O dispositivo de linhas elétricas aéreas com tensão diferente

O transporte de energia elétrica em médias e longas distâncias é feito, na maioria das vezes, por meio de linhas de transmissão localizadas a céu aberto. Seu design deve sempre atender a dois requisitos principais:

1. Confiabilidade de transmissão de alta potência;

2. Garantir a segurança de pessoas, animais e equipamentos.

Durante a operação sob a influência de vários fenômenos naturais associados a rajadas de vento, gelo, geada, as linhas de energia são periodicamente submetidas a cargas mecânicas aumentadas.

Para uma solução abrangente para os problemas de transporte seguro de energia elétrica, os engenheiros de energia devem elevar os fios de energia a uma grande altura, distribuí-los no espaço, isolá-los dos elementos de construção e instalá-los com fios de corrente com seções transversais aumentadas em suportes altos para força.

Arranjo geral e layout de linhas elétricas aéreas

Esquematicamente, qualquer linha de transmissão de energia pode ser representada:

• suportes instalados no solo;

• fios através dos quais a corrente flui;

• encaixes lineares montados em suportes;

• isoladores fixados à armadura e mantendo a orientação dos fios no ar.

Além dos elementos das linhas aéreas, é necessário incluir:

• fundações para suportes;

• sistema de proteção contra raios;

• dispositivos de aterramento.

Os suportes são:

1. ancoragem projetada para suportar as forças dos fios tracionados e equipada com dispositivos de tensão nas conexões;

2. intermediária, utilizada para prender os fios através das braçadeiras de sustentação.

A distância no solo entre dois suportes de ancoragem é chamada de seção de ancoragem ou vão, e para suportes intermediários entre si ou com uma âncora - intermediário.

Quando uma linha de energia aérea passa por barreiras de água, estruturas de engenharia ou outros objetos críticos, os suportes com tensores de arame são instalados nas extremidades de tal seção e a distância entre eles é chamada de seção intermediária de ancoragem.

Os fios entre os suportes nunca são puxados como uma corda - em linha reta. Eles sempre caem um pouco no ar, levando em consideração as condições climáticas. Mas, ao mesmo tempo, a segurança de sua distância de objetos no solo deve ser levada em consideração:

• superfícies ferroviárias;

• fios de contato;

• rodovias de transporte;

• fios de linhas de comunicação ou outras linhas aéreas;

• instalações industriais e outras.

A suspensão do fio do estado tensionado é chamada flecha pendurada… Estima-se de diferentes formas entre apoios, pois seus topos podem estar localizados no mesmo nível ou com elevações.

A flecha relativa ao ponto de apoio mais alto é sempre maior que a do ponto mais baixo.

As dimensões, extensão e construção de cada tipo de linha de transmissão aérea dependem do tipo de corrente (alternada ou contínua) de energia elétrica por ela transportada e da magnitude de sua tensão, que pode ser inferior a 0,4 kV ou atingir 1150 kV.

Arranjo de fios de linhas aéreas

Como a corrente elétrica flui apenas em um circuito fechado, os consumidores são alimentados por pelo menos dois fios. De acordo com esse princípio, linhas aéreas simples são criadas com corrente alternada monofásica com tensão de 220 V. Circuitos elétricos mais complexos transferem energia em um circuito de três ou quatro fios com um zero rigidamente isolado ou aterrado.

O diâmetro e o metal do fio são selecionados para a carga de projeto de cada linha. Os materiais mais comuns são o alumínio e o aço. Eles podem ser feitos como um único condutor monolítico para circuitos de baixa tensão ou tecidos a partir de estruturas de vários fios para linhas de transmissão de alta tensão.

O espaço interno entre os fios pode ser preenchido com graxa neutra, que aumenta ou não a resistência ao calor.

Construções multifios feitas de condutores de alumínio que transportam boa corrente são criadas com núcleos de aço projetados para suportar estresse mecânico e evitar quebras.

O GOST fornece uma classificação de condutores abertos para linhas elétricas aéreas e determina sua marcação: M, A, AC, PSO, PS, ACKC, ASKP, ACS, ACO, ACS. Nesse caso, os fios de fio único são indicados pelo tamanho do diâmetro. Por exemplo, a abreviatura PSO-5 diz "fio de aço feito com um único núcleo com um diâmetro de 5 mm.» Fios multicondutores para linhas de energia usam uma marcação diferente, incluindo uma designação de dois dígitos escrita como uma fração:

• a primeira é a área total da seção transversal dos fios de alumínio em mm²;

• a segunda é a área da seção transversal do inserto de aço (mm quadrado).

Além de condutores de metal abertos, os condutores são cada vez mais usados ​​em linhas aéreas modernas:

• isolamento autoportante;

• protegido por um polímero extrudado que evita a ocorrência de curtos-circuitos quando as fases são varridas pelo vento ou quando objetos estranhos são arremessados ​​do solo.

