Воздушные линии электропередач

Во многих сферах человеческой деятельности применяется электричество. Чтобы доставить электрическую энергию от подстанции через тысячи километров до потребителей применяются многочисленные системы.

В подобные системы входят специальные агрегаты, которые повышают и понижают напряжение в сети. Устройства передают напряжение с соответствующими характеристиками по проводам по воздуху или специальным кабель-каналам. Все эти провода формируют линию электропередач.

Рассмотрев особенности воздушных линий электропередачи, можно понять их особенности эксплуатации и обслуживания.

Особенности воздушных и кабельных линий электропередач

Система передачи электричества от подстанции к потребителю предполагает использование различной силовой аппаратуры и коммуникаций. Провода могут пролегать в специальных каналах или крепиться к опорам при помощи изоляторов и арматуры.

Выбор того или иного способа коммуникаций зависит от условий эксплуатации. Строительство воздушной линии электропередачи обходится на 25-30% дешевле, чем обустройство канала для кабеля под землей. Однако обе разновидности монтажа линий высоковольтных проводов применяются повсеместно. При этом обязательно учитываются существующие нормы и правила при строительстве всех элементов системы.

Главной характеристикой линии электропередач является ее мощность. Именно от мощности зависят используемые устройства, тип кабеля и другая аппаратура.

Существует два основных требования при обустройстве воздушных и кабельных линий электропередач:

  • все элементы системы способствуют надежной передаче электроэнергии высокой мощности на требуемое расстояние;
  • линии должны быть безопасными для оборудования, людей и животных.

Существующие условия окружающей среды не должны оказывать воздействие на выполнение системой функции по передаче электрической энергии. Ураганный ветер, снег, наледь, вибрация, колебания температуры не должны нарушать работу линии электропередач. Поэтому при строительстве объекта учитываются возможные механические воздействия, климатические условия.

Классификация и характеристики воздушных линий электропередач

Линии передачи электричества, расположенные на открытом воздухе, называются воздушными и обозначают буквами «ВЛ». Проводники ВЛ проходят по воздуху. Эти элементы закрепляются при помощи специальной арматуры к опорным столбам, мостам, путепроводам. Не обязательно это высоковольтные установки.

Процесс строительства подобных объектов организовывается в соответствии с нормами правил устройства электроустановок. Это позволяет создавать надежные, безопасные в эксплуатации конструкции.

В процессе обустройства воздушной линии электропередач руководствуются строительными нормами и правилами. Заниматься подобной деятельностью могут только специальные компании, которые имеют все необходимые допуски. Персонал таких организаций должен обладать не только соответствующей квалификацией, но и достаточным опытом работы.

Существует определенная классификация, которая применяется к представленным объектам. По роду тока, протекающего в проводах, бывают линии переменного и постоянного тока. Воздушные линии электропередач отличаются показателем номинального напряжения.

Существуют следующие категории систем:

  • линии переменного тока: 1150, 750, 500, 400, 330, 220, 150, 110, 35, 10, 6 кВ. Самым малым номиналом обладает линия 0,4 кВ.
  • линии постоянного тока проводят электричество номиналом исключительно 400 кВ.

В зависимости от категории напряжения различают 5 классов коммуникаций. Каждая из коммуникаций отличается конструктивным исполнением, расчетными условиями эксплуатации.

Выделяют следующие разновидности:

  1. Низший класс. По линии передается напряжение до 1 кВ.
  2. Средний класс. Проводники передают электричество от 1 до 35 кВ.
  3. Высокий класс. Кабель рассчитан на напряжение от 110 до 220 кВ.
  4. Сверхвысокий класс. Линия транспортирует ток от 330 до 500 кВ.
  5. Ультравысокий класс. Кабель способен передать электричество напряжением выше 750 кВ.

Это высоковольтные линии, которые применяются в различных сферах деятельности человечества.

Основные элементы воздушных линий электропередач

К элементам воздушной линии относятся:

  • кабель (это проводник, по которому передается электричество);
  • траверсы (предотвращают соприкосновение проводов с другими элементами опорной конструкции);
  • изоляторы;
  • опоры;
  • фундамент;
  • заземление;
  • молниеотводчики;
  • разрядники.

Каждый из перечисленных устройств незаменим. Элементы воздушной линии выполняют определенные функции, которые увеличивают безопасность и надежность системы.

В некоторых случаях линия может состоять из оптоволоконных проводников. Для таких устройств применяется специальное оборудование. Это позволяет прикрепить к соответствующим опорам высокочастотные проводники.

Провода и тросы воздушных линий электропередачи

Тросы и провода, которые применяются на воздушных коммуникационных электрических системах, подвергаются постоянным воздействиям климатических условий, активных химических примесей, которые находятся в воздухе.

Ранее при создании подобных систем коммуникаций использовался кабель с медными жилами. Сегодня для линий электропередач применяется алюминий, сталь, специальные сплавы алюминия со сталью или альдреем.

У одних ВЛ кабель состоит из многих жил, изготовленных из одного материала. В разрезе такое изделие может состоять из 7, 19, 37 отдельных проволок, скрученных воедино.

В других системах используются однопроволочные проводники, сечение кабеля у которых будет сплошное из одной жилы.

Также применяются многопроволочные изделия, в состав подобного кабеля входят проволоки из разных металлов. Например, это может быть сталь и алюминий или сталь и бронза.

Тип коммуникации зависит от особенностей эксплуатации.

