Любите ли вы путешествовать на поездах, автобусах или автомобиле? Если да, наверняка большую часть пути вас сопровождают различные воздушные линии, состоящие из кабелей или проводов и опор. Линии связи придают дороге особую романтику оттого, что по ним с помощью электрических сигналов связываются между собой люди, разделенные огромным расстоянием. Еще можно встретить «вымирающие» из-за сотовой связи и Интернета телеграфные столбы, передающие телеграммы. Однако над всеми этими линиями стоят линии электропередачи, передающие электрическую энергию от ее источника к ее потребителям.
Обычно воздушные линии электропередачи (ЛЭП) легко отличить от линий связи благодаря их огромным размерам. Так, например, линия «Итат — Барнаул — Экибастуз — Кокшетау — Костанай — Челябинск», возведенная в 1980-х годах, имеет длину 2350 км и среднюю высоту опор 45 метров. Расстояние между проводами соседних фаз на участке «Экибастуз-Кокчетау», спроектированном на рекордное напряжение 1150 кВ, составляет более 8 метров. Выше представлено фото этой линии.
Чем обусловлено такое больше расстояние между проводами? Можно ли его сделать меньше? Чтобы ответить на эти вопросы, надо узнать об электрической прочности и напряжении пробоя воздуха, из которого фактически состоит изоляция линий электропередачи. При напряженности электрического поля величиной 30 000 000 вольт на 1 метр происходит пробой воздушного промежутка – электрический разряд в воздухе. Расстояние между проводами регламентировано в ПУЭ и СНиП и принимается с учетом пляски и вибрации проводов и неблагоприятных погодных условий. Провода могут быть самонесущими изолированными - СИП, не требующими изоляторов (применяются в сетях до 35 кВ), или алюминиевыми или сталеалюминиевыми сечением до 240 мм2. Медные провода не используют из-за их высокой массы.
Подобным же образом длина и количество изоляторов, отделяющих провода воздушной линии (ВЛ) от заземленных опор, которые могут быть выполнены из металла, железобетона или дерева, обусловлена электрической прочностью изоляторов. Как материалы для изоляторов используют электротехнический фарфор и малощелочное закаленное стекло. Устройство воздушных ЛЭП разного напряжения обусловлено, помимо характеристик воздуха, электрической прочностью и пробивным напряжением изоляторов - до 200 кВ на один изолятор. Зная это, можно понять, как определить напряжение ВЛ по внешнему виду и не только. Например, гуляя с ребенком по парку Дружбы народов в Минске, не составит труда ответить ему, когда он спросит: «Папа, а сколько вольт в ЛЭП?»
Начнем по порядку. Минимальное напряжение воздушной линии – 0.4 кВ. Опоры такой линии небольшие и могут напоминать телеграфные столбы. Могут использоваться и как фонарные столбы. На их траверсах обычно 5 проводов, которые крепятся на маленькие стеклянные или фарфоровые изоляторы размером чуть больше баночек для детского питания.
Фото 1. Воздушная линия 0.4 кВ
Трансформаторы в селах и деревнях питаются от ВЛ напряжением 6-10 кВ. Опоры этих линий выше, 8 метров или больше, провода три. Изоляторы (один или два) размером напоминают пол литровую банку. Сети 6-10 кВ преимущественно выполняются с изолированной нейтралью.
Фото 2. Линия электропередач 6-10 кВ
ЛЭП напряжением 35 кВ, следовательно, имеют еще большие размеры. Высота опор около 17 метров, на этих линиях используются гирлянды из трех изоляторов. Стеклянные изоляторы хороши тем, что при пробое они разрушаются, это легко заметить, и техническое обслуживание и диагностика таких воздушных линий электропередачи сравнительно легки.
Фото 3. ЛЭП 35 кВ
Следующий ряд напряжений – 110, 220, 330, 500 кВ. Опоры высотой 35-45 метров. Со стороны проводов слышен характерный треск, возникающий из-за коронного разряда. Вокруг проводов линий 330 кВ ночью можно увидеть свечение, вызванное разрядами. Гирлянды содержат минимум 6, 10, 14, 20 изоляторов. Количество проводов в одной фазе – 1, 1, 2, 3 соответственно. ЛЭП 750 кВ отличаются от ЛЭП 500 кВ количеством проводов в фазе – 4 или более вместо трех.
Фото 4. ЛЭП 110, 220, 330, 500, 750 кВ
И в заключении хочется добавить, что наша компания на данный момент пока еще не занимается монтажом, но осуществляет измерения и испытания, в том числе и ВЛ 0,4.
знакомству