Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике   ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику и электронику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод, технологии автоматизации и многое другое.
Чтобы не тратить каждый раз свое время на поиски добавляйте наш сайт в закладки и подписывайтесь на наши странички в соцсетях!
 


 

База знаний / Провода и кабели

 

Воздушные и кабельные линии электропередачи: краткая характеристика, достоинства и недостатки



Линии электропередачи предназначены для передачи электрической энергии от источника питания (электростанций) к потребителям – в дома, учреждения, на различные предприятия. Электроэнергия от электростанции до конечного потребителя проходит большой путь через множество различных повышающих и понижающих распределительных подстанций, между которыми электроэнергия передается при помощи воздушных и кабельных линий электропередач.

Рассмотрим, что собой представляют воздушные и кабельные линии электропередачи, приведем их достоинства и недостатки.

Воздушные линии электропередачи

Передача электроэнергии по воздушной линии электропередачи (ВЛ) осуществляется по проводам, которые находятся на открытом воздухе и поддерживаются над землей на опорах при помощи специальных креплений (траверс), изоляторов и других приспособлений, используемых для крепления, соединения и ответвления проводов. Все эти устройства называют линейная арматура воздушных линий электропередачи.

Воздушная линия электропередачи

Линия электропередач со стороны источника питания и со стороны потребителя подключается к оборудованию распределительного устройства подстанции. Если электрооборудование располагается вне помещений, под открытым небом, то такое распределительное устройство называется ОРУ – открытое распределительное устройство.

Воздушная линия подводится к линейному порталу – конструкции, к которой через изоляторы подвешиваются провода. От линейного портала к проводникам линии подключаются спуски к линейным разъединителям.

Помимо распределительных подстанций со стороны источника питания и потребителя разъединители могут быть установлены и на линии электропередач.

Разъединитель – элемент оборудования, предназначенный для коммутации (включения и отключения) и создания видимого разрыва в электрической цепи для обеспечения безопасности при обслуживании линии электропередач и других элементов электрооборудования.

Опора ВЛ 10 кВ

На линиях электропередач разъединитель может быть установлен на протяженной линии, а также на отпайках (ответвлениях) для возможности разделения линии для удобства поиска места повреждения и при необходимости выполнения ремонтных работ.

Если распределительное устройство подстанции выполнено в помещении (закрытое распределительное устройство), то должен быть реализован ввод воздушной линии в здание.

Для ввода воздушной линии на стене здания монтируется траверса с изоляторами, к которой подводятся проводники ВЛ. К проводникам подключается кабель, который заходит в здание через монтированную в стене трубу.

Ввод ВЛ в здание может быть выполнен при помощи трубостойки, которая монтируется на крыше здания, либо вблизи здания, при этом ввод кабель в здание будет осуществляться также через трубу.

В служебно-технических зданиях вместо труб для ввода кабеля могут быть выполнены отверстия в стене. Если ввод ВЛ в здание выполнен кабелем, то такая линия считается кабельно-воздушной (КВЛ) – это нужно учитывать при эксплуатации линии.

Линейный ввод может быть выполнен без применения кабеля, для этого используются специальные проходные изоляторы. Проходные изоляторы монтируются в стене здания, снаружи к вводам подключаются проводники линии электропередачи, а внутри здания подключается гибкая ошиновка либо жесткие шины плоского, трубчатого или коробчатого сечения.

Для защиты от возможных перенапряжений на первой опоре ВЛ или на спусках к линейному разъединителю, а также на вводах комплектных трансформаторных подстанций (КТП) или мачтовых (столбовых) подстанций, установленных на линии, устанавливаются разрядники или ОПН.

Кроме того, на ВЛ напряжением 35 кВ и выше для защиты от грозовых перенапряжений по всей длине линии над фазными проводниками монтируется грозозащитный трос, а на линейных порталах распределительных подстанций по обоим концам линии – молниеотводы.

Воздушная линия электропередачи

Основные преимущества воздушной линии электропередачи:

  • меньшая стоимость, по сравнению с кабельными линиями;

  • простота поиска и устранения повреждения.

Наиболее распространенные виды повреждения воздушной линии - обрыв провода, повреждение изолятора или другого конструктивного элемента ВЛ.

Данные повреждения диагностируются визуальным осмотром при обходе линии после аварийного отключения и устраняются в большинстве случаев быстро, без необходимости применения специализированного оборудования, испытательных установок и проведения земляных работ. Исключение составляют случаи наличия пробоя изолятора на одной из опор.

