Высоковольтные лэп

Высокотемпературные сверхпроводники

ВТСП-провод

В проводах на основе высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) использование сверхпроводимости позволяет передавать электрический ток без потерь, а также достичь высокой плотности токов. Большим недостатком ВТСП-проводов является необходимость в постоянном охлаждении, что ограничивает их применение на практике. Несмотря на сложности в производстве и эксплуатации ВТСП-проводов, делаются постоянные попытки применения их на практике. Например, в демонстрационной системе силовой сети, запущенной в эксплуатацию в июле 2006 года в США, при напряжении 138 кВ передаётся мощность в 574 МВА на длину 600 метров.

Первая коммерческая сверхпроводящая линия электропередачи была запущена в эксплуатацию фирмой American Superconductor на Лонг-Айленде в Нью-Йорке в конце июня 2008 года. Энергосистемы Южной Кореи собираются создать к 2015 году сверхпроводящие линии электропередачи общей длиной в 20 км.

оБЪОБЮЕОЙЕ Й ЧЙДЩ МЙОЙК ЬМЕЛФТПРЕТЕДБЮ

мЙОЙЙ ЬМЕЛФТПРЕТЕДБЮ РТЕДОБЪОБЮЕОЩ ДМС ФТБОУРПТФЙТПЧЛЙ ЬМЕЛФТЙЮЕУЛПК ЬОЕТЗЙЙ ПФ ЬМЕЛФТПУФБОГЙК ДП РПДУФБОГЙК, ТБУРПМПЦЕООЩИ ЧВМЙЪЙ ГЕОФТПЧ РПФТЕВМЕОЙС. пОЙ ТБЪДЕМСАФУС ОБ ЧЩУПЛПЧПМШФОЩЕ, ДПУФБЧМСАЭЙЕ ЬОЕТЗЙА ПФ НЕУФБ ЗЕОЕТБГЙЙ ДП ЧЩУПЛПЧПМШФОЩИ РПДУФБОГЙК, Й ОБ МЙОЙЙ ТБУРТЕДЕМЕОЙС, ЛПФПТЩЕ, ЛБЛ РТБЧЙМП, ДПИПДСФ ДП ЛПОЕЮОПЗП РПФТЕВЙФЕМС. мЙОЙЙ РЕТЕДБЮ, УПЕДЙОЕООЩЕ ДТХЗ У ДТХЗПН, ПВТБЪХАФ УЕФЙ РЕТЕДБЮЙ. уПЧПЛХРОПУФШ ЧУЕИ УЕФЕК, УПЮЕФБАЭЙИ Ч УЕВЕ ЖХОЛГЙЙ РЕТЕДБЮЙ Й ТБУРТЕДЕМЕОЙС ЬМЕЛФТЙЮЕУЛПК ЬОЕТЗЙЙ, РПМХЮЙМБ ОБЪЧБОЙЕ «ЬОЕТЗПУЙУФЕНЩ», ЛПФПТБС УФТПЙФУС Ч ЗПУХДБТУФЧЕООЩИ НБУЫФБВБИ. уФТПЙФШ ФБЛЙЕ МЙОЙЙ РЕТЕДБЮ НПЦЕФ ЛПНРБОЙС, ЛПФПТБС ЙНЕЕФ ЧУЕ ОЕПВИПДЙНЩЕ МЙГЕОЪЙЙ, ЛЧБМЙЖЙГЙТПЧБООЩК РЕТУПОБМ, УРЕГЙБМШОХА Й УФТПЙФЕМШОХА ФЕИОЙЛХ. лБЮЕУФЧЕООПЕ ЧПЪЧЕДЕОЙК мьр, ЙУРПМШЪПЧБОЙЕ ОБДЕЦОЩИ ЛПНРМЕЛФХАЭЙИ, УПВМАДЕОЙЕ ФЕИОПМПЗЙ СЧМСЕФУС ЪБМПЗПН ОБДЈЦОПК, ВЕЪПРБУОПК Й ВЕЪПФЛБЪОПК ТБВПФЩ ЧУЕК ЬМЕЛФТЙЮЕУЛПК УЕФЙ.

вПМШЫЙОУФЧП МЙОЙК РЕТЕДБЮЙ ЧЩУПЛПЗП ОБРТСЦЕОЙС РЕТЕДБАФ ФТЕИЖБЪОЩК РЕТЕНЕООЩК ФПЛ.

рЕТЕДБЮБ РПУФПСООПЗП ФПЛБ ЮЕТЕЪ мьр ОЕ ПУПВП ТБУРТПУФТБОЕОБ Й ЙУРПМШЪХЕФУС Ч ЕДЙОЙЮОЩИ УМХЮБСИ, ИПФС ФЕИОПМПЗЙС РЕТЕДБЮЙ РПУФПСООПЗП ФПЛБ ЧЩУПЛПЗП ОБРТСЦЕОЙС ЬЖЖЕЛФЙЧОБ РТЙ РЕТЕДБЮЕ ЬОЕТЗЙЙ ОБ ПЮЕОШ ВПМШЫЙЕ ТБУУФПСОЙС, ЙЪНЕТСЕНЩЕ Ч УПФОСИ ЛЙМПНЕФТПЧ. мЙОЙЙ РЕТЕДБЮЙ РПУФПСООПЗП ФПЛБ ФБЛЦЕ ЙУРПМШЪХАФУС ДМС ХУФТБОЕОЙС РТПВМЕН Й ХРТБЧМЕОЙС ЙНЙ Ч ВПМШЫЙИ ТБУРТЕДЕМЙФЕМШОЩИ УЕФСИ, ЗДЕ ЧОЕЪБРОЩЕ ОПЧЩЕ ОБЗТХЪПЛ ЙМЙ ПФЛМАЮЕОЙС Ч ПДОПК ЮБУФЙ УЕФЙ НПЗХФ РТЙЧЕУФЙ Л РТПВМЕНБН УЙОИТПОЙЪБГЙЙ Й ПЫЙВЛБН РТЙ ЛБУЛБДЙТПЧБОЙЙ.

