.240.20.001-2011.
Как отличить воздушные линии электропередач (ВЛ)
Любите ли вы путешествовать на поездах, автобусах или автомобиле? Если да, наверняка большую часть пути вас сопровождают различные воздушные линии, состоящие из кабелей или проводов и опор. Линии связи придают дороге особую романтику оттого, что по ним с помощью электрических сигналов связываются между собой люди, разделенные огромным расстоянием. Еще можно встретить «вымирающие» из-за сотовой связи и Интернета телеграфные столбы, передающие телеграммы. Однако над всеми этими линиями стоят линии электропередачи, передающие электрическую энергию от ее источника к ее потребителям.
Обычно воздушные линии электропередачи (ЛЭП) легко отличить от линий связи благодаря их огромным размерам. Так, например, линия «Итат — Барнаул — Экибастуз — Кокшетау — Костанай — Челябинск», возведенная в 1980-х годах, имеет длину 2350 км и среднюю высоту опор 45 метров. Расстояние между проводами соседних фаз на участке «Экибастуз-Кокчетау», спроектированном на рекордное напряжение 1150 кВ, составляет более 8 метров. Выше представлено фото этой линии.
Чем обусловлено такое больше расстояние между проводами? Можно ли его сделать меньше? Чтобы ответить на эти вопросы, надо узнать об электрической прочности и напряжении пробоя воздуха, из которого фактически состоит изоляция линий электропередачи. При напряженности электрического поля величиной 30 000 000 вольт на 1 метр происходит пробой воздушного промежутка – электрический разряд в воздухе. Расстояние между проводами регламентировано в ПУЭ и СНиП и принимается с учетом пляски и вибрации проводов и неблагоприятных погодных условий. Провода могут быть самонесущими изолированными — СИП, не требующими изоляторов (применяются в сетях до 35 кВ), или алюминиевыми или сталеалюминиевыми сечением до 240 мм 2 . Медные провода не используют из-за их высокой массы.
Подобным же образом длина и количество изоляторов, отделяющих провода воздушной линии (ВЛ) от заземленных опор, которые могут быть выполнены из металла, железобетона или дерева, обусловлена электрической прочностью изоляторов. Как материалы для изоляторов используют электротехнический фарфор и малощелочное закаленное стекло. Устройство воздушных ЛЭП разного напряжения обусловлено, помимо характеристик воздуха, электрической прочностью и пробивным напряжением изоляторов — до 200 кВ на один изолятор. Зная это, можно понять, как определить напряжение ВЛ по внешнему виду и не только. Например, гуляя с ребенком по парку Дружбы народов в Минске, не составит труда ответить ему, когда он спросит: «Папа, а сколько вольт в ЛЭП?»
Начнем по порядку. Минимальное напряжение воздушной линии – 0.4 кВ. Опоры такой линии небольшие и могут напоминать телеграфные столбы. Могут использоваться и как фонарные столбы. На их траверсах обычно 5 проводов, которые крепятся на маленькие стеклянные или фарфоровые изоляторы размером чуть больше баночек для детского питания.
Фото 1. Воздушная линия 0.4 кВ
Трансформаторы в селах и деревнях питаются от ВЛ напряжением 6-10 кВ. Опоры этих линий выше, 8 метров или больше, провода три. Изоляторы (один или два) размером напоминают пол литровую банку. Сети 6-10 кВ преимущественно выполняются с изолированной нейтралью.
Фото 2. Линия электропередач 6-10 кВ
ЛЭП напряжением 35 кВ, следовательно, имеют еще большие размеры. Высота опор около 17 метров, на этих линиях используются гирлянды из трех изоляторов. Стеклянные изоляторы хороши тем, что при пробое они разрушаются, это легко заметить, и техническое обслуживание и диагностика таких воздушных линий электропередачи сравнительно легки.
Фото 3. ЛЭП 35 кВ
Следующий ряд напряжений – 110, 220, 330, 500 кВ. Опоры высотой 35-45 метров. Со стороны проводов слышен характерный треск, возникающий из-за коронного разряда. Вокруг проводов линий 330 кВ ночью можно увидеть свечение, вызванное разрядами. Гирлянды содержат минимум 6, 10, 14, 20 изоляторов. Количество проводов в одной фазе – 1, 1, 2, 3 соответственно. ЛЭП 750 кВ отличаются от ЛЭП 500 кВ количеством проводов в фазе – 4 или более вместо трех.
Фото 4. ЛЭП 110, 220, 330, 500, 750 кВ
И в заключении хочется добавить, что наша компания на данный момент пока еще не занимается монтажом, но осуществляет измерения и испытания, в том числе и ВЛ 0,4.
По каким внешним признакам определяют напряжение линии электропередач?
ВЛ используют для передачи электроэнергии на большие расстояния. Такой способ значительно дешевле транспортировки по подземным и наземным линиям. Для уменьшения потерь мощности используется передача электроэнергии на высоком напряжении. Рассмотрим, как определить напряжение линии по внешним признакам.
0,38-04 кВ
Низкий класс напряжения. Эти ВЛ на 0,38 кВ предназначены для передачи электроэнергии на небольшие расстояния в пределах маленького населенного пункта, городского микрорайона.
Низковольтные линии отличает тип опор, количество токоведущих элементов и вид изоляторов. Стойки таких ВЛ выполняют из железобетона и дерева. 4 провода закреплены на изоляторах штыревого типа из фарфора и стекла. Безопасное расстояние от токоведущих элементов составляет 0.6-1 м.
6-10 кВ
Средний класс. Используется для транспортировки электричества до трансформаторных подстанций, питающих конечных потребителей. Напряжение ВЛ составляет от 6-10 кВ до 35 кВ.
Линии 6-10 кВ сооружают для транспортировки электричества на незначительные расстояния. Причем в городских условиях применяют ВЛ на напряжение 6 кВ, в сельской местности на 10 кВ. Линии отличаются наличием высоких ЖБ-опор, более массивными штыревыми изоляторами из фарфора или стекла. На поворотных стойках провода фиксируют подвесными гирляндами из 2-3 изоляторов.
Линии среднего напряжения имеют 3 провода. Часто на одних и тех же стойках тянут ЛЭП 0,4 и 10 кВт. При этом токоведущие линии более высокого напряжения размещаются на широких траверсах вверху опоры. 4-х проводная линия 0,4 кВ расположена ниже.
35 кВ
Воздушные линии на 35 кВ прокладываются на высоких бетонных опорах. Для крепления голых проводов используются гирлянды, содержащие по 3-5 изоляторов.
Иногда применяют массивные штыревые изолирующие устройства. Как и на ЛЭП 6-10 кВ, количество проводов ВЛ составляет 3 шт. ЛЭП такого типа применяют для подачи электричества до узловых пригородных ТП или подстанций тупикового типа.
110 кВ
Высокий класс. Линии такого типа на напряжение 110-220 кВ служат для передачи электроэнергии между областями и округами.
Линии применяются для подачи электроэнергии к перераспределяющим подстанциям, объектам с высоковольтными электроприемниками. Для таких ВЛ применяются опоры из стали. Число проводов – 3 с каждой стороны стойки. Проводящие линии 110 кВ закреплены на подвесных изоляторах по 6-7 штук. Безопасное расстояние от проводов составляет 1 м.
220 кВ
ЛЭП сверхвысокого напряжения. Служат для передачи электричества на большие расстояния к объектам с высоковольтными потребителями. Напряжение линий такого типа — 330-500 кВ.
ВЛ данного типа сложно отличить от ЛЭП 110 кВ. Для них также применяются опоры из конструкционной стали на фундаментах или растяжках. Количество изоляторов составляет 8-9.
330 кВ
ЛЭП этого типа можно отличить по 2 проводам каждой фазы. Для их фиксации использует гирлянды изоляторов по 14 элементов и более. В остальном такие ЛЭП похожи на линии высокого класса.
500 кВ
На каждую фазу ЛЭП приходится по 3 провода. Охранная зона таких ВЛ равна 30 м. Провода крепятся наборными конструкциями из 20 изоляторов.
750-1150 кВ
ВЛ ультравысокого напряжения. Область применения таких ЛЭП от 750 до 1150 кВ аналогична ВЛ сверхвысокого напряжения.