В данном случае при снижении диэлектрической прочности изолятора через него будет протекать утечка тока и на данном участке электроустановки будет зафиксировано наличие замыкания на землю.

Опора ВЛ 110 кВ

К преимуществам воздушных линий электропередач можно также отнести возможность передачи по проводам ЛЭП высокочастотных (ВЧ) сигналов, которые используются для телефонной связи, передачи телеметрических данных, данных средств систем автоматизированного диспетчерского технологического управления (АСДТУ), сигналов устройств релейной защиты и автоматики.

Для реализации ВЧ-канала связи между подстанциями в начале и конце линии на линейном портале устанавливается специальное оборудование: высокочастотный заградитель, конденсатор связи, фильтр присоединения и ряд других устройств, посредством которых осуществляется прием, преобразование и передача ВЧ-сигналов по линиям электропередач.

Кроме того, опоры ВЛ могут использоваться для прокладки волоконно-оптических линий связи. Оптический кабель бывает разных типов. Обычный кабель связи крепится или навивается на один из фазных проводников или на грозозащитный трос. Самонесущий неметаллический кабель связи может прокладываться по опорам ВЛ самостоятельно. Существуют также волоконно-оптические линии связи, встроенные в фазный провод или в грозозащитный трос.

Недостатками ВЛ является:

  • большая площадь охранной зоны: в зависимости от класса напряжения от 10 до 55 м с обеих сторон от крайних проводов ВЛ;

  • высокая вероятность возникновения грозовых перенапряжений при ударе молнии, а также повреждение ВЛ из-за неблагоприятных погодных условий: в результате схлестывания проводов, обрыва провода с изолятора или разрыва проводника от ветра или падения деревьев, а также по причине обледенения проводов;

  • возможность повреждения при выполнении работ со спецтехникой вблизи линии с несоблюдением допустимого расстояния до проводов ВЛ (в зависимости от класса напряжения от 1 до 10 м), а также при провозе под линией негабаритного груза или транспорта;

  • возможность поражения электрическим током в случае приближения людей к поврежденному участку ВЛ, к проводу, лежащему на земле (действие шагового напряжения). Также опасность представляет приближение к проводам исправной ВЛ на недопустимое расстояние;

  • с точки зрения воздействия на экологию, ВЛ являются источником опасности для птиц, которые нередко погибают от поражения электрическим током.

Кабельные линии электропередачи

Кабельная линия электропередачи – это линия электропередачи, которая состоит из одного или нескольких проложенных параллельно кабелей, концевых и соединительных муфт, а также различных крепежных элементов.

Кабель состоит из двух и более токопроводящих жил, каждая жила имеет изолирующий покров, а все жилы в целом закрыты внешней изолирующей оболочкой.

Прокладка кабельной линии в траншее

В зависимости от типа, кабель конструктивно может иметь ряд других составляющих: металлический трос, оболочка (алюминиевая или стальная), заполнитель промежутков между жилами, защитная броня (ленточная или проволочная), герметизирующий слой и ряд других промежуточных слоев изоляции.

Существуют отдельные типы кабелей, в которых для обеспечения требуемых изоляционных характеристик закачивается специальный газ или масло, находящиеся в полости кабеля под определенным давлением.

Преимущества кабельных линий следующие:

  • охранная зона кабельной линии – 1 м от кабеля в обе стороны, независимо от класса напряжения;

  • широкая область применения, возможность выбора оптимального способа прокладки, в зависимости от местных условий. Кабель можно проложить в земле, на опорах, в тоннелях, блоках, лотках, каналах, галереях, коллекторах и др. Возможность оперативного подключения электроснабжения временных объектов без необходимости проведения сложных электромонтажных работ;

  • защищенность от неблагоприятных погодных условий, грозовых перенапряжений;

  • безопасность при эксплуатации, что позволяет прокладывать линии электропередачи в населенных пунктах в местах скопления людей, интенсивного движения транспорта, а также в других местах, где строительство ВЛ затруднено или невозможно;

  • отсутствие доступа к линии посторонним лицам.

Недостатки кабельных линий:

  • чрезмерные смещения и просадки грунта могут привести к деформации, растяжению и как следствие повреждению кабельной линии;

  • вероятность механических повреждений в результате проведения несогласованных земляных работ вблизи кабельной трассы;

  • более сложный, по сравнению с ВЛ, поиск и устранение поврежденного участка. Для устранения повреждения необходимо проведение земляных работ, наличие специализированного оборудования для поиска места повреждения, проверки изоляции линии, а также оборудование для монтажа соединительных муфт. После ликвидации повреждения требуется проверка правильности фазировки.