VL v condutores isolados autoportantes autoportantes estão gradualmente substituindo antigas estruturas não isoladas. Eles são cada vez mais utilizados em redes internas feitas de núcleos de cobre ou alumínio cobertos com borracha com uma camada protetora de materiais fibrosos dielétricos ou compostos de PVC sem proteção externa adicional.

Para excluir a ocorrência de descarga corona com comprimento longo, os fios com VL-330 kV e tensão mais alta são divididos em fluxos adicionais.

No VL-330, dois condutores são instalados horizontalmente, na linha de 500 kV aumentam para três e são colocados nos vértices de um triângulo equilátero. Para linhas aéreas de 750 e 1150 kV, é utilizada uma separação de 4, 5 ou 8 fluxos, respectivamente, localizados nos cantos de seus próprios polígonos equiláteros.

A formação de "corona" leva não apenas a perdas de energia, mas também distorce a forma da oscilação senoidal. Portanto, eles o combatem usando métodos construtivos.

Dispositivo de suporte

Os suportes geralmente são criados para proteger os fios de um circuito elétrico.Mas em seções paralelas de duas linhas, pode ser usado um suporte comum, destinado à instalação conjunta. Tais construções são chamadas de circuito duplo.

O material para a produção de suportes pode ser:

1. cantos perfilados de diferentes marcas de aço;

2. toras de madeira de construção impregnadas com compostos anti-apodrecimento;

3. Estruturas de concreto armado com barras armadas.

As estruturas de suporte de madeira são as mais baratas, mas mesmo com boa impregnação e manutenção adequada, não duram mais de 50 ÷ 60 anos.

De acordo com o projeto técnico, os suportes de linhas aéreas acima de 1 kV diferem dos de baixa tensão em sua complexidade e na altura de fixação dos fios.

Eles são feitos na forma de prismas oblongos ou cones com uma base larga na parte inferior.

Cada estrutura de suporte é calculada para resistência mecânica e estabilidade, há reserva estrutural suficiente para as cargas existentes. Mas deve-se ter em mente que, durante a operação, são possíveis violações de seus vários elementos como resultado de corrosão, impacto, não conformidade com a tecnologia de instalação.

Isso leva ao enfraquecimento da rigidez de uma única estrutura, deformações e às vezes queda dos suportes.Muitas vezes, esses casos ocorrem nos momentos em que as pessoas trabalham nos suportes, desmontam ou puxam fios, criando forças axiais variáveis.

Por este motivo, a aceitação de uma equipa de instaladores para trabalhos em altura a partir da estrutura de suporte é efectuada após verificação do seu estado técnico com avaliação da qualidade da sua parte enterrada no solo.

Dispositivo de isolamento

Em linhas elétricas aéreas, produtos feitos de materiais com altas propriedades dielétricas com resistência ÷ Ohm. M. Eles são chamados de isoladores e são feitos de:

• porcelana (cerâmica);

• vidro;

• materiais poliméricos.

O design e as dimensões dos isoladores dependem:

• na magnitude das cargas dinâmicas e estáticas aplicadas a eles;

• os valores da tensão efetiva da instalação elétrica;

• condições de funcionamento.

A forma complexa da superfície, trabalhando sob a influência de vários fenômenos atmosféricos, cria um caminho aumentado para o fluxo de uma possível descarga elétrica.

Os isoladores instalados em linhas aéreas para fixação de fios são divididos em dois grupos:

1. alfinete;

2. suspenso.

modelos de cerâmica

Pinos de porcelana ou cerâmica com isoladores simples têm encontrado maior aplicação em linhas aéreas de até 1 kV, embora funcionem em linhas de até 35 kV inclusive. Mas eles são usados ​​\u200b\u200bna condição de prender fios com seção transversal baixa, criando pequenas forças de tração.

Guirlandas de isoladores suspensos de porcelana são instaladas em linhas de 35 kV.

O Kit Isolador Suspensão Simples de Porcelana inclui corpo dielétrico e tampa de ferro maleável. Ambas as partes são mantidas juntas por uma haste de aço especial. O número total de tais elementos na guirlanda é determinado por:

• o valor da tensão da linha aérea;

• estruturas de apoio;

• características de funcionamento do equipamento.

À medida que a tensão da rede aumenta, o número de isoladores na cadeia é adicionado. Por exemplo, para linhas aéreas de 35 kV, basta instalar 2 ou 3 delas e, para 110 kV, já são necessários 6 ÷ 7.

Isoladores de vidro

Esses designs têm várias vantagens sobre a porcelana:

• a ausência de defeitos internos no material isolante que afetem a formação de vazamentos;

• maior resistência às forças de torção;

• transparência da estrutura, que permite avaliação visual do estado e observação do ângulo de polarização do fluxo de luz;

• falta de sinais de envelhecimento;

• menos cargas do que seu próprio peso;

• automação da produção e fundição.