Линии ультравысокого напряжения тянут по П или V-образным стальным опорам. Они имеют от 4 до 8 проводов на одной фазе и от 20 изоляторов на подвесной гирлянде.
Компания “Энергопоставшик” оказывает услуги проектирования, строительства и реконструкции ЛЭП до 35 кВ. Мы также принимаем заказы на поставку траверс для изоляторов и других металлоконструкций для низковольтных и высоковольтных линий различного класса. Звоните!
Звоните 8-800-550-13-43 и наши менеджеры ответят на все Ваши вопросы.
Как определить напряжение ЛЭП по изоляторам
Даже не все опытные электрики внешне могут отличить опоры ВЛ, рассчитанные на разное напряжение. Но это необходимо знать и обычным людям, хотя бы для того, чтобы понимать, на каком расстоянии от ВЛ будет безопасно. Напряжение определяют по изоляторам ЛЭП, а дополнительно учитывают внешний вид самой конструкции и число проводов.
Безопасное расстояние до ЛЭП
Для обеспечения безопасности все виды ЛЭП имеют минимальные расстояния, на которые к ним можно приближаться. Их величину можно найти в Таблице 1 Приказа Минтруда России от 24.07.2013 г. № 328н. В таблице представлены минимальные расстояния для каждой категории напряжения.
Величина напряжения, кВ | Расстояние от рабочих, их инструментов и временных ограждений, м | Расстояние от машин и механизмов, м |
---|---|---|
ВЛ до 1 | 0,6 | 1,0 |
До 1 кВ | Без прикосновения (расстояние не нормируется) | 1,0 |
1-35 | 0,6 | 1,0 |
60-100 | 1,0 | 1,5 |
150 | 1,5 | 2,0 |
220 | 2,0 | 2,5 |
330 | 2,5 | 3,5 |
400-500 | 3,5 | 4,5 |
750 | 5,0 | 6,5 |
1150 | 8,0 | 10,8 |
Виды изоляторов ВЛ
Изолятор ВЛ – это электротехническое устройство, необходимое для крепления и изоляции проводов на опорах ВЛ (воздушной линии электропередачи). При изготовлении изоляторов используют фарфор, стекло или полимеры.
По назначению изоляторы делятся на следующие группы:
-
Линейные. Для крепления жестких или гибких токоведущих частей. Имеют развитые ребра, которые увеличивают ток утечки и напряжение пробоя.
Еще изоляторы классифицируют по методу крепления:
-
Изоляторы штыревые (ИШ). Используются для фиксации на траверсах опор изолированных СИП-3 и неизолированных проводов АС. Крепятся на штырях или крюках. Встречаются на опорах ВЛ до 35 кВ.
Как узнать напряжение ЛЭП по изоляторам
В первую очередь стоит разобраться, какие изоляторы чаще всего используют при разном напряжении:
- ВЛ до 1 кВ. Применимы только штыревые изоляторы.
- ВЛ 6-20 кВ: на промежуточных опорах – любой из видов, на анкерных – подвесные и иногда штыревые изоляторы.
- ВЛ 35 кВ: подвесные и стержневые, также допускаются штыревые.
- ВЛ более 110 кВ: подвесные, стержневые и опорные.
Количество изоляторов на гирлянде ЛЭП в зависимости от напряжения:
- 35 кВ – 3-5 шт.
- 110 кВ – 6-7 шт.
- 150 кВ – 8-9 шт.
- 220 кВ – 10-14 шт.
- 330 кВ – 14-20 шт.
- 500 кВ – 20 шт.
- 750 кВ – от 20 шт.
Все виды опор ВЛ, которые можно узнать по числу проводов и изоляторов:
-
0,4 кВ. Низковольтные линии, встречающиеся в населенных пунктах. Имеют обычные штыревые изоляторы, по одному на проводе.
При определении напряжения ЛЭП лишь по числу изоляторов не стоит полностью полагаться на приведенные данные. Конструктивные решения могут различаться в зависимости от климатических особенностей. Для людей безопаснее просто не приближаться к опорам, поскольку даже указанные выше минимальные значения приводятся для специалистов, участвующих в обслуживании и ремонте ЛЭП.