ьМЕЛФТЙЮЕУЛБС ЬОЕТЗЙС РЕТЕДБЕФУС РТЙ ЧЩУПЛЙИ ОБРТСЦЕОЙСИ У ГЕМША ХНЕОШЫЕОЙС РПФЕТЙ ЬОЕТЗЙЙ РТЙ ФТБОУРПТФЙТПЧЛЕ ОБ ВПМШЫЙЕ ТБУУФПСОЙС. лБЛ РТБЧЙМП, ЬМЕЛФТЙЮЕУФЧП ДПУФБЧМСЕФУС РТЙ РПНПЭЙ ЧПЪДХЫОЩИ МЙОЙК ЬМЕЛФТПРЕТЕДБЮЙ. рПДЪЕНОБС РЕТЕДБЮБ ЙНЕЕФ ЪОБЮЙФЕМШОП ВПМЕЕ ЧЩУПЛХА УФПЙНПУФШ Й ВПМШЫЙЕ ЬЛУРМХБФБГЙПООЩЕ ПЗТБОЙЮЕОЙС, ОП ЙОПЗДБ ЙУРПМШЪХЕФУС Ч ЗПТПДУЛЙИ ТБКПОБИ ЙМЙ Ч ПУПВЩИ УМХЮБСИ.

пУОПЧОЩН ПЗТБОЙЮЕОЙЕН ЙУРПМШЪПЧБОЙС ЬМЕЛФТПЬОЕТЗЙЙ СЧМСЕФУС ФП, ЮФП Ч РПДБЧМСАЭЕН ВПМШЫЙОУФЧЕ УМХЮБЕЧ, ЬМЕЛФТЙЮЕУЛБС ЬОЕТЗЙС ОЕ НПЦЕФ ВЩФШ УПИТБОЕОБ РТП ЪБРБУ, Й, УМЕДПЧБФЕМШОП, ДПМЦОБ РТПЙЪЧПДЙФШУС РП НЕТЕ ОЕПВИПДЙНПУФЙ. уМПЦОБС УЙУФЕНБ ХРТБЧМЕОЙС ПВЕУРЕЮЙЧБЕФ ЧЩТБВПФЛХ ЬМЕЛФТПЬОЕТЗЙЙ Ч УППФЧЕФУФЧЙЙ УП УРТПУПН. еУМЙ УРТПУ ОБ ЬМЕЛФТПЬОЕТЗЙА РТЕЧЩЫБЕФ РТЕДМПЦЕОЙЕ, ГЕМЩК ТСД РЕТЕДБАЭЕЗП ПВПТХДПЧБОЙС Й МЙОЙК РЕТЕДБЮЙ НПЗХФ ЧЩКФЙ ЙЪ УФТПС, ЮФП НПЦЕФ РТЙЧЕУФЙ Л ЛТХРОЩН ТЕЗЙПОБМШОЩН ПФЛМАЮЕОЙСН. юФПВЩ УОЙЪЙФШ ТЙУЛ ФБЛПЗП ПФЛБЪБ, ЬМЕЛФТЙЮЕУЛЙЕ УЕФЙ РЕТЕДБЮЙ ЧЪБЙНПУЧСЪБОЩ У ТЕЗЙПОБМШОЩНЙ, ЗПУХДБТУФЧЕООЩНЙ Й НЕЦЗПУХДБТУФЧЕООЩНЙ УЕФСНЙ, ФЕН УБНЩН ПВЕУРЕЮЙЧБС ОЕУЛПМШЛП МЙЫОЙИ БМШФЕТОБФЙЧОЩИ НБТЫТХФПЧ, РП ЛПФПТЩН НПЦОП РПДБЧБФШ ЬОЕТЗЙА Ч УМХЮБЕ ПФЛБЪБ ПВПТХДПЧБОЙС. рЕТЕДБАЭЙЕ ЛПНРБОЙЙ РПУФПСООП РТПЧПДСФ БОБМЙЪ ДМС ПРТЕДЕМЕОЙС НБЛУЙНБМШОП ДПРХУФЙНПК НПЭОПУФЙ ЛБЦДПК МЙОЙЙ (ПВЩЮОП НЕОШЫЕ, ЮЕН ЕЈ ЖЙЪЙЮЕУЛЙК ЙМЙ ФЕРМПЧПК РТЕДЕМ), ЮФПВЩ ЪБТЕЪЕТЧЙТПЧБФШ УЧПВПДОЩЕ НПЭОПУФЙ ОБ УМХЮБК ПФЛБЪБ Ч ДТХЗПК ЮБУФЙ УЕФЙ.

уЕЗПДОС НБЗЙУФТБМШОЩЕ мьр РЕТЕДБАФ ОБРТСЦЕОЙС ОБ ХТПЧОСИ 200 Лч. вПМЕЕ ОЙЪЛЙЕ ОБРТСЦЕОЙС ЙУРПМШЪХАФ Ч ТБУРТЕДЕМЙФЕМШОЩИ Й РПДЧПДСЭЙИ МЙОЙСИ. оБРТСЦЕОЙЕ ЧЩЫЕ 230 Лч УЮЙФБЕФУС УЧЕТИЧЩУПЛЙН Й ДМС ЕЗП РЕТЕДБЮЙ ФТЕВХЕФУС ПВПТХДПЧБОЙЕ Й ЛПОУФТХЛГЙЙ, ЛПФПТПЕ ПФМЙЮБЕФУС ПФ ПВПТХДПЧБОЙС, ЙУРПМШЪХЕНПЗП РТЙ ВПМЕЕ ОЙЪЛЙИ ОБРТСЦЕОЙСИ.

Следует учесть

Под охранной зоной, согласно СНиП (СП), в отношении линий электропередачи подразумевают расстояние от крайних проводов до условной вертикальной плоскости в каждую сторону. Что до территории непосредственно под линиями, то она, конечно же, также входит в охранную зону. Это призвано уменьшать риски.

Высоковольтные линии

Учитывается, что это за тип ЛЭП. На основании этого определяется, сколько метров будет охранная зона. Для низковольтных линий (вроде 0.4 кВ) хватит и пары метров, тогда как для высоковольтных требуется несколько десятков.

Определять, сколько метров будет зона ЛЭП, имеет право лишь инженер-энергетик, подтвердивший квалификацию, в том числе в области физики. Он должен идеально разбираться в устройстве установки.

В зоне не должно быть жилых домов, общественных зданий, деревьев. Это запрещается нормативными актами СНиП (СП). В случае нарушения, согласно административному кодексу, будет выполнено оформление штрафа.

В деревне

Сами электроустановки типовые, соответствуют стройгенплану. Последний не должен противоречить СНиП. Если в конкретных условиях инженер решил, что лучше подойдет иной вариант, требуется согласовывать это. Данные меры необходимы для того, чтобы избежать в дальнейшем сноса.

Правила СНиП действуют вне зависимости от того, что это за территория. В том числе и в рекреационной зоне. Так что там точно так же нельзя проводить мероприятия рядом с линиями электропередачи.

В заключение важно отметить, что в районе ЛЭП всегда устанавливают охранную зону в соответствии с нормативами федерального законодательства. И в ней всегда будут запрещать что-либо делать без согласования

Подача электричества в город

Вряд ли в ближайшее время будут изменения. В противном случае возникнут претензии

И не без оснований, ведь линии электропередачи – опасное сооружение, требующее особо осторожного подхода

Воздушные линии электропередачи

Воздушные линии электропередач, ВЛЭП, характеризуются высокой сложностью. Их конструкция, порядок эксплуатации регламентируются специальной документацией. ВЛ характеризуются тем, что электроэнергия передается по проводам, проложенным на открытом воздухе. Для обеспечения безопасности, уменьшения потерь состав ВЛ достаточно сложен.

Состав ВЛ

Что такое ВЛ? Это не высоковольтная линия, как иногда считают. ВЛ – это целый комплекс конструкций и оборудования. Основные элементы, из которых состоит любая линия электропередач:

  • Токонесущие провода;
  • Несущие опоры;
  • Изоляторы.

Другие компоненты также важны, но их тип, номенклатура и количество зависят от различных факторов:

  • Арматура;
  • Грозозащитные тросы;
  • Устройства заземления;
  • Разрядники;
  • Устройства секционирования;
  • Маркировка для предупреждения летательных аппаратов;
  • Вспомогательное оборудование (аппаратура наложения связи, дистанционного контроля);
  • Волоконно-оптическая линия связи.

В состав арматуры входят крепежные изделия для соединения изоляторов, проводов, крепления их к опорам.

К сведению. Разрядники, заземление и устройства грозозащиты служат для обеспечения безопасности и повышения надежности при возникновении скачков напряжения, в том числе во время грозы.

Устройства секционирования позволяют производить отключение части ЛЕП на период проведения регламентных или аварийных работ.

Аппаратура высокочастотной и оптоволоконной связи предназначена для осуществления диспетчерского удаленного контроля и управления работой линии, устройств секционирования, подстанции и распределительных устройств.

Документы, регулирующие ВЛ

Основными документами, которые регулируют любую ЛЭП, являются Строительные нормы и правила (СНиП), а также Правила устройства электроустановок ПУЭ. Данные документы регламентируют проектирование, конструкцию, строительство и эксплуатацию воздушных линий электропередач.

Классификация ВЛ

Большое разнообразие конструкций и типов воздушных линий позволяет выделить в них группы, объединенные общими признаками.

По роду тока

Большинство существующих ЛЭП предназначено для работы с переменным током, что связано с простотой преобразования напряжения по величине.

Отдельные типы линий работают с постоянным током. Они предназначены для некоторых областей применения (питание контактной сети, мощных потребителей постоянного тока), но общая протяженность невелика, несмотря на меньшие потери на емкостной и индуктивной составляющих.

По назначению

  • Межсистемные (дальние) – для объединения нескольких энергетических систем. Сюда относятся ВЛ 500 кВ и выше;
  • Магистральные – для объединения электростанций в сеть в пределах одной энергосистемы и подачи электроэнергии на узловые подстанции;
  • Распределительные – для связи крупных предприятий и населенных пунктов с узловыми подстанциями;
  • ВЛ сельскохозяйственных потребителей;
  • Городская и сельская распределительная сеть.

Линия Экибастуз-Кокшетау 1150 кВ

По режиму работы нейтралей в электроустановках

  • Сети с глухозаземленной нейтралью;
  • Сети с изолированной нейтралью;
  • С резонансно-заземленной нейтралью;
  • С эффективно-заземленной нейтралью.

По режиму работы в зависимости от механического состояния

Основной режим работы ВЛ – нормальный, когда все провода и тросы находятся в исправном состоянии. Могут бывать случаи, когда часть проводов отсутствует, но ЛЭП эксплуатируется:

  • При полном или частичном обрыве – аварийный режим;
  • Во время монтажа проводов, опор – монтажный режим.

Основные элементы ВЛ

  • Трасса – расположение оси ЛЭП относительно поверхности земли;
  • Фундамент опоры – конструкция в грунте, на которую опирается опора, передавая ей нагрузку от внешних воздействий;
  • Длина пролета – расстояние между центрами соседних опор;
  • Стрела провеса – расстояние между нижней точкой провода и условной прямой между точками подвеса проводов;
  • Габарит провода – расстояние от нижней части провода до поверхности земли.

Габариты ЛЭП

Потери в ЛЭП

Потери электроэнергии в проводах зависят от силы тока, поэтому при передаче её на дальние расстояния напряжение многократно повышают (во столько же раз уменьшая силу тока) с помощью трансформатора, что при передаче той же мощности позволяет значительно снизить потери. Однако с ростом напряжения начинают происходить различные разрядные явления.

В воздушных линиях сверхвысокого напряжения присутствуют потери активной мощности на корону. Коронный разряд возникает, когда напряжённость электрического поля E{\displaystyle E} у поверхности провода превысит пороговую величину Ek{\displaystyle E_{k}}, которую можно вычислить по эмпирической формуле Пика: Ek=30,3β(1+0,298rβ){\displaystyle E_{k}=30{,}3\beta \left({1+{\frac {0{,}298}{\sqrt {r\beta }}}}\right)} кВ/см, где r{\displaystyle r} — радиус провода в метрах, β{\displaystyle \beta } — отношение плотности воздуха к нормальной.

Напряжённость электрического поля прямо пропорциональна напряжению на проводе и обратно пропорциональна его радиусу, поэтому бороться с потерями на корону можно, увеличивая радиус проводов, а также (в меньшей степени) — применяя расщепление фаз, то есть используя в каждой фазе несколько проводов, удерживаемых специальными распорками на расстоянии 40-50 см. Потери на корону приблизительно пропорциональны произведению U(U−Uкр){\displaystyle U(U-U_{\text{кр}})}.

Потери на корону резко возрастают с ростом напряжения, среднегодовые потери на ЛЭП напряжением 500 кВ составляют около 12 кВт/км, при напряжении 750 кВ — 37 кВт/км, при 1150 кВ — 80 кВт/км. Потери также резко возрастают при осадках, особенно изморози, и могут достигать 1200 кВт/км.

В прошлом потери в ЛЭП были очень высокими. Так, в конце XIX века потери на 56-ти километровой линии постоянного тока Крей — Париж составили 45 %. В современных линиях электропередач (по состоянию на 2020 год) потери составляют всего 2 — 3 %. Однако и эти потери пытаются сократить, используя высокотемпературные сверхпроводники. Впрочем, по состоянию на 2020 год линии электропередач на высокотемпературных сверхпроводниках отличаются высокой стоимостью и небольшой протяженностью (самая длинная такая линия построена в 2014 году в Германии и имеет длину всего 1 км).

Потери в ЛЭП переменного тока

Важной величиной, влияющей на экономичность ЛЭП переменного тока, является величина, характеризующая соотношение между активной и реактивной мощностями в линии — cos φ.  — часть полной мощности, прошедшей по проводам и переданной в нагрузку;  — это мощность, которая генерируется линией, её зарядной мощностью (ёмкостью между линией и землёй), а также самим генератором, и потребляется реактивной нагрузкой (индуктивной нагрузкой)

Потери активной мощности в линии зависят и от передаваемой реактивной мощности. Чем больше переток реактивной мощности, тем больше потери активной.

При длине ЛЭП переменного тока более нескольких тысяч километров наблюдается ещё один вид потерь — радиоизлучение. Так как такая длина уже сравнима с длиной электромагнитной волны частотой 50 Гц (λ=cν={\displaystyle \lambda =c/\nu =}6000 км, длина четвертьволнового вибратора λ4={\displaystyle \lambda /4=}1500 км), провод работает как излучающая антенна.

Выбор проводов и изоляторов для воздушных линий

Выполнение расчетов сечений проводов, расстояний между ними и их количеством в фазе определяется специальными алгоритмами расчетов с учетом физико-механических свойств материалов, которые будут рассмотрены в следующих статьях.

При проведении расчетов и выборе проводов по условиям механической прочности необходимо руководствоваться ПУЭ и соответствующими нормативными документами. Ниже приведена таблица, с указаниями минимальных сечений проводов в зависимости от места прохождения и напряжения:

Для маркировки проводов применяются буквенно-цифровые обозначения.  Здесь цифры обозначают сечение провода в мм, а буквы – материал из которого он изготовлен. Например, АС-70 сталеалюминиевый с сечением 70 мм2, М-16 медный с сечением 16 мм2, ПС-50 стальной с сечением 50мм2.

Крепеж воздушных линий производится на опорах при помощи изоляторов. В зависимости от диаметров (сечений) проводов, а также от напряжения линии происходит выбор соответствующего изолятора. Для воздушных линий с напряжением до 500 В применяются штыревые фарфоровые изоляторы.

Изоляторы типа ТФ и АИК устанавливают на участках линий, не имеющих ответвлений. В местах ответвлений или разветвлений устанавливают изоляторы многошейковые типа ШО.

Для линий, напряжение питания которых составляет 3 – 6 – 10 кВ, используют высоковольтные изоляторы штыревые типа ШС. Линии с напряжением 20 – 35 кВ могут подвешиваться на опорах как при помощи фарфоровых штыревых изоляторов ШД, так и при помощи подвесных изоляторов П.

Но, стоит отметить, что для линий напряжением 35 кВ целесообразней применение подвесных изоляторов, так как они меньше по размерам.

Для линий, имеющих напряжение 35 – 220 кВ и выше, применяют подвесные изоляторы, которые набираются в гирлянды, а количество изоляторов в гирлянде напрямую зависит от материала опор и напряжения линии.

Крепление штыревых изоляторов происходит путем ввертывания стальных крюков непосредственно в тело деревянной опоры. Также крепление может происходить при помощи стальных штырей в случае установки изоляторов на металлическом траверсе, который потом крепится к опоре при помощи стального хомута.

Кабельные линии

Воздух – это изолятор. На этом его свойстве основаны воздушные линии. Но существуют и другие более эффективные материалы-изоляторы. Их применение позволяет намного уменьшить расстояния между фазными проводниками. Но цена такого кабеля получается настолько велика, что не может быть и речи о его использовании вместо воздушных ЛЭП. По этой причине кабели прокладывают там, где есть трудности с воздушными линиями:

  • в пределах населенных пунктов и предприятий при значительной разветвленности электросети;
  • при невозможности поставить опоры (линия прокладывается через большие водные пространства или горы, либо в производственном помещении).

Сложность конструкции силового кабеля для напряжения класса 110…220 кВ иллюстрирует изображение:


Высоковольтный кабель в разрезе

Кабельные линии прокладываются в грунте, воде или в специальных сооружениях:

  • туннелях,
  • каналах,
  • шахтах,
  • этажах,
  • эстакадах,
  • галереях.


Кабельный туннель
Кабельный канал в помещении
Кабельный канал в грунте
Кабельная шахта
Кабельный этаж
Кабельная эстакада
Кабельная галерея

Недостатком кабельных линий является пожароопасность некоторых марок кабелей. Но для исключения таких аварий необходимо соблюдать режим нагрузки в соответствии с рекомендованными параметрами. Они указаны в ПУЭ и технической документации проводника.

Кабельные линии электропередачи

Что такое кабельная ЛЭП? Данный тип линий электропередач отличается от ВЛ тем, что провода различных фаз изолированы и объединены в единый кабель.

По условиям прохождения

По условиям прохождения КЛ делят на:

  • Подземные;
  • Подводные;
  • По сооружениям.

Кабельные сооружения

Помимо того, что кабель может находиться в воде или земле, часть его обязательно проходит по кабельным сооружениям, к которым относятся:

  • Кабельные каналы;
  • Кабельная камера;
  • Кабельная шахта;
  • Кабельный колодец;
  • Двойной пол;
  • Кабельная галерея.

Кабельный колодец

Данный перечень неполон, основное отличие кабельных сооружений от прочих – они предназначены исключительно для монтажа кабеля вместе с устройствами крепления, силовыми муфтами и ответвлениями.

По типу изоляции

Наибольшее распространение получили кабельные линии с твердой изоляцией:

  • Поливинилхлоридная;
  • Масляно-бумажная;
  • Резино-бумажная;
  • Полиэтиленовая (сшитый полиэтилен);
  • Этилен-пропиленовая.

Реже встречаются жидкостная и газовая изоляции.

Виды

ЛЭП используются для перемещения и распространения электроэнергии. Виды линий можно поделить:

  • по виду расположения кабелей — воздушные (находятся на открытом воздухе) и закрытые (в кабель-каналах);
  • по функциям — сверхдальние, для магистралей, распределительные.

Воздушные ЛЭП также можно разделить на подвиды, который зависят от проводников, типа тока, мощности, применяемого сырья. Ниже подробно описаны эти классификации.

Переменного тока

По типу тока ЛЭП можно подразделить на две группы. Первая из них — это линии электропередач постоянного тока. Такие установки помогают свести к минимуму потери при перемещении энергии, потому используются для передачи тока на дальние расстояния. Этот вид ЛЭП достаточно популярен в европейских государствах, но в России такие линии электропередач можно пересчитать по пальцам. Многие железные дороги работают на переменном токе.

Схема передачи энергии

Постоянного тока

Вторая группа — это линии электропередач постоянного тока, в которых энергия всегда одинакова независимо от направления и сопротивления. Почти все установки в России питаются постоянным током. Их проще произвести и эксплуатировать, но потери при перемещении тока очень часто достигают 10 кВт/км за полгода на ЛЭП с напряжением 450 кВ.

Примечания

  1. Приказ Минэнерго России от 13.01.2003 г. N 6 «Об утверждении Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей»
  2. Номинальные напряжения, указанные в скобках, для вновь проектируемых сетей не рекомендуются. Для существующих и расширяющихся электрических сетей на номинальные напряжения 3 и 150 кВ электрооборудование должно изготовляться (см. ГОСТ 721-77).
  3. . www.yantarenergo.ru. Дата обращения: 4 марта 2020.
  4. Кашолкин Б. И., Мешалкин Е. А. Тушение пожаров в электроустановках. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — С. 20
  5. Технические условия по проектированию автоматических установок комбинированного пожаротушения в кабельных сооружениях «НТО Пламя» — М., 2006. — С. 2
  6. Кашолкин Б. И., Мешалкин Е. А. Тушение пожаров в электроустановках. — М.:Энергоатомиздат, 1985. — С. 58.
  7. Monica Heger. . IEEE Spectrum. Дата обращения: 19 января 2012.
  8. . Радио Свобода (2010). — «Говорится о трех миллионах метров не кабеля, а исходной ленты… Из этих лент делаются кабели, содержащие порядка 50 лент. Поэтому надо 3 миллиона метров разделить на 50 и получится около 50 километров.». Дата обращения: 27 ноября 2014.
  9. Joseph Milton. . Nature — News. — «Jason Fredette, managing director of corporate communications at the company, says that LS Cable will use the wire to make about 20 circuit kilometres of cable as part of a programme to modernize the South Korean electricity network starting in the capital, Seoul.». Дата обращения: 19 января 2012.
  10. Потери на корону //  :  / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  11. Понятов А. Вступив в эпоху электричества // Наука и жизнь. — 2020. — № 1. — С. 14.
  12. Понятов А. Вступив в эпоху электричества // Наука и жизнь. — 2020. — № 1. — С. 15.
  13.  (недоступная ссылка). Дата обращения: 8 января 2016.
  14. Министерство промышленности и энергетики Российской Федерации. (от 30 апреля 2008 г.).

История

Получение энергии и её немедленное использование применялось человечеством издревле (напр. ветряные двигатели, совмещенные с мельничными жерновами; водяные колеса, совмещенные с механическим молотом; вертелы, вращаемые рабами или животными, совмещенные с кузнечными мехами). Данный подход не всегда удобен, т.к. местностей со стабильно дующими ветрами немного, количество запруд на реке ограничено, расположены они могут быть в неудобной труднопроходимой местности вдали от поселений и промышленных центров и т.п. Очевидным решением было получение энергии в одном месте с возможностью ее передачи к потребителю в другое. В средние века и в эпоху промышленной революции предлагались проекты передачи механической мощности на большие расстояния с помощью длинных валов и пневматических труб, которые не были реализованы ввиду технических сложностей. Открытия в области электричества сделали возможным генерацию различными способами электрической энергии и передачу её потребителю с помощью относительно простых, компактных, дешевых и лёгких в прокладке и монтаже электрокабелей.

Правила нахождения в охранных зонах ЛЭП

Лицам без разрешения нельзя находиться рядом с кабельной электроустановкой. Это касается и строительных бригад, и просто прохожих. Только в случае проведения согласованных работ дается разрешение на нахождение в зоне ЛЭП. Но только на время проведения запланированных мероприятий.

Чертеж электролиний

Перед тем как выдать разрешения, учитывается типовая технологическая карта (ТТК) ЛЭП, а также проект производства работ (ППР). Изучают чертежи. Лишь после этого решается, будет ли дано разрешение. Таков порядок согласно закону.

Кто-то будет называть это бюрократией. Но, по сути, такие условия – необходимость. По крайней мере, благодаря этому по закону не получится построить обычный гараж в такой зоне ЛЭП. И не придется ничего экстренно убирать. И это благо для общества.

Основные требования

Во-первых, должна быть очевидна цель пребывания около ЛЭП. Во-вторых, на достижение этой цели должно быть получено разрешение. В-третьих, каждый, будь то рабочий, инспектор или иное лицо, должен перед началом работ пройти инструкцию по безопасности нахождения рядом с ЛЭП.

Днем

И в Московской области, и в Тюменской. Труд, связанный с работами в зонах ЛЭП, принципиально не отличается. Впрочем, природные условия вокруг охранной зоны разные, и где-то это влияет еще и на судоходное дело. Например, нельзя бросать якорь в этой зоне.