As desvantagens dos isoladores de vidro são:

• fraca resistência antivandalismo;

• baixa resistência ao impacto;

• a possibilidade de danos durante o transporte e instalação por forças mecânicas.

Isoladores de polímero

Possuem maior resistência mecânica e peso, reduzidos em até 90% em relação aos equivalentes de cerâmica e vidro. Os benefícios adicionais incluem:

• facilidade de instalação;

• maior resistência à poluição da atmosfera, o que, no entanto, não exclui a necessidade de limpeza periódica de sua superfície;

• hidrofobicidade;

• boa suscetibilidade a sobretensões;

• maior resistência ao vandalismo.

A durabilidade dos materiais poliméricos também depende das condições de operação. Em um ambiente de ar com aumento da poluição de empreendimentos industriais, os polímeros podem apresentar fenômenos de "fratura frágil", que consistem em uma mudança gradual nas propriedades da estrutura interna sob a influência de reações químicas de poluentes e umidade atmosférica ocorrendo em combinação com processos elétricos .

Quando vândalos atiram em isoladores de polímero com um tiro ou bala, geralmente não há destruição completa do material, como vidro.Na maioria das vezes, o pellet ou bala voa direto ou se aloja no corpo da saia. Mas as propriedades dielétricas ainda são subestimadas e os elementos danificados na guirlanda precisam ser substituídos.

Portanto, tais equipamentos devem ser verificados periodicamente por métodos de inspeção visual. E é quase impossível detectar tais danos sem ferramentas ópticas.

Conexões de linha de ar

Para fixar isoladores em um suporte de linha aérea, montá-los em guirlandas e instalar fios elétricos neles, são produzidos fixadores especiais, geralmente chamados de acessórios.

De acordo com as tarefas executadas, os acessórios são classificados nos seguintes grupos:

• um conector projetado para conectar elementos de suspensão de diferentes maneiras;

• tensionamento, que serve para prender esquadros tensores a fios e guirlandas de suportes de ancoragem;

• apoiar, realizar a retenção de fixadores de fios, loops e nós de telas;

• protetor destinado a preservar o funcionamento dos equipamentos da linha aérea quando expostos a descargas atmosféricas e vibrações mecânicas;

• conectores constituídos por conectores ovais e cartuchos de thermite;

• contato;

• espiral;

• instalação de isoladores de pinos;

• instalação de fios isolados autoportantes.

Cada um dos grupos listados tem uma ampla variedade de detalhes e requer um estudo mais cuidadoso. Por exemplo, apenas acessórios de proteção incluem:

• chifres protetores;

• anéis e telas;

• pára-raios;

• amortecedores de vibração.

As buzinas de proteção criam um centelhador, desviam o arco elétrico resultante quando ocorre o isolamento e, assim, protegem o equipamento da linha aérea.

Os anéis e telas desviam o arco da superfície do isolador, melhoram a distribuição de tensão em toda a área da corda.

Os pára-raios protegem os equipamentos contra surtos gerados por raios.Eles podem ser usados ​​com base em estruturas tubulares feitas de plástico vinílico ou tubos de fibra de baquelite com eletrodos, ou podem ser feitos de elementos de válvula.

Os amortecedores de vibração funcionam em cordas e fios, evitam danos causados ​​por tensões de fadiga causadas por vibrações e vibrações.

Dispositivos de aterramento de linhas aéreas

A necessidade de reaterrar os suportes das linhas aéreas é causada pelos requisitos de operação segura em caso de modos de emergência e surtos de raios. A resistência do loop do dispositivo de aterramento não deve exceder 30 ohms.

Para suportes metálicos, todos os fixadores e reforços devem ser conectados ao fio PEN e, para concreto armado, um zero combinado conecta todos os suportes e reforços dos suportes.

Em suportes de madeira, metal e concreto armado, pinos e ganchos durante a instalação de fios isolados isolados autoportantes não são aterrados, exceto nos casos em que seja necessário realizar aterramento repetido para proteção contra sobretensão.

Os ganchos e pinos montados no suporte são conectados ao loop de aterramento por soldagem com fio ou haste de aço com diâmetro não inferior a 6 mm com presença obrigatória de revestimento anticorrosivo.

O reforço de metal é usado em suportes de concreto armado para aterramento. Todas as conexões de contato dos fios terra são soldadas ou apertadas em um parafuso especial.

Os suportes de linhas aéreas com tensão igual ou superior a 330 kV não são aterrados devido à complexidade da implementação de soluções técnicas para garantir uma magnitude segura de tensão de contato e degrau.Neste caso, as funções de aterramento de proteção são atribuídas às linhas de alta velocidade.