Изоляция воздушных линий электропередач

Воздушные линии электропередач должны быть изолированы между собой, от заземленных элементов и земли при помощи специальных материалов. Обычно в качестве изоляторов выступают фарфоровые или стеклянные элементы конструкции, а также атмосферный воздух. Способ изоляции зависит от номинальной мощности линии.

Для всех коммуникаций, которые передают электричество до 20 кВ (в некоторых случаях до 35 кВ) используют фарфоровые штыревые изоляторы. Для некоторых систем напряжением 35 кВ применяются элементы, которые склеиваются из двух частей при помощи цементного раствора.

Линии, напряжение которых выше 35 кВ, предполагают установку подвесных фарфоровых и стеклянных изоляторов тарельчатого типа. Между цементным раствором и поверхностью фарфорового прибора промазывается битум. Такую же конструкцию имеют и стеклянные изоляторы.

Помимо перечисленных, существуют керамические и полимерные изоляторы.

Габариты воздушных линий электропередач

Воздушная линия характеризуется таким показателем, как габарит. Габарит позволяет определить вертикальное расстояние от самой нижней точки провода до земли, водоема, связных коммуникаций, железной дороги, автомобильного шоссе и прочих поверхностей. Этот показатель четко регламентируется правилами устройства электроустановок.

Габариты воздушной линии устанавливаются на определенном допустимом уровне. На них влияет мощность коммуникаций, посещаемость местности людьми. Соответствие представленного показателя существующим нормам позволяет эксплуатировать и обслуживать систему максимально безопасно.

При наибольшей стреле провеса вертикальное расстояние до земли должно составлять минимум 6 м. Если линии электропередач проходят в малонаселенной местности, то этот показатель может быть уменьшен. В труднодоступных отдаленных районах этот показатель может составлять всего лишь 3,5м. Если линия проходит в местности, где люди не бывают вообще, габариты может составить 1м.

Недопустимо, чтобы воздушная линия проходила над зданиями. Линии протягивают над лесом, посадкой, прочими зелеными насаждениями. Расстояние до крон деревьев должно составлять не менее 1м.

Испытание воздушных линий электропередач

Прежде чем подключить новую установку к электричеству, строительной организацией проводятся соответствующие испытания, в ходе которых проверяется:

  • правильность установки опор;
  • соответствие монтажа провода и тросов существующим нормам и требованиям;
  • заземление опорных столбов.

Процесс замеров фиксируется в соответствующих протоколах и актах. К приемке представляются новые установки, которые ограждаются подстанциями с обеих сторон.

Воздушные линии электропередач выше 1000 В

Существующие воздушные линии делятся на коммуникации до 1000 В и свыше 1000 В. Во втором случае строительные нормы и требования будут более строгими. Опоры могут иметь угловую с оттяжкой или анкерную конструкцию. Провод может быть только медным многопроволочным. Сечение составляет 10 мм2.

Прием и сдача объекта, предназначенного для передачи электричества напряжением выше 1000В, производится по установленной стандартами технологии. При сдаче в эксплуатацию проходит проверка изоляторов, соединения проводов, сопротивления заземления опор, тросов и оттяжек.

ВОЛС на воздушных линиях электропередачи

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) отличаются широкой пропускной способностью, высокой скоростью передачи сигналов, низким уровнем потерь, отсутствие чувствительности к электромагнитным помехам. Также подобные провода отличает малая масса и незначительные размеры.

Если сравнивать ВОЛС с медным кабелем, то новые системы отличаются высокой устойчивостью к перехвату сигнала, пожаробезопасностью и приемлемой стоимостью, ВОЛС постепенно вытесняют прочие виды проводников в магистральных линиях цифровых сетей.

Организации, обслуживающие воздушные линии электропередач

Проводить возведение, обслуживание сетей электропередач могут только те компании, которые получили лицензию на право осуществления подобной деятельности.

Обслуживанием воздушных линии электропередач занимаются различные крупные и мелкие компании. Среди солидных предприятий, которые занимаются возведением и обслуживанием линий электропередач, можно выделить ПАО «ФСК ЕЭС», которая состоит из нескольких региональных и дочерних компаний.

Обслуживание ВЛ проводят АО «ЭлектроСетьСервис ЕНЭС», инженерная компания «РосАльфа» и другие. Во многих регионах есть свои предприятия, которые занимаются данным видом деятельности.

Технология монтажа воздушных линий электропередач

Монтаж воздушной линии производится в соответствии с установленными стандартами:

  1. Подготавливается участок для строительства.
  2. Собираются опорные конструкции.
  3. Далее, опоры поднимают и устанавливают на подготовленной площадке.
  4. После этого монтируются провода и тросы.
  5. Кабель раскатывается.
  6. Затем, провода соединяются при помощи обжатия, прессовки, термитной сваркой или болтовыми соединениями.
  7. Линии натягиваются и крепятся к опоре.
  8. Потом производится заземление системы.

В ходе монтажа идет постоянный контроль над соблюдением техники безопасности.

Капитальный ремонт и реконструкция воздушных линий электропередач

Капитальный ремонт и реконструкция проводят при определенной степени износа входящих в систему элементов или же из-за аварийного повреждения воздушных линий электропередач.

В ходе работ:

  • разрушенный фундамент восстанавливается;
  • опоры осматриваются на наличие трещин. На поверхность наносится антисептический раствор;
  • отслужившие опоры заменяются в соответствии с планом;
  • осуществляется частичная замена проводов и изоляторов;
  • при необходимости выполняется перетяжка некоторых участков кабеля.

После проводятся испытания нового оборудования и линии электропередач в целом.