Влияние на окружающею среду и экологию

Помимо воздействия на человека вред от ЛЭП проявляется и на других живых организмах. Так, произрастающие вблизи опоры ЛЭП и на всей  протяженности высоковольтных проводов растения начинают видоизменяться. В одних случаях явно проявляются отклонение побегов и ветвей в сторону удаления от линии, в других, возникают нетипичные для конкретного вида ответвления, изменения в структуре растения и т.д. Однако в то же время, некоторые сельскохозяйственные культуры и плодоносящие деревья под воздействием ЛЭП дают лучший урожай и увеличивают образование семян.

Представители животного мира ощущают воздействие и вред от проходящих ЛЭП и стараются не приближаться к ним на недопустимое расстояние, придерживаясь пастбищ в стороне от линий. Особо существенную опасность оказывают электромагнитные излучения на парнокопытных представителей фауны, так как копыта представляют собой слой изоляции, предотвращающий стекание заряда на землю. Из-за чего в теле животного может наводиться существенный потенциал, который разрядится при первом же касании к траве или листьям деревьев.

Рис. 4. Воздействие ЛЭП на парнокопытных животных

По отношению к насекомым, особо яркая реакция наблюдается ЛЭП на пчел. Так как в случае расположения ульев непосредственно под линией, существенно снижается активность особей, сбор меда и приплод. В некоторых случаях наблюдается гибель маток, не покидающих место обитания.

Определение напряжения по внешнему виду

Следующий этап — определение мощностей ВЛ.

Как же узнать напряжение на ЛЭП по её внешнему виду? Легче всего это сделать по количеству проводов и по числу изоляторов. Самый простой способ — определение по изоляторам.

Существуют ВЛ разных классов напряжения. Рассмотрим поочередно каждую.

ЛЭП на 0,4 киловольта (400 Вольт) — низковольтные, встречающиеся во всех населенных пунктах. В них всегда используются штыревые изоляторы из фарфора или стекла. Опоры изготавливают из железобетона или дерева. В однофазной линии два провода. Если фазы три, проводников будет четыре и более.

Далее идут ЛЭП на 6 и 10 киловольт. Визуально они неотличимы друг от друга. Здесь всегда по три провода. В каждом используется два штыревых фарфоровых или стеклянных изолятора или один, но большего номинала. Используются эти трассы для подведения питания к трансформаторам. Минимальное расстояние до частей, проводящих ток, здесь составляет 0,6 м.

Часто в целях экономии совмещают подвеску проводников 0,4 и 10 кВ. Охранной зоной таких трасс является расстояние 10 м.

В ЛЭП на напряжение 35 кВ, используются подвесные изоляторы в количестве от 3 до 5 штук в гирлянде к каждому из трёх фазных проводов.

Обычно такие воздушные магистрали через территорию городов не проходят. Допустимым считается расстояние – 0,6 м, а охранная зона определяется 15 метрами. Опоры должны быть железобетонными или металлическими, с разнесенными друг от друга на допустимое расстояние проводниками, несущими ток.

В ЛЭП на напряжение 110 кВ монтаж каждого из проводов осуществляется на отдельной гирлянде из 6-9 подвесных изоляторов. Минимально близким к проводникам, является расстояние в 1 метр, а охранная зона определяется 20 метрами.

Материалом для опоры служит железобетон или металл.

Если напряжение 150 кВ, применяют 8-9 подвесных изоляторов на каждую гирлянду в ЛЭП. Расстояние 1,5 м до проводников тока считается в этом случае минимальным.

Когда напряжение 220 кВ, число используемых изоляторов находится в пределах от 10 до 40 единиц. Фаза передаётся по одному проводу.

Линии используют для подведения электроэнергии к крупным подстанциям. Наименьшее расстояние приближения к проводникам составляет 2 м. Величина охранной зоны – 25 м.

В последующих классах высоковольтных ЛЭП появляется отличие по числу проводов на фазу.

Если произведен монтаж двух проводников на одну фазу, а изоляторов в гирляндах по 14, перед вами магистраль 330 кВ.

Минимальным расстоянием до токоведущих частей в ней считается 3,5 м. Необходимое увеличение охранной зоны до 30 м. Материалом для опор служит железобетон или метал.

Если фаза расщепляется на 2-3 проводника, а подвесных изоляторов в гирляндах по 20, то напряжение ВЛ составляет 500 кВ.

Охранная зона в этом случае ограничивается 30 метрами. Опасной считается дистанция менее 3,5 м до проводов.

В случае разделения фазы на 4 или 5 проводников, соединение которых кольцевое или квадратное, и присутствия в гирляндах 20 и более изоляторов, напряжение ВЛ составляет 750 кВ.

Охранная территория таких трасс — 40 м, а приближение к токопроводящим частям ближе 5 м опасно для жизни.

В России есть единственная в мире ЛЭП, напряжение которой 1150 кВ. Фазы в ней делятся на 8 проводов каждая, а в гирляндах присутствуют 50 и более изоляторов.

К этой трассе не стоит приближаться более чем на 8 метров. Увидеть такую высоковольтную линию можно, например, на участке магистрали «Сибирь – Центр».

Получить подробную информацию о любой ВЛ, её местоположении можно на интерактивной карте в сети интернет.

Монтаж кабельных линий

Монтаж высоковольтных линий электропередач может осуществляться как внутри, так и снаружи сооружений.

Воздушные и кабельные линии электропередач имеют между собой значительные отличия. ВЛ – используют для передачи энергии или ее распределения по проводам проходящим на открытом воздухе. Воздушные кабельные линии крепятся к опорам с помощью кронштейнов и арматуры.

Кабельные линии электропередач прокладывают:

В земляных траншеях. Чтобы исключить повреждения новой кабельной линии при ее прокладывании в траншеи, дно рва засыпают слоем песка или провеянной землей. Таким образом, делают мягкую подушку толщиной 10 см. После прокладки подземной кабельной линии ее засыпают мягким земляным слоем толщиной 10 см. Поверх него кладут бетонные плиты, необходимые для исключения механических повреждений, ров засыпают и утрамбовывают землей.

Подземные кабельные линии помимо достоинств, имеют большой недостаток. При повреждении кабельной системы придется вскрывать траншею, перекрывать проезжую или пешеходную зону. Несмотря на это, прокладывание кабельных линий электропередач в траншеях, часто используется на внутренних территориях жилмассивов.

В асбестоцементных трубах. Новые кабельные линии могут прокладываться под проезжей и пешеходной частью, с использованием асбестовых труб.

В земляные канавы укладывают от 6 до 10 труб, на расстоянии 25-75 метров строят колодцы, посредством которых монтируют кабельные линии электропередач.

Основными достоинствами данного метода прокладки является защита кабельной линии электропередач от повреждений. Оперативность и простота замены участка поврежденной кабельной системы, без необходимости вскрытия пешеходных зон. Но и стоимость такой конструкции достаточно высока.

В тоннелях и подземных коллекторах. Данный вид проекта кабельной линии был разработан в связи с ограниченным объемом требуемых мощностей, промышленными предприятиями современных городов.

Подобный метод прокладки дает возможность оперативно осуществлять поиск повреждения, своевременно выполнять ремонтные работы. Часть поврежденной кабельной линии легко заменяется новой, после чего на краях вставки монтируют муфты. Недостатком является плохое охлаждение кабельной линии электропередач, что необходимо учесть при выборе сечения.

Кабельные линии связи прокладывают в коллекторах. Если в проекте кабельная линия связи пересекается с другой кабельной системой, то она должна располагаться на уровень выше силового кабеля. А высоковольтные кабельные линии должны проходить на уровень ниже, под кабелем меньшего напряжения.

Паспорт для существующей кабельной линии

Кабельная линия электропередач должна иметь техпаспорт, для записей технического состояния системы. В паспорт кабельной линии образец можно скачать в интернете, заносятся инженером, ответственным за выполнение эксплуатационных работ, данные о проведенных испытаниях. Ведется запись о ремонтных работах, о появлении механических и коррозийных повреждений.

На проект кабельной линии заводится архив, в которой собирается вся последующая техническая документация. Помимо паспорта в нее входят: протоколы, акты, отметки о повреждениях, расчет потерь в кабеле, данные о нагрузках и перегрузках на линии.

Безопасность работ в охранной зоне ЛЭП

Охранная зона для воздушных ЛЭП, согласно СНИП и ПУЭ, представляет собой пространство, идущее вдоль проложенных линий. Вертикальные параллельные плоскости, расположенные с обеих сторон линии, ограничивают пространство.

Для кабельных линий, проложенных под землей, охранное пространство создается на участке земли, ограничивается параллельными вертикальными плоскостями с обеих сторон линии (расстояние один метр от крайних кабелей).

Заключение

После того, как удалось выяснить, как по количеству изоляторов можно определить напряжение на ЛЭП, осталось понять, насколько можно доверять такому способу.

Климатические условия на территории России довольно разнообразны. Например, умеренно континентальный климат в Москве значительно отличается от влажных субтропиков Сочи. Поэтому, ВЛ одинакового класса напряжения, расположенные в различных климатических и природных условиях, могут отличаться друг от друга и по типу опор, и по количеству изоляторов.

В случае комплексного анализа по всем критериям, предложенным в статье, определение напряжения ЛЭП по внешним признакам будет довольно точным. А вот каким может быть напряжение в конкретной высоковольтной магистрали, со 100% точностью вам подскажут местные энергетики.

Материалы по теме:

  • Причины потерь электроэнергии на больших расстояниях
  • Что такое электрическое поле
  • Шаговое напряжение и пути его преодоления

12.11.2019

Итог

Изучив вышеприведенный материал, можно подытожить, что нахождение человека вблизи линий напряжением выше 1кВ не только оказывает влияние на самочувствие человека, но и может нанести существенный вред его здоровью. Поэтому в случае вынужденного нахождения возле высоковольтных ЛЭП человек должен минимизировать свое время пребывания в опасных зонах.

Если линия находится в непосредственной близи от вашего жилища и вы не уверенны в безопасности соседства с ЛЭП, то следует произвести специализированные замеры. Которые могут выполнять организации с соответствующим уровнем квалификации и оборудования. Они проверят соответствие электромагнитного фона в вашем жилище санитарным нормам.

  1. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35368561
  2. https://www.niehs.nih.gov/health/topics/agents/emf/
  3. https://publications.iarc.fr/98
Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий