Лекция №3 Опоры, провода, изоляторы воздушных линий

1. Опоры, провода, изоляторы воздушных линий

Проверка и контроль воздушных линий

2.

Воздушные линии электропередачи (ВЛ, ВЛЭП) - конструкции для
передачи электроэнергии на расстояние по проводам. Основными
конструктивными элементами ВЛ являются провода, тросы, опоры,
изоляторы и линейная арматура. В верхней части опор над
проводами для защиты ВЛ от грозовых перенапряжений монтируют
грозозащитные тросы. Изоляторы изолируют провода от опоры. С
помощью линейной арматуры провода закрепляются на изоляторах,
а изоляторы на опорах. В некоторых случаях провода ВЛ с помощью
изоляторов и линейной арматуры прикрепляются к кронштейнам
инженерных сооружений.

3.

Основным достоинством воздушных линий электропередачи
является их относительная дешевизна по сравнению с
кабельными. Также гораздо лучше ремонтопригодность:не
требуется проводить земляные работы для замены провода,
ничем не затруднён визуальный осмотр состояния линии.
Однако, у воздушных ЛЭП имеется ряд недостатков: широкая
полоса отчуждения: в окрестности ЛЭП запрещено ставить
какие-либо сооружения и сажать деревья; при прохождении
линии через лес, деревья по всей ширине полосы
отчуждения вырубаются; незащищённость от внешнего
воздействия. По причине уязвимости, на одной воздушной
линии часто оборудуют две цепи: основную и резервную;

4.

В зависимости от назначения опоры:
Промежуточные — устанавливаемые на прямых участках трассы в местах изменения
направления трассы при углах поворота менее 20-30 градусов.
Анкерные — устанавливаются в местах изменения направления трассы, числа, марок и
сечения проводов, а также на пересечении ВЛ с различными сооружениями,.
На базе анкерных опор могут выполняться:
концевые опоры - устанавливаются в начале и конце ВЛ, воспринимают односторонние
усилия тяжения проводов
угловые опоры - устанавливаются в местах изменения направления трассы
ответвительные опоры - предназначены для выполнения ответвлений
перекрестные опоры - устанавливаются в местах пересечения трасс воздушных линий
переходные - устанавливаются в местах перехода трассы линии через большие
препятствия
транспозиционные опоры - предназначены для изменения расположения фаз на
опоре.

5.

По материалу:
Деревянные опоры имеют ряд преимуществ:
Низкая стоимость, дешевле железобетонных и металлических опор, легче чем
железобет. Деревянные опоры лучше выдерживают изгибающие нагрузки,
чем железобетонные (примерно в 1,5-2 раза), поэтому они лучше
противостоят гололедным и ветровым нагрузкам; Снижается вероятность
«эффекта домино».; высокий срок службы. Недостатки деревянных опор:
легкая возгораемость, применение для пропитки опасных/вредных
хим.веществ. В наст.время деревянные опоры применяются, на ВЛ до 1 кВ.
Металлические. Выполняют из стали специальных марок. Для
предотвращения окисления и коррозии поверхность металлических опор
оцинковывают или периодически окрашивают специальными красками.
Металлические опоры бывают решетчатого типа, а так же многогранные в
виде гнутых стальных стоек.

6.

Преимущества многогранных опор ЛЭП:
Меньше сроки строительства, снижение трудозатрат за счет увеличенных
пролетных расстояний, простоты установки многогранных опор, а также
малого количества сборочных элементов, низкие затраты на транспортировку,
малый землеотвод, экономическая эффективность
Железобетонные. Основными элементами железобетонных опор являются
стойки, траверсы, тросостойки, надставки, оголовники, хомуты, оттяжки,
различные узлы крепления и ригели, стойки железобетонных опор выполняют
из бетона, армированного металлом.

7.

Широкое распространение железобетонных опор ВЛ обусловлено
относительной дешевизной конструкций, высоким уровнем унификации и
типизации стоек опор, и наличием широкой производственной базы.
Железобетонные опоры обладают высокой механической прочностью,
долговечны и не требуют больших расходов при эксплуатации, надежная
защита мет. арматуры от коррозии. Недостатком железобетонных опор
является большая масса, что удорожает транспортные расходы и вызывает
необходимость применения при сборке и монтаже кранов большой
грузоподъемности.
Комбинированные. Для увеличения срока службы деревянных опор их
выполняют составными: из более длинной основной деревянной стойки и
короткого пасынка (приставки), как правило, железобетонного. Пасынок –
часть опоры, которая заглубляется в землю.

8.

Композитные. Материал - стекловолокно. Дос-ва: малый вес, упрощение
процедуры хранения и транспортировки, простота монтажа и технического
обслуживания данных опор, высокая прочность и долговечность,
огнестойкость и экологичность, хорошие диэлектрические свойства. К
недостаткам данного типа опор можно отнести: относительно высокую
стоимость, а также отсутствие опыта их монтажа и эксплуатации.
Применяются в основном для организации сетей наружного освещения.
По способу закрепления в грунте: в грунт, на фундаменты
По количеству цепей: Одноцепные. Двухцепные. Многоцепные.
По способу установки: Свободностоящие опоры. Опоры с оттяжками
Оба типа опор могут быть одностоечными и портальными.

9.

Провода применяемые на воздушной линии должны иметь высокую электрическую
проводимость, достаточную мех. прочность и быть устойчивыми против коррозии. На
ВЛЭП в настоящее время применяются следующие типы проводов:
неизолированные (голые) провода, применяют как на воздушных линиях до 1кВ, так и
на воздушной линии выше 1 кВ;
изолированные провода применяют на воздушных линиях до 1 кВ. Самонесущий
изолированный провод представляет собой скрученные в жгут изолированные жилы,
причем несущая жила может быть как изолированной, так и неизолированной;
защищенныe провода, применяют на воздушных линиях напряжением выше 1 кВ и до
20 кВ. В отличии от голых проводов, эти имеют защитную изолирующую оболочку.
Воздушная линия электропередачи с применением защищенных проводов
обозначается ВЛЗ.

10.

Голые провода изготавливаются обычно сталеалюминиевыми, алюминиевыми или из
алюминиевого сплава, реже медными или стальными.
Сталеалюминиевые провода (обозначаются АС) имеют высокую механическую прочность и
обладают хорошей электрической проводимостью. Они получили наиболее широкое
распространение, особенно на ВЛ выше 1 кВ.
Алюминиевые провода (обозначаются А) характеризуются достаточной механической
прочностью и высокой электрической проводимостью. Они часто применяются на ВЛ до 35
кВ включительно и в отдельных случаях на ВЛ 110 кВ.
Провода из алюминиевого сплава: термообработанные (обозначаются АЖ) и
нетермообработанные (обозначаются АН) применяются как на ВЛ напряжением до 1 кВ так
и выше. Обладают более высокими механическими свойствами чем алюминиевые
провода.

11.

Стальные провода (обозначаются ПС) обладают наиболее высокой
механической прочностью, но малостойки к хим. воздействиям и имеют
более высокое сопротивление, поэтому их применяют на менее
ответственных линиях при небольших токах в проводах. Благодаря невысокой
стоимости и отсутствию заинтересованности заготовителей лома цветных
металлов в данном проводе, его применяют вместо алюминиевых и
сталеалюминиевых проводов (А, АС) в дачных поселках, деревнях и т.д.
Медные провода (обозначаются М) обладают наилучшей (из перечисленных
здесь типов проводов) электрической проводимостью, стойкостью к
воздействию окружающей среды, высокой механической прочностью, но
имеют большую массу (плотность меди примерно в 3 раза выше, чем
плотность алюминия), что приводит к увеличению нагрузки на другие
элементы ВЛ (опоры, изоляторы, линейную арматуру) и в конечном итоге к
удорожанию строительства ЛЭП. Применяются на ВЛ напряжением до 1 кВ.

12.

По конструкции провода бывают однопроволочные (до1кв) и многопроволочные
(выше1кв).
Линейная арматура:
Натяжная — служит для крепления проводов (или тросов) на анкерных опорах к натяжным
гирляндам (клиновые, болтовые и прессуемые зажимы).
Поддерживающая — служит для крепления проводов или тросов к гирляндам
промежуточных опор (глухие, качающиеся, выпускающие и скользящие зажимы). В глухих
зажимах провода закрепляют наглухо, а в выпускающих их закрепляют так же жестко, но
они выскальзывают из зажима при обрыве провода или отклонении гирлянды от
вертикали на 40-150º; в качающемся зажиме провод закрепляется в лодочке, которая
имеет возможность качаться в зажиме.
Сцепная — служит для сцепления элементов гирлянд изоляторов между собой и
крепления гирлянд и тросов к опоре (скобы, серьги, пестики, ушки, промежуточные звенья
и коромысла).

13.

Защитная — служит для защиты изоляторов от повреждения в
случаях образования дуги короткого замыкания, а проводов от
разрушения вследствие вибрации (рога, кольца, разрядники,
виброгасители).
Соединительная — служит для соединения проводов и тросов в
местах, подверженных тяжению – в пролете (различные зажимы,
монтируемые обжатием или прессованием).
Контактная — служит для соединения и ответвления проводов и
тросов в местах, не находящихся под тяжением – в петлях анкерных
опор.

14.

Изоляторы
На ВЛ могут применяться штыревые, подвесные, стержневые и опорностержневые изоляторы.
На ВЛ до 1000 В применяют штыревые изоляторы. На ВЛ 6-20 кВ на
промежуточных опорах применяют любые типы изоляторов, а на анкерных —
подвесные и в некоторых случаях штыревые изоляторы. На ВЛ 35 кВ —
подвесные и стержневые, допускается также применять штыревые
изоляторы. На ВЛ 110 кВ и выше — подвесные, стержневые и опорностержневые изоляторы.
Изоляторы изготовляют фарфоровыми, стеклянными и из полимерных
материалов.

15.

Назначение и цели контроля
Воздушные линии электропередачи (ВЛ) являются одним из
ключевых элементов энергосистемы, обеспечивающим передачу
электроэнергии на расстояния. Их надежная и безопасная
эксплуатация напрямую зависит от технического состояния всех
элементов линии. Проверка и контроль ВЛ — это комплекс
организационных и технических мероприятий, направленных на:
• Обеспечение бесперебойного электроснабжения потребителей.
• Предупреждение аварийных ситуаций и отказов.
• Своевременное выявление дефектов и повреждений.
• Продление срока службы элементов ВЛ.
• Обеспечение безопасности людей и окружающей среды.

16.

Виды и периодичность проверок ВЛ
Контроль за состоянием ВЛ подразделяется на несколько видов:
1. Плановые визуальные осмотры:
• Периодичность: Обычно 1-2 раза в год (для линий напряжением до 35 кВ), а также после
грозы, гололеда, сильного ветра и других неблагоприятных погодных условий.
• Содержание: Осмотр производится с земли, иногда с применением биноклей.
Проверяются:
Состояние опор (деформации, трещины, крен, загнивание деревянных частей, коррозия
металлических и железобетонных).
Состояние траверс и кронштейнов.
Целостность изоляторов и арматуры (наличие сколов, трещин, следов перекрытия).
Провисание проводов и грозозащитных тросов.
Состояние габаритов до земли, деревьев, зданий.
Целостность заземляющих устройств.
Наличие посторонних предметов, наледи на проводах.

17.

2. Верховые (детальные) осмотры:
• Периодичность: Проводятся реже, чем визуальные, обычно 1 раз в
2-6 лет, в зависимости от напряжения и важности линии.
• Содержание: Выполняются с подъемом на опоры для
непосредственного контакта с элементами ВЛ. Проверяются:
Прочность крепления и степень закрутки болтов.
Состояние сварных швов.
Контактные соединения в пролетах и на опорах (нагреваются ли
они).
Внутренние дефекты изоляторов, невидимые с земли.
Состояние элементов, подверженных повышенному износу
(например, в местах крепления проводов).

18.

3. Испытания и инструментальный контроль:
• Периодичность: Проводятся согласно графику планово-предупредительных ремонтов (ППР).
• Основные методы:
Измерение сопротивления изоляции: Мегомметром проверяют сопротивление гирлянд
изоляторов. Низкое сопротивление указывает на пробой или сильное загрязнение изолятора.
Проверка петли "фаза-ноль": Для ВЛ 0,4 кВ проверяется надежность срабатывания защиты при
замыкании.
Измерение сопротивления заземления опор: Производится с помощью специальных
измерителей (типа М-416, ИС-10). Высокое сопротивление заземления опасно для жизни при
пробое на опору.
Контроль нагрузки и температуры проводов: Проводится для определения соответствия режима
работы линии проектному.
Испытание повышенным напряжением: Проводится для вновь смонтированных или
отремонтированных участков ВЛ для проверки электрической прочности изоляции.
Фотограмметрия и тепловизионный контроль: Современные методы, позволяющие с помощью
дронов (БПЛА) обнаруживать дефектные соединения (перегретые контакты) и деформации
конструкций.

19.

Основные дефекты, выявляемые при проверке ВЛ
• На опорах: Крен, трещины в бетоне, коррозия, нарушение окрасочного слоя.
• На проводах и тросах: Обрывы отдельных проволок, снижение сечения из-за
коррозии, неправильное провисание, повреждения в зажимах.
• На изоляторах: Трещины, сколы, следы электрической дуги (прожиги),
загрязнение.
• В линейной арматуре: Ослабление зажимов, деформация, коррозия.
• В контактных соединениях: Перегрев, окисление, ослабление болтовых
соединений.
• В трассе ВЛ: Уменьшение габаритов из-за роста деревьев или строительства
под линией.

20.

Оформление результатов проверки
Результаты всех видов осмотров и измерений заносятся в «Журнал
осмотров и обходов воздушных линий» и паспорт ВЛ. На каждый
выявленный дефект составляется ведомость, на основании которой
планируются ремонтные работы. Дефекты, представляющие
непосредственную опасность, должны устраняться в кратчайшие
сроки.
Вывод: Систематический и качественный контроль воздушных
линий электропередачи является основным средством обеспечения
их высокой надежности и долговечности, что напрямую влияет на
стабильность всей энергосистемы.