Трансформатори здійснюють безпосереднє перетворення електроенергії – зміна величини напруги. Розподільні пристрої служать прийому електроенергії із боку живлення трансформаторів (прийомні розподільні устрою) й у розподілу електроенергії за споживачів.

У наступних розділах розглядається конструктивне виконання основних елементів систем електропостачання, наводяться основні типи та схеми підстанцій, даються основи механічного розрахунку повітряних ліній електропередачі та шинних конструкцій.

1. Конструкції повітряних ліній електропередач

1.1. Загальні відомості

Повітряною лінією(ПЛ) називається пристрій для передачі електроенергії по проводам, розташованим на відкритому повітрі та прикріпленим за допомогою ізоляторів та арматури до опор.

На рис. 1.1 показаний фрагмент ПЛ. Відстань між сусідніми опорами називається прольотом . Відстань по вертикалі між прямою лінією, що з'єднує точки підвісу дроту, і нижчою точкою його провисання називається стрілою провісу дроту fп. Відстань від нижчої точки провисання дроту до землі називається габаритом повітряної лінії hр. У верхній частині опор закріплюється грозозахисний трос.

Розмір габариту лінії h р регламентується ПУЭ залежно від напруги ПЛ і виду місцевості (населена, ненаселена, важкодоступна). Довжина гірлянди ізоляторів і відстань між проводами сусідніх фаз h п-п визначаються номінальною напругою ПЛ. Відстань між точками підвісу верхнього дроту та троса h п-т регламентується ПУЕ виходячи з вимоги надійного захисту проводів ПЛ від прямих ударів блискавки.

Для забезпечення економічної та надійної передачі електроенергії необхідні провідникові матеріали, що мають високу електричну провідність (низький опір) і високу механічну міцність. У конструктивних елементах систем електропостачання як такі матеріали використовуються мідь, алюміній, сплави їх основі, сталь.

Рис. 1.1. Фрагмент повітряної лінії електропередач

Мідь має низький опір та досить високу міцність. Її питомий активний опір ρ = 0,018 Ом. мм2/м, а граничний опір на розрив – 360 МПа. Однак це дорогий та дефіцитний метал. Тому мідь застосовується, як правило, для виконання обмоток трансформаторів, рідше – для жил кабелів та практично не застосовується для проводів повітряних ліній.

Питомий опір алюмінію в 1,6 рази більший, граничний опір на розрив у 2,5 рази менше, ніж у міді. Велика поширеність алюмінію в природі і менша, ніж у міді, вартість зумовили його широке застосування для проводів ПЛ.

Сталь має великий опір і високу механічну міцність. Її питомий активний опір ρ = 0,13 Ом. мм2/м, а граничний опір на розрив – 540 МПа. Тому в системах електропостачання сталь використовується, зокрема, для збільшення механічної міцності алюмінієвих проводів, виготовлення опор та грозозахисних тросів повітряних ліній електропередачі.

1.2. Провід та троси повітряних ліній

Проводи ПЛ служать безпосередньо передачі електроенергії і розрізняються по конструкції і використовуваному провідникового матеріалу. Найбільш економічно доцільним

матеріалом для проводів ПЛ є алюміній та сплави на його основі.

Мідні дроти для ПЛ застосовуються виключно рідко та за відповідного техніко-економічного обґрунтування. Мідні проводи використовуються в контактних мережах рухомого транспорту, мережах спеціальних виробництв (шахт, рудників), іноді при проходженні ПЛ поблизу морів і деяких хімічних виробництв.

Сталеві дроти для ПЛ не застосовуються, оскільки мають великий активний опір і схильні до корозії. Застосування сталевих проводів виправдовується під час особливо великих прольотів ПЛ, наприклад під час переходу ПЛ через широкі судноплавні річки.

Перерізи дротів відповідають ГОСТ 839-74. Шкала номінальних перерізів проводів ПЛ становить наступний ряд, мм2:

1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 1000.

За конструктивним виконанням проводу ПЛ діляться: на однодротяні;

багатодротяні з одного металу (монометалеві); багатодротяні з двох металів; самонесучі ізольовані.

Однодротяні дроти, Як випливає з назви, виконують з одного дроту (рис. 1.2 а). Такі дроти виконуються невеликих перерізів до 10 мм2 і використовуються іноді для ПЛ напругою до 1 кВ.

Багатодротяні монометалеві дроти виконуються перетином понад 10 мм 2 . Ці дроти виготовляються звитими з окремих дротів. Навколо центрального дроту виконується повив (ряд) із шести дротів такого ж діаметра (рис. 1.2,б). Кожен наступний повив має на шість дротів більше, ніж попередній. Скрутку сусідніх повивів виконують у різні сторони для запобігання розкручування дротів та надання дроту більш круглої форми.

Кількість повивів визначається перетином дроту. Проводи перетином до 95 мм2 виконуються з одним повивом, перетином 120...300 мм2 - з двома повивами, перетином 400 мм2 і більше - з трьома і більше повивами. Багатодротяні дроти в порівнянні з однодротовими більш гнучкі, зручні для монтажу, надійні в експлуатації.

Рис. 1.2. Конструкції неізольованих проводів ПЛ

Для надання дроту більшої механічної міцності багатодротяні дроти виготовляють із сталевим сердечником 1 (рис. 1.2, в, г, д). Такі дроти називаються сталеалюмінієвими. Сердечник виконується із сталевого оцинкованого дроту і може бути однодротяним (рис.1.2,в) та багатодротяним (рис. 1.2,г). Загальний вигляд сталеалюмінієвого дроту великого перерізу з сталевим багатодротяним сердечником показаний на рис. 1.2, д.

Сталеалюмінієві дроти широко застосовуються для ПЛ напругою вище 1 кВ. Ці дроти випускаються різних конструкцій, що відрізняються співвідношенням перерізів алюмінієвої та сталевої частин. Для звичайних сталеалюмінієвих проводів це співвідношення приблизно дорівнює шести, для полегшеної проводів конструкції - восьми, для проводів посиленої конструкції - чотирьом. При виборі того чи іншого сталеалюмінієвого дроту враховують зовнішні механічні навантаження на провід такі, як ожеледиця та вітер.

Провід, в залежності від матеріалу, що використовується, маркуються наступним чином:

М - мідний, А - алюмінієвий,

АН, АЖ - із сплавів алюмінію (мають більшу механічну міцність, ніж провід марки А);

АС – сталеалюмінієвий; АСО - сталеалюмінієвий полегшеної конструкції;

АСУ - сталеалюмінієвий посиленої конструкції.

У цифровому позначенні дроту вказується його номінальний переріз. Наприклад, А95 це алюмінієвий провід з номінальним перерізом 95 мм2. У позначенні сталеалюмінієвих проводів може додатково вказуватися переріз сталевого осердя. Наприклад,

АСО240/32 - сталеалюмінієвий провід полегшеної конструкції з номінальним перерізом алюмінієвої частини 240 мм2 і перерізом сталевого осердя 32 мм2.

Стійкі до корозіїалюмінієві дроти марки АКП і сталеалюмінієві дроти марок АСКП, АСКС, АСК мають міждротяний простір, заповнений нейтральним мастилом підвищеної термостійкості, що протидіє появі корозії. У проводів АКП і АСКП таким мастилом заповнено весь міждротяний простір, у проводу АСКС - тільки сталевий сердечник, у проводу АСК сталевий сердечник заповнений нейтральним мастилом та ізольований від алюмінієвої частини двома поліетиленовими стрічками. Проводи АКП, АСКП, АСКС, АСК застосовуються для ПЛ, що проходять поблизу морів, солоних озер та хімічних підприємств.

Самонесучі ізольовані дроти (СІП) застосовуються для ПЛ напругою до 20 кВ. При напругах до 1 кВ (рис. 1.3,а) такий провід складається з трьох фазних багатодротяних алюмінієвих жил 1. Четверта жила 2 є несучою і одночасно нульовою. Фазні жили скручені навколо несучої таким чином, щоб все механічне навантаження сприймалося несучою жилою, що виготовляється з міцного алюмінієвого сплаву АВЕ.

Рис. 1.3. Самонесучі ізольовані дроти

Фазна ізоляція 3 виконується з термопластичного світлостабілізованого або зшитого світлостабілізованого поліетилену. Завдяки своїй молекулярній структурі, така ізоляція має дуже високі термомеханічні властивості та велику стійкість до впливу сонячної радіації та атмосфери. У деяких конструкціях СІП нульова жила, що несе, виконується з ізоляцією.

Конструкція СІП для напруги вище 1 кВ наведена на рис. 1.3,б. Такий провід виконується однофазним і складається з

струмоведучої сталеалюмінієвої жили 1 та ізоляції 2, виконаної зі зшитого світлостабілізованого поліетилену.

ПЛ з СІП порівняно з традиційними ПЛ мають такі переваги:

менші втрати напруги (покращення якості електроенергії) завдяки меншому, приблизно втричі, реактивному опору трифазних СІП;

не потребують ізоляторів; практично відсутня ожеледиця;

допускають підвіску на одній опорі кількох ліній різної напруги;

менші витрати на експлуатацію завдяки скороченню приблизно на 80% обсягів аварійно-відновлювальних робіт; можливість використання більш коротких опор завдяки

меншій допустимій відстані від СІП до землі; зменшення охоронної зони, допустимих відстаней до будівель та

споруд, ширини просіки в лісовій місцевості; практична відсутність можливості виникнення пожежі в

лісистої місцевості під час падіння дроту на грішну землю; висока надійність (5-кратне зниження числа аварій по

порівняно з традиційними ПЛ); повна захищеність провідника від впливу вологи та

корозії.

Вартість ПЛ із самонесучими ізольованими проводами вища, ніж традиційних ПЛ.

Проводи ПЛ напругою 35 кВ і вище захищаються від прямого удару блискавки грозозахисним тросом, що закріплюється у верхній частині опори (див. рис. 1.1). Грозозахисні троси є елементами ПЛ, аналогічними за своєю конструкцією багатодротяним монометалевим проводам. Троси виконують із сталевих оцинкованих дротів. Номінальні перерізи тросів відповідають шкалі номінальних перерізів дротів. Мінімальний переріз грозозахисного троса 35 мм2.

При використанні грозозахисних тросів як високочастотних каналів зв'язку замість сталевого троса використовується сталеалюмінієвий провід з потужним сталевим сердечником, переріз якого порівняно або більше перерізу алюмінієвої частини.

1.3. Опори повітряних ліній

Основне призначення опор - підтримка проводів на висоті над землею і наземними спорудами. Опори складаються з вертикальних стійок, траверс та фундаментів. Основними матеріалами, з яких виготовляються опори, є деревина хвойних порід, залізобетон та метал.

Опори з деревинипрості у виготовленні, транспортуванні та експлуатації, застосовуються для ПЛ напругою до 220 кВ включно в районах лісорозробок або близьких до них. Основний недолік таких опор - схильність деревини до загнивання. Для збільшення терміну служби опор деревину просушують та просочують антисептиками, що перешкоджають розвитку процесу гниття.

Внаслідок обмеженої будівельної довжини деревини опори виконують складовими (рис 1.4,а). Дерев'яну стійку 1 зчленовують металевими бандажами 2 із залізобетонною приставкою 3. Нижня частина приставки заглиблюється в ґрунті. Опори, що відповідають рис. 1.4,а застосовуються на напругу до 10 кВ включно. На високі напруги опори з деревини виконують П-подібними (портальними). Така опора показано на рис. 1.4, б.

Слід зазначити, що у сучасних умовах необхідності збереження лісів доцільно скорочення застосування опор із деревини.

Залізобетонні опорискладаються із залізобетонної стійки 1 і траверс 2 (рис. 1.4,в). Стійка є пустотілою конусною трубою з малим нахилом утворюючих конуса. Нижня частина стійки заглиблюється у ґрунті. Траверси виготовляються із сталевого оцинкованого прокату. Ці опори довговічніші за опори з деревини, прості в обслуговуванні, вимагають менше металу, ніж сталеві опори.

Основні недоліки опор із залізобетону: велика вага, що ускладнює транспортування опор у важкодоступні місця траси ПЛ, та відносно мала міцність бетону на вигин.

Для збільшення міцності опор на вигин під час виготовлення залізобетонної стійки використовується попередньо напружена (розтягнута) сталева арматура.

Для забезпечення високої густини бетону при виготовленні стійок опор застосовують віброущільнення та центрифугуваннябетону.

Стійки опор ПЛ напругою до 35 кВ виконують з вібробетону, при вищих напругах - з центрифугованого бетону.

Рис. 1.4. Проміжні опори ПЛ

Сталеві опори мають високу механічну міцність і великий термін служби. Ці опори за допомогою зварювання та болтових з'єднань збираються з окремих елементів, тому є можливість створення опор практично будь-якої конструкції (рис. 1.4, г). На відміну від опор із деревини та залізобетону металеві опори встановлюються на залізобетонних фундаментах 1.

Сталеві опори є дорогими. Крім того, сталь схильна до корозії. Для збільшення терміну служби опор їх покривають антикорозійними сумішами та фарбують. Дуже ефективною проти корозії є гаряче оцинкування сталевих опор.

Опори з алюмінієвих сплавів ефективні при спорудженні ПЛ за умов важкодоступних трас. Внаслідок стійкості алюмінію до корозії, ці опори не потребують антикорозійного покриття. Однак висока вартість алюмінію суттєво обмежує можливості використання таких опор.

При проходженні певною територією повітряна лінія може змінювати напрямок, перетинати різні інженерні.

споруди та природні перепони, що підключаються до шин розподільчих пристроїв підстанцій. На рис. 1.5 показаний вид зверху фрагмента траси ПЛ. З цього малюнка видно, що різні опори працюють у різних умовах і, отже, повинні мати конструкцію, що відрізняється. За конструктивним виконанням опори діляться:

на проміжні(опори 2, 3, 7), що встановлюються на прямій ділянці ПЛ;

кутові (опора 4), що встановлюються на поворотах траси ПЛ; кінцеві (опори 1 і 8), що встановлюються на початку та наприкінці ПЛ; перехідні (опори 5 і 6), що встановлюються у прольоті

перетину повітряною лінією будь-якої інженерної споруди, наприклад, залізниці.

Рис. 1.5. Фрагмент траси ПЛ

Проміжні опори призначені для підтримки проводів на прямій ділянці ПЛ. Провід з цими опорами немає жорсткого з'єднання, оскільки кріпляться з допомогою підтримуючих гірлянд ізоляторів. На ці опори діють сили тяжіння проводів, тросів, гірлянд ізоляторів, ожеледиці, а також вітрові навантаження. Приклади проміжних опор наведено на рис. 1.4.

На кінцеві опори додатково впливає сила тяжіння Т проводів та тросів, спрямована вздовж лінії (рис. 1.5). На кутові опори додатково впливає сила тяжіння Т проводів та тросів, спрямована по бісектрисі кута повороту ПЛ.

Перехідні опори у нормальному режимі ПЛ виконують роль проміжних опор. Ці опори приймають він тяжіння проводів і тросів за її обриві у сусідніх прольотах і виключають неприпустиме провисання проводів у прольоті перетину.

Кінцеві, кутові та перехідні опори повинні бути досить жорсткими і не повинні відхилятися від вертикального.

положення при впливі на них сили тяжіння проводів та тросів. Такі опори виконуються у вигляді жорстких просторових ферм або із застосуванням спеціальних тросових розтяжок та називаються анкерними опорами. Провід з анкерними опорами мають жорстке з'єднання, оскільки кріпляться за допомогою натяжних гірлянд ізоляторів.

Рис. 1.6. Анкерні кутові опори ПЛ

Анкерні опори з деревини виконуються А-подібними при напругах до 10 кВ і АП-подібними при вищих напругах. Залізобетонні анкерні опори мають спеціальні тросові розтяжки (рис. 1.6 а). Металеві анкерні опори мають ширшу базу (нижню частину), ніж проміжні опори (рис. 1.6 б).

За кількістю проводів, що підвішуються на одній опорі, розрізняють одноланцюгові та дволанцюгові опори. На одноланцюгових опорах підвішується три дроти (один трифазний ланцюг), на дволанцюгових - шість проводів (два трифазні ланцюги). Одноланцюгові опори наведено на рис. 1.4, а, б, г та рис. 1.6, а; дволанцюгові - на рис. 1.4,в і рис. 1.6,б.

Дволанцюгова опора в порівнянні з двома одноланцюжними є більш дешевою. Надійність передачі електроенергії по дволанцюговій лінії дещо нижча, ніж за двома одноланцюговими.

Опори з деревини у дволанцюжковому виконанні не виготовляються. Опори ПЛ напругою 330 кВ і вище виготовляються лише в одноланцюжному виконанні з горизонтальним розташуванням дротів (рис. 1.7). Такі опори виготовляються П-подібними (портальними) або V-подібними з тросовими розтяжками.

Рис. 1.7. Опори ПЛ напругою 330 кВ та вище

Серед опор ПЛ окремо виділяються опори, що мають спеціальну конструкцію.Це відгалужені, підвищені та транспозиційні опори. Відгалужувальні опори призначені для проміжного відбору потужності від ПЛ. Підвищені опори встановлюються у великих прольотах, наприклад, під час переходу через широкі судноплавні річки. на транспозиційнихопорах здійснюється транспозиція дротів.

Несиметричне розташування дротів на опорах при великій довжині ПЛ призводить до несиметрії напруг фаз. Симетрія фаз за рахунок зміни взаємного розташування проводів на опорі називається транспозицією. Транспозиція передбачається на ПЛ напругою 110 кВ та вище довжиною понад 100 км і здійснюється на спеціальних транспозиційних опорах. Провід кожної фази проходить першу третину довжини ПЛ на одному, другу третину – на іншому та третю – на третьому місці. Таке переміщення проводів називається повним циклом транспозиції.

Основними елементами повітряних ліній є дроти, ізолятори, лінійна арматура, опори та фундаменти. На повітряних лініях змінного трифазного струму підвішують не менше трьох проводів, що становлять один ланцюг; на повітряних лініях постійного струму – не менше двох проводів.

За кількістю ланцюгів ПЛ поділяються на одне, двох та багатоланцюгові. Кількість ланцюгів визначається схемою електропостачання та необхідністю її резервування. Якщо за схемою електропостачання потрібні два ланцюги, то ці ланцюги можуть бути підвішені на двох окремих одноланцюгових ПЛ з одноланцюговими опорами або на одній дволанцюговій ПЛ з дволанцюговими опорами. Відстань між сусідніми опорами називають прольотом, а відстань між опорами анкерного типу - анкерною ділянкою.

Провід, що підвішується на ізоляторах (А, - довжина гірлянди) до опор (рис. 5.1 а), провисають по ланцюговій лінії. Відстань від точки підвісу до нижчої точки дроту називається стрілою провісу /. Вона визначає габарит наближення дроту до землі А, який населеній місцевості дорівнює: до землі до 35 і ПО кВ - 7 м; 220 кВ – 8 м; до будівель або споруд до 35 кВ – 3 м; 110 кВ – 4 м; 220 кВ – 5 м. Довжина прольоту / визначається економічними умовами. Довжина прольоту до 1 кВ зазвичай становить 30...75 м; ПО кВ - 150...200 м; 220 кВ – до 400 м.

Різновиди опор електропередач

Залежно від способу підвіски дротів опори бувають:

1. проміжні, на яких дроти закріплюють у підтримуючих затискачах;
2. анкерного типу, що служать для натягу проводів; на цих опорах дроти закріплюють у натяжних затискачах;
3. кутові, які встановлюють на кутах повороту ПЛ з підвіскою проводів у підтримуючих затискачах; вони можуть бути проміжні, відгалужувальні та кутові, кінцеві, анкерні кутові.

Укрупнено ж опори ПЛ вище 1 кВ поділяються на два види анкерні, що повністю сприймають тяжіння проводів і тросів у суміжних прольотах; проміжні, що не сприймають тяжіння проводів або частково сприймають.

На ПЛ застосовують дерев'яні опори (рис. 5Л, б, в), дерев'яні опори нового покоління (рис. 5.1, г), сталеві (рис. 5.1, д) та залізобетонні опори.

Дерев'яні опори ПЛ

Дерев'яні опори ПЛ все ще мають поширення в країнах, що мають у своєму розпорядженні лісові запаси. Достоїнствами дерева як матеріалу для опор є: невелика питома вага, висока механічна міцність, хороші електроізоляційні властивості, круглий природний сортамент. Недоліком деревини є її гниття, зменшення якого застосовують антисептики.

Ефективним методом боротьби з гниттям є просочування деревини маслянистими антисептиками. У США здійснюється перехід до дерев'яних клеєних опор.

Для ПЛ напругою 20 та 35 кВ, на яких застосовують штирьові ізолятори, доцільно застосування одностійкових свічкоподібних опор з трикутним розташуванням проводів. На повітряних ЛЕП 6 -35 кВ зі штиревими ізоляторами при будь-якому розташуванні проводів відстань між ними D, м повинна бути не менше значень, що визначаються за формулою

де U – лінії, кВ; - найбільша стріла провісу, що відповідає габаритному прольоту, м; Ь - товщина стінки ожеледиці, мм (не більше 20 мм).

Для ПЛ 35 кВ і вище з підвісними ізоляторами при горизонтальному розташуванні проводів мінімальна відстань між проводами, м визначається за формулою

Стійку опори виконують складовою: верхню частину (власне стійку) - з колод довжиною 6,5...8,5 м, а нижню частину (так званий пасинок) - із залізобетону перетином 20 х 20 см, довжиною 4,25 і 6,25 м або з колод довжиною 4,5…6,5 м. Складові опори із залізобетонним пасинком поєднують у собі переваги залізобетонних та дерев'яних опор: грозостійкість та опірність гниття у місці торкання з ґрунтом. З'єднання стійки з пасинком виконують дротяними бандажами із сталевого дроту діаметром 4...6 мм, що натягується за допомогою скручування або натяжним болтом.

Анкерні та проміжні кутові опори для ПЛ 6 - 10 кВ виконують у вигляді Аобразної конструкції зі складовими стійками.

Сталеві опори електропередач

Широко застосовують на ПЛ напругою 35 кВ та вище.

За конструктивним виконанням сталеві опори можуть бути двох видів:

1. баштові або одностійкові (див. рис. 5.1, д);
2. портальні, які за способом закріплення поділяються на вільні опори та опори на відтяжках.

Перевагою сталевих опор є їх висока міцність, недоліком - схильність до корозії, що вимагає при експлуатації проведення періодичного фарбування або нанесення антикорозійного покриття.

Опори виготовляють із сталевого кутового прокату (в основному застосовують рівнобокий куточок); високі перехідні опори можуть бути виготовлені із сталевих труб. У вузлах з'єднання елементів застосовують сталевий лист різної товщини. Незалежно від конструктивного виконання сталеві опори виконують у вигляді просторових ґратчастих конструкцій.

Залізобетонні опори електропередач

Порівняно з металевими більш довговічні та економічні в експлуатації, тому що вимагають менше догляду та ремонту (якщо брати життєвий цикл, то залізобетонні – більш енерговитратні). Основна перевага залізобетонних опор – зменшення витрати сталі на 40…75%, недолік – велика маса. За способом виготовлення залізобетонні опори поділяються на бетоновані на місці установки (здебільшого такі опори застосовують за кордоном) та заводського виготовлення.

Кріплення траверс до ствола стійки залізобетонної опори виконують за допомогою болтів, пропущених через спеціальні отвори в стійці, або за допомогою сталевих хомутів, що охоплюють стовбур і мають цапфи для кріплення на них кінців траверс трас. Металеві траверси попередньо піддають гарячій оцинковці, тому вони тривалий час не вимагають при експлуатації спеціального догляду та спостереження.

Провід повітряних ліній виконують неізольованими, що складаються з одного або кількох звитих дротів. Проводи з одного дроту, звані однодротяними (їх виготовляють перетином від 1 до 10 мм2), мають меншу міцність і застосовуються тільки ПЛ напругою до 1 кВ. Багатодротяні дроти, звиті з кількох дротів, застосовуються на ПЛ всіх напруг.

Матеріали проводів і тросів повинні мати високу електричну провідність, мати достатню міцність, витримувати атмосферні впливи (у цьому відношенні найбільшу стійкість мають мідні та бронзові проводи; проводи з алюмінію схильні до корозії, особливо на морських узбережжях, де в повітрі містяться солі; у нормальних атмосферних умовах).

Для ПЛ застосовують однодротяні сталеві дроти діаметром 3,5; 4 і 5 мм та мідні дроти діаметром до 10 мм. Обмеження нижньої межі обумовлено тим, що дроти меншого діаметра мають недостатню механічну міцність. Верхня межа обмежена через те, що вигини однодротяного дроту більшого діаметра можуть викликати в зовнішніх шарах такі залишкові деформації, які будуть знижувати його механічну міцність.

Багатодротяні дроти, скручені з декількох дротів, мають велику гнучкість; такі дроти можуть виконуватися будь-яким перерізом (виготовляють їх перетином від 1,0 до 500 мм2).

Діаметри окремих дротів та їх кількість підбирають так, щоб сума поперечних перерізів окремих дротів дала необхідний загальний переріз дроту.

Як правило, багатодротяні дроти виготовляють з круглих дротів, причому в центрі міститься один або кілька дротів однакового діаметра. Довжина скрученого дроту трохи більша за довжину дроту, виміряної по його осі. Це спричиняє збільшення фактичної маси дроту на 1 …2 % порівняно з теоретичною масою, яка виходить при множенні перерізу дроту на довжину та щільність. В усіх розрахунках приймається фактична маса дроту, зазначена у відповідних стандартах.

Марки неізольованих дротів позначають:

• літерами М, А, АС, ПС – матеріал дроту;
• цифрами – перетин у квадратних міліметрах.

Алюмінієвий дріт А може бути:

• марки AT (твердої невідтоженої)
• AM (відпаленою м'якою) сплавів АН, АЖ;
• АС, АСХС - із сталевого сердечника та алюмінієвих дротів;
• ПС - із сталевих дротів;
• ПСТ - із сталевого оцинкованого дроту.

Наприклад, А50 позначає алюмінієвий провід, переріз якого дорівнює 50 мм2;

• АС50/8 - сталеалюміневий провід перетином алюмінієвої частини 50 мм2, сталевого сердечника 8 мм2 (в електричних розрахунках враховується провідність тільки алюмінієвої частини дроту);
• ПСТЗ,5, ПСТ4, ПСТ5 - однодротяні сталеві дроти, де цифри відповідають діаметру дроту в міліметрах.

Сталеві троси, що застосовуються на ПЛ як грозозахисні, виготовляють з оцинкованого дроту; їх переріз має бути не менше 25 мм2. На ПЛ напругою 35 кВ застосовують троси перерізом 35 мм2; на лініях ПВ кВ - 50 мм2; на лініях 220 кВ та вище -70 мм2.

Переріз багатодротяних проводів різних марок визначається для ПЛ напругою до 35 кВ за умовами механічної міцності, а для ПЛ напругою ПЗ кВ і вище - за умовами втрат на корону. На ПЛ при перетині різних інженерних споруд (ліній зв'язку, залізниць та шосейних доріг тощо) необхідно забезпечувати більш високу надійність, тому мінімальні перерізи проводів у прольотах перетинів повинні бути збільшені (табл. 5.2).

При обтіканні проводів потоком повітря, спрямованим упоперек осі ПЛ або під деяким кутом до цієї осі, з підвітряного боку дроту виникають завихрення. При збігу частоти освіти і переміщення вихорів з однією із частот власних коливань провід починає коливатися у вертикальній площині.

Такі коливання дроту з амплітудою 2...35 мм, довжиною хвилі 1...20 м і частотою 5...60 Гц називаються вібрацією.

Зазвичай вібрація проводів спостерігається за швидкості вітру 0,6... 12,0 м/с;

Сталеві дроти не допускаються в прольотах над трубопроводами та залізницями.

Вібрація, як правило, має місце у прольотах довжиною понад 120 м та на відкритій місцевості. Небезпека вібрації полягає в обриві окремих дротів дроту на ділянках їх виходу із затискачів через підвищення механічної напруги. Виникають змінні від періодичних згинів дротів в результаті вібрації і зберігаються в підвішеному дроті основні напруги, що розтягують.

У прольотах довжиною до 120 м-коду захисту від вібрації не потрібно; не підлягають захисту та ділянки будь-яких ПЛ, захищених від поперечних вітрів; на великих переходах рік і водних просторів потрібен захист незалежно від проводів. На ПЛ напругою 35 …220 кВ і вище захист від вібрації виконують шляхом установки віброгасників, підвішених на сталевому тросі, що поглинають енергію проводів вібрують зі зменшенням амплітуди вібрації біля затискачів.

При ожеледиці спостерігається так звана танець проводів, яка, як і вібрація, збуджується вітром, але відрізняється від вібрації більшою амплітудою, що досягає 12 ... 14 м, і більшою довжиною хвилі (з однією і двома напівхвилями в прольоті). У площині, перпендикулярній осі ПЛ, дріт На напрузі 35 - 220 кВ дроти ізолюють від опор гірляндами підвісних ізоляторів. Для ізоляції ПЛ 6 -35 кВ застосовують штирьові ізолятори.

Проходячи по проводах ПЛ, виділяє теплоту та нагріває провід. Під впливом нагріву дроту відбуваються:

1. подовження дроту, збільшення стріли провисання, зміна відстані до землі;
2. зміна натягу дроту та його здатності нести механічне навантаження;
3. зміна опору дроту, тобто зміна втрат електричної потужності та енергії.

Усі умови можуть змінюватися за наявності сталості параметрів довкілля або змінюватися спільно, впливаючи працювати проводу ПЛ. При експлуатації ПЛ вважають, що з номінальному струмі навантаження температура дроту становить 60…70″С. Температура проводу визначатиметься одночасним впливом тепловиділення та охолодження або тепловідведення. Тепловідведення проводів ПЛ зростає зі збільшенням швидкості вітру та зниженням температури навколишнього повітря.

При зменшенні температури повітря від +40 до 40 °С і збільшення швидкості вітру від 1 до 20 м/с теплові втрати змінюються від 50 до 1000 Вт/м. При позитивних температурах навколишнього повітря (0...40 °С) і незначних швидкостях вітру (1...5 м/с) теплові втрати становлять 75...200 Вт/м.

Для визначення впливу навантаження на збільшення втрат спочатку визначається

де RQ - опір дроту при температурі 02 Ом; R0] - опір дроту при температурі, що відповідає розрахунковому навантаженню в умовах експлуатації, Ом; А/.у.с - коефіцієнт збільшення температурного опору, Ом/°С.

Збільшення опору дроту порівняно з опором, що відповідає розрахунковому навантаженню, можливе при перевантаженні 30% на 12%, а при навантаженні 50% - на 16%

Збільшення втрати AUпри перевантаженні до 30% очікується:

1. при розрахунку ПЛ на AU = 5% А? / 30 = 5,6%;
2. при розрахунку ПЛ на А17 = 10% Д? / 30 = 11,2%.

При перевантаженні ПЛ до 50 % збільшення втрати дорівнює відповідно 5,8 і 11,6 %. Враховуючи графік навантаження, можна зазначити, що з перевантаженні ПЛ до 50 % втрати короткочасно перевищують допустимі нормативні значення на 0,8… 1,6 %, що не впливає якість електроенергії.

Застосування дроту СІП

З початку століття набули поширення низьковольтні повітряні мережі, виконані як самонесуча система ізольованих проводів (СІП).

Використовується СІП у містах як обов'язкове прокладання, як магістраль у сільських зонах зі слабкою щільністю населення, відгалуження до споживачів. Способи прокладання СІП різні: натягування на опорах; натягування по фасадах будівель; прокладання уздовж фасадів.

Конструкція СІП (уніполярних броньованих та неброньованих, триполярних з ізольованою або голою несучою нейтраллю) у загальному випадку складається з мідної або алюмінієвої провідникової багатодротяної жили, оточеної внутрішнім напівпровідниковим екструдованим екраном, потім - ізоляцією з шитого поліетилену, поліет. Герметичність забезпечується порошком та компаундованою стрічкою, поверх яких розташований металевий екран з міді або алюмінію у вигляді спірально покладених ниток або стрічки з використанням екструдованого свинцю.

Поверх подушки кабельної броні, виконаної з паперу, ПВХ, поліетилену, роблять броню з алюмінію у вигляді сітки зі смужок та ниток. Зовнішній захист виконаний з ПВХ, поліетилену без гелогену. Прольоти прокладки, розраховані з урахуванням її температури та перерізу проводів (не менше 25 мм2 для магістралей та 16 мм2 на відгалуженнях до вводів для споживачів, 10 мм2 для сталеалюмінієвого проводу) становлять від 40 до 90 м.

При невеликому підвищенні витрат (близько 20 %) порівняно з неізольованими проводами надійність та безпека лінії, оснащеної СІП, підвищується до рівня надійності та безпеки кабельних ліній. Однією з переваг повітряних ліній із ізольованими проводами ВЛІ перед звичайними ЛЕП є зниження втрат та потужності за рахунок зменшення реактивного опору. Параметри прямої послідовності ліній:

• АСБ95 - R = 0,31 Ом/км; Х = 0,078 Ом/км;
• СІП495 - відповідно 0,33 та 0,078 Ом/км;
• СІП4120 - 0,26 та 0,078 Ом/км;
• АС120 - 0,27 та 0,29 Ом/км.

Ефект від зниження втрат при застосуванні СІП та незмінності струму навантаження може становити від 9 до 47 %, втрат потужності – 18 %.

Електричні мережі призначені для передачі та розподілу електроенергії. Вони складаються з сукупності підстанцій та ліній різних напруг. При електростанціях будують трансформаторні підстанції, що підвищують, і по лініях електропередачі високої напруги передають електроенергію на великі відстані. У місцях споживання споруджують понижуючі трансформаторні підстанції.

Основу електричної мережі складають зазвичай підземні або повітряні лінії електропередач високої напруги. Лінії, що йдуть від трансформаторної підстанції до вступно-розподільчих пристроїв і від них до силових розподільчих пунктів і до групових щитків, називають мережею живлення. Мережа живлення, як правило, складають підземні кабельні лінії низької напруги.

За принципом побудови мережі поділяються на розімкнуті та замкнуті. У розімкнуту мережу входять лінії, що йдуть до електроприймачів або їх груп і отримують живлення з одного боку. Розімкнена мережа має деякі недоліки, які полягають у тому, що при аварії в будь-якій точці мережі живлення всіх споживачів за аварійною ділянкою припиняється.

Замкнена мережа може мати один, два та більше джерел живлення. Незважаючи на низку переваг, замкнуті мережі поки не набули великого поширення. За місцем прокладки мережі бувають зовнішні та внутрішні.
Кожній напрузі відповідають певні способи виконання електропроводки. Це пояснюється тим, що чим напруга вища, тим важче ізолювати дроти. Наприклад, у квартирах, де напруга 220 В, проводку виконують проводами у гумовій або пластмасовій ізоляції. Ці дроти прості за пристроєм і дешеві.
Незрівнянно складніше влаштований підземний кабель, розрахований кілька кіловольт і прокладений під землею між трансформаторами. Крім підвищених вимог до ізоляції, він повинен мати підвищену механічну міцність і стійкість до корозії.

Для безпосереднього електропостачання споживачів використовуються:

• повітряні або кабельні ЛЕП напругою 6 (10) кВ для живлення підстанцій та високовольтних споживачів;
• кабельні ЛЕП напругою 380/220 для живлення безпосередньо низьковольтних електроприймачів.

Для передачі на відстань напруги до десятків і сотень кіловольт створюються повітряні лінії електропередач. Провід високо піднімається над землею, як ізоляція використовується повітря. Відстань між проводами розраховується залежно від напруги, яку планується передавати. Збільшуються розміри та ускладнюються конструкції зі зростанням робочої напруги.

Повітряною лінією електропередачі називають пристрій для передачі або розподілу електроенергії по дротах, що знаходяться на відкритому повітрі і прикріплені за допомогою траверс (кронштейнів), ізоляторів та арматури до опор або інженерних споруд. групи: напругою до 1000 В та напругою понад 1000 В. Для кожної групи ліній встановлені технічні вимоги їхнього пристрою.

Лінії електропередач до 1000 В

Повітряні ЛЕП 10 (6) кВ знаходять найбільш широке застосування у сільській місцевості та в невеликих містах. Це їх меншою вартістю проти кабельними лініями , меншою щільністю забудови тощо.
Для проведення повітряних ліній та мереж використовують різні дроти та троси. Основна вимога, що висувається до матеріалу проводів повітряних ліній електропередачі, - малий електричний опір. Крім того, матеріал, що застосовується для виготовлення проводів, повинен мати достатню механічну міцність, бути стійким до дії вологи і хімічних речовин, що знаходяться в повітрі.

В даний час найчастіше використовують дроти з алюмінію та сталі, що дозволяє економити дефіцитні кольорові метали (мідь) та знижувати вартість дротів. Мідні дроти застосовують на спеціальних лініях. Алюміній має малу механічну міцність, що призводить до збільшення стріли провису і, відповідно, до збільшення висоти опор або зменшення довжини прольоту. При передачі невеликих потужностей електроенергії на короткі відстані застосування знаходять сталеві дроти.

Для ізоляції проводів і кріплення їх до опор ліній електропередач служать лінійні ізолятори, які поряд з електричною повинні також мати достатню механічну міцність. Залежно від способу кріплення на опорі розрізняють штирьові ізолятори (їх кріплять на гаках або штирях) і підвісні (їх збирають в гірлянду і кріплять до опори спеціальною арматурою).

Штирьові ізолятори застосовують на лініях електропередач напругою до 35 кВ. Маркують їх літерами, що позначають конструкцію та призначення ізолятора, та числами, що вказують робочу напругу. На повітряних лініях 400 використовують штирьові ізолятори ТФ, ШС, ШФ. Літери в умовних позначеннях ізоляторів позначають таке:

Т – телеграфний;
Ф - порцеляновий;
С – скляний;
ШС - штирьовий скляний;
ШФ - штирьовий фарфоровий.

Штирьові ізолятори застосовують для підвішування порівняно легких проводів, причому залежно від умов траси використовуються різні типи кріплення проводів. Провід на проміжних опорах зміцнюють зазвичай на головці штирьових ізоляторів, а на кутових та анкерних опорах - на шиї ізоляторів. На кутових опорах провід розташовують із зовнішнього боку ізолятора по відношенню до кута повороту лінії.
Підвісні ізолятори застосовують на повітряних лініях 35 кВ та вище. Вони складаються з порцелянової або скляної тарілки (ізолююча деталь), шапки з ковкого чавуну та стрижня. Конструкція гнізда шапки та головки стрижня забезпечує сферичне шарнірне з'єднання ізоляторів при комплектуванні гірлянд. Гірлянди збирають та підвішують до опор та тим самим забезпечують необхідну ізоляцію проводів. Кількість ізоляторів у гірлянді залежить від напруги лінії та типу ізоляторів.

Матеріалом для в'язання алюмінієвого дроту до ізолятора служить алюмінієвий дріт, а для сталевих дротів - м'який сталевий. При в'язці проводів виконують зазвичай одинарне кріплення, подвійне кріплення застосовують у населеній місцевості і при підвищених навантаженнях. Перед в'язкою заготовляють дріт потрібної довжини (щонайменше 300 мм).

Головну в'язку виконують двома в'язальними дротиками різної довжини. Ці дроти закріплюють на шийці ізолятора, скручуючи між собою. Кінцями коротшого дроту обвивають провід і щільно притягують чотири-п'ять разів навколо дроту. Кінці іншого дроту, довші, накладають на головку ізолятора навхрест через провід чотири-п'ять разів.

Для виконання бічної в'язки беруть один дріт, кладуть його на шийку ізолятора і обертають навколо шийки та дроту так, щоб один її кінець пройшов над дротом і загнувся зверху вниз, а другий - знизу вгору. Обидва кінці дроту виводять уперед і знову обертають їх навколо шийки ізолятора з дротом, помінявши місцями щодо дроту.

Після цього провід щільно притягують до шийки ізолятора та обмотують кінці в'язального дроту навколо дроту з протилежних сторін ізолятора шість-вісім разів. Щоб уникнути пошкодження алюмінієвих проводів, місце в'язки іноді обмотують алюмінієвою стрічкою. Вигинати провід на ізоляторі сильним натягом в'язального дроту не дозволяється.

В'язку проводів виконують вручну, використовуючи монтерські пасатижі. Особливу увагу привертають на щільність прилягання в'язального дроту до дроту і на положення кінців в'язального дроту (вони не повинні стирчати). Штирьові ізолятори кріплять до опор на сталевих гаках або штирях. Гаки ввертають безпосередньо у дерев'яні опори, а штирі встановлюють на металевих, залізобетонних чи дерев'яних траверсах. Для кріплення ізоляторів на гаках та штирях використовують перехідні поліетиленові ковпачки. Розігрітий ковпачок щільно насувають на штир до упору, після чого на нього нагвинчують ізолятор.

Провід підвішується на залізобетонних або дерев'яних опорах за допомогою підвісних або штирьових ізоляторів.

Найменша допустима висота розташування нижнього гака на опорі (від рівня землі) становить:

• в ЛЕП напругою до 1000 для проміжних опор від 7 м, для перехідних опор - 8,5 м;
• в ЛЕП напругою понад 1000 висота розташування нижнього гака для проміжних опор становить 8,5 м, для кутових (анкерних) опор - 8,35 м.

Найменші допустимі перерізи проводів повітряних ЛЕП напругою понад 1000 В, вибираються за умовами механічної міцності з урахуванням можливої ​​товщини їх зледеніння.

Для повітряних ЛЕП напругою до 1000 В за умовами механічної міцності застосовуються дроти, що мають переріз не менше:

• алюмінієві – 16 мм²;
• сталеалюмінієві -10 мм?;
• сталеві однодротяні - 4 мм².

На повітряних ЛЕП напругою до 1000 В встановлюють заземлювальні пристрої. Відстань між ними визначається кількістю грозових годин на рік:

• до 40 годин – не більше 200 м;
  понад 40 годин – не більше 100 м.

Опір заземлювального пристрою повинен бути не більше 30 Ом.
Влаштування повітряних ЛЕП.

Повітряні лінії електропередачі складаються з опорних конструкцій (опор та основ), траверс (або кронштейнів), проводів, ізоляторів та арматури. Крім того, до складу ПЛ входять пристрої, необхідні для забезпечення безперебійного електропостачання споживачів та нормальної роботи лінії: грозозахисні троси, розрядники, заземлення, а також допоміжне обладнання.

Опори повітряної лінії електропередач підтримують дроти на заданій відстані один від одного і від поверхні землі. А опори повітряних ліній напругою до 1000 можуть бути використані також для розвішування на них проводів радіомережі, місцевого телефонного зв'язку, зовнішнього освітлення.

Повітряні лінії відрізняються простотою експлуатації та ремонту, нижчою вартістю порівняно з кабельними лініями такої ж довжини.
Залежно від призначення бувають опори проміжні та анкерні. Проміжні опори встановлюють на прямих ділянках траси ПЛ, і вони призначені тільки для підтримки проводів. Анкерні опори встановлюють для переходу ПЛ через інженерні споруди або природні перешкоди, на початку, наприкінці та на поворотах ЛЕП. Анкерні опори сприймають поздовжнє навантаження від різниці тяжіння проводів та тросів у суміжних анкерних прольотах. Тяжкою називають зусилля, з яким натягують і закріплюють на опорах провід або трос. Тяжіння змінюється в залежності від сили вітру, температури навколишнього повітря, товщини льоду на проводах.
Горизонтальні відстані між центрами двох опор, у яких підвішені дроти, називають прольотом. Вертикальна відстань між нижчою точкою дроту в прольоті до інженерних споруд, що перетинаються, або до поверхні землі або води носить назву габариту дроту.

Стрілою провісу дроту називають вертикальні відстані між нижчою точкою дроту в прольоті та горизонтальною прямою, що з'єднує точки кріплення дроту на опорах.

Силові та освітлювальні мережі напругою до 1000 В, виконані ізольованими проводами всіх відповідних перерізів або неброньованими кабелями з гумовою або пластмасовою ізоляцією перетином до 16 мм2, відносять до електропроводки. Зовнішньою вважають електропроводку, прокладену по зовнішніх стінах будівель і споруд, між будинками, під навісами, а також на опорах (не більше 4 прольотів, кожен завдовжки 25 м) поза вулицями та дорогами.

Прокладають дроти на висоті не менше ніж 2,75 м від поверхні землі. При перетині пішохідних доріжок цю відстань роблять не менше 3,5 м, а при перетині проїздів та шляхів для перевезення вантажів – не менше 6 м.

Лінії електропередач понад 1000 В

Повітряні лінії електропередачі понад 1 кВ - пристрій для передачі електроенергії по дротах, розташованим на відкритому повітрі та прикріплених за допомогою ізолюючих конструкцій та арматури до опор, конструкцій, що несуть, кронштейнам та стійкам на інженерних спорудах (мостах, шляхопроводах тощо).
Проводи та захисні троси через ізолятори або гірлянди ізоляторів підвішують на опорах: проміжних, анкерних, кутових, кінцевих, транспозиційних, посилених (противітерових та опор великих переходів). Їх виконують вільними або з відтяжками-дерев'яними, залізобетонними або металевими, одноланцюгові, дволанцюгові і т.п.

Для монтажу ПЛ застосовують неізольовані одно- та багатодротяні дроти з одного та двох металів (комбіновані).

Останнім часом стали використовувати самонесучі ізольовані дроти (СІП), що дозволяє зменшити відстань між проводами ПЛ. Для ізоляції проводів і тросів від землі та кріплення їх до опор служать ізолятори, що виготовляються з порцеляни та скла.
На ПЛ 110 кВ і вище повинні застосовуватися підвісні ізолятори, допускається застосування стрижневих та опорно-стрижневих ізоляторів.

На ПЛ 35 кВ і нижче застосовуються підвісні чи стрижневі ізолятори. Допускається застосування штирьових ізоляторів.

Ha BЛ 20 кВ та нижче повинні застосовуватися:

1. на проміжних опорах-будь-які тіни ізоляторів;
2. на опорах анкерного типу – підвісні ізолятори; допускається застосування штирьових ізоляторів у І районі по ожеледиці та в ненаселеній місцевості.

Вибір типу та матеріалу (скло, фарфор, полімерні матеріали) ізоляторів проводиться з урахуванням кліматичних умов (температури та зволоження) та умов забруднення.

На ПЛ, що проходять в особливо складних для експлуатації умовах (гори, болота, райони Крайньої Півночі тощо), на ПЛ, що споруджуються на дволанцюгових і багатоланцюгових опорах, на ПЛ, що живлять тягові підстанції електрифікованих залізниць, і на великих переходах незалежно від напруги слід застосовувати скляні ізолятори або (за наявності відповідного обґрунтування) полімерні.

Траса ПЛ, тобто. смуга місцевості, де вона проходить, після розвідок та узгоджень з організаціями, інтереси яких зачіпаються спорудою ПЛ, остаточно встановлюється проектом.

Перед монтажем оформляються документи на відчуження та відведення земельних ділянок, знесення споруд, а також на право витрачання посівів та порубки лісу. Виконується виробничий пікетаж, тобто. розбивка центрів встановлення опор на місці монтажу ПЛ.

Комплекс робіт зі спорудження ПЛ включає підготовчі, будівельні, монтажні та пускові роботи, а також здачу лінії в експлуатацію.
Роботи безпосередньо на трасі починають із приймання від проектної організації та замовника виробничого пікетажу траси ПЛ. Потім прорубують просіку (якщо ПЛ або окремі її ділянки проходять лісовою місцевістю). Ширину просіки між кронами дерев у лісових масивах та зелених насадженнях приймають залежно від висоти дерев, напруги ПЛ, рельєфу місцевості. Мінімальна ширина просіки визначається відстанню від проводів при їхньому найбільшому відхиленні до крони дерев. Ця відстань повинна становити не менше 2 м для ПЛ напругою до 20 кВ і 3 м - для ПЛ напругою 35-110 кВ.

Усі дерева, що знаходяться всередині просіки, вирубують так, щоб висота пня була не більше 1/3 його діаметра. Для проїзду транспорту та механізмів по середині просіки на ширині не менше 2,5 м дерева вирубують нарівні із землею. Взимку при рубанні лісу сніг навколо кожного дерева розчищають рівня землі. Деревину, що отримується при рубанні дерев, сортують, обробляють і укладають у штабелі вздовж просіки; суки складають у купи для вивезення.
Основні БМР включають виготовлення дерев'яних опор, розвезення опор або їх деталей на трасі, розбивку місць копання котлованів під опори, копання котлованів, складання та встановлення опор, розвезення проводів та інших матеріалів по трасі, монтаж проводів та захисного заземлення, фазування та нумерацію опор .

Для анкерної А-подібної опори розбивають два котловани, осі яких розміщують від центру пікетного стовпчика опори в обидва боки вздовж осі траси. Котловани під кутову А-подібну опору розміщують по бісектрисі кута повороту лінії перпендикуляра до неї (рис. 4, б). Розмітка під опори з відтяжками та підкосами, а також під вузькобазні та широкобазні металеві опори проводиться аналогічно. Якщо копання котлованів проводиться бурильними машинами, то розбивають тільки центри котлованів.

Риття котлованів вручну проводиться у виняткових випадках, якщо землерийні машини не можуть підійти на пікет за умовами місцевості. Риття котлованів має бути максимально механізованим. Для цього використовують бурові машини (ямобури), екскаватори, бульдозери. Земельні роботи повинні проводитися з максимальним ущільненням стінок котловану, що забезпечує надійне кріплення опор. Глибина котлованів для встановлення опор залежно від ґрунту та механічних навантажень на опори визначається проектом.

Елементи опор виготовляють, як правило, на спеціальних заводах та транспортують частково зібраними.
Останню збірку елементів опори проводять на спеціалізованих ділянках (полігонах) або безпосередньо на пікетах траси ПЛ. Місце складання опор обирають залежно від їх типу, транспортних можливостей, характеристики траси і т.д., воно визначається ППР. Остаточне (повне) складання складних опор, як правило, виконують на пікетах траси ПЛ. Складання проводять на спеціальних майданчиках, очищених від заважають предметів. Це забезпечує зручність викладення деталей опори. Крім того, для подальшого підйому опори розчищають шлях для вільного проходження кранів та тягового транспорту, надійно кріплять анкери, видаляють такелажні троси на необхідну відстань від діючих ПЛ сильного струму або ліній зв'язку.
Як правило, опори викладають і збирають у напрямку осі лінії поблизу фундаментів або котлованів з таким розрахунком, щоб зібрані опори не потрібно було підтягувати при підйомі. До складу робіт зі складання опор ПЛ входить установка штирьових ізоляторів, що монтуються на гачках та штирях за допомогою поліетиленових ковпачків.
Якість та справність деталей опор перевіряють двічі: спочатку перед складанням, потім на пікеті траси, оскільки є можливість пошкодження опор при перевезенні.
На кожну збірну опору ПЛ 35 кВ та вище заповнюють паспорт або роблять запис у журналі складання опор.
Для підйому та встановлення опор найкращим засобом є гусеничний кран, який потребує мінімуму такелажних засобів. Крановий гак повинен захоплювати опору трохи вище за її центр тяжіння, інакше вона може перевернутися.

За відсутності гусеничного крана необхідної вантажопідйомності або за недостатнього вильоту стріли крана може бути застосований автокран вантажопідйомністю 5-7 т разом із трактором. Опір піднімають спочатку автокраном до досягнення нею кута 35-40 ° по відношенню до горизонтальної поверхні землі. Подальший підйом опори виконується трактором, що натягує трос, закріплений за опору. Для запобігання перекиданню опори у бік трактора до верхівки опори до початку підйому прикріплюється гальмівний трос.
За відсутності кранів опори встановлюють способом стріли, що падає, з використанням трактора. Падаючу стрілу попередньо піднімають вручну або за допомогою невеликого крана. Для запобігання переходу опори через вертикальне положення передбачають гальмівний трос. Існує також спосіб встановлення опор нарощуванням: опору піднімають окремими секціями, з'єднуючи їх у вертикальному положенні. Цей спосіб застосовують при транспортуванні високих опор через річки або встановлення важких опор.
Після встановлення опор у котлован чи фундаменти їх положення вивіряють відповідно до нормативними вказівками. Наприклад, відхилення залізобетонних опор від вертикальної осі вздовж і поперек лінії (відношення відхилення верхнього кінця стійки опори до її висоти) має бути 1:150. Вертикальне положення опор ПЛ 35-110 кВ перевіряють теодолітом.

Вивірені опори міцно закріплюють: в грунті-ретельним пошаровим трамбуванням; на фундаментах та залізобетонних палях-нагортанням гайок на анкерні болти.
Після вивіряння та закріплення опор на них наносять постійні знаки-порядкові номери, рік встановлення, умовне позначення назви ПЛ тощо. Правильність встановлення опори підтверджується паспортом, у якому оформляється дозвіл на виконання робіт з монтажу проводів та тросів.

При монтажних роботах з ПЛ виконують такі основні операції:

• розкочування проводів і тросів, включаючи їх з'єднання, і підйом на опори гірлянд, що підтримують. Установку штирьових ізоляторів на опорах проводять, як правило, у процесі збирання опор, тобто. до початку монтажних робіт;
• натяжку проводів та тросів, включаючи візування, та регулювання стріл провісу, кріплення проводів та тросів до опор анкерного типу;
• кріплення (перекладання з розкочувальних роликів у затискачі) проводів та тросів на проміжних опорах.

Багаторічна практика будівництва ПЛ виявила найбільш доцільну організацію ведення робіт, що отримала назву потокового методу. Кожен вид робіт доручають спеціалізованій бригаді. Так, якщо в першому анкерному прольоті, де починається монтаж, виконують кріплення проводів на проміжних опорах, то в другому виробляють натяжку проводів і тросів, у третьому їх розкочування і т.д.

Після завершення всіх підготовчих робіт та огляду підготовленої до монтажу траси приступають безпосередньо до розкочування проводів. Як правило, розкочування виконують двома способами: з нерухомих розкочувальних пристроїв, встановлених на початку монтується ділянки, або за допомогою рухомих розкочувальних пристроїв (візків, саней, кабельних транспортерів і т.п.), що переміщуються по трасі тяговим механізмом.
Перший спосіб не вимагає виготовлення спеціальних пересувних розкочувальних пристроїв (візків), але під час переміщення по землі можливі пошкодження троса і верхніх повив алюмінієвих проводів. Барабани з проводом встановлюють за 15-20 м від першої анкерної опори у напрямку розкочування. Відмотаний з кожного барабана на довжину 15-20 м провід або трос із встановленим на кінці монтажним затискачем кріплять до тягового механізму. Він рухається вздовж траси і після заходу першу проміжну опору на 30- 40 м зупиняється. Провід відчіплюють і розкладають у положенні, вихідному для підйому на опору.

Переконавшись у правильності збирання гірлянди ізоляторів, їх піднімають на опору.
Цей спосіб застосовують при монтажі коротких ліній, а також на ділянках, де при розкочуванні проводів можливість їх пошкодження малоймовірна (при хорошому сніговому або трав'яному покриві).
При другому способі розкочування спочатку виконують анкерування дротів та тросів на першій анкерній опорі. Потім тяговий механізм разом з розкочуванням візком пересувають до першої проміжної опори. До переміщення до другої проміжної опори барабана відмотують 5-10 витків дроту або троса і розкладають його у вихідне положення. Наступні операції проводять так само, як і при першому способі. Розкочування проводів і тросів проводиться тільки по розкачувальних роликах, підвішених на опорах. При розкочуванні вживають заходів щодо запобігання проводам від пошкоджень при терті об землю, особливо про тверді ґрунти.

З'єднання сталеалюмінієвих проводів перетином до 185 мм2 в прольотах ПЛ вище 1000 В виконують овальними з'єднувачами, що монтуються скручуванням, а перетином до 240 мм2 - сполучними затискачами, що монтуються суцільним опресуванням. У петлях анкерних та вузлових опор з'єднання виконують термітним зварюванням для сталеалюмінієвих проводів перетином до 240 мм2. Проводи перетином 300 мм2 з'єднують з'єднувачами, що пресуються, а при з'єднанні проводів різних марок використовують болтові затискачі.

При монтажі натяжного затиску, що монтується з перерізанням дроту, на кінець дроту, що утворює петлю (шлейф), і дроти, що йде в проліт, накладають дротяні бандажі. Кінці дротів обрізають і очищають від бруду серветкою, змоченою в бензині. Внутрішню поверхню алюмінієвого корпусу 1 очищають сталевим йоржом, підпилюють алюмінієві дроти дроту і вивільняють сталевий осердя дроту. Протерши сердечник бензином і змастивши тонким шаром технічного вазеліну, всувають його в отвір 2 анкера до упору. Опресування натяжного затиску ведуть у напрямку від вуха до дроту, а опресування алюмінієвого корпусу від середини затиску до його кінця.

Якщо в шлейфах необхідне роз'ємне з'єднання, застосовують болтові та плашкові затискачі, але таке з'єднання не дає повністю стійкого та надійного електричного контакту.
Нормами встановлені вимоги до механічної міцності з'єднання у прольотах, що має становити не менше 90 % міцності цілого дроту. У петлях (шлейфах) допускається менший запас міцності (30-50% міцності цілого дроту). В інструкції з монтажу повітряних ліній електропередач наводяться дані про навантаження, які повинні витримувати зварні з'єднання для кожної марки дроту.
Для зварювання проводів пропано-кисневим полум'ям потрібні кисень, пропан і спеціальний пальник, дане зварювання дає хорошу якість стику.

Надійність електричного контакту зварного з'єднання визначається коефіцієнтом, що виражає відношення омічного опору ділянки проводів зі звареним з'єднанням до опору такої ділянки цілого проводу. Цей коефіцієнт ні перевищувати 1,2. Омічний опір коротких ділянок дроту вимірюють мікроомметром.

Необхідність з'єднання проводів із неоднорідних матеріалів або проводів різних перерізів виникає при відповідальних переходах через річки, озера та залізничні магістралі. Такі сполуки виконують спеціальними перехідними петлевими затискачами ПП, що є дві гільзи з лапами, з'єднаними на болтах.

Натяг проводів ведуть, як правило, у прольотах між анкерними або анкерно-кутовими опорами, до яких розкочені та з'єднані проводи прикріплюють за допомогою натяжних затискачів та натяжних ізоляторних гірлянд. Натяжну гірлянду та натяжний затиск піднімають на опору блоком, що має трос та монтажний хомут. Для підйому гірлянди використовують автомашину, трактор чи лебідку.

При підйомі натяжної гірлянди з дротом на першу по ходу монтажу анкерну опору ця опора не зазнає зусиль тяжіння. Але при натягуванні та закріпленні гірлянди на другій анкерній опорі зусилля тяжіння зазнають обидві анкерні опори, у зв'язку з чим у цей період їх зміцнюють розтяжками.

До початку тяжіння проводів повинні бути закінчені всі роботи з розкочування та з'єднання проводів та тросів.
Як тяговий механізм використовують трактори, автомобілі, лебідки. Вибір механізму залежить від реальних умов монтажу (тягових зусиль, траси тощо). При натягу спостерігають за підйомом проводів і тросів у прольотах і видаленням з них предметів, що зачепилися, і бруду; за проходженням ремонтних муфт та сполучних затискачів через розкочувальні ролики; за проїжджими дорогами та іншими перешкодами у зоні виконання робіт.
Натяг проводів на металевих опорах виконують аналогічно.

При натягуванні проводів та троса користуються даними проекту ПЛ, у таблицях якого вказані величини стріл провисання залежно від відстані між опорами та температури повітря в період монтажу. Треба мати на увазі, що навесні та восени температура повітря вранці може значно перевищувати температуру дроту, що лежить на землі. У цьому випадку провід піднімають від землі автомашиною або трактором і тримають у такому положенні доти, доки він не прийме температуру навколишнього повітря.

Зазвичай величини стріл провисання даються в монтажних таблицях проекту або кривих для проміжного прольоту анкерної ділянки. Коли ж анкерна ділянка має нерівні прольоти, стріла провісу дається так званого наведеного прольоту, довжина якого вказується в таблицях чи кривих проекту ПЛ.
Перед натягуванням проводів слід підготувати надійний зв'язок (сигналізацію) між усіма людьми, які беруть участь у цій роботі: монтером, що проводить візування стріли провісу, що спостерігає в проміжному прольоті та водієм автомашини або трактора, за допомогою яких здійснюється натягування проводів.

Прийом стріли провисання при безпосередньому візуванні починають із середнього проводу при горизонтальному розташуванні проводів і з верхнього - вертикальному.

При візуванні провід (або трос) підводять до лінії візування зверху, для чого провід спочатку перетягують (на 0,3-0,5 м), а потім відпускають до заданої стріли провису. При довгих анкерних прольотах (більше 3 км) візування здійснюють у двох прольотах, розташованих у кожній третині анкерної ділянки. При довжині анкерного прольоту менше 3 км візування роблять у двох прольотах: найбільш віддаленому від тягового механізму (у першу чергу) і ближчому (у другу чергу) до нього.

При натягу та візуванні проводів і тросів суворо витримують задане значення стріли провисання при відповідній температурі повітря. Фактична стріла провісу не повинна відрізнятися від проектної більш ніж на ±5 % при обов'язковому дотриманні відстаней, що нормуються, до землі та інженерних споруд. Величина розрегулювання дроту або троса по відношенню до іншого не повинна бути більше 10% проектної стріли провісу.
Після закінчення візування на дроті біля анкерної опори, розташованої з боку, протилежної тяговому механізму, наноситься мітка (бандажем або фарбою, що не змивається). Потім, якщо натяжний затискач монтують на землі, провід опускають на землю.

Кріплення проводів та тросів до опор анкерного типу на ВЛ35-100 кВ з підвісними ізоляторами проводять за допомогою натяжних затискачів: клинових типу «клин-коуш», болтових та пресованих.
На ПЛ до 10 кВ, де в основному застосовують штирьові ізолятори, анкерне кріплення здійснюють з використанням шишкових затискачів. Тип кріплення проводів на штирьових ізоляторах (одинарне або подвійне) залежить від характеристики ПЛ (умов траси, марки проводів та ін.) та визначається проектом.

Перед монтажем кінці проводів та контактні поверхні натяжних затискачів ретельно протирають ганчіркою, змоченою в розчиннику (бензині, ацетоні тощо), а потім зачищають кардощіткою або сталевим йоршем під шаром нейтрального технічного вазеліну.

Для оголення сталевого сердечника сталеалюмінієвого дроту алюмінієві жили нижнього повиву підпилюють тільки до половини їх діаметра, щоб уникнути пошкодження сердечника. Голі кінці сердечника промивають у розчиннику, насухо витирають ганчіркою і змащують вазеліном. Процес опресування натяжних та сполучних затискачів аналогічний.

Монтаж проводів та тросів слід виконувати, як правило, без розриву їх у петлях (шлейфах). Розрізання петель (шлейфів) допускається лише у виняткових випадках, наприклад, щоб уникнути встановлення сполучного затиску в прольоті або на опорах, що обмежують проліт перетину з інженерними спорудами. Монтаж клинових і болтових затискачів при нерозрізаних петлях проводять одночасно в сторони анкерного прольоту, що монтується, і в бік прольоту по ходу розкочування проводів.

Кріплення проводів і тросів на проміжних опорах на ПЛ до 35 кВ на штирьових ізоляторах і підтримуючих затискачах гірлянд ізоляторів ПЛ 35-110 кВ виробляють тільки після остаточного закріплення проводів на анкерних опорах, що обмежують ділянку ПЛ, що монтується.

Перекладання проводів ПЛ з розкочувальних роликів та їх кріплення проводять без опускання їх на землю. На ПЛ 35-110 кВ перекладка проводів проводиться з телескопічних вишок, а у разі відсутності механізмів використовують підвісні сходи (люльки).
На ПЛ до 35 кВ із застосуванням штирьових ізоляторів перекладку та кріплення проводів проводять безпосередньо з опори.
На ПЛ 6-35 кВ алюмінієві та сталеалюмінієві дроти закріплюють бічною в'язкою із щільною оболонкою дроту алюмінієвим дротом у зоні його зіткнення з шийкою ізолятора. В'язку дроту починають з точки 0, куди накладають середину дроту. Правий кінець дроту слідує за лінією я, його закріплюють трьома витками на дроті, потім направляють по лінії а. Лівий кінець дроту слідує по лінії Ь, його також кріплять трьома витками на дроті і направляють по лінії b, після чого обидва кінці дроту закріплюють на дроті. Алюмінієвий дріт для підмотування і в'язки беруть того ж діаметра, що і дріт дроту, що монтується, але не менше 2,5 і не більше 4 мм. Довжина в'язального дроту на одне кріплення – 1,4 м, довжина дроту для підмотування – близько 0,8м.

Монтаж проводів та тросів на переходах виконують у тій же послідовності та порядку, що і при монтажі їх між анкерними опорами. Після закінчення монтажу проводів та тросів перехід здають організації-власнику за актом. Якщо монтаж виконано з відступами від проекту, в акті наводять перелік цих відступів та вказують, ким вони дозволені.

Ізоляція повітряних електричних мереж піддається впливу різноманітних перенапруг. Ці перенапруги (особливо атмосферні) можуть спричинити перекриття зовнішньої ізоляції, перебої внутрішньої ізоляції, електричну дугу короткого замикання, аварійне відключення та порушити безперебійність електропостачання.

Повітряні лінії напругою 110 кВ на металевих залізобетонних опорах, як правило, захищають від прямих ударів блискавок тросами по всій довжині. ПЛ напругою 110 кВ на дерев'яних опорах і ПЛ напругою до 35 кВ такого захисту не вимагають. Поодинокі металеві та залізобетонні опори та інші місця з ослабленою ізоляцією на ПЛ напругою 35 кВ з дерев'яними опорами захищають трубчастими розрядниками або за наявності АПВ-захисними проміжками, а на ПЛ напругою 110-220 кВ-трубчастими розрядниками.

Досвід експлуатації трубчастих розрядників показав, що застосування їх з метою підвищення грозостійкості повітряних ліній не дає належного ефекту. Справа в тому, що ймовірність пошкодження трубчастих розрядників протягом грозового сезону має порядок 0,001, що за їх великої кількості знижує показник грозостійкості. Крім того, трубчасті розрядники мають верхню і нижню межі струму короткого замикання, а це вимагає систематичних ревізій і затягує гасіння електричної дуги при багаторазовому розряді блискавки і паралельному спрацьовуванні декількох трубчастих розрядників. Тому нині трубчасті розрядники встановлюються лише захисту точок з ослабленою ізоляцією. До них належать: місця перетину ЛЕП, і навіть перетину повітряної лінії з лінією зв'язку. На лініях з дерев'яними опорами трубчасті розрядники встановлюють на першій опорі тросової підходу до підстанції і на окремих кутових металевих опорах. На високих перехідних опорах через підвищені індуктовані складові перенапруги при прямому ударі блискавки в опору рекомендується встановлювати трубчасті або вентильні розрядники або грозозахисний трос.
Перед встановленням на опору трубчасті розрядники оглядають не знімаючи паперової обгортки до закінчення монтажу.

Розрядники встановлюють на переходах з таким розрахунком, щоб у разі пошкодження розрядника і перегоранні дроту останній падав над перехідному, а сусідньому прольоті. Установка розрядника повинна забезпечувати стабільність зовнішнього іскрового проміжку та унеможливлювати перекриття його струменем води, яка може стікати з верхнього електрода. Розрядник надійно закріплюють на опорі та заземлюють. Розміри зовнішнього іскрового проміжку повинні відрізнятися від проектних більш ніж ± 10 %.

Встановлення розрядників на опорах ПЛ 35-110 кВ проводиться так, щоб забезпечити можливість монтажу та демонтажу розрядників без відключення лінії. Зони вихлопу газів розрядників сусідніх фаз не повинні перетинатися, і в них не повинно бути елементів конструкцій опор, проводів та ін.

Опори, що мають грозозахисний трос або інші пристрої, грозозахисні, залізобетонні та металеві опори напругою 3-35 кВ, опори, на яких встановлені силові або вимірювальні трансформатори, роз'єднувачі, запобіжники або інші апарати, а також металеві та залізобетонні опори ПЛ напругою 110-50 без тросів та інших пристроїв грозозахисту, якщо це необхідно за умовами забезпечення надійної роботи релейного захисту та автоматики, повинні бути заземлені. При цьому величину опору заземлювальних пристроїв приймають відповідно до ПУЕ.
Установка трубчастих розрядників на BЛ35 кВ

Для заземлення залізобетонних опор як заземлюючі провідники використовують елементи поздовжньої арматури стійок, які металево з'єднані між собою і можуть бути приєднані до заземлення.
Штучні заземлювачі в пристроях блискавкозахисту застосовують у тих випадках, коли опір природних заземлювачів перевищує нормовану величину. Їх укладають у ґрунт у процесі БМР.
Троси та деталі кріплення ізоляторів до траверси залізобетонних опор металево з'єднують із заземлюючим спуском або заземленою апаратурою. Перетин кожного із заземлюючих спусків на опорі ПЛ приймають не менше 35 мм2, а для дротяних-діаметр не менше 10 мм. Допускається застосування сталевих оцинкованих однодротяних спусків діаметром не менше 6 мм.

На ПЛ із дерев'яними опорами рекомендується болтове з'єднання заземлюючих спусків; на металевих та залізобетонних опорах з'єднання заземлюючих спусків може бути як звареним, так і болтовим.
Заземлювачі ПЛ, як правило, заглиблюють на глибину, вказану в проекті.

Для монтажу ПЛ напругою до 1000 В застосовують дерев'яні, переважно із залізобетонними приставками (пасинками) та залізобетонні опори. Для виготовлення дерев'яних опор використовуються просочені антисептиком колоди з лісу III сорту (сосна, ялина, ялиця), а для траверс - тільки сосна або модрина. Просочення деревини антисептиком значно подовжує термін служби дерев'яних опор.

Вертикальні та горизонтальні відстані від проводів ПЛ до дерев та кущів повинні бути не менше 1 м. Вирубування просіки по лісових масивах та зелених насадженнях, де проходить траса ПЛ, не є обов'язковим.
У населеній місцевості з одно- та двоповерховою забудовою ПЛ повинні мати заземлювальні пристрої, призначені для захисту від атмосферних перенапруг. Опір цих заземлювальних пристроїв повинні бути не менше 30 Ом, а відстані між ними - не менше 200 м для районів з кількістю грозових годин на рік до 40,100 м - для районів з числом грозових годин на рік більше 40.

Крім того, заземлювальні пристрої повинні бути виконані:

1. на опорах з відгалуженнями до введень у будинки, в яких може бути зосереджена велика кількість людей (школи, ясла, лікарні) або які становлять велику матеріальну цінність (тваринницькі та птахівничі приміщення, склади);
2. на кінцевих опорах ліній, які мають відгалуження.

Котловани під одностійкові проміжні опори, як правило,
розробляють за допомогою ямобурів з розміткою точно по осі траси, щоб уникнути виходу опори зі створу лінії. У місцях проходження підземних комунікацій (наприклад, кабелів) виїмку ґрунту виробляють вручну.
З'єднання проводів у прольотах ПЛ слід проводити за допомогою з'єднувальних затискачів, що забезпечують механічну міцність не менше 90% розривного зусилля приводу.

В одному прольоті ПЛ допускається не більше одного з'єднання на кожний провід.
У прольотах перетину ПЛ з інженерними спорудами з'єднання проводів ПЛ не допускається.
З'єднання проводів у петлях анкерних опор повинно проводитись за допомогою затискачів або зварювання.
Проводи різних марок або перерізів повинні з'єднуватися лише у петлях анкерних опор.
Кріплення неізольованих проводів до ізоляторів та ізолюючих траверсів на опорах ПЛ, за винятком опор для перетинів, рекомендується виконувати одинарним.

На ПЛ вище 1 000 У подвійне кріплення проводів виконують на анкерних опорах, опорах перетинів та у населеній місцевості.

Розташування фазних проводів на опорі може бути будь-яким, а нульовий провід, як правило, мають нижче фазних проводів.

Безпека при проведенні БМР та електромонтажних робіт забезпечується безперервним наглядом за роботою бригади, який веде бригадир, зобов'язаний стежити за дотриманням чинних правил безпеки виконання робіт, справністю інструменту та захисних пристроїв, правильною розстановкою людей.

Крім загальних правил техніки безпеки, при монтажі ПЛ треба дотримуватись наступних правил:

1. При наближенні грози всі роботи на ПЛ мають бути припинені, а люди виведені за межі траси. При монтажі повітряних ліній великої протяжності для відведення окремих розрядів блискавки потрібне обов'язкове заземлення всіх проводів, що монтуються, на ділянках довжиною 3-5 км.
2. Захист персоналу від впливу електричних потенціалів, наведених у проводах і тросах (особливо у спеку року і при грозі), повинен здійснюватися шляхом улаштування захисного заземлення та закорочення приводів та тросів на всіх анкерних опорах ділянки, що монтується.
3. Підйом опор виробляють підйомними та тяговими механізмами та пристроями. Щоб уникнути відхилення та падіння опори убік, має бути забезпечене належне регулювання її положення відтяжками та розчалками.
4. Під час підйому опори не дозволяється стояти або проходити під тросами та стрілами механізмів, а також поблизу них і в зоні можливого падіння опори або монтажної стріли. Із зони виконання робіт повинні бути видалені всі особи, які не беруть безпосередньої участі у підйомі опори. При підйомі опори методом монтажної стріли слід спочатку підняти від землі на 0,5 м і перевірити всі механізми і кріплення, після чого продовжувати підйом. При підйомі опори на переходах через інженерні споруди або в складних умовах (наприклад, у коридорі між двома лініями, що знаходяться під напругою), обов'язкова присутність керівника робіт. При підйомі опори поблизу діючої ПЛ, коли можливе зачеплення проводів, вони мають бути відключені.
5. При монтажі проводів забороняється:
6. влазити на анкерні, кутові, а також погано закріплені або хитні опори;
7. працювати без запобіжного пояса;
8. під проводами під час їх монтажу.

Лінії електропередачі - центральний елемент системи передачі та розподілу ЕЕ. Лінії виконуються переважно повітряними та кабельними. На енергоємних підприємствах застосовують також струмопроводи. па генераторній напрузі електростанцій - шинопроводи; у виробничих та житлових будинках - внутрішні проводки.

Вибір типу ЛЕП, її конструктивного виконання визначається призначенням лінії, місцем розташування (прокладки) і, відповідно, її номінальною напругою, переданою потужністю, дальністю електропередачі, площею та вартістю займаної (відчужуваної) території, кліматичними умовами, вимогами електробезпеки та технічної естетики та рядом інших факторів і, зрештою, економічної доцільністю передачі електричної енергії. Зазначений вибір проводиться на стадіях прийняття проектних рішень.

У цьому розділі формулюються вимоги, якими повинні задовольняти ЛЕП, умови їх виконання та на їх основі надаються деякі принципи та варіанти конструктивного виконання ліній електропередачі.

Найбільш поширені на всіх щаблях системи електропостачання повітряні лінії з огляду на їх відносно малу вартість. З цієї причини застосування ПЛ має розглядатися насамперед.

Повітряні лінії електропередач

Повітряними називаються лінії, призначені для передачі та розподілу ЕЕ по проводах, що розташовані на відкритому повітрі та підтримуються за допомогою опор та ізоляторів. Повітряні ЛЕП споруджуються і експлуатуються в найрізноманітніших кліматичних умовах і географічних районах, схильні до атмосферного впливу (вітер, ожеледь, дощ, зміна температури). У зв'язку з цим ПЛ повинні споруджуватися з урахуванням атмосферних явищ, забруднення повітря, умов прокладання (слабозаселена місцевість, територія міста, підприємства) та ін. З аналізу умов ПЛ випливає, що матеріали та конструкції ліній повинні задовольняти низку вимог: економічно прийнятна вартість електропровідність та достатня механічна міцність матеріалів проводів та тросів, стійкість їх до корозії, хімічних впливів; лінії повинні бути електрично та екологічно безпечні, займати мінімальну територію.

Конструктивне виконання повітряних ліній.Основними конструктивними елементами ПЛ є опори, дроти, грозозахисні троси, ізолятори та лінійна арматура.

За конструктивним виконанням опор найбільш поширені одно- і дволанцюгові ПЛ. На трасі лінії можуть споруджуватись до чотирьох ланцюгів. Траса лінії - смуга землі, де споруджується лінія. Один ланцюг високовольтної ПЛ поєднує три дроти (комплекту проводів) трифазної лінії, низьковольтної - від трьох до п'яти проводів. У цілому нині конструктивна частина ПЛ (рис. 1) характеризується типом опор, довжинами прольотів, габаритними розмірами, конструкцією фаз, кількістю ізоляторів.

Довжини прольотів ПЛ вибирають з економічних міркувань, тому що зі збільшенням довжини прольотів зростає провис проводів, необхідно збільшити висоту опор

Н щоб не порушити допустимий габарит лінії h (рис. 1). б),при цьому зменшиться кількість опор та ізоляторів на лінії. Габарит лінії -найменша відстань від нижньої точки дроту до землі (води, полотна дорога) - мав. таким, щоб забезпечити безпеку руху людей та транспорту під лінією. Це відстань залежить від номінальної напруги лінії та умов місцевості (населена, ненаселена). Відстань між сусідніми фазами лінії залежить головним чином від се номінальної напруги. Основні конструктивні розміри ПЛ наведені у табл. 1. Конструкція фази ПЛ переважно визначається кількістю проводів у фазі. Якщо фаза виконана декількома проводами, вона називається розщепленою. Розщепленими виконують фази ПЛ високої та надвисокої напруги. При цьому в одній фазі використовують два дроти при 330 (220) кВ, три при 500 кВ, чотири - п'ять при 750 кВ, вісім-дванадцять - при 1150 кВ.

Опори повітряних ліній.Опори ПЛ - конструкції, призначені для підтримання проводів на необхідній висоті над землею, водою і будь-якою інженерною спорудою. Крім того, на опорах у необхідних випадках підвішують необхідні заземлені сталеві троси для захисту проводів від прямих ударів блискавки і пов'язаних з цим перенапругою.

Таблиця №1

Конструктивні розміри ПЛ

Типи та конструкції опор різноманітні. Залежно від призначення та розміщення на трасі ПЛ вони поділяються на проміжні та анкерні. Відрізняються опори матеріалом, виконанням та способом кріплення, підв'язки проводів. Залежно від матеріалу вони бувають дерев'яні, залізобетонні та металеві.

Проміжні опоринайпростіші, служать для підтримки проводів на прямих ділянках лінії. Вони зустрічаються найчастіше; частка їх у середньому становить80-90% загальної кількості опор ПЛ. Провіди до них кріпляться за допомогою підтримуючих (підвісних) гірлянд ізоляторів або штирьових ізоляторів. Проміжні опори в нормальному режимі зазнають навантаження в основному від власної ваги проводів, тросів та ізоляторів, підвісні гірлянди ізоляторів звисають вертикально.

Анкерні опоривстановлюють у місцях жорсткого кріплення дротів; вони діляться на кінцеві, кутові, проміжні та спеціальні. Анкерні опори, розраховані на поздовжні та поперечні складові натягу проводів (натяжні гірлянди ізоляторів розташовані горизонтально), зазнають найбільших навантажень тому вони значно дорожчі і складніші за проміжні; число їх на кожній лінії повинно бути мінімальним. Зокрема, кінцеві та кутові опори, що встановлюються в кінці або на повороті лінії, зазнають постійного натягу, проводів та тросів: односторонній або по рівнодіючій куту повороту; проміжні анкерні, що встановлюються на протяжних прямих ділянках, також розраховуються на односторонній натяг, який може виникнути при обриві частини проводів у прольоті, що примикає до опори.

Спеціальні опори бувають таких типів: перехідні - для великих прольотів перетину річок, ущелин; відгалужувальні - для виконання відгалужень від основної лінії; транспозиційні - зміни порядку розташування проводів на опорі.

Поряд із призначенням (типом) конструкція опори визначається кількістю ланцюгів ПЛ та взаємним розташуванням проводів (фаз). Опори (і лінії) виконуються в одно- або дволанцюговому варіанті, при цьому дроти на опорах можуть розміщуватися трикутником, горизонтально, зворотною "ялинкою" та шестикутником, або "бочкою" (рис. 2).

Несиметричне розташування фазних проводів по відношенню один до одного (рис. 2) зумовлюють неоднаковість індуктивностей та ємностей різних фаз. Для забезпечення симетрії трифазної системи та вирівнювання фаз реактивних параметрів на довгих лініях (більше 100 км) напругою 110 кВ і вище здійснюють перестановку (транспозицію) проводів у ланцюгу за допомогою відповідних опор. При повному циклі транспозиції кожен провід (фаза) рівномірно по довжині лінії займає послідовно положення всіх трьох фаз на опорі (рис. 3).

Дерев'яні опори(рис. 4) виготовляють із сосни або модрини і застосовують на лініях напругою до 110 кВ у лісових районах, але все рідше. Основними елементами опор є пасинки (приставки) 1, стійки 2, траверси 3, розкоси 4, підтраверсні бруси 6 та ригелі 5. Опори прості у виготовленні, дешеві, зручні у транспортуванні. Основний їхній недолік - недовговічність через гниття деревини, незважаючи на її обробку антисептиком. Застосування залізобетонних пасинків (Приставок) збільшує термін служби опор до 20-25 років.

Залізобетонні опори(Рис. №5) найбільш широко застосовуються на лініях напругою до 750 кВ. Вони можуть бути вільними (проміжними) і з відтяжками (анкерними). Залізобетонні опори довговічніші за дерев'яні, прості в експлуатації, дешевші за металеві.

Металеві (сталеві) опори(рис. 6) застосовують на лініях напругою 35 кВ та вище. До основних елементів відносяться стійки 1, траверси 2, тросостійкі 3, відтяжки 4 і фундамент 5. Вони міцні та надійні, але досить металомісткі, займають велику площу, вимагають для встановлення споруди спеціальних залізобетонних фундаментів і в процесі експлуатації повинні фарбуватись для запобігання корозії.

Металеві опори використовуються в тих випадках, коли технічно складно та неекономічно споруджувати ПЛ на дерев'яних та залізобетонних опорах (переходи через річки, ущелини, виконання відпайок від ПЛ тощо)

Провід повітряних ліній.Провід призначений для передачі електроенергії. Поряд із гарною електропровідністю (можливо меншим електричним опором), достатньою механічною міцністю та стійкістю проти корозії, вони повинні задовольняти умови економічності. З цією метою застосовують дроти з найдешевших металів алюмінію, сталі, спеціальних сплавів алюмінію. Хоча мідь має найбільшу провідно-мідні дроти через високу вартість і необхідність для інших цілей у нових лініях не використовуються. Їх використання допускається у контактних мережах, у мережах гірничих підприємств.

На ПЛ застосовуються переважно неізольовані (голі) дроти. За конструктивним виконанням дроту можуть бути одно- і багатодротяними, порожнистими (рис. 7). Однодротяні, переважно сталеві дроти використовуються обмежено в низьковольтних мережах. Для надання їм гнучкості та більшої механічної міцності дроту виготовляють багатодротяними з одного металу (алюмінію або сталі) та з двох металів (комбіновані) - алюмінію та сталі. Сталь у дроті підвищує механічну міцність.

Виходячи з умов механічної міцності, алюмінієві дроти марок А та АКП (рис. 7) застосовують на ПЛ напругою до 35 кВ. Повітряні лінії 6-35 кВ можуть також виконуватися сталеалюміневі проводи, а вище 35 кВ лінії монтуються виключно сталеалюміневими проводами. Сталеалюмінієві дроти мають навколо сталевого осердя повиви з алюмінієвих дротів. Площа перерізу сталевої частини зазвичай у 4-8 разів менша за алюмінієву, але сталь сприймає близько 30-40 % всього механічного навантаження; такі дроти використовуються на лініях з довгими прольотами та на територіях з більш важкими кліматичними умовами (з більшою товщиною стінки ожеледиці). У марці сталеалюмінієвих проводів вказується переріз алюмінієвої та сталевої частини, наприклад, АС 70/11, а також дані про антикорозійний захист, наприклад, АСКС, АСКП - такі ж дроти, як і АС, але із заповнювачем сердечника (С) або всього дроту ( П) антикорозійним мастилом; АСК - такий самий провід, як і АС, але із сердечником, покритим поліетиленовою плівкою. Проводи з антикорозійним захистом застосовуються в районах, де повітря забруднене домішками, що діють руйнівно на алюміній і сталь.

Підвищення діаметрів проводів при незмінності витрачання провідникового матеріалу може здійснюватися застосуванням проводів з наповнювачем з діелектрика та порожнистих проводів (рис. 7, р, буд).Таке використання знижує втрати коронування. Порожнисті дроти використовуються головним чином для ошинування розподільчих пристроїв 220 кВ і вище.

Проводи зі сплавів алюмінію (АН - нетермооброблені, АЖ - термооброблені) мають велику порівняно з алюмінієвими механічну міцність і практично таку ж електричну провідність. Вони використовуються на ПЛ напругою вище 1 кВ в районах з товщеної стінки голодом 20 мм.

Все більше застосування знаходять ПЛ із самонесучими ізольованими проводами 0,38-10 кВ. У лініях напругою 380/220 проводи складаються з несучого ізольованого або неізольованого проводу, що є нульовим, трьох ізольованих фазних проводів, одного ізольованого проводу (будь-якої фази) зовнішнього освітлення. Фазні ізольовані дроти навиті навколо несучого нульового дроту (рис. 8). Несучий дріт є сталеалюмінієвим, а фазні - алюмінієвими. Останні покриті світлостійким термостабілізованим (зшитим) поліетиленом (провід типу АПВ). До переваг ПЛ із ізольованими проводами перед лініями з голими проводами можна віднести відсутності ізоляторів на опорах, максимальне використання висоти опори для підвіски проводів; немає потреби в обрізанні дерев у зоні проходження лінії.

Грозозахисні тросипоряд з іскровими проміжками, розрядниками, обмежувачами напруги та пристроями заземлення служать для захисту лінії від атмосферних перенапруг (грозових розрядів). Троси підвішують над фазними проводами (рис. 2) на ПЛ напругою 35 кВ і вище залежно від району з грозової діяльності та матеріалу опор, що регламентується Правилами пристроїв електроустановок (ПУЕ). Як грозозахисні проводи зазвичай застосовують сталеві оцинковані канати марок З 35, З 50 і З 70, а при використанні тросів для високочастотного зв'язку -сталеалюминевые проводи. Кріплення тросів на всіх опорах ПЛ напругою 220-750 кВ має бути виконане за допомогою ізолятора, шунтованого іскровим проміжком. На лініях 35-110 кВ кріплення тросів до металевих та залізобетонних проміжних опор здійснюється без ізоляції троса.

Ізолятори повітряних ліній. Ізолятори призначені для ізоляції та кріплення проводів. Виготовляються вони з порцеляни та загартованого скла - матеріалів, що володіють високою механічною та електричною міцністю та стійкістю до атмосферних впливів. Істотною перевагою скляних ізоляторів є те, що при пошкодженні загартоване скло розсипається. Це полегшує перебування пошкоджених ізоляторів на лінії.

За конструкцією, способом закріплення на опорі ізолятори поділяють на штирьові та підвісні. Штирьові ізолятори (рис. 9, а, б)застосовуються для ліній напругою до 10 кВ та рідко (для малих перерізів) – 35 кВ. Вони кріпляться до опор за допомогою гаків або штирів. Підвісні ізолятори (рис.9, в) використовуються на ПЛ напругою 35 кВ та вище. Вони складаються з порцелянової або скляної ізолюючої частини 1, шапки з ковкого чавуну 2, металевого стрижня 3 і цементної зв'язки 4. Ізолятори збираються в гірлянди (рис. 10, г):підтримують на проміжних опорах і натяжні на анкерних. Кількість ізоляторів у гірлянді залежить від напруги, типу та матеріалу опор, забрудненості атмосфери. Наприклад, у лінії 35 кВ - 3-4 ізолятори, 220 кВ - 12-14; на лініях з дерев'яними опорами, що мають підвищену вантажопідйомність, кількість ізоляторів у гірлянді на один менша, ніж на лініях з металевими опорами; у натяжних гірляндах, що працюють у найважчих умовах, встановлюють на 1-2 ізолятори більше, ніж у підтримуючих.

Розроблено та проходять дослідну промислову перевірку ізолятори з використанням полімерних матеріалів (рис. 9, р, буд).Вони є стрижневим елементом зі склопластику, захищений покриттям з ребрами з фторопласту або кремнеорганнської гуми. Стрижневі ізолятори в порівнянні з підвісними мають меншу вагу та вартість, більш високу механічну міцність, ніж із загартованого скла. Основна проблема - забезпечити можливість їхньої тривалої (понад 30 ліг) роботи.

Лінійна арматурапризначена для закріплення проводів до ізоляторів та тросів до опор та містить такі основні елементи: затискачі, з'єднувачі, дистанційні розпірки та ін. (рис. 10). Підтримуючі затискачі застосовують для підвіски та закріплення проводів ПЛ на проміжних опорах з обмеженою жорсткістю закладення (рис. 10, а).На анкерних опорах для жорсткого кріплення проводів використовують натяжні гірлянди та затискачі - натяжні та клинові (рис. 10, б, в).Зчіпна арматура (сережки, вушка, скоби, коромисла) призначена для підвіски гірлянд на опорах. Підтримуюча гірлянда (рис. 10, г)закріплюється на траверсі проміжної опори за допомогою сережки 1, що вставляється іншою стороною в шапку верхнього підвісного ізолятора 2. Вушко 3 використовується для прикріплення до нижнього ізолятора гірлянди затискача 4. Дистанційні розпірки (рис. д),встановлювані в прольотах ліній 330 кВ і вище з розщепленими фазами, запобігають схльостування, зіткнення і закручування окремих проводів фаз. З'єднувачі застосовуються для з'єднання окремих ділянок дроту за допомогою овальних або пресуючих з'єднувачів (рис. 10, е, ж).У овальних з'єднувачах дроти або скручуються, або обтискаються; у пресованих з'єднувачах, що застосовуються для з'єднання сталеалюмінієвих проводів великих перерізів, сталева та алюмінієві частини опресовуються окремо.

Результатом розвитку техніки передачі ЕЕ на далекі відстані є різні варіанти компактних ЛЕП, що характеризуються меншою відстанню між фазами і, як наслідок, меншими індуктивними опорами та шириною траси лінії (рис. 11). При використанні опор "що охоплює типу" (рис. 11, а)зменшення відстані досягається за рахунок розташування всіх фазних розщеплених конструкцій усередині "охоплюючого порталу" або по один бік від стійки опор (рис. 11 б). Зближення фаз забезпечується за допомогою міжфазних ізоляційних розпірок. Запропоновано різні варіанти компактних ліній з нетрадиційними схемами розташування проводів розщеплених фаз (рис. 11, в-і). Крім зменшення ширини траси на одиницю потужності, що передається, компактні лінії можуть бути створені для передачі підвищених потужностей (до 8-10 ГВт); такі лінії викликають меншу напруженість електричного поля на рівні землі і мають низку інших технічних переваг.

До компактних ліній відносяться також керовані лінії, що самокомпенсуються, і керовані лінії з нетрадиційною конфігурацією розщеплених фаз. Вони є дволанцюгові лінії, в яких попарно зрушені однойменні фази різних цін. При цьому до ланцюгів підводиться напруга, зрушена на певний кут. За рахунок режимної зміни за допомогою спеціальних пристроїв кута фазного зсуву здійснюється керування параметрами лінії.

Кабельні лінії електропередач

Кабельна лінія (КЛ) - лінія для передачі електроенергії, що складається з одного або декількох паралельних кабелів, виконана яким-небудь способом прокладання (рис. 11). Кабельні лінії прокладають там, де будівництво ПЛ неможливе через стиснуту територію, неприйнятне за умовами техніки безпеки, недоцільно за економічними, архітектурно-планувальними показниками та іншими вимогами. Найбільше застосування КЛ знайшли при передачі та розподілі ЕЕ на промислових підприємствах та в містах (системи внутрішнього електропостачання) при передачі ЕЕ через великі водні простори тощо. Пр. для сторонніх осіб, менша ушкоджуваність, компактність лінії та можливість широкого розвитку електропостачання споживачів міських та промислових районів. Однак КЛ значно дорожче за повітряні того ж напруги (в середньому в 2-3 рази для ліній 6-35 кВ і 5-6 разів для ліній 110 кВ і вище), складніше при спорудженні та експлуатації.

До складу КЛ входять: кабель, сполучні та кінцеві муфти, будівельні конструкції, елементи кріплення та ін.

Кабель - готовий заводський виріб, що складається із ізольованих струмопровідних жил, укладених у захисну герметичну оболонку та броню, що оберігають їх від вологи, кислот та механічних пошкоджень. Силові кабелі мають від однієї до чотирьох алюмінієвих або мідних жил перерізом 1,5-2000 мм2. Жили перетином до 16 мм 2 -однодротяні, зверху - багатодротяні. За формою перерізу жили круглі, сегментні чи секторні.

Кабелі напругою до 1 кВ виконуються, як правило, чотирижильними, напругою 6-35 кВ - трижильними, а напругою 110-220 кВ - одножильними.

Захисні оболонки виготовляються зі свинцю, алюмінію, гуми та поліхлорвінілу. У кабелях напругою 35 кВ кожна жила додатково полягає у свинцеву оболонку, що створить рівномірніше електричне поле та покращує відведення тепла. Вирівнювання електричного нуля біля кабелів із пластмасовою ізоляцією та оболонкою досягається екрануванням кожної жили напівпровідним папером.

У кабелях на напругу 1-35 кВ підвищення електричної міцності між ізольованими жилами і оболонкою прокладається шар поясної ізоляції.

Броня кабелю, що виконується зі сталевих стрічок або сталевих оцинкованих дротів, захищається від корозії зовнішнім покривом з кабельної протяжки, просоченої бітумом і покритою крейдою.

У кабелях напругою 110 кВ і вище підвищення електричної міцності паперової ізоляції їх наповнюють газом або олією під надлишковим тиском (газонаповнені та маслонаповнені кабелі).

У марці позначення кабелю вказується відомості про його конструкцію, номінальну напругу, кількість та переріз жил. У чотирижильних кабелів напругою до 1 кВ перетин четвертої ("нульової") жили менше, ніж фазної. Наприклад, кабель ВПГ-1-3Х35+1Х25 - кабель з трьома мідними жилами перетином по 35 мм 2 та четвертим перетином 25 мм 2 , поліетиленовою (П) ізоляцією на 1 кВ, оболонкою з поліхлорвінілу (В), неброньованим, без зовнішнього покриву (Г) - для прокладання всередині приміщень, у каналах, тунелях, за відсутності механічних впливів на кабель; кабель АОСБ-35-3Х70 - кабель із трьома алюмінієвими (А) жилами по 70 мм 2 , з ізоляцією на 35 кВ, з окремо освинцьованими (О) жилами, у свинцевій (С) оболонці, броньований (Б) сталевими стрічками, із зовнішнім захисним покривом для прокладання в земляній траншеї; ОСБ-35-3Х70 - такий самий кабель, але з мідними жилами.

Конструкції деяких кабелів представлені малюнку 13. На рисунку 13 , а, бдано силові кабелі напругою до 10 кВ.

Чотирьохжильний кабельнапругою 380 В (див. рис. 13, а)містить елементи: 1 - струмопровідні фазні жили; 2 - паперова фазна та поясна ізоляція; 3 – захисна оболонка; 4 – сталева броня; 5 – захисний покрив; 6 – паперовий наповнювач; 7 – нульова жила.

Трижильний кабельз паперовою ізоляцією напругою 10 кВ (рис. 13, б)містить елементи: 1 - струмопровідні жили; 2 – фазна ізоляція; 3 – загальна поясна ізоляція; 4 – захисна оболонка; 5 - подушка під бронею; 6 – сталева броня; 7 – захисний покрив; 8 – заповнювач.

Трижильний кабельнапругою 35 кВ зображено на рис. 1.3, в.У нього входять - 1 - круглі струмопровідні жили; 2 - підлога проводячи тис екрани; 3 – фазна ізоляція; 4 – свинцева оболонка; 5 – подушка; 6 – заповнювач з кабельної пряжі; 7 – сталева броня; 8 – захисний покрив.

На рис. 1.3, гпредставлений маслонаповнений кабельсереднього та високого тиску напругою 110-220 кВ. Тиск масла запобігає появі повітря до його іонізації, усуваючи одну з основних причин пробою ізоляції. Три однофазні кабелі поміщені в сталеву трубу 4, заповнену маслом 2 під надлишковим тиском. Струмопровідна жила 6 складається з мідних круглих дротів і покрита паперовою ізоляцією 1 з в'язким просоченням; поверх ізоляції накладений екран 3 у вигляді мідної перфорованої лепти та бронзових дротів, що оберігають ізоляцію від механічних пошкоджень при протягуванні кабелю в трубі. Зовні сталева труба захищена покривом 5.

Широко поширені кабелі в поліхлорвінілової ізоляції, що виробляються три-, чотири- та п'ятижильними (1.3, е)або одножильними (рис. 1.3, д).

Кабелі виготовляються відрізками обмеженої довжини залежно від. відмінювання і перерізи. При прокладанні відрізки з'єднують за допомогою сполучних муфт, що герметизують місця з'єднання. При цьому кінці жил кабелів звільняють від ізоляції та закладають у сполучні затискачі.

При прокладанні в землі кабелів 0,38-10 кВ для захисту від корозії та механічних пошкоджень місце з'єднання полягає в захисний чавунний роз'ємний кожух. Для кабелів 35 кВ використовуються також сталеві або склопластикові кожухи. На рис. 14, апоказано з'єднання трижильного низьковольтного кабелю 2 в Чавунній муфті 1. Кінці кабелю фіксовані фарфоровою розпіркою 3 і з'єднані позикою 4. Муфти кабелів до 10 кВ з паперовою ізоляцією заповнюються бітумінозними складами, кабелі 20-35. Для кабелів з пластмасовою ізоляцією застосовують з'єднувальні муфти з термоусаджуваних ізоляційних трубок, число яких відповідає числу фаз, і однієї трубки для нульової жили, що усаджуються в термоусаджувану муфту (рис. 14, б). . Застосовують інші конструкції сполучних муфт.

На кінцях кабелів застосовують кінцеві муфти або кінцеві закладення. На рис. 15, анаведена мастиконаповнена трифазна муфта зовнішньої установки з фарфоровими ізоляторами для кабелів напругою 10 кВ. Для трижильних кабелів із пластмасовою ізоляцією застосовується кінцева муфта, представлена ​​на рис. 15, 6. Вона складається з термоусаджувальної рукавички 1, стійкої до впливу навколишнього середовища, і напівпровідних термоусаджувальних трубок 2, за допомогою яких на кінці трижильного кабелю створюються три одножильні кабелі. На окремі жили надягають ізоляційні термоусаджувальні трубки 3. На них монтується потрібна кількість термоусаджуваних ізоляторів 4.

Для кабелів 10 кВ і нижче із пластмасовою ізоляцією у внутрішніх приміщеннях застосовують сухе оброблення (рис. 15, в). Оброблені кінці кабелю з ізоляцією 3 обмотують липкою поліхлорвінілової стрічкою 5 і лакують; кінці кабелю герметизують кабельною масою 7 і ізоляційною рукавичкою 1, що перекриває оболонку кабелю 2, кінці рукавички і жили додатково ущільнюють і обмотують поліхлорвінілової стрічкою 4, 5, останню для запобігання відставання і розмотування фіксують бандажами 6.

Спосіб прокладання кабелів визначається умовами траси лінії. Кабелі прокладаються в земляних траншеях, блоках, тунелях, кабельних тунелях, колекторах, кабельними естакадами, а також по перекриттям будівель (рис. 12).

Найчастіше біля міст, промислових підприємствах кабелі прокладають у земляних траншеях (рис. 12, а).Для запобігання пошкодженню через прогини на дні траншеї створюють м'яку подушку з шару просіяної землі або піску. При прокладанні в одній траншеї декількох кабелів до 10 кВ відстань по горизонталі між ними повинна бути не менше 0,1 м, між кабелями 20-35 кВ - 0,25 м. Кабель засипають невеликим шаром такого ж ґрунту і закривають цеглою або бетонними плитами захисту від механічних ушкоджень Після цього кабельну траншею засипають землею. У місцях переходу через дороги та на вводах у будівлі кабель прокладають у азбестоцементних чи інших трубах. Це захищає кабель від вібрацій та забезпечує можливість ремонту без розкриття полотна дороги. Прокладка в траншеях – найменш витратний спосіб кабельної каналізації ЕЕ.

У місцях прокладки великої кількості кабелів агресивний грунт і блукаючі тою обмежують можливість їх прокладання в землі. Тому поряд з іншими підземними комунікаціями використовують спеціальні споруди: колектори, тунелі. канати, блоки та естакади. Колектор (рис. 12 б) служить для спільного розміщення в ньому різних підземних комунікацій: кабельних силових ліній і зв'язку, водопроводу по міських магістралях і на території великих підприємств. При великій кількості кабелів, що паралельно прокладаються, наприклад, від будівлі потужної електростанції, застосовують прокладку в тунелях (рис. 12, в). При цьому покращуються умови експлуатації, знижується площа землі, необхідна для прокладання кабелів. Однак вартість тунелів дуже велика. Тунель призначений лише для прокладання кабельних ліній. Його споруджують під землею із збірного залізобетону або каналізаційних труб великого діаметра, ємність тунелю – від 20 до 50 кабелів.

При меншому числі кабелів застосовують кабельні канали (рис. 12, г), закриті землею або на поверхні землі. Кабельні естакади та галереї (рис. 12, д)використовують для надземного прокладання кабелів. Цей вид кабельних споруд широко застосовують там, де безпосередньо прокладка силових кабелів у землі є небезпечною через зсуви, обвали, вічну мерзлоту тощо.

У великих містах і великих підприємствах кабелі іноді прокладаються в блоках (рис. 12,е), що становлять азбестоцементні труби, стики, які закладені бетоном. Однак у них кабелі погано охолоджуються, що знижує їхню пропускну здатність. Тому прокладати кабелі в блоках слід лише за неможливості прокладання їх у траншеях.

У будинках, по стінах і перекриттям великі потоки кабелів укладають у металеві лотки та короби. Поодинокі кабелі можуть прокладатися відкрито по стінах і перекриттям або приховано: у трубах, пустотілих плитах та інших будівельних частинах будівель.

Струмопроводи, шинопроводи та внутрішні проводки

Струмопроводом називають лінію електропередачі, струмопровідні частини якої виконані з одного або кількох жорстко закріплених алюмінієвих або мідних проводів або шин і підтримуючих і опорних конструкцій і ізоляторів, що відносяться до них, захисних оболонок (коробів). Шинопроводом називають захищені та закриті струмопроводи, виконані жорсткими шинами. Шинопроводи до 1 кВ застосовують у цехових мережах промислових підприємств, більше 1 кВ - у ланцюгах генераторної напруги для передачі ЕЕ до трансформаторів електростанцій, що підвищують. Струмопроводи 6-35 кВ використовуються для магістрального живлення енергоємних підприємств при струмах 1,5-6,0 кА. Шинопроводи до 1 кВ промислових підприємств (комплектні струмопроводи) монтують із стандартних секцій заводського виготовлення. Окремі секції 1 такого струмопроводу (рис. 15, а)складаються з коробів з розміщеними в них елементами струмопроводів, відгалужувальної 3 і вступної коробок 2, приєднаних через відгалужувальну секцію 4 до магістралі 5. Комплектний шинопровод, що випускається три- і чотирипрохідним (рис. 15, б)складається з секцій у вигляді відрізків шин 1, закріплених на прокладках 3 коробі 2 з затискачами 4 для приєднання електроспоживачів. Довжина таких секцій за умовами транспортування не перевищує 6 м. Короби шинопроводів необхідні для захисту від зовнішніх впливів, іноді їх використовують як нульовий провідник.

Жорсткий симетричний струмопровід 6-10 кВ виконується з шин коробчастого перерізу, жорстко закріплених на опорних ізоляторах, прикріплених до загальної сталевої конструкції на вершинах рівностороннього трикутника. Струмопровід може прокладатися відкрито - на опорах або естакадах, або приховано - в тунелях (рис. 17) та галереях.

Гнучкий уніфікований симетричний струмопровід 6-10 кВ зовнішнього наповнення є по суті дволанцюговий ПЛ з розщепленими фазами (рис. 18, а).Кожна фаза складається з 4, 6, 8 або 10 проводів марки А 600, що розташовуються на підтримуючих затискачах по колу діаметром 600 мм. За допомогою спеціальної системи підвіски на ізоляторах всі три фази розміщуються на вершинах трикутника і кріпляться до опор. Для запобігання схлестування фаз між собою в прольотах встановлюються міжфазові ізолюючі розпірки.

У гнучкого струмопроводу 35 кВ (рис. 18) фази складаються з трьох проводів, марки А 600, закріплені в кільця і ​​за допомогою несучого сталевого троса підвішені на ізоляторах до опори. Опори гнучких струмопроводів, що споруджуються із залізобетону або сталі, встановлюються через 50-100 м. Відпаювання від струмопроводів до електроспоживачів виконуються шинами або голими проводами.

Внутрішні електропроводкиназиваються проводи та кабелі з електромонтажними та електромонтажними виробами, призначені для виконання внутрішніх мереж у будинках. Вони виконуються відкритими та прихованими, в більшості випадків ізольованими проводами, що прокладаються на ізоляторах або в трубах. Кабелі прокладаються в каналах, підлогах чи стінах. Іноді до внутрішніх електропроводок відносять також струмопроводи цехових мереж промислових підприємств.

3) проводи ПЛ повинні розташовуватися, як правило, над підвісним кабелем ЛЗ та ЛПВ (див. також 1.76, п. 4);
4) з'єднання проводів ПЛ у прольоті перетину з підвісним кабелем ЛЗ та ЛПВ не допускається. Перетин несучої жили СІП має бути не менше 35 кв.мм. Проводи ПЛ повинні бути багатодротяними перетином не менше: алюмінієві – 35кв.мм, Сталеалюмінієві – 25 кв.мм; перетин жили СІП з усіма провідними провідниками джгута - не менше 25кв.мм;
5) металева оболонка підвісного кабелю та трос, на якому підвішений кабель, повинні бути заземлені на опорах, що обмежують проліт перетину;
6) відстань по горизонталі від основи кабельної опори ЛЗ та ЛПВ до проекції найближчого проводу ПЛ на горизонтальну площину має бути не меншою за найбільшу висоту опори прольоту перетину.

1.78. При перетині ВЛІ з неізольованими проводами ЛЗ та ЛПВ повинні дотримуватися таких вимог:
1) перетин ВЛІ з ЛЗ та ЛПВ може виконуватися в прольоті та на опорі;
2) опори ВЛІ, що обмежують проліт перетину з ЛЗ магістральних та внутрішньозонових мереж зв'язку та з сполучними лініями СТС, повинні бути анкерного типу. При перетині всіх інших ЛЗ та ЛПВ на ВЛІ допускається застосування проміжних опор, посилених додатковою приставкою або підкосом;
3) несуча жила СІП або джгута з усіма несучими провідниками на ділянці перетину повинна мати коефіцієнт запасу міцності на розтяг при найбільших розрахункових навантаженнях не менше 2,5;
4) проводи ВЛІ повинні розташовуватися над проводами ЛЗ та ЛПВ. На опорах, що обмежують проліт перетину, несуть дроти СІП повинні закріплюватися натяжними затискачами. Проводи ВЛІ допускається розташовувати під проводами ЛПВ. При цьому дроти ЛПВ на опорах, що обмежують проліт перетину, повинні мати подвійне кріплення;
5) з'єднання несучої жили та несучих провідників джгута СІП, а також проводів ЛЗ та ЛПВ у прольотах перетину не допускається.

1.79. При перетині ізольованих та неізольованих проводів ПЛ з неізольованими проводами ЛЗ та ЛПВ повинні дотримуватися наступних вимог:
1) перетин проводів ПЛ з проводами ЛЗ, а також проводами ЛПВ напругою вище 360 В повинно виконуватися тільки в прольоті.
Перетин проводів ПЛ з абонентськими та фідерними лініями ЛПВ напругою до 360 В допускається виконувати на опорах ПЛ;
2) опори ПЛ, що обмежують проліт перетину, повинні бути анкерного типу;
3) дроти ЛЗ, як сталеві, так і з кольорового металу, повинні мати коефіцієнт запасу міцності на розтяг при найбільших розрахункових навантаженнях не менше 2,2;
4) проводи ПЛ повинні розташовуватися над проводами ЛЗ та ЛПВ. На опорах, що обмежують проліт перетину, проводи ПЛ повинні мати подвійне кріплення. Провід ПЛ напругою 380/220 В і нижче допускається розташовувати під проводами ЛПВ та ліній ГТС. При цьому дроти ЛПВ та ліній ГТС на опорах, що обмежують проліт перетину, повинні мати подвійне кріплення;
5) з'єднання проводів ПЛ, а також проводів ЛЗ та ЛПВ у прольотах перетину не допускається. Проводи ПЛ повинні бути багатодротяними з перерізами не менше: алюмінієві – 35кв.мм, Сталеалюмінієві – 25кв.мм.

1.80. При перетині підземної кабельної вставки у ПЛ з неізольованими та ізольованими проводами ЛЗ та ЛПВ повинні дотримуватися наступних вимог:
1) відстань від підземної кабельної вставки у ПЛ до опори ЛЗ та ЛПВ та її заземлювача має бути не менше 1м, а при прокладанні кабелю в ізолюючій трубі - не менше 0,5м;
2) відстань по горизонталі від основи кабельної опори ПЛ до проекції найближчого дроту ЛЗ та ЛПВ на горизонтальну площину має бути не меншою за найбільшу висоту опори прольоту перетину.

1.81. Відстань по горизонталі між проводами ВЛІ та проводами ЛЗ та ЛПВ при паралельному проходженні або зближенні має бути не менше 1 м.
При зближенні ПЛ з повітряними ЛЗ та ЛПВ відстань по горизонталі між ізольованими та неізольованими проводами ПЛ та проводами ЛЗ та ЛПВ має бути не менше 2м. У стиснених умовах ця відстань допускається зменшити до 1,5 м. У всіх інших випадках відстань між лініями повинна бути не менше висоти найбільш високої опори ПЛ, ЛЗ та ЛПВ.
При зближенні ПЛ із підземними або підвісними кабелями ЛЗ та ЛПВ відстані між ними повинні прийматися відповідно до 1.77 пп. 1 та 5.

1.82. Зближення ПЛ з антенними спорудами передаючих радіоцентрів, приймальними радіоцентрами, виділеними приймальними пунктами провідного мовлення та місцевих радіовузлів не нормується.

1.83. Провід від опори ПЛ до введення в будинок не повинні перетинатися з проводами відгалужень від ЛЗ та ЛПВ, і їх слід розташовувати на одному рівні або вище ЛЗ та ЛПВ. Відстань по горизонталі між проводами ПЛ та проводами ЛЗ та ЛПВ, телевізійними кабелями та спусками від радіоантен на вводах повинна бути не менше 0,5 м для СІП та 1,5 м для неізольованих проводів ПЛ.

1.84. Спільна підвіска підвісного кабелю сільського телефонного зв'язку та ВЛІ допускається при виконанні таких вимог:
1) нульова жила СІП має бути ізольованою;
2) відстань від СІП до підвісного кабелю СТС у прольоті та на опорі ВЛІ має бути не менше 0,5 м;
3) кожна опора ВЛІ повинна мати заземлюючий пристрій, при цьому опір заземлення повинен бути не більше 10 Ом;
4) на кожній опорі ВЛІ має бути виконане повторне заземлення PEN-провідника;
5) канат телефонного кабелю, що несе, разом з металевим сітчастим зовнішнім покривом кабелю повинен бути приєднаний до заземлювача кожної опори окремим самостійним провідником (спуском).

1.85. Спільна підвіска на загальних опорах неізольованих проводів ПЛ, ЛЗ та ЛПВ не допускається.
На загальних опорах допускається спільна підвіска неізольованих проводів ПЛ та ізольованих проводів ЛПВ. При цьому повинні дотримуватися таких умов:
1) номінальна напруга ПЛ має бути не більше 380 В;
3) відстань від нижніх проводів ЛПВ до землі, між ланцюгами ЛПВ та їх проводами має відповідати вимогам чинних правил Мінзв'язку Росії;
4) неізольовані проводи ПЛ повинні розташовуватися над проводами ЛПВ; при цьому відстань по вертикалі від нижнього дроту ПЛ до верхнього дроту ЛПВ має бути на опорі не менше 1,5 м, а в прольоті - не менше 1,25 м; при розташуванні дротів ЛПВ на кронштейнах ця відстань приймається від нижнього дроту ПЛ, розташованого на тій же стороні, що й дроти ЛПВ.

1.86. На загальних опорах допускається спільна підвіска СІП ВЛІ з неізольованими або ізольованими проводами ЛЗ та ЛПВ. При цьому повинні дотримуватися наступних умов:
1) номінальна напруга ВЛІ має бути не більше 380 В;
2) номінальна напруга ЛПВ має бути не більше 360 В;
3) номінальна напруга ЛЗ, розрахункова механічна напруга у проводах ЛЗ, відстані від нижніх проводів ЛЗ та ЛПВ до землі, між ланцюгами та їх проводами повинні відповідати вимогам чинних правил Мінзв'язку Росії;
4) проводи ВЛІ до 1 кВ повинні розташовуватися над проводами ЛЗ та ЛПВ; при цьому відстань по вертикалі від СІП до верхнього проводу ЛЗ та ЛПВ незалежно від їх взаємного розташування має бути не менше 0,5 м на опорі та в прольоті. Проводи ВЛІ та ЛЗ та ЛПВ рекомендується розташовувати по різних сторонах опори.

1.87. Спільна підвіска на загальних опорах неізольованих проводів ПЛ та кабелів ЛЗ не допускається. Спільна підвіска на загальних опорах проводів ПЛ напругою не більше 380 В та кабелів ЛПВ допускається за умови дотримання умов.
Оптичні волокна ОКНН повинні відповідати вимогам.

1.88. Спільна підвіска на загальних опорах проводів ПЛ напругою не більше 380 В та проводів телемеханіки допускається за дотриманням вимог, наведених у 1.85 та 1.86, а також якщо ланцюги телемеханіки не використовуються як канали проводового телефонного зв'язку.

1.89. На опорах ПЛ (ВЛІ) допускається підвіска волоконно-оптичних кабелів зв'язку (ОК):
неметалічних самонесучих (ОКСН);
неметалічних, що навиваються на фазний провід або джгут СІП (ОКНН).
Механічні розрахунки опор ПЛ (ВЛІ) з ГКСН та ОКНН повинні проводитися для вихідних умов, зазначених у 1.11 та 1.12.
Опори ПЛ, на яких підвішують ОК, та їх закріплення у ґрунті повинні бути розраховані з урахуванням додаткових навантажень, що виникають при цьому.
Відстань від ГКСН до поверхні землі у населеній та ненаселеній місцевостях має бути не менше 5 м.
Відстані між проводами ПЛ до 1 кВ та ГКСН на опорі та в прольоті повинні бути не менше 0,4м.

Сторінка 5 з 14

§ 2. Повітряні та кабельні лінії електропередачі

Повітряні лінії електропередач.

Електричною повітряною лінією ПЛ називається пристрій, що служить для передачі електричної енергії по проводах, розташованим на відкритому повітрі та прикріплених за допомогою ізоляторів та арматури до опор. Повітряні лінії електропередачі діляться на ПЛ напругою до 1000 і вище 1000.
При будівництві повітряних ліній електропередач обсяг земляних робіт незначний. Крім того, вони відрізняються простотою експлуатації та ремонту. Вартість спорудження повітряної лінії приблизно на 25-30% менше, ніж вартість кабельної лінії такої ж довжини. Повітряні лінії поділяються на три класи:
клас I - лінії з номінальною експлуатаційною напругою 35 кВ при споживачах 1 та 2-ї категорій та вище 35 кВ незалежно від категорій споживачів;
клас II - лінії з номінальною експлуатаційною напругою від 1 до 20 кВ при споживачах 1 та 2-ї категорій, а також 35 кВ при споживачах 3-ї категорії;
клас III - лінії з номінальною експлуатаційною напругою 1 кВ та нижче. Характерною особливістю повітряної лінії напругою до 1000 є використання опор для одночасного кріплення на них проводів радіомережі, зовнішнього освітлення, телеуправління, сигналізації. Основними елементами повітряної лінії є опори, ізолятори та дроти.
Для ліній напругою 1 кВ застосовують опори двох видів: дерев'яні із залізобетонними приставками та залізобетонні.
Для дерев'яних опор використовують колоди, просочені антисептиком, з лісу II сорту - сосни, ялини, модрини, ялиці. Не просочувати колоди можна під час виготовлення опор із лісу листяних порід зимової рубки. Діаметр колод у верхньому висівці повинен становити не менше 15 см для одностійкових опор і не менше 14 см для подвійних та А-подібних опор. Допускається приймати діаметр колод у верхньому висівці не менше 12 см на відгалуженнях, що йдуть до вводів у будівлі та споруди. Залежно від призначення та конструкції розрізняють опори проміжні, кутові, відгалужувальні, перехресні та кінцеві.
Проміжні опори на лінії є найбільш численними, тому що служать для підтримки проводів на висоті і не розраховані на зусилля, що створюються вздовж лінії у разі обриву проводів. Для сприйняття цього навантаження встановлюють проміжні анкерні опори, розташовуючи їх "ноги" вздовж осі лінії. Для сприйняття зусиль, перпендикулярних до лінії, встановлюють анкерні проміжні опори, маючи "ноги" опори поперек лінії.
Анкерні опори мають більш складну конструкцію та підвищену міцність. Вони також поділяються на проміжні, кутові, відгалужувальні та кінцеві, які підвищують загальну міцність та стійкість лінії.
Відстань між двома анкерними опорами називається анкерним прольотом, а відстань між проміжними опорами – кроком опор.
У місцях зміни напрямку траси повітряної лінії встановлюють кутові опори.
Для електропостачання споживачів, що знаходяться на певній відстані від магістральної повітряної лінії, використовуються відгалужувальні опори, на яких закріплюються дроти, приєднані до повітряної лінії та до введення споживача електроенергії.
Кінцеві опори встановлюють на початку та в кінці повітряної лінії спеціально для сприйняття односторонніх осьових зусиль.
Конструкції різних опор показано на рис. 10.
p align="justify"> При проектуванні повітряної лінії кількість і тип опор визначають залежно від зміни траси, перерізу проводів, кліматичних умов району, ступеня населеності місцевості, рельєфності траси та інших умов.
Для споруд ПЛ напругою вище 1 кВ застосовують переважно залізобетонні та дерев'яні антисептовані опори на залізобетонних приставках. Конструкції цих опор уніфіковані.
Металеві опори використовують головним чином анкерних опор на повітряних лініях напругою вище 1 кВ.
На опорах ПЛ розташування проводів може бути будь-яким, тільки нульовий провід у лініях до 1 кВ розміщують нижче за фазні. При підвісці на опорах проводів зовнішнього освітлення їх мають нижче нульового дроту.
Провід ПЛ напругою до 1 кВ слід підвішувати на висоті не менше 6 м від землі з урахуванням стріли провисання.
Відстань по вертикалі від землі до точки найбільшого провисання дроту називається габаритом дроту ПЛ над землею.
Провід повітряної лінії можуть по трасі зближуватися з іншими лініями, перетинатися з ними і проходити на відстані від об'єктів.
Габаритом зближення проводів ПЛ називається допустима найменша відстань від проводів лінії до об'єктів (будівель, споруд), розташованих паралельно до траси ПЛ, а габаритом перетину - найкоротша відстань по вертикалі від об'єкта, розташованого під лінією (пересіканого) до проводу ПЛ.

Рис. 10. Конструкції дерев'яних опор повітряних ліній електропередач:
а- На напругу нижче 1000 В, б- на напругу 6 та 10 кВ; 1 - проміжна, 2 - кутова з підкосом, 3 - кутова з відтяжкою, 4 - анкерна

Ізолятори.

Кріплення проводів повітряної лінії на опорах здійснюється за допомогою ізоляторів (рис. 11), що насаджуються на гаки та штирі (рис. 12).
Для повітряних ліній напругою 1000 і нижче використовують ізолятори ТФ-4, ТФ-16, ТФ-20, НС-16, НС-18, АІК-4, а для відгалужень - ШО-12 при перерізі проводів до 4 мм 2 ; ТФ-3, АІК-3 та ШО-16 при перерізі проводів до 16 мм 2 ; ТФ-2, АІК-2, ШО-70 та ШН-1 при перерізі проводів до 50 мм 2 ; ТФ-1 та АІК-1 при перерізі проводів до 95 мм 2 .
Для кріплення проводів повітряних ліній напругою вище 1000 В застосовуються ізолятори ШС, ШД, УШЛ, ШФ6-А та ШФ10-А та підвісні ізолятори.
Всі ізолятори, крім підвісних, щільно навертаються на гаки та штирі, на які попередньо намотують клоччя, просочену суриком або оліфою, або надягають спеціальні пластмасові ковпачки.
Для ПЛ напругою до 1000 застосовуються гаки КН-16, а вище 1000 В - гаки КВ-22, виготовлені з круглої сталі діаметром відповідно 16 і 22 мм 2 . На траверсах опор тих самих повітряних ліній напругою до 1000 при кріпленні проводів використовуються штирі ШТ-Д - для дерев'яних траверс і ШТ-С - для сталевих.
При напрузі повітряних ліній більше 1000 на траверсах опор монтують штирі ЩУ-22 і ШУ-24.
За умовами механічної міцності для повітряних ліній напругою до 1000 В використовуються однодротяні та багато дротяні дроти перетином, не менше: алюмінієві - 16 сталеалюмінієві та біметалічні -10, сталеві багатодротяні - 25, сталеві однодротяні - 13 мм (діаметр).

На повітряній лінії напругою 10 кВ і нижче, що проходить у ненаселеній місцевості, з розрахунковою товщиною шару льоду (стінка ожеледиці) до 10 мм, що утворюється на поверхні дроту, в прольотах без перетинів із спорудами допускається застосування однодротяних сталевих проводів за наявності спеціальної вказівки.
У прольотах, що перетинають трубопроводи, не призначені для горючих рідин та газів, допускається застосування сталевих проводів перетином 25 мм 2 і більше. Для повітряних ліній напругою вище 1000 В застосовують тільки багатодротяні мідні дроти перерізом не менше 10 мм 2 і алюмінієві - перетином не менше 16 мм 2 .
З'єднання проводів один з одним (рис. 62) виконується скручуванням, у сполучному затиску або в плашкових затискачах.
Кріплення проводів ПЛ та ізоляторів здійснюється в'язальним дротом одним із способів, показаних на рис.13.
Сталеві дроти прив'язують м'яким сталевим оцинкованим дротом діаметром 1,5 - 2 мм, а алюмінієві та сталеалюмінієві - алюмінієвим дротом діаметром 2,5 - 3,5 мм (можна використовувати дріт багатодротяних дротів).
Алюмінієві та сталеалюмінієві дроти в місцях кріплення попередньо обмотують алюмінієвою стрічкою для запобігання їх пошкодженню.
На проміжних опорах провід кріплять переважно на головці ізолятора, а на кутових опорах - на шиї, розташовуючи його із зовнішнього боку кута, що утворюється проводами лінії. Провід на головці ізолятора кріплять (рис. 13, а) двома відрізками в'язального дроту. Дріт закручують навколо головки ізолятора так, щоб кінці її різної довжини знаходилися з обох боків шийки ізолятора, а потім два короткі кінці обмотують 4 - 5 разів навколо дроту, а два довгих - переносять через головку ізолятора і теж кілька разів обмотують навколо дроту. При кріпленні дроту на шийці ізолятора (рис. 13 б) в'язальний дріт охоплює петлею провід і шийку ізолятора, потім один кінець в'язального дроту обмотують навколо дроту в одному напрямку (згори вниз), а інший кінець - у протилежному напрямку (знизу вгору).

На анкерних та кінцевих опорах провід кріплять заглушкою на шийці ізолятора. У місцях переходу ПЛ через залізниці та трамвайні колії, а також на перетинах з іншими силовими лініями та лініями зв'язку застосовують подвійне кріплення проводів.
Усі дерев'яні деталі при складанні опор щільно підганяють одна до одної. Зазор у місцях врубок та стиків не повинен перевищувати 4 мм.
Стійки та приставки до опор повітряних ліній виконують таким чином, щоб деревина у місці сполучення не мала сучків та тріщин, а стик був абсолютно щільним, без просвітів. Робочі поверхні врубок повинні бути суцільного пропилу (без довбання деревини).
Отвори в колодах просвердлюють. Забороняється пропалювання отворів нагрітими стрижнями.
Бандажі для сполучення приставок з опорою виготовляють із м'якого сталевого дроту діаметром 4 - 5 мм. Усі витки бандажа повинні бути рівномірно натягнуті та щільно прилягати один до одного. У разі обриву одного витка весь бандаж слід замінити на новий.
При з'єднанні проводів і тросів ПЛ напругою вище 1000 В кожному прольоті допускається не більше одного з'єднання на кожен провід або трос.
При використанні зварювання для з'єднання проводів не повинно бути перепалювання дротів зовнішнього повива або порушення зварювання при перегинанні з'єднаних проводів.
Металеві опори, що виступають металеві частини залізобетонних опор та всі металеві деталі дерев'яних та залізобетонних опор ПЛ захищають антикорозійними покриттями, тобто. фарбують. Місця монтажного зварювання металевих опор ґрунтують і фарбують на ширину 50 - 100 мм вздовж зварного шва відразу після зварних робіт. Частини конструкцій, що підлягають бетонуванню, покриваються цементним молоком.

Рис. 14. Способи кріплення дротів в'язкою до ізоляторів:
а- головна в'язка, б- бічна в'язка

У процесі експлуатації повітряні лінії електропередачі періодично оглядають, а також виробляють профілактичні виміри та перевірки. Величину загнивання деревини вимірюють на глибині 0,3 - 0,5 м. Опора або приставка вважається непридатною для подальшої експлуатації, якщо глибина загнивання по радіусу колоди становить понад 3 см при діаметрі колоди понад 25 см.
Позачергові огляди ПЛ проводяться після аварій, ураганів, при пожежі поблизу лінії, під час льодоходів, ожеледиць, морозу нижче -40 °С тощо.
При виявленні на дроті обриву кількох дротів загальним перерізом до 17% перерізу дроту місце обриву перекривають ремонтною муфтою або бандажом. Ремонтну муфту на сталеалюмінієвому дроті встановлюють при обриві до 34% дротів. Якщо обірвана більша кількість жил, провід має бути розрізаний та з'єднаний за допомогою сполучного затискача.
Ізолятори можуть мати пробої, опіки глазурі, оплавлення металевих частин і навіть руйнування порцеляни. Це відбувається у разі пробою ізоляторів електричною дугою, а також при погіршенні їх електричних характеристик через старіння в процесі експлуатації. Часто пробої ізоляторів відбуваються через сильне забруднення їх поверхні і при напругах, що перевищують робоче. Дані про дефекти, виявлені під час оглядів ізоляторів, заносять до журналу дефектів, і на основі цих даних складають плани ремонтних робіт повітряних ліній.

Кабельні лінії електропередач.

Кабельною лінією називається лінія для передачі електричної енергії або окремих імпульсів, що складається з одного або декількох паралельних кабелів з сполучними та кінцевими муфтами (закладками) та кріпильними деталями.
Над підземними кабельними лініями встановлюють охоронні зони розмір яких залежить від напруги цієї лінії. Так, для кабельних ліній напругою до 1000 В охоронна зона має розмір майданчика по 1 м з кожного боку крайніх кабелів. У містах під тротуарами лінія повинна проходити на відстані 0,6 м від будівель та споруд та 1 м від проїжджої частини.
Для кабельних ліній напругою вище 1000 В охоронна зона має розмір по 1 м з кожної сторони крайніх кабелів.
Підводні кабельні лінії напругою до 1000 і вище мають охоронну зону, що визначається паралельними прямими на відстані 100 м від крайніх кабелів.
Трасу кабелю вибирають з урахуванням найменшої його витрати та забезпечення безпеки від механічних пошкоджень, корозії, вібрації, перегріву та можливості пошкоджень сусідніх кабелів у разі короткого замикання одному з них.
При прокладанні кабелів необхідно дотримуватись гранично допустимих радіусів їх вигину, перевищення яких призводить до порушення цілісності ізоляції жил.
Прокладання кабелю в землі під будинками, а також через підвальні та складські приміщення забороняється.
Відстань між кабелем та фундаментами будівель має становити не менше 0,6 м.
При прокладанні кабелю в зоні насаджень відстань між кабелем і стовбурами дерев повинна бути не менше 2 м, а в зеленій зоні з чагарниковими посадками допускається 0,75 м. менше 2 м, до осі колії залізниці – не менше 3,25 м, а для електрифікованої дороги – не менше 10,75 м.
При прокладанні кабелю паралельно трамвайним коліям відстань між кабелем і віссю трамвайної колії має становити не менше 2,75 м.
У місцях перетину залізниць та автомобільних доріг, а також трамвайних колій кабелі прокладають у тунелях, блоках або трубах по всій ширині зони відчуження на глибині не менше 1 м від полотна дороги та не менше 0,5 м від дна водовідвідних канав, а за відсутності зони відчуження кабелі прокладають безпосередньо на ділянці перетину або на відстані 2 м по обидва боки полотна дороги.
Кабелі укладають "змійкою" із запасом, рівним 1 - 3 % його довжини, щоб унеможливити виникнення небезпечних механічних напруг при зміщеннях ґрунту та температурних деформаціях. Укладати кінець кабелю як кілець забороняється.

Кількість сполучних муфт на кабелі має бути найменшою, тому кабель прокладають повними будівельними довжинами. На 1 км кабельних ліній може бути не більше чотирьох муфт для трижильних кабелів напругою до 10 кВ перетином до 3х95 мм 2 і п'яти муфт для перерізів від 3х120 до 3x240 мм 2 . Для одножильних кабелів допускається трохи більше двох муфт на 1 км кабельних ліній.
Для з'єднань або кінцювань кабелю роблять обробку кінців, тобто ступінчасте видалення захисних та ізоляційних матеріалів. Розміри обробки визначаються конструкцією муфти, яку будуть використовувати для з'єднання кабелю, напругою кабелю і перетином його струмопровідних жил.
Готове оброблення кінця трижильного кабелю з паперовою ізоляцією показано на рис. 15.
З'єднання кінців кабелю напругою до 1000 В здійснюється в чавунних (рис. 16) або епоксидних муфтах, а напругою 6 і 10 кВ - в епоксидних (рис. 17) або свинцевих муфтах.

Рис. 16. Сполучна чавунна муфта:
1 - верхня муфта, 2 - підмотування зі смоляної стрічки, 3 - порцелянова розпірка, 4 - кришка, 5 - стягуючий болт, 6 -провід заземлення, 7 - нижня напівмуфта, 8 - сполучна гільза

З'єднання струмопровідних жил кабелю напругою до 1000 виконують опресовуванням в гільзі (рис. 18). Для цього підбирають по перерізу з'єднуються струмопровідних жил гільзу, пуансон і матрицю, а також механізм для опресування (прес-кліщі, гідропрес та ін), зачищають до металевого блиску внутрішню поверхню гільзи сталевим йоржом (рис, 18 а), а жили, що з'єднуються - щіткою – на кардоленти (рис. 18, б). Закруглюють багатодротяні секторні жили кабелю універсальними плоскогубцями. Вводять жили в гільзу (рис. 18 в) так, щоб їх торці стикалися і розташовувалися в середині гільзи.

Рис. 17. Сполучна епоксидна муфта:
1 - дротяний бандаж, 2 - корпус муфти, 3 - бандаж із суворих ниток, 4 - розпірка, 5 - підмотування жили, 6 - Провід заземлення, 7 - з'єднання жил, 8 - герметизуюча підмотування

Рис. 18. З'єднання мідних жил кабелю обпресуванням:

а- зачищення внутрішньої поверхні гільзи сталевим дротяним йоржом, б- зачистка жили щіткою з кардолентів, в- встановлення гільзи на жилах, що з'єднуються, г- опресування гільзи в пресі, д- готове з'єднання; 1 - мідна гільза, 2 - йорж, 3 - щітка, 4 - жила, 5 - прес
Встановлюють гільзу врівень у ложі матриці (рис. 18, г), потім опресовують гільзу двома вдавлюваннями, по одному на кожну жилу (рис. 18, д). Вдавлювання проводять таким чином, щоб шайба пуансона в кінці процесу упиралася в торець (плічки) матриці. Залишкову товщину кабелю (мм) перевіряють за допомогою спеціального штангенциркуля або кронциркуля (величина Нна рис. 19):
4,5 ± 0,2 - при перерізі жил, що з'єднуються 16 - 50 мм 2
8,2 ± 0,2 - при перерізі жил, що з'єднуються, 70 і 95 мм 2
12,5 ± 0,2 - при перерізі жил, що з'єднуються, 120 і 150 мм 2
14,4 ± 0,2 - при перерізі жил, що з'єднуються, 185 і 240 мм 2
Якість спресованих контактів кабелю перевіряють зовнішнім оглядом. При цьому звертають увагу на лунки вдавлювання, які повинні розташовуватися співвісно та симетрично щодо середини гільзи або трубчастої частини наконечника. У місцях вдавлювання пуансону повинно бути надривів чи тріщин.
Щоб забезпечити відповідну якість опресування кабелів, необхідно виконувати такі умови виконання робіт:
застосовувати наконечники та гільзи, переріз яких відповідає конструкції жил кабелю, що підлягає кінцюванню або з'єднанню;
використовувати матриці та пуансони, що відповідають типорозмірам наконечників або гільз, що застосовуються під час опресування;
не змінювати переріз жили кабелю для полегшення введення жили в наконечник або гільзу шляхом видалення одного з дротів;

не проводити опресування без попереднього зачищення та мастила кварцово-вазелінової пастою контактних поверхонь наконечників та гільз на алюмінієвих жилах; закінчувати опресування не раніше, ніж шайба пуансона підійде впритул до торця матриці.
Після з'єднання жил кабелю знімають металевий поясок між першим і другим кільцевими надрізами оболонки і на край поясної ізоляції, що знаходилася під нею, накладають бандаж з 5 - 6 витків суворих ниток, після чого встановлюють між жилами розпірні пластини так, щоб жили кабелю утримувалися на певній відстані один від друга та від корпусу муфти.
Укладають кінці кабелю в муфту, попередньо намотавши I на кабель у місцях входу та виходу його з муфти 5 - 7 шарів смоляної стрічки, а потім скріплюють обидві половинки муфти болтами. Заземлювальний провідник, припаяний до броні та оболонки кабелю, заводять під кріпильні болти і таким чином міцно закріплюють його на муфті.
Операції обробки кінців кабелів напругою 6 і 10 кВ в свинцевій муфті мало чим відрізняються від аналогічних операцій з'єднання їх в чавунній муфті.
Кабельні лінії можуть забезпечувати надійну та довговічну роботу, але лише за умови дотримання технології монтажних робіт та всіх вимог правил технічної експлуатації.
Якість і надійність змонтованих кабельних муфт і закладень можуть бути підвищені, якщо застосовувати при монтажі комплект необхідного інструменту та пристроїв для обробки кабелю та з'єднання жил, розігріву кабельної маси тощо. Велике значення для підвищення якості виконуваних робіт має кваліфікація персоналу.
Для кабельних з'єднань застосовуються комплекти паперових роликів, рулонів та бобін бавовняної пряжі, але не допускається, щоб вони мали складки, надірвані та зім'яті місця, були забруднені.
Такі комплекти постачають у банках залежно від розміру муфт за номерами. Банку на місці монтажу перед вживанням має бути відкрито та розігріто до температури 70 - 80 °C. Розігріті ролики та рулони перевіряють на відсутність вологи шляхом занурення паперових стрічок у розігрітий до температури 150 °З парафін. При цьому не повинно спостерігатися потріскування та виділення піни. Якщо вода виявиться, комплект роликів і рулонів бракують.
Надійність кабельних ліній під час експлуатації підтримує виконання комплексу заходів, включаючи контроль за нагріванням кабелю, огляди, ремонти, профілактичні випробування.
Для забезпечення тривалої роботи кабельної лінії необхідно стежити за температурою жил кабелю, оскільки перегрів ізоляції викликає прискорення старіння та різке скорочення терміну служби кабелю. Максимально допустима температура струмопровідних жил кабелю визначається конструкцією кабелю. Так, для кабелів напругою 10 кВ з паперовою ізоляцією і в'язким просоченням, що не стікає, допускається температура не більше 60 °С; для кабелів напругою 0,66 - 6 кВ з гумовою ізоляцією і в'язким просоченням, що не стікає - 65 °С; для кабелів напругою до 6 кВ із пластмасовою (з поліетилену, самозагасаючого поліетилену та полівінілхлоридного пластикату) ізоляцією - 70 °С; для кабелів напругою 6 кВ з паперовою ізоляцією та збідненим просоченням - 75 °С; для кабелів напругою 6 кВ з пластмасовою (з вулканізованого або самозагасаючого поліетилену або паперовою ізоляцією та в'язким або збідненим просоченням - 80 °С).
Довго допустимі струмові навантаження на кабелі з ізоляцією з просоченого паперу, гуми та пластмаси вибирають за діючими ГОСТами. Кабельні лінії напругою 6 - 10 кВ, що несуть навантаження менше від номінальних, можуть бути короткочасно перевантаженими на величину, яка залежить від виду прокладки. Так, наприклад, кабель, прокладений у землі і що має коефіцієнт попереднього навантаження 0,6, може бути перевантажений на 35% протягом півгодини, на 30% - 1 год і на 15% - 3 год, а при коефіцієнті попереднього навантаження 0,8 - на 20% протягом півгодини, на 15% - 1 год. і на 10% - 3 год.
Для кабельних ліній, що перебувають у експлуатації понад 15 років, навантаження знижується на 10%.
Надійність роботи кабельної лінії значною мірою залежить від правильної організації експлуатаційного нагляду за станом ліній та їх трас шляхом періодичних оглядів. Планові огляди дозволяють виявити різні порушення на кабельних трасах (виробництво земляних робіт, складування вантажів, посадка дерев тощо), а також тріщини та сколи на ізоляторах кінцевих муфт, ослаблення їх кріплень, наявність пташиних гнізд тощо.
Велику небезпеку для цілості кабелів є розкопки землі, що виробляються на трасах або поблизу них. Організація, що експлуатує підземні кабелі, повинна виділяти спостерігача під час виробництва розкопок з метою унеможливлення пошкоджень кабелю.
Місця виробництва земляних робіт за ступенем небезпеки пошкодження кабелів поділяються на дві зони:
І зона - ділянка землі, розташована на трасі кабелю або на відстані до 1 м від крайнього кабелю напругою вище 1000 В;
ІІ зона - ділянка землі, розташована від крайнього кабелю на відстані понад 1 м.
При роботі в І зоні забороняється:
застосування екскаваторів та інших землерийних машин;
використання ударних механізмів (клин-баби, шар-баби та ін.) на відстані ближче 5 м;
застосування механізмів для розкопки ґрунту (відбійних молотків, електромолотків та ін.) на глибину вище 0,4 м за нормальної глибини закладення кабелю (0,7 - 1 м); виконання земляних робіт у зимовий час без попереднього відігріву ґрунту;
виконання робіт без нагляду представником організації, що експлуатує кабельну лінію.
Щоб своєчасно виявити дефекти ізоляції кабелю, сполучних і кінцевих муфт і попередити раптовий вихід кабелю з ладу або руйнування струмами коротких замикань, проводять профілактичні випробування кабельних ліній підвищеною напругою постійного струму.

Повітряною лінією електропередачі (ПЛ) називають пристрій для передачі та розподілу електроенергії по проводах, що знаходяться на відкритому повітрі з прикріпленими за допомогою ізоляторів та арматури в опорах або кронштейнах інженерних споруд (мостів, шляхопроводів тощо). Пристрій ПЛ, його проектування та будівництво повинні відповідати «Правилам пристрою електроустановок» (ПУЕ), які є обов'язковими для всіх ліній електропередачі, крім спеціальних (наприклад, контактних мереж трамвая, тролейбуса, залізниці та ін.)

Класифікація та режими роботи ПЛ. Повітряні лінії електропередачі, як правило, призначені для передачі трифазного змінного струму і за призначенням діляться на:

– наддалеку напругою 500 кВ і вище, що служать в основному для зв'язку між окремими енергосистемами;
– магістральні напругою 220 та 330 кВ, що служать для передачі енергії від потужних електростанцій, а також для зв'язку між енергосистемами та об'єднання електростанцій усередині енергосистем (зазвичай з'єднують електростанції з розподільчими пунктами);
– розподільні напругою 35, ПЗ та 150 кВ, що служать для електропостачання підприємств та населених пунктів великих районів (з'єднують розподільні пункти зі споживачами та являють собою розгалужені мережі з трансформаторними підстанціями);
- Лінії електропередачі 20 кВ і нижче, службовці для підведення електроенергії до споживачів.
Споживачі електроенергії за надійністю електропостачання поділяються на три категорії:
– до першої відносять споживачів, порушення електропостачання яких може призвести до небезпеки для життя людей, пошкодження обладнання, масового браку продукції, порушення важливих елементів міського господарства;
– до другої - споживачів, перерва електропостачання яких призводить до масового недовідпуску продукції, простою обладнання та робітників, порушення нормальної діяльності значної частини міського населення;
- До третьої - інших споживачів.

За напругою повітряні лінії електропередачі «Правилами пристрою електроустановок» діляться на дві групи: ПЛ напругою до 1000 В (низковольтні) та ПЛ напругою вище 1000 В (високовольтні). Для кожної групи ліній встановлені технічні вимоги їхнього пристрою. Номінальна лінійна напруга ліній трифазного струму регламентована ГОСТ 721-62 і може мати такі значення: 750, 500, 330, 220, 150, 110, 35, 20, 10, 6 і 3 кВ, а також 660, 280.

По електричному режимі роботи лінії діляться на. лінії з ізольованою нейтраллю, коли загальна точка обмоток (нейтраль) не приєднана до заземлювального пристрою або приєднана до нього через апарати, що мають великий опір, та з глухозаземленою нейтраллю, коли нейтраль генератора або трансформатора наглухо з'єднана із землею.

У мережах з ізольованою нейтраллю ізоляція лінії повинна бути не меншою за величину лінійної напруги, так як при замиканні однієї фази на землю напруга двох інших фаз щодо землі стає рівним лінійному. У мережах з глухозаземленою нейтраллю при пошкодженні однієї фази відбувається коротке замикання через землю і захист лінії відключає пошкоджену ділянку. У цьому перенапруги фаз немає і ізоляцію лінії вибирають по фазному напрузі. Недоліком цих мереж є велика величина струму замикання на землю та відключення лінії при однофазному замиканні на землю. У нашій країні мережі з глухозаземленою нейтраллю застосовують у системах напругою до 1000 і від 110 кВ і вище.

Залежно від механічного стану розрізняють такі режими роботи ПЛ:
– нормальний - дроти та троси не обірвані;
- аварійний - проводи та троси обірвані повністю або частково;
- Монтажний - в умовах монтажу опор, проводів та тросів.

Механічні навантаження на елементи ПЛ великою мірою залежать від кліматичних умов району та характеру місцевості, якою проходить лінія. При проектуванні ПЛ за основу беруть найбільше значення величини швидкості вітру і товщини стінки ожеледиці, що утворюється на проводах, що спостерігаються в даному районі 1 раз на 15 років для ПЛ напругою 500 кВ і 1 раз на 10 років для ПЛ напругою 6-330 кВ.

Місцевість, якою проходить ПЛ, залежно від доступності для людей, транспорту та сільськогосподарських машин, ділиться згідно з ПУЕ на три категорії:

- До населеної місцевості відносять територію міст, селищ, сіл, промислових та сільськогосподарських підприємств, портів, пристаней, залізничних станцій, парків, бульварів, пляжів з урахуванням меж їх розвитку на найближчі 10 років;

– до ненаселеної - незабудовану територію, частково відвідувану людьми і доступну для транспорту та сільськогосподарських машин (ненаселеною місцевістю вважають також городи, сади та місцевості з окремими будівлями, що рідко стоять, і тимчасовими спорудами);

- До важкодоступної - територію, недоступну для транспорту та сільськогосподарських машин.
Пристрій та основні елементи ПЛ. Повітряні лінії електропередачі складаються з опорних конструкцій (опори та основи), проводів, ізоляторів та лінійної арматури. Крім того, до складу ПЛ входять пристрої, необхідні для забезпечення безперебійного електропостачання споживачів та нормальної роботи лінії: грозозахисні троси, розрядники, заземлення, а також допоміжне обладнання для потреб експлуатації (пристрою високочастотного зв'язку, ємнісного відбору потужності та ін.)

Опори повітряної лінії електропередачі підтримують дроти на заданій відстані між собою та від поверхні землі. Горизонтальні відстані між центрами двох опор, на яких підвішені дроти, називають прольотом, або довжиною прольоту. Розрізняють перехідний, проміжний та анкерний прольоти. Анкерний проліт зазвичай складається з кількох проміжних.

Кутом повороту лінії називають кут між напрямками лінії у суміжних прольотах.
Вертикальна відстань hг (рисунок 1, а) між нижчою точкою проводу в прольоті до інженерних споруд, що перетинаються, або до поверхні землі або води називають габаритом проводу.

Малюнок 1 – Габарит (а) та стріла провісу (б) проводів:
F, f - стріла провісу проводів; hг-габарит дроту від землі, А, В - точки підвісу дроту

Стрілою провісу f дроту називають вертикальну відстань між нижчою точкою дроту в прольоті та горизонтальною прямою, що з'єднує точки підвісу дроту на опорах. Якщо висота точок кріплення різна, стріла провісу розглядається щодо вищої та нижчої точок кріплення дроту (F і f малюнку 1,б).
Тяжкою називають зусилля, з яким натягують і закріплюють на опорах провід або трос. Тяжіння змінюється залежно від сили вітру, температури навколишнього повітря, товщини ожеледиці на проводах і може бути нормальним або ослабленим.

Запасом міцності, або коефіцієнт запасу елементів повітряної лінії електропередачі, називають відношення мінімального розрахункового навантаження, що руйнує даний елемент, до величини фактичного навантаження в найбільш важких умовах.

Механічним напругою матеріалу називають навантаження на елементи ПЛ, віднесену до одиниці площі їх робочого перерізу. Наприклад, тяжіння дроту, віднесене до його поперечного перерізу, визначає механічну напругу матеріалу дроту.

Тимчасовим опором називають максимально допустиму механічну напругу матеріалу, після перевищення якого починається руйнування виробу.

Вконтакте

Повітряні лінії електропередач.

Електричною повітряною лінією ПЛ називається пристрій, що служить для передачі електричної енергії по проводах, розташованим на відкритому повітрі та прикріплених за допомогою ізоляторів та арматури до опор. Повітряні лінії електропередачі діляться на ПЛ напругою до 1000 і вище 1000.

При будівництві повітряних ліній електропередач обсяг земляних робіт незначний. Крім того, вони відрізняються простотою експлуатації та ремонту. Вартість спорудження повітряної лінії приблизно на 25-30% менше, ніж вартість кабельної лінії такої ж довжини. Повітряні лінії поділяються на три класи:

клас I - лінії з номінальною експлуатаційною напругою 35 кВ при споживачах 1 та 2-ї категорій та вище 35 кВ незалежно від категорій споживачів;

клас II - лінії з номінальною експлуатаційною напругою від 1 до 20 кВ при споживачах 1 та 2-ї категорій, а також 35 кВ при споживачах 3-ї категорії;

клас III - лінії з номінальною експлуатаційною напругою 1 кВ та нижче. Характерною особливістю повітряної лінії напругою до 1000 є використання опор для одночасного кріплення на них проводів радіомережі, зовнішнього освітлення, телеуправління, сигналізації.

Основними елементами повітряної лінії є опори, ізолятори та дроти.

Для ліній напругою 1 кВ застосовують опори двох видів: дерев'яні із залізобетонними приставками та залізобетонні.
Для дерев'яних опор використовують колоди, просочені антисептиком, з лісу II сорту - сосни, ялини, модрини, ялиці. Не просочувати колоди можна під час виготовлення опор із лісу листяних порід зимової рубки. Діаметр колод у верхньому висівці повинен становити не менше 15 см для одностійкових опор і не менше 14 см для подвійних та А-подібних опор. Допускається приймати діаметр колод у верхньому висівці не менше 12 см на відгалуженнях, що йдуть до вводів у будівлі та споруди. Залежно від призначення та конструкції розрізняють опори проміжні, кутові, відгалужувальні, перехресні та кінцеві.

Проміжні опори на лінії є найбільш численними, тому що служать для підтримки проводів на висоті і не розраховані на зусилля, що створюються вздовж лінії у разі обриву проводів. Для сприйняття цього навантаження встановлюють проміжні анкерні опори, розташовуючи їх "ноги" вздовж осі лінії. Для сприйняття зусиль, перпендикулярних до лінії, встановлюють анкерні проміжні опори, маючи "ноги" опори поперек лінії.

Анкерні опори мають більш складну конструкцію та підвищену міцність. Вони також поділяються на проміжні, кутові, відгалужувальні та кінцеві, які підвищують загальну міцність та стійкість лінії.

Відстань між двома анкерними опорами називається анкерним прольотом, а відстань між проміжними опорами – кроком опор.
У місцях зміни напрямку траси повітряної лінії встановлюють кутові опори.

Для електропостачання споживачів, що знаходяться на певній відстані від магістральної повітряної лінії, використовуються відгалужувальні опори, на яких закріплюються дроти, приєднані до повітряної лінії та до введення споживача електроенергії.
Кінцеві опори встановлюють на початку та в кінці повітряної лінії спеціально для сприйняття односторонніх осьових зусиль.
Конструкції різних опор показано на рис. 10.
p align="justify"> При проектуванні повітряної лінії кількість і тип опор визначають залежно від зміни траси, перерізу проводів, кліматичних умов району, ступеня населеності місцевості, рельєфності траси та інших умов.

Для споруд ПЛ напругою вище 1 кВ застосовують переважно залізобетонні та дерев'яні антисептовані опори на залізобетонних приставках. Конструкції цих опор уніфіковані.
Металеві опори використовують головним чином анкерних опор на повітряних лініях напругою вище 1 кВ.
На опорах ПЛ розташування проводів може бути будь-яким, тільки нульовий провід у лініях до 1 кВ розміщують нижче за фазні. При підвісці на опорах проводів зовнішнього освітлення їх мають нижче нульового дроту.
Провід ПЛ напругою до 1 кВ слід підвішувати на висоті не менше 6 м від землі з урахуванням стріли провисання.

Відстань по вертикалі від землі до точки найбільшого провисання дроту називається габаритом дроту ПЛ над землею.
Провід повітряної лінії можуть по трасі зближуватися з іншими лініями, перетинатися з ними і проходити на відстані від об'єктів.
Габаритом зближення проводів ПЛ називається допустима найменша відстань від проводів лінії до об'єктів (будівель, споруд), розташованих паралельно до траси ПЛ, а габаритом перетину - найкоротша відстань по вертикалі від об'єкта, розташованого під лінією (пересіканого) до проводу ПЛ.

Рис. 10. Конструкції дерев'яних опор повітряних ліній електропередач:
а - на напругу нижче 1000, б - на напругу 6 і 10 кВ; 1 - проміжна, 2 - кутова з підкосом, 3 - кутова з відтяжкою, 4 - анкерна

Ізолятори.

Кріплення проводів повітряної лінії на опорах здійснюється за допомогою ізоляторів (рис. 11), що насаджуються на гаки та штирі (рис. 12).
Для повітряних ліній напругою 1000 і нижче використовують ізолятори ТФ-4, ТФ-16, ТФ-20, НС-16, НС-18, АІК-4, а для відгалужень - ШО-12 при перерізі проводів до 4 мм 2 ; ТФ-3, АІК-3 та ШО-16 при перерізі проводів до 16 мм 2 ; ТФ-2, АІК-2, ШО-70 та ШН-1 при перерізі проводів до 50 мм 2 ; ТФ-1 та АІК-1 при перерізі проводів до 95 мм 2 .

Для кріплення проводів повітряних ліній напругою вище 1000 В застосовуються ізолятори ШС, ШД, УШЛ, ШФ6-А та ШФ10-А та підвісні ізолятори.

Всі ізолятори, крім підвісних, щільно навертаються на гаки та штирі, на які попередньо намотують клоччя, просочену суриком або оліфою, або надягають спеціальні пластмасові ковпачки.
Для ПЛ напругою до 1000 застосовуються гаки КН-16, а вище 1000 В - гаки КВ-22, виготовлені з круглої сталі діаметром відповідно 16 і 22 мм 2 . На траверсах опор тих самих повітряних ліній напругою до 1000 при кріпленні проводів використовуються штирі ШТ-Д - для дерев'яних траверс і ШТ-С - для сталевих.

При напрузі повітряних ліній більше 1000 на траверсах опор монтують штирі ЩУ-22 і ШУ-24.

За умовами механічної міцності для повітряних ліній напругою до 1000 В використовуються однодротяні та багато дротяні дроти перетином, не менше: алюмінієві - 16 сталеалюмінієві та біметалічні -10, сталеві багатодротяні - 25, сталеві однодротяні - 13 мм (діаметр).

На повітряній лінії напругою 10 кВ і нижче, що проходить у ненаселеній місцевості, з розрахунковою товщиною шару льоду (стінка ожеледиці) до 10 мм, що утворюється на поверхні дроту, в прольотах без перетинів із спорудами допускається застосування однодротяних сталевих проводів за наявності спеціальної вказівки.
У прольотах, що перетинають трубопроводи, не призначені для горючих рідин та газів, допускається застосування сталевих проводів перетином 25 мм 2 і більше. Для повітряних ліній напругою вище 1000 В застосовують тільки багатодротяні мідні дроти перерізом не менше 10 мм 2 і алюмінієві - перетином не менше 16 мм 2 .

З'єднання проводів один з одним (рис. 62) виконується скручуванням, у сполучному затиску або в плашкових затискачах.

Кріплення проводів ПЛ та ізоляторів здійснюється в'язальним дротом одним із способів, показаних на рис.13.
Сталеві дроти прив'язують м'яким сталевим оцинкованим дротом діаметром 1,5 - 2 мм, а алюмінієві та сталеалюмінієві - алюмінієвим дротом діаметром 2,5 - 3,5 мм (можна використовувати дріт багатодротяних дротів).

Алюмінієві та сталеалюмінієві дроти в місцях кріплення попередньо обмотують алюмінієвою стрічкою для запобігання їх пошкодженню.

На проміжних опорах провід кріплять переважно на головці ізолятора, а на кутових опорах - на шиї, розташовуючи його із зовнішнього боку кута, що утворюється проводами лінії. Провід на головці ізолятора кріплять (рис. 13, а) двома відрізками в'язального дроту. Дріт закручують навколо головки ізолятора так, щоб кінці її різної довжини знаходилися з обох боків шийки ізолятора, а потім два короткі кінці обмотують 4 - 5 разів навколо дроту, а два довгих - переносять через головку ізолятора і теж кілька разів обмотують навколо дроту. При кріпленні дроту на шийці ізолятора (рис. 13 б) в'язальний дріт охоплює петлею провід і шийку ізолятора, потім один кінець в'язального дроту обмотують навколо дроту в одному напрямку (згори вниз), а інший кінець - у протилежному напрямку (знизу вгору).

На анкерних та кінцевих опорах провід кріплять заглушкою на шийці ізолятора. У місцях переходу ПЛ через залізниці та трамвайні колії, а також на перетинах з іншими силовими лініями та лініями зв'язку застосовують подвійне кріплення проводів.

Усі дерев'яні деталі при складанні опор щільно підганяють одна до одної. Зазор у місцях врубок та стиків не повинен перевищувати 4 мм.
Стійки та приставки до опор повітряних ліній виконують таким чином, щоб деревина у місці сполучення не мала сучків та тріщин, а стик був абсолютно щільним, без просвітів. Робочі поверхні врубок повинні бути суцільного пропилу (без довбання деревини).
Отвори в колодах просвердлюють. Забороняється пропалювання отворів нагрітими стрижнями.

Бандажі для сполучення приставок з опорою виготовляють із м'якого сталевого дроту діаметром 4 - 5 мм. Усі витки бандажа повинні бути рівномірно натягнуті та щільно прилягати один до одного. У разі обриву одного витка весь бандаж слід замінити на новий.

При з'єднанні проводів і тросів ПЛ напругою вище 1000 В кожному прольоті допускається не більше одного з'єднання на кожен провід або трос.

При використанні зварювання для з'єднання проводів не повинно бути перепалювання дротів зовнішнього повива або порушення зварювання при перегинанні з'єднаних проводів.

Металеві опори, що виступають металеві частини залізобетонних опор та всі металеві деталі дерев'яних та залізобетонних опор ПЛ захищають антикорозійними покриттями, тобто. фарбують. Місця монтажного зварювання металевих опор ґрунтують і фарбують на ширину 50 - 100 мм вздовж зварного шва відразу після зварних робіт. Частини конструкцій, що підлягають бетонуванню, покриваються цементним молоком.

Рис. 14. Способи кріплення дротів в'язкою до ізоляторів:
а - головна в'язка, б - бічна в'язка

У процесі експлуатації повітряні лінії електропередачі періодично оглядають, а також виробляють профілактичні виміри та перевірки. Величину загнивання деревини вимірюють на глибині 0,3 - 0,5 м. Опора або приставка вважається непридатною для подальшої експлуатації, якщо глибина загнивання по радіусу колоди становить понад 3 см при діаметрі колоди понад 25 см.

Позачергові огляди ПЛ проводяться після аварій, ураганів, при пожежі поблизу лінії, під час льодоходів, ожеледиць, морозу нижче -40 °С тощо.

При виявленні на дроті обриву кількох дротів загальним перерізом до 17% перерізу дроту місце обриву перекривають ремонтною муфтою або бандажом. Ремонтну муфту на сталеалюмінієвому дроті встановлюють при обриві до 34% дротів. Якщо обірвана більша кількість жил, провід має бути розрізаний та з'єднаний за допомогою сполучного затискача.

Ізолятори можуть мати пробої, опіки глазурі, оплавлення металевих частин і навіть руйнування порцеляни. Це відбувається у разі пробою ізоляторів електричною дугою, а також при погіршенні їх електричних характеристик через старіння в процесі експлуатації. Часто пробої ізоляторів відбуваються через сильне забруднення їх поверхні і при напругах, що перевищують робоче. Дані про дефекти, виявлені під час оглядів ізоляторів, заносять до журналу дефектів, і на основі цих даних складають плани ремонтних робіт повітряних ліній.

Кабельні лінії електропередач.

Кабельною лінією називається лінія для передачі електричної енергії або окремих імпульсів, що складається з одного або декількох паралельних кабелів з сполучними та кінцевими муфтами (закладками) та кріпильними деталями.

Над підземними кабельними лініями встановлюють охоронні зони розмір яких залежить від напруги цієї лінії. Так, для кабельних ліній напругою до 1000 В охоронна зона має розмір майданчика по 1 м з кожного боку крайніх кабелів. У містах під тротуарами лінія повинна проходити на відстані 0,6 м від будівель та споруд та 1 м від проїжджої частини.
Для кабельних ліній напругою вище 1000 В охоронна зона має розмір по 1 м з кожної сторони крайніх кабелів.

Підводні кабельні лінії напругою до 1000 і вище мають охоронну зону, що визначається паралельними прямими на відстані 100 м від крайніх кабелів.

Трасу кабелю вибирають з урахуванням найменшої його витрати та забезпечення безпеки від механічних пошкоджень, корозії, вібрації, перегріву та можливості пошкоджень сусідніх кабелів у разі короткого замикання одному з них.

При прокладанні кабелів необхідно дотримуватись гранично допустимих радіусів їх вигину, перевищення яких призводить до порушення цілісності ізоляції жил.

Прокладання кабелю в землі під будинками, а також через підвальні та складські приміщення забороняється.

Відстань між кабелем та фундаментами будівель має становити не менше 0,6 м.

При прокладанні кабелю в зоні насаджень відстань між кабелем і стовбурами дерев повинна бути не менше 2 м, а в зеленій зоні з чагарниковими посадками допускається 0,75 м. менше 2 м, до осі колії залізниці – не менше 3,25 м, а для електрифікованої дороги – не менше 10,75 м.

При прокладанні кабелю паралельно трамвайним коліям відстань між кабелем і віссю трамвайної колії має становити не менше 2,75 м.
У місцях перетину залізниць та автомобільних доріг, а також трамвайних колій кабелі прокладають у тунелях, блоках або трубах по всій ширині зони відчуження на глибині не менше 1 м від полотна дороги та не менше 0,5 м від дна водовідвідних канав, а за відсутності зони відчуження кабелі прокладають безпосередньо на ділянці перетину або на відстані 2 м по обидва боки полотна дороги.

Кабелі укладають "змійкою" із запасом, рівним 1 - 3 % його довжини, щоб унеможливити виникнення небезпечних механічних напруг при зміщеннях ґрунту та температурних деформаціях. Укладати кінець кабелю як кілець забороняється.

Кількість сполучних муфт на кабелі має бути найменшою, тому кабель прокладають повними будівельними довжинами. На 1 км кабельних ліній може бути не більше чотирьох муфт для трижильних кабелів напругою до 10 кВ перетином до 3х95 мм 2 і п'яти муфт для перерізів від 3х120 до 3x240 мм 2 . Для одножильних кабелів допускається трохи більше двох муфт на 1 км кабельних ліній.

Для з'єднань або кінцювань кабелю роблять обробку кінців, тобто ступінчасте видалення захисних та ізоляційних матеріалів. Розміри обробки визначаються конструкцією муфти, яку будуть використовувати для з'єднання кабелю, напругою кабелю і перетином його струмопровідних жил.
Готове оброблення кінця трижильного кабелю з паперовою ізоляцією показано на рис. 15.

З'єднання кінців кабелю напругою до 1000 В здійснюється в чавунних (рис. 16) або епоксидних муфтах, а напругою 6 і 10 кВ - в епоксидних (рис. 17) або свинцевих муфтах.


Рис. 16. Сполучна чавунна муфта:
1 - верхня муфта, 2 - підмотування зі смоляної стрічки, 3 - порцелянова розпірка, 4 - кришка, 5 - стягуючий болт, 6 -провід заземлення, 7 - нижня напівмуфта, 8 - сполучна гільза

З'єднання струмопровідних жил кабелю напругою до 1000 виконують опресовуванням в гільзі (рис. 18). Для цього підбирають по перерізу з'єднуються струмопровідних жил гільзу, пуансон і матрицю, а також механізм для опресування (прес-кліщі, гідропрес та ін), зачищають до металевого блиску внутрішню поверхню гільзи сталевим йоржом (рис, 18 а), а жили, що з'єднуються - щіткою – на кардоленти (рис. 18, б). Закруглюють багатодротяні секторні жили кабелю універсальними плоскогубцями. Вводять жили в гільзу (рис. 18 в) так, щоб їх торці стикалися і розташовувалися в середині гільзи.

Рис. 17. Сполучна епоксидна муфта:
1 - дротяний бандаж, 2 - корпус муфти, 3 - бандаж із суворих ниток, 4 - розпірка, 5 - підмотування жили, 6 - провід заземлення, 7 - з'єднання жил, 8 - герметизуюча підмотування


Рис. 18. З'єднання мідних жил кабелю обпресуванням:

а - зачистка внутрішньої поверхні гільзи сталевим дротяним йоржом, б - зачистка жили щіткою з кардоленти, - установка гільзи на жилах, що з'єднуються, г - опресовування гільзи в пресі, д - готове з'єднання; 1 - мідна гільза, 2 - йорж, 3 - щітка, 4 - жила, 5 - прес

Встановлюють гільзу врівень у ложі матриці (рис. 18, г), потім опресовують гільзу двома вдавлюваннями, по одному на кожну жилу (рис. 18, д). Вдавлювання проводять таким чином, щоб шайба пуансона в кінці процесу упиралася в торець (плічки) матриці. Залишкову товщину кабелю (мм) перевіряють за допомогою спеціального штангенциркуля або кронциркуля (величина Н на рис. 19):

4,5 ± 0,2 - при перерізі жил, що з'єднуються 16 - 50 мм 2

8,2 ± 0,2 - при перерізі жил, що з'єднуються, 70 і 95 мм 2

12,5 ± 0,2 - при перерізі жил, що з'єднуються, 120 і 150 мм 2

14,4 ± 0,2 - при перерізі жил, що з'єднуються, 185 і 240 мм 2

Якість спресованих контактів кабелю перевіряють зовнішнім оглядом. При цьому звертають увагу на лунки вдавлювання, які повинні розташовуватися співвісно та симетрично щодо середини гільзи або трубчастої частини наконечника. У місцях вдавлювання пуансону повинно бути надривів чи тріщин.

Щоб забезпечити відповідну якість опресування кабелів, необхідно виконувати такі умови виконання робіт:
застосовувати наконечники та гільзи, переріз яких відповідає конструкції жил кабелю, що підлягає кінцюванню або з'єднанню;
використовувати матриці та пуансони, що відповідають типорозмірам наконечників або гільз, що застосовуються під час опресування;
не змінювати переріз жили кабелю для полегшення введення жили в наконечник або гільзу шляхом видалення одного з дротів;

не проводити опресування без попереднього зачищення та мастила кварцово-вазелінової пастою контактних поверхонь наконечників та гільз на алюмінієвих жилах; закінчувати опресування не раніше, ніж шайба пуансона підійде впритул до торця матриці.

Після з'єднання жил кабелю знімають металевий поясок між першим і другим кільцевими надрізами оболонки і на край поясної ізоляції, що знаходилася під нею, накладають бандаж з 5 - 6 витків суворих ниток, після чого встановлюють між жилами розпірні пластини так, щоб жили кабелю утримувалися на певній відстані один від друга та від корпусу муфти.
Укладають кінці кабелю в муфту, попередньо намотавши I на кабель у місцях входу та виходу його з муфти 5 - 7 шарів смоляної стрічки, а потім скріплюють обидві половинки муфти болтами. Заземлювальний провідник, припаяний до броні та оболонки кабелю, заводять під кріпильні болти і таким чином міцно закріплюють його на муфті.

Операції обробки кінців кабелів напругою 6 і 10 кВ в свинцевій муфті мало чим відрізняються від аналогічних операцій з'єднання їх в чавунній муфті.

Кабельні лінії можуть забезпечувати надійну та довговічну роботу, але лише за умови дотримання технології монтажних робіт та всіх вимог правил технічної експлуатації.

Якість і надійність змонтованих кабельних муфт і закладень можуть бути підвищені, якщо застосовувати при монтажі комплект необхідного інструменту та пристроїв для обробки кабелю та з'єднання жил, розігріву кабельної маси тощо. Велике значення для підвищення якості виконуваних робіт має кваліфікація персоналу.

Для кабельних з'єднань застосовуються комплекти паперових роликів, рулонів та бобін бавовняної пряжі, але не допускається, щоб вони мали складки, надірвані та зім'яті місця, були забруднені.

Такі комплекти постачають у банках залежно від розміру муфт за номерами. Банку на місці монтажу перед вживанням має бути відкрито та розігріто до температури 70 - 80 °C. Розігріті ролики та рулони перевіряють на відсутність вологи шляхом занурення паперових стрічок у розігрітий до температури 150 °З парафін. При цьому не повинно спостерігатися потріскування та виділення піни. Якщо вода виявиться, комплект роликів і рулонів бракують.
Надійність кабельних ліній під час експлуатації підтримує виконання комплексу заходів, включаючи контроль за нагріванням кабелю, огляди, ремонти, профілактичні випробування.

Для забезпечення тривалої роботи кабельної лінії необхідно стежити за температурою жил кабелю, оскільки перегрів ізоляції викликає прискорення старіння та різке скорочення терміну служби кабелю. Максимально допустима температура струмопровідних жил кабелю визначається конструкцією кабелю. Так, для кабелів напругою 10 кВ з паперовою ізоляцією і в'язким просоченням, що не стікає, допускається температура не більше 60 °С; для кабелів напругою 0,66 - 6 кВ з гумовою ізоляцією і в'язким просоченням, що не стікає - 65 °С; для кабелів напругою до 6 кВ із пластмасовою (з поліетилену, самозагасаючого поліетилену та полівінілхлоридного пластикату) ізоляцією - 70 °С; для кабелів напругою 6 кВ з паперовою ізоляцією та збідненим просоченням - 75 °С; для кабелів напругою 6 кВ з пластмасовою (з вулканізованого або самозагасаючого поліетилену або паперовою ізоляцією та в'язким або збідненим просоченням - 80 °С).

Довго допустимі струмові навантаження на кабелі з ізоляцією з просоченого паперу, гуми та пластмаси вибирають за діючими ГОСТами. Кабельні лінії напругою 6 - 10 кВ, що несуть навантаження менше від номінальних, можуть бути короткочасно перевантаженими на величину, яка залежить від виду прокладки. Так, наприклад, кабель, прокладений у землі і що має коефіцієнт попереднього навантаження 0,6, може бути перевантажений на 35% протягом півгодини, на 30% - 1 год і на 15% - 3 год, а при коефіцієнті попереднього навантаження 0,8 - на 20% протягом півгодини, на 15% - 1 год. і на 10% - 3 год.

Для кабельних ліній, що перебувають у експлуатації понад 15 років, навантаження знижується на 10%.

Надійність роботи кабельної лінії значною мірою залежить від правильної організації експлуатаційного нагляду за станом ліній та їх трас шляхом періодичних оглядів. Планові огляди дозволяють виявити різні порушення на кабельних трасах (виробництво земляних робіт, складування вантажів, посадка дерев тощо), а також тріщини та сколи на ізоляторах кінцевих муфт, ослаблення їх кріплень, наявність пташиних гнізд тощо.

Велику небезпеку для цілості кабелів є розкопки землі, що виробляються на трасах або поблизу них. Організація, що експлуатує підземні кабелі, повинна виділяти спостерігача під час виробництва розкопок з метою унеможливлення пошкоджень кабелю.

Місця виробництва земляних робіт за ступенем небезпеки пошкодження кабелів поділяються на дві зони:

І зона - ділянка землі, розташована на трасі кабелю або на відстані до 1 м від крайнього кабелю напругою вище 1000 В;

ІІ зона - ділянка землі, розташована від крайнього кабелю на відстані понад 1 м.

При роботі в І зоні забороняється:

застосування екскаваторів та інших землерийних машин;
використання ударних механізмів (клин-баби, шар-баби та ін.) на відстані ближче 5 м;

застосування механізмів для розкопки ґрунту (відбійних молотків, електромолотків та ін.) на глибину вище 0,4 м за нормальної глибини закладення кабелю (0,7 - 1 м); виконання земляних робіт у зимовий час без попереднього відігріву ґрунту;

виконання робіт без нагляду представником організації, що експлуатує кабельну лінію.

Щоб своєчасно виявити дефекти ізоляції кабелю, сполучних і кінцевих муфт і попередити раптовий вихід кабелю з ладу або руйнування струмами коротких замикань, проводять профілактичні випробування кабельних ліній підвищеною напругою постійного струму.

Повітряними називаються лінії, призначені для передачі та розподілу ЕЕ по проводах, розташованим на відкритому повітрі і підтримуваних за допомогою опор та ізоляторів. Повітряні ЛЕП споруджуються і експлуатуються в найрізноманітніших кліматичних умовах і географічних районах, схильні до атмосферного впливу (вітер, ожеледь, дощ, зміна температури).

У зв'язку з цим ПЛ повинні споруджуватися з урахуванням атмосферних явищ, забруднення повітря, умов прокладання (слабозаселена місцевість, територія міста, підприємства) та ін. З аналізу умов ПЛ випливає, що матеріали та конструкції ліній повинні задовольняти низку вимог: економічно прийнятною вартістю , Хорошої електропровідністю і достатньою механічною міцністю матеріалів проводів і тросів, стійкістю їх до корозії, хімічним впливам; лінії повинні бути електрично та екологічно безпечні, займати мінімальну територію.

Конструктивне виконання повітряних ліній. Основними конструктивними елементами ПЛ є опори, проводи, грозозахисні троси, ізолятори і лінійна арматура.

За конструктивним виконанням опор найбільш поширені одно- і дволанцюгові ПЛ. На трасі лінії можуть споруджуватись до чотирьох ланцюгів. Траса лінії - смуга землі, де споруджується лінія. Один ланцюг високовольтної ПЛ поєднує три дроти (комплекту проводів) трифазної лінії, в низьковольтній - від трьох до п'яти проводів. Загалом конструктивна частина ПЛ (рис. 3.1) характеризується типом опор, довжинами прольотів, габаритними розмірами, конструкцією фаз, кількістю ізоляторів.

Довжини прольотів ПЛ l вибирають з економічних міркувань, тому що зі збільшенням довжини прольоту зростає провис проводів, необхідно збільшити висоту опор H, щоб не порушити допустимий габарит лінії h (рис. 3.1, б), при цьому зменшиться кількість опор і ізолятори на лінії. Габарит лінії - найменша відстань від нижньої точки дроту до землі (води, полотна дороги) має бути такою, щоб забезпечити безпеку руху людей та транспорту під лінією.

Ця відстань залежить від номінальної напруги лінії та умов місцевості (населена, ненаселена). Відстань між сусідніми фазами лінії залежить головним чином її номінального напруги. Конструкція фази ПЛ в основному визначається кількістю проводів у фазі. Якщо фаза виконана декількома проводами, вона називається розщепленою. Розщепленими виконують фази ПЛ високої та надвисокої напруги. При цьому в одній фазі використовують два дроти при 330 (220) кВ, три - при 500 кВ, чотири-п'ять - при 750 кВ, вісім, одинадцять - при 1150 кВ.

Опори повітряних ліній. Опори ПЛ - конструкції, призначені для підтримки проводів на необхідній висоті над землею, водою, або якоюсь інженерною спорудою. Крім того, на опорах у необхідних випадках підвішують сталеві заземлені троси для захисту проводів від прямих ударів блискавки і пов'язаних з цим перенапруг.

Типи та конструкції опор різноманітні. Залежно від призначення та розміщення на трасі ПЛ вони поділяються на проміжні та анкерні. Відрізняються опори матеріалом, виконанням та способом кріплення, підв'язки проводів. Залежно від матеріалу вони бувають дерев'яні, залізобетонні та металеві.

Проміжні опоринайпростіші, служать для підтримки проводів на прямих ділянках лінії. Вони зустрічаються найчастіше; частка їх у середньому становить 80-90% загальної кількості опор ПЛ. Проводи до них кріплять за допомогою підтримуючих (підвісних) гірлянд ізоляторів або штирових ізоляторів. Проміжні опори в нормальному режимі зазнають навантаження в основному від власної ваги проводів, тросів та ізоляторів, підвісні гірлянди ізоляторів звисають вертикально.

Анкерні опоривстановлюють у місцях жорсткого кріплення проводів; вони діляться на кінцеві, кутові, проміжні та спеціальні. Анкерні опори, розраховані на поздовжні та поперечні складові тяжіння проводів (натяжні гірлянди ізоляторів розташовані горизонтально), зазнають найбільших навантажень, тому вони значно складніші і дорожчі за проміжні; число їх на кожній лінії має бути мінімальним.

Зокрема, кінцеві та кутові опори, що встановлюються в кінці або на повороті лінії, відчувають постійне тяжіння проводів і тросів: одностороннє або по рівнодіючій куту повороту; проміжні анкерні, встановлювані на протяжних прямих ділянках, також розраховуються на одностороннє тяжіння, яке може виникнути при обриві частини проводів в примикає до опори прольоті.

Спеціальні опори бувають таких типів: перехідні - для великих прольотів перетину річок, ущелин; відгалужувальні - для виконання відгалужень від основної лінії; транспозиційні - для зміни порядку розташування проводів на опорі.

Поряд із призначенням (типом) конструкція опори визначається кількістю ланцюгів ПЛ і взаємним розташуванням проводів (фаз). Опори (і лінії) виконуються в одно- або дволанцюговому варіанті, при цьому дроти на опорах можуть розміщуватися трикутником, горизонтально, зворотною «ялинкою» і шестикутником або «бочкою» (рис. 3.2).

Несиметричне розташування фазних проводів по відношенню один до одного (рис. 3.2) зумовлює неоднаковість індуктивностей та ємностей різних фаз. Для забезпечення симетрії трифазної системи і вирівнювання по фазах реактивних параметрів на довгих лініях (більше 100 км) напругою 110 кВ і вище здійснюють перестановку (транспозицію) проводів у ланцюзі за допомогою відповідних опор.

При повному циклі транспозиції кожен провід (фаза) рівномірно по довжині лінії займає послідовно становище всіх трьох фаз на опорі (рис. 3.3).

Дерев'яні опори(рис. 3.4) виготовляють із сосни або модрини і застосовують на лініях напругою до 110 кВ у лісових районах, нині все менше. Основними елементами опор є пасинки (приставки) 1, стійки 2, траверси 3, розкоси 4, підтраверсні бруси 6 і ригелі 5. Опори прості у виготовленні, дешеві, зручні в транспортуванні. Основний їхній недолік - недовговічність через гниття деревини, незважаючи на її обробку антисептиком. Застосування залізобетонних пасинків (приставок) збільшує термін служби опор до 20-25 років.

Залізобетонні опори (рис. 3.5) найбільше широко застосовуються на лініях напругою до 750 кВ. Вони можуть бути вільностоящі (проміжахливі) і з відтяжками (анкерні). Залізобетонні опори довговічніші за дерев'яні, прості в експлуатації, дешевші за металеві.

Металеві (сталеві) опори (рис. 3.6) застосовують на лініях напругою 35 кВ і вище. До основних елементів відносяться стійки 1, траверси 2, тросостійкі 3, відтяжки 4 і фундамент 5. Вони міцні і надійні, але досить металомісткі, займають велику площу, вимагають для встановлення споруди спеціальних залізобетонних фундаментів і в процесі експлуатації повинні фарбуватися для запобігання корозії .

Металеві опори використовуються в тих випадках, коли технічно складно та неекономічно споруджувати ПЛ на дерев'яних та залізобетонних опорах (переходи через річки, ущелини, виконання відпайок від ПЛ тощо).

У Росії розробили уніфіковані металеві та залізобетонні опори різних типів для ПЛ всіх напруг, що дозволяє серійно їх виробляти, прискорювати і здешевлювати спорудження ліній.

Проведення повітряних ліній.

Провід призначений для передачі електроенергії. Поряд з гарною електропровідністю (можливо меншим електричним опором), достатньою механічною міцністю і стійкістю проти корозії повинні задовольняти умови економічності. З цією метою застосовують дроти з найдешевших металів - алюмінію, сталі, спеціальних сплавів алюмінію. Хоча мідь має найбільшу провідність, мідні проводи через значну вартість і потреби для інших цілей в нових лініях не використовуються.

Їх використання допускається у контактних мережах, у мережах гірничих підприємств.

На ПЛ застосовуються переважно неізольовані (голі) проводи. За конструктивним виконанням дроти можуть бути одно- і багатодротяними, порожнистими (рис. 3.7). Однодротяні, переважно сталеві дроти, використовуються обмежено в низьковольтних мережах. Для надання гнучкості і більшої механічної міцності дроти виготовляють багатодротяними з одного металу (алюмінію або сталі) та з двох металів (комбіновані) - алюмінію та сталі. Сталь у дроті збільшує механічну міцність.

Виходячи з умов механічної міцності, алюмінієві дроти марок А та АКП (рис. 3.7) застосовують на ПЛ напругою до 35 кВ. Повітряні лінії 6-35 кВ можуть виконуватися сталеалюмінієвими проводами, а вище 35 кВ лінії монтуються виключно сталеалюмінієвими проводами.

Сталеалюмінієві дроти мають навколо сталевого осердя повиви з алюмінієвих дротів. Площа перерізу сталевої частини зазвичай у 4-8 разів менша за алюмінієву, але сталь сприймає близько 30-40 % всього механічного навантаження; такі дроти використовуються на лініях з довгими прольотами та на територіях з більш важкими кліматичними умовами (з більшою товщиною стінки ожеледиці).

У марці сталеалюмінієвих проводів вказується переріз алюмінієвої та сталевої частини, наприклад, АС 70/11, а також дані про антикорозійний захист, наприклад, АСКС, АСКП - такі ж дроти, як і АС, але із заповнювачем сердечника (С) або всього дроти (П) антикорозійним мастилом; АСК - такий же провід, як і АС, але із сердечником, покритим поліетиленовою плівкою. Проводи з антикорозійним захистом застосовуються в районах, де повітря забруднене домішками, що діють руйнівно на алюміній і сталь. Площі перерізу проводів нормовані Державним стандартом.

Підвищення діаметрів проводів при незмінності витрачання проводникового матеріалу може здійснюватися застосуванням проводів з наповнювачем з діелектрика і порожнистих проводів (рис. 3.7, р, буд).Таке використання знижує втрати на коронування (див. п. 2.2). Порожнисті дроти використовуються головним чином для ошинування розподільчих пристроїв 220 кВ і вище.

Проводи зі сплавів алюмінію (АН - нетермооброблені, АЖ - термооброблені) мають більшу в порівнянні з алюмінієвими механічну міцність і практично таку ж електричну провідність. Вони використовуються на ПЛ напругою вище 1 кВ у районах із товщиною стінки ожеледиці до 20 мм.

Все більше застосування знаходять ПЛ з самонесучими ізольованими проводами напругою 0,38-10 кВ. У лініях напругою 380/220 В дроти складаються з несучого неізольованого дроту, що є нульовим, трьох ізольованих фазних дротів, одного ізольованого дроту (будь-якої фази) зовнішнього освітлення. Фазні ізольовані дроти навиті навколо несучого нульового дроту (рис. 3.8).

Несучий провід є сталеалюмінієвим, а фазні - алюмінієвими. Останні покриті світлостійким термостабілізованим (зшитим) поліетиленом (провід типу АПВ). До переваг ПЛ з ізольованими проводами перед лініями з голими проводами можна віднести відсутність ізоляторів на опорах, максимальне використання висоти опори для підвіски проводів; немає потреби в обрізанні дерев у зоні проходження лінії.

Грозозахисні троси поряд з іскровими проміжками, розрядниками, обмежувачами напруг і пристроями заземлення служать для захисту лінії від атмосферних перенапруг (грозових розрядів). Троси підвішують над фазними проводами (рис. 3.5) на ПЛ напругою 35 кВ і вище залежно від району з грозової діяльності та матеріалу опор, що регламентується Правилами пристроїв електроустановок (ПУЕ).

Як грозозахисних проводів зазвичай застосовують сталеві оцинковані канати марок З 35, З 50 і З 70, а при використанні тросів для високочастотного зв'язку - сталеалюмінієві проводи. Кріплення тросів на всіх опорах ПЛ напругою 220-750 кВ має бути виконане за допомогою ізолятора, шунтованого іскровим проміжком. На лініях 35-110 кВ кріплення тросів до металевих та залізобетонних проміжних опор здійснюється без ізоляції троса.

Ізолятори повітряних ліній. Ізолятори призначені для ізоляції та кріплення проводів. Виготовляються вони з порцеляни та загартованого скла - матеріалів, що володіють високою механічною та електричною міцністю та стійкістю до атмосферних впливів. Істотною перевагою скляних ізоляторів є те, що при пошкодженні загартоване скло розсипається. Це полегшує знаходження пошкоджених ізоляторів на лінії.

За конструкцією, способом закріплення на опорі ізолятори поділяють на штирьові та підвісні. Штирьові ізолятори (рис. 3.9, а, б) застосовуються для ліній напругою до 10 кВ і рідко (для малих перерізів) 35 кВ. Вони кріпляться до опор за допомогою гаків або штирів. Підвісні ізолятори (рис. 3.9, в)використовуються на ПЛ напругою 35 кВ та вище. Вони складаються з порцелянової або скляної ізолюючої частини 1, шапки з ковкого чавуну 2, металевого стрижня 3 і цементної зв'язки 4.

Ізолятори збираються у гірлянди (рис. 3.9, г):підтримують на проміжних опорах і натяжні - на анкерних. Кількість ізоляторів у гірлянді залежить від напруження, типу та матеріалу опор, забрудненості атмосфери. Наприклад, у лінії 35 кВ – 3-4 ізолятори, 220 кВ – 12-14; на лініях з дерев'яними опорами, що мають підвищену грозостійкість, кількість ізоляторів у гір-лянді на один менша, ніж на лініях з металевими опорами; у натяжних гірляндах, що працюють у найважчих умовах, встановлюють на 1-2 ізолятори більше, ніж у підтримуючих.

Розроблено та проходять дослідну промислову перевірку ізолятори з використанням полімерних матеріалів. Вони являють собою стрижневий елемент зі склопластику, захищений покриттям з ребрами з фторопласту або кремнійорганічної гуми. Стрижневі ізолятори в порівнянні з підвісними мають меншу вагу і вартість, більш високу механічну міцність, ніж із загартованого скла. Основна проблема - забезпечити можливість їх тривалої (понад 30 років) роботи.

Лінійна арматурапризначена для закріплення проводів до ізоляторів і тросів до опор і містить такі основні елементи: затискачі, з'єднувачі, дистанційні розпірки та ін. (Рис. 3.10).

Підтримуючі затискачі застосовують для підвіски та закріплення проводів ПЛ на проміжних опорах з обмеженою жорсткістю загортання (рис. 3.10 а). На анкерних опорах для жорсткого кріплення проводів використовують натяжні гірлянди і натяжні затискачі - натяжні та клинові (рис. 3.10, б, в). Зчіпна арматура (сережки, вушка, скоби, коромисла) призначена для підвіски гірлянд на опорах. Підтримуюча гірлянда (рис. 3.10, г) закріплюється на траверсі проміжної опори за допомогою сережки 1, що вставляється іншою стороною в шапку верхнього підвісного ізолятора 2. Вушко 3 використовується для прикріплення до нижнього ізолятора гірлянди підтримуючого затиску 4.

Дистанційні розпірки (рис. 3.10, д), що встановлюються в прольотах ліній 330 кВ і вище з розщепленими фазами, запобігають схлестування, зіткнення та закручування окремих проводів фаз. З'єднувачі застосовуються для з'єднання окремих ділянок дроту за допомогою овальних або пресуючих з'єднувачів (рис. 3.10, е, ж).У овальних з'єднувачах дроти або скручуються, або обтискаються; у пресованих з'єднувачах, що застосовуються для з'єднання сталеалюмінієвих проводів великих перерізів, сталева та алюмінієві частини опресовуються окремо.

Результатом розвитку техніки передачі ЕЕ на далекі відстані є різні варіанти компактних ЛЕП, що характеризуються меншою відстанню між фазами і, як наслідок, меншими індуктивними опорами і шириною траси лінії (рис. 3.11). При використанні опор «що охоплює типу» (рис. 3.11, а)зменшення відстані досягається за рахунок розташування всіх фазних розщеплених конструкцій усередині «охоплюючого порталу», або по один бік від стійки опор (рис. 3.11, б).Зближення фаз забезпечується за допомогою міжфазних ізоляційних розпорок. Запропоновано різні варіанти компактних ліній з нетрадиційними схемами розташування проводів розщеплених фаз (рис. 3.11, в-і).

Крім зменшення ширини траси на одиницю потужності, що передається, компактні лінії можуть бути створені для передачі підвищених потужностей (до 8-10 ГВт); такі лінії викликають меншу напруженість електричного поля на рівні землі і мають низку інших технічних переваг.

До компактних ліній відносяться також керовані лінії, що самокомпенсуються, і керовані лінії з нетрадиційною конфігурацією розщеплених фаз. Вони є дволанцюгові лінії, у яких попарно зсунуті однойменні фази різних ланцюгів. При цьому до ланцюгів підводяться напруги, зрушені на певний кут. За рахунок режимної зміни за допомогою спеціальних пристроїв кута фазового зсуву здійснюється управління параметрами ліній.