Havai enerji hatlarının telleri ve kabloları

Açık hava Yolları güç iletimi 1000 V üzerinde voltaj, çıplak teller ve kablolar kullanılır. Açık havada olduklarından atmosfere (rüzgar, buz, sıcaklık değişimleri) ve çevredeki havadan gelen zararlı kirliliklere (kimya fabrikalarından çıkan kükürt gazları, deniz tuzu) maruz kalırlar ve bu nedenle yeterli mekanik dayanıklılığa sahip olmalı ve korozyona (paslanmaya) dayanıklı olmalıdırlar.

Şu anda, çelik-alüminyum iletkenler en büyük uygulamayı havai hatlarda bulmuştur.

Daha önce havai hatlarda bakır teller kullanılıyordu ve şimdi alüminyum, çelik-alüminyum ve çelik kullanılıyor ve bazı durumlarda özel alüminyum alaşımlarından - eldrium vb. Yıldırımdan korunma kabloları genellikle çelikten yapılır.

Tasarımla ayırt edilirler:

a) 7'den oluşan (iletkenin enine kesitine bağlı olarak) bir metalden çok damarlı iletkenler; Birbirine dolanmış 19 ve 37 ayrı tel (Şek. 1, b);

b) bir katı telden oluşan tek telli teller (Şekil 1, a);

c) iki metalden çok telli iletkenler - çelik ve alüminyum veya çelik ve bronz.Geleneksel tasarıma sahip çelik-alüminyum iletkenler (AC sınıfı), etrafına 6, 24 veya daha fazla telden oluşan bir alüminyum parçanın yerleştirildiği galvanizli çelik bir çekirdekten (tek telli veya 7 veya 19 telden bükülmüş) oluşur (Şekil 1). , ° C).

Pirinç. 1. Havai hat tellerinin yapımı: a — tek telli teller; b — çok telli iletkenler; c — çelik-alüminyum teller.

Çıplak alüminyum ve çelik-alüminyum iletkenlerin yapısal tasarım verileri GOST 839-80'dedir.

Ayrıca bakınız: Havai enerji hatları için çıplak telli yapılar

Hava hatlarının seçimi, aralarında en önemlilerinden birinin elektrik akımıyla uzun süreli ısıtma olduğu birkaç faktörün dikkate alınmasını gerektirir. Tellerin ısınması, havai hattın iletim kapasitesini sınırlar, tellerin aşınmasına, mekanik dayanımlarının kaybolmasına, sarkmalarının artmasına vb. yol açar. İletkenlerin sıcaklığı, mevcut yüke ve havai hat güzergahının hava koşullarına bağlıdır.

Tellerin yük taşıma kapasitesi, yıl boyunca büyük ölçüde değişen hava koşullarından (rüzgar hızı, ortam sıcaklığı ve güneş radyasyonu) büyük ölçüde etkilenir.

Rüzgar hızındaki bir değişikliğin, hava sıcaklığındaki bir değişiklikten daha büyük bir etkiye sahip olduğu söylenir. 0,6 m/s hıza sahip zayıf bir rüzgar, statik hava koşullarına göre tellerin geçişini %140 artırırken, ortam sıcaklığındaki 10°C'lik bir artış %10-15 oranında azaltır.

Bakır teller

Sıkıca çekilmiş bakır telden yapılmış tellerim düşük dirence (r = 18,0 Ohm x mm2/km) ve iyi mekanik dayanıklılığa sahiptir: maksimum çekme dayanımı sp = 36 ... 40 kgf / mm2, atmosferik etkilere ve zararlı korozyona karşı başarılı bir şekilde direnir havadaki safsızlıklar.

Bakır teller, telin nominal kesitinin eklenmesiyle M harfi ile işaretlenmiştir. Bu nedenle, M - 50 ile işaretlenmiş 50 mm2 nominal kesitli bakır tel.

Şu anda bakır kıt ve pahalı bir malzemedir, bu nedenle havai elektrik hatlarında iletken olarak pratikte kullanılmaz.1960'larda bakır, bakır, bronz ve çelik-bronz iletkenler kullanımdan kaldırıldı.

Alüminyum teller

Alüminyum teller bakır tellerden çok daha düşük kütleye, biraz daha yüksek özgül dirence (r = 28,7 ... 28,8 Ohm x mm2/km) ve daha düşük mekanik dayanıklılığa sahiptir: sp = 15,6 kgf / mm2 — AT sınıfı iletkenler için ve sp = 16 … 18 kgf/mm2 Atp teli.

Alüminyum teller çoğunlukla yerel ağlarda kullanılır. Bu tellerin düşük mekanik mukavemeti, yüksek gerilime izin vermez. Büyük oklardan kaçınmak ve gerekli PUE Hattın zemine olan minimum ölçüsü, destekler arasındaki mesafeyi azaltmak gerekir ve bu da hattın maliyetini artırır.

Alüminyum tellerin mekanik dayanımını arttırmak için çok telli, sert çekilmiş tellerden yapılır. Atmosferik etkilere karşı iyi toleranslı olan alüminyum teller, havadan gelen zararlı safsızlıkların etkisine dayanmaz.

Bu nedenle deniz kıyısı, tuz gölleri ve kimya tesislerine yakın havai hatlar için korozyona karşı korumalı (alüminyum korozyona dayanıklı, iletkenler arasındaki boşluğu nötr gres ile dolduran alüminyum) AKP marka alüminyum iletkenler tavsiye edilir. Alüminyum iletkenler, iletkenin nominal kesitinin eklenmesiyle A harfi ile işaretlenmiştir.

Çelik teller

Çelik teller yüksek mekanik dayanıma sahiptir: maksimum kopma mukavemeti sp = 55 ... 70 kgf / mm2... Çelik teller tek telli veya çok tellidir.

Çelik tellerin elektrik direnci, alüminyumunkinden çok daha yüksektir ve AC şebekelerde telden geçen akım miktarına bağlıdır. Çelik teller, alüminyum telli hatların inşası daha az karlı olduğunda, nispeten düşük güç iletirken 10 kV'a kadar gerilime sahip yerel ağlarda kullanılır.

Çelik tellerin ve kabloların önemli bir dezavantajı, korozyona karşı hassas olmalarıdır. Korozyonu azaltmak için teller galvanizlidir. İki marka çok telli çelik tel mevcuttur: PS (çelik tel) ve PMS (bakır çelik tel). PS telleri %0,2'ye kadar bakır katkılıdır ve PSO telleri 3 çapında yapılır; 3.5; 5 mm. Çelik çok telli yıldırımdan korunma kabloları S-35, S-50 ve S-70 kalitelerinde üretilmektedir.

Çelik-alüminyum teller

Çelik-alüminyum iletkenler, aynı kesitteki alüminyum iletkenler ile aynı dirence sahiptir, çünkü çelik-alüminyum iletkenlerin elektriksel hesaplarında, çelik bölümün iletkenliği, iletkenliğe kıyasla önemsiz olduğu için dikkate alınmaz. iletkenlerin alüminyum kısmı.

Yapısal çelik teller, çelik alüminyum telin içini ve alüminyum teller dışını oluşturur. Çelik, mekanik mukavemeti artırmak için tasarlanmıştır, alüminyum iletken bir parçadır.

Çelik-alüminyum tellerde, alüminyum ve çeliğin farklı termal genleşme katsayıları nedeniyle telin alüminyum kısmında ek iç gerilimler oluşur.

Tüm iletkenler için ortalama yıllık sıcaklıkta zorunlu tel gerilimi sınırlaması, titreşim nedeniyle iletkenlerin hızlı yorulma aşınmasını önlemek için gereklidir.

Alüminyumun 65 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda mukavemet özelliklerini kaybetmeye başladığı deneysel olarak tespit edilmiştir. Bunu dikkate alarak, çelik-alüminyum tellerin maksimum çalışma sıcaklığını seçerken, alüminyumun mukavemetinde 12 oranında bir azalma planlanması tavsiye edilir. — % 15 (bir bütün olarak telin % 7 — 8 mukavemet kaybıdır) ), bu da yaklaşık olarak telin 90 ° C sıcaklıkta 50 yıl boyunca sürekli çalışmasına karşılık gelir. tellerin kısa süreli acil durum aşırı yüklerinden kaynaklanan toplam mekanik güç kaybının %1'i geçmemesi.

Aşağıdaki çelik-alüminyum tel markaları (GOST 839-80) üretilmektedir:

AC - çekirdek - galvanizli çelik tellerden ve bir veya daha fazla dış alüminyum tel katmanından oluşan tel. Tel, zararlı kimyasal bileşiklerle kirli havaya sahip alanlar dışında karada döşenmek üzere tasarlanmıştır;

SORUŞTURMA, ASKP — AC marka tele benzer, ancak çelik damar (C) veya telin tamamı (P), tel korozyonunun oluşmasını önleyen gresle doldurulmuştur. Deniz kıyılarında, tuz göllerinde ve havası kirli endüstriyel alanlarda döşemek için tasarlanmış;

ASK — ASK teliyle aynı, ancak plastik bir kılıfla izole edilmiş çelik bir çekirdeğe sahip. Telin işaretlenmesinde, A harfinden sonra, telin mekanik mukavemetinin arttığını (örneğin, APSK) gösteren P harfi olabilir.

Tüm markaların çelik-alüminyum teller, telin alüminyum kısmının enine kesitinin çelik çekirdeğin enine kesitine farklı bir oranıyla üretilir: 6.0 ... 6.16 içinde - telin ortamda çalışması için mekanik yük koşulları; 4,29 ... 4,39 — artırılmış güç; 0,65 … 1,46 — özellikle güçlendirilmiş güç: 7,71 … 8,03 — hafif yapı ve 12,22 … 18,09 — özellikle hafif.

Buz duvar kalınlığının 20 mm'yi geçmediği alanlarda yeni yapılan ve yeniden yapılan hatlarda hafif teller kullanılmaktadır. Buz duvar kalınlığı 20 mm'den fazla olan alanlarda güçlendirilmiş çelik-alüminyum iletkenlerin kullanılması önerilir. Su boşluklarından ve mühendislik yapılarından geçişlerde uzun mesafelerin uygulanması için özel güçlü teller kullanılır.

Çelik-alüminyum iletkenlerin daha eksiksiz bir karakterizasyonu için, iletkenin nominal kesiti ve çelik damarın kesiti tel markası tanımına girilir, örneğin: AC-150/24 veya ASKS-150 /34.

Aldrei telleri

Aldry teller, alüminyum tellerle yaklaşık olarak aynı elektrik direncine sahiptir, ancak daha yüksek mekanik dayanıma sahiptir. Aldry, az miktarda demir (%0,2), magnezyum (%» 0,7) ve silikon (%0,8) içeren bir alüminyum alaşımıdır; korozyon direnci açısından alüminyuma eşittir. Aldrey tellerinin dezavantajı, titreşime karşı düşük dirençleridir.

Havai hat tellerinin konumu

Havai hatların desteklerindeki iletkenler farklı şekillerde yerleştirilebilir: tek devreli hatlarda - üçgen veya yatay olarak; çift ​​zincirli hatlarda - ters ağaç veya altıgen ("namlu" şeklinde).

Tellerin üçgen şeklinde düzenlenmesi (Şekil 2, a), metal ve betonarme desteklerle 35 ... 330 kV gerilime sahip hatlar dahil olmak üzere 20 kV'a kadar gerilime sahip hatlarda kullanılır.

Tellerin yatay düzeni (Şekil 2, b), ahşap desteklerle 35 ... 220 kV hatlarda kullanılacaktır. Tellerin bu şekilde düzenlenmesi, alt desteklerin kullanımına izin verdiği ve buzdan iniş ve tel dansı sırasında tellerin dolanmasını engellediği için çalışma koşulları açısından en iyisidir.

İki değerli hatlarda, teller ya kurulum koşulları için uygun olan ancak desteklerin kütlesini artıran ve iki koruyucu kablonun veya bir altıgenin askıya alınmasını gerektiren ters bir ağaçla (Şekil 2, c) yerleştirilir ( Şekil 2, G).

İkinci yöntem tercih edilir.35 ... 330 kV gerilimli iki değerli hatlarda kullanılması tavsiye edilir.

Tüm bu seçenekler, fazların elektriksel parametrelerinde bir farka yol açan, birbirine göre asimetrik bir tel düzenlemesi ile karakterize edilir. Bu parametrelerin denklemi için tellerin yer değiştirmesi kullanılır, örn. hattın farklı kesitlerinde iletkenlerin birbirine göre karşılıklı konumu mesnetler üzerinde art arda değiştirilir. Bu durumda her fazın iletkeni hattın uzunluğunun üçte birini bir yerde, ikincisini diğerinde ve üçüncüsünü de üçüncü yerde geçirir (Şekil 3.).

Pirinç. 2. Tellerin ve koruyucu kabloların destekler üzerinde düzenlenmesi: a — bir üçgen ile; b — yatay; c — ters ağaç; d - altıgen (namlu).

Pirinç. 3… Tek telli hat aktarma şeması.

Havai hattın mekanik kısmının hesaplanması, belirli bir havai hat sınıfının güvenilirliği ve kapitalizasyonu için gereklilikleri karşılayan rüzgar hızının tekrarlanabilirliği ve teller üzerindeki buz duvarının kalınlığına göre yapılır.

Özellikle ortak bir rota üzerinde aynı araziyi geçerken farklı sınıflardaki havai hatlar, farklı rüzgar ve buz yükleri için tasarlanmalıdır.

Havai enerji hatlarının yıldırımdan korunma kabloları

Yıldırımdan korunma kabloları, atmosferik dalgalanmalardan korumak için tellerin üzerine asılır. Gerilimi 220 kV'un altında olan hatlarda, kablolar sadece trafo merkezlerine yaklaşımlarda asılır. Bu, trafo merkezinin yakınında üst üste binme olasılığını azaltır. 220 kV ve üzeri gerilime sahip hatlarda kablolar tüm hat boyunca askıya alınır. Genellikle çelik halatlar kullanılır.

Daha önce, tüm anma gerilimlerindeki hatların kabloları her bir destek üzerine sıkı bir şekilde topraklanmıştı. Operasyonel deneyim, akımların topraklama sisteminin - kabloların - desteklerinin kapalı devrelerinde göründüğünü göstermektedir. Elektromanyetik indüksiyonla kablolarda indüklenen EMF'nin etkisinin bir sonucu olarak ortaya çıktılar. Aynı zamanda, bazı durumlarda, özellikle ultra yüksek gerilim hatlarında, tekrar tekrar topraklanmış kablolarda önemli güç kayıpları meydana gelir.

Çalışmalar, iletkenliği arttırılmış kabloların (çelik-alüminyum) yalıtkanlara asılmasıyla, kabloların düşük güçlü tüketicilere güç sağlamak için iletişim telleri ve akım iletkenleri olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

Hatlara yeterli düzeyde yıldırımdan korunma sağlamak için kabloların kıvılcım boşlukları ile toprağa bağlanması gerekir.