Линии электропередач: виды линий и конструкций
ЛЭП расшифровываются, как линии электропередачи. Эти конструкции являются важным элементом в энергетической системе любой инфраструктуры. ЛЭП способны передавать электроэнергию по прочным проводам из металла. Линейные входы и выходы считаются точками начала и конца линий электропередач, а для ветвления используется специальная опора и линейный вход.
По ЛЭП также обмениваются информацией с помощью высокочастотных сигналов. Применяются они для передачи телеметрических данных, сигналов релейной защиты и противоаварийной автоматики, а также для диспетчерского управления.
Какие бывают ЛЭП?
Проводником для передачи электроэнергии выступает медь или алюминий. Все ЛЭП можно разделить на 3 большие группы, которые зависят от способа прокладки проводов. Выделяют воздушный способ с прокладкой по воздуху, кабельный с прокладкой в грунте или воде и газоизолированный способ с изоляцией проводов газом. Все перечисленные способы являются основными при монтаже, однако сегодня существуют разовые попытки передавать электроэнергию без проводов. Такой способ обеспечения энергией применяют только для маломощных устройств. Несмотря на применение беспроводного варианта передачи электроэнергии, кабельные и воздушные ЛЭП остаются самым распространенным способом для поставки потребителю энергии.
В последнее время для городских инфраструктур чаще устанавливают газоизолированные сети для передачи больших мощностей. Такой подход позволяет экономить площадь для ЛЭП и соответствовать уровню экологии на участке. Кабельные линии обустраивают в местах, где затруднителен монтаж воздушных. Однако воздушные линии остаются более востребованными из-за меньшей цены для производства и лучшей ремонтопригодности. Узнать больше об используемых линия электропередач можно в новостном блоке.
Кабельные линии электропередач и их виды
Как было описано, кабельные ЛЭП монтируют при плотной застройке. Они представляют собой несколько линий, установленных рядом друг с другом в параллельном направлении. Между участками кабеля устанавливаются муфты.
Классификация кабельных ЛЭП происходит по таким же принципам, как и у воздушных сетей, а отличительные особенности сводятся к минимуму. Так, по способу прокладки кабельные разделяют на подземные, подводные и по сооружениям. В число ЛЭП по сооружениям входят:
- кабельные туннели в виде закрытых просторных коридоров;
- кабельные каналы, в которых человек уже не может передвигаться;
- кабельные шахты, представляющие из себя вертикальный коридор;
- камера, которая представляет собой закрытое подземное сооружение;
- эстакада в виде горизонтального открытого сооружения;
- галерея, которая похоже на эстакаду, но является закрытым типом.
Также кабельные ЛЭП классифицируют по типу изоляции, выделяют твердую и жидкостную изоляцию. К твердому относят изоляционные оплетки из полимеров, а к жидкостному — нефтяное масло. Реже для изоляции используют специальные газы или другие твердые материалы.
Воздушные линии электропередач
Воздушные линии электропередач — это комплексная конструкция, которая используется для перемещения энергии по кабелям, расположенным на открытом воздухе. Кабели удерживаются на опорах и защищены охранной зоной.
Воздушную сеть могут установить почти на любой местности с разными атмосферными условиями, будь то резкие перепады температур или большое количество осадков. Однако при монтаже акцентируют внимание на погодных явлениях, учитывают особенности участка для прокладки и прочие параметры. Установка воздушных линий должна соответствовать следующим нормам:
- высокая проводимость электричества;
- выгодная стоимость;
- устойчивость к повреждениям и коррозии;
- безопасность для человека и окружающей среды.
Главная сложность конструкции заключается в обеспечении безопасности при монтаже и эксплуатации, так как линии электропередач находятся на обширном и свободном пространстве.
Из чего состоят установки ВЛЭП: опоры и другие элементы
Любая воздушная линия электропередач состоит из проводов, опор, изоляторов, арматуры, грозозащитных тросов, разрядников и заземления. К основным элементам опор для сети электропередач относят:
- фундамент;
- стойки;
- подкосы;
- растяжки.
Наличие других составных элементов, в виде заземляющих устройств, зависит от вида ВЛЭП и других параметров. Также для основного списка используется вспомогательное оборудование и дополнительные способы связи.
Для удержания конструкции ВЛЭП используют опоры. Самым бюджетным вариантом являются обычные деревянные столбы, однако их применяют только для линий с напряжением до 35 кВт. Для конструкций с напряжением выше применяют опоры из железобетона, а сами провода поднимают выше, расстояние между фазами увеличивается. На опорах размещают системы защиты от молний и реакторы. Система защиты представляет из себя трос и штыревые молниеотводы.
Выделяют промежуточные и анкерные конструкции ВЛЭП. Последние монтируют только в начале и конце линии. На пересечениях линий электропередач с водными артериями и другими подобными объектами применяют переходные анкерные опоры. Это самые высокие и масштабные конструкции, которые достигают в высоту 300 метров.
Промежуточные опоры занимают меньше места и применяются для прямых участков трасс. По назначению выделяют транспозиционные, перекрестные, ответвительные, повышенные и пониженные опоры. Несмотря на разделение, при монтаже каждую сеть адаптируют к условиям рельефа участка и его климату.
Для установки ВЛЭП используют арматуры, которые необходимы для соединения проводов и крепежа их на опорах. Иногда для конструкции используют разрядники, предотвращающие поломку во время штормового ветра или других погодных условий.
Провода для воздушных линий
Провода для воздушных линий электропередач должны обладать высоко механической прочностью. Их разделяют на 2 класса: изолированные и неизолированные. Провода создают в виде однопроволочных, которые состоят из одной жилы и применяются только для сетей с низким напряжением, и многопроволочных проводников.
Многопроволочные применяются для воздушных ЛЭП и могут быть выполнены из сплавов, стали или меди. Чаще в основе проводов используют алюминий или сплавы на его основе. Многопроволочные провода представляют собой скрученные стальные жилы, поверх которых располагается выбранный материал, будь то сплав, алюминий или медь. Чтобы провода не поддавались коррозии, их покрывают цинком. О других материалах и технологиях в строительстве можно прочитать на соответствующей вкладке.
Выбор сечения проводов происходит на основе мощности при падении напряжения и исходя из механических характеристик. Ответвления выполняются изолированными проводами. Полученное изделие состоит из стального троса и изоляционного покрытия, которое защищает от атмосферных явлений. Соединения готовых проводов монтируют на участках, которые не подвержены механическим воздействиям. Монтаж происходит с помощью их обжатия или сваривания.
Технические характеристики воздушных линий электропередач
При проектировании и установке воздушных линий учитываются следующие характеристики:
- длина проводов между соседними стойками;
- расстояние удаления фазных проводников друг от друга и от земли;
- длина изоляторов, которая будет соответствовать номинальному напряжению;
- полная высота опор.
С повышением номинальной мощности все параметры увеличиваются. Чтобы воздушные линии работали стабильно во время грозы или других погодных явлений, над фазными проводами проводят стальной или алюминиевый молниеотвод в виде троса, который заземлен на опорах. Также защиту от перенапряжения обеспечивают вентильные разрядники, помогающие сети перераспределять грозовой импульс на опору, не повреждая изоляции. Опоры, в свою очередь, уменьшают сопротивление за счет заземляющего устройства.
Классификация линий передач
Помимо перечисленных 3 основных групп, ЛЭП разделяют по виду расположения кабелей и функциям конструкции. По расположению кабелей выделяют воздушные, находящиеся над поверхностью, и закрытые, которые располагаются в кабель-каналах. Также линии электропередач можно разделить по способу передачи тока и монтажа, роду тока, режиму работы, охвату территории и назначению.
Линии передач переменного и постоянного тока
Линии электропередач переменного тока используют для передачи энергии с минимумом потерь. Подобные линии применяют для передачи энергии на дальние расстояния. Их часто используют в Европе, реже — в России. Также вид ЛЭП используют для оборудования железных дорог.
На линиях электропередач с постоянным током энергия всегда распределяется вне зависимости от направления и сопротивления. Вид ЛЭП в большей части используется в России. Установки с постоянным током легче монтировать и эксплуатировать, однако конструкция способствует потере тока при перемещении.
Виды ЛЭП по режиму работы и охвату территории
По режиму работы выделяют линии электропередач с глухозаземленной и изолированной нейтралью, а также с резонансно-заземленной и эффективно-заземленной нейтралью.
По охвату территории сети разделяют на:
- сверхдальние, которые предназначены для региональных систем и напряжением свыше 500 кВт;
- магистральные для соединения электростанций с распределительными сооружениями и напряжением в 220 или 330 кВт;
- распределительные, которые устанавливают для поставки энергии крупным потребителям с напряжением в 35-150 кВт;
- подводящие или питающие, обеспечивающие энергоснабжение городских, промышленных и сельскохозяйственных потребителей и напряжением ниже 20 кВт.
Воздушные линии электропередач бывают радиальными, замкнутыми и с резервным источником питания. По количеству параллельных цепей ЛЭП разделяют на одно-, двух- и многоцепные сети. Если цепи имеют разные значения напряжения, то такую воздушную сеть называют комбинированной.
Охранная зона ЛЭП
Для правильной эксплуатации линий электропередач, ремонта, функционирования и обеспечения сохранности сети вводятся хоны с специальным режимом использования. Поэтому воздушные линии электропередач — это не только участок земли, но и воздушное пространство над сетью.
Специалисты строительных работ запрещают работать в охранных зонах грузоподъемной технике, а также возводить здания и сооружения. Минимальное расстояние от сети электропередач определяется напряжением. Так, для номинального напряжения в 35 кВт размер охранной зоны составляет 15 м, а для величины в 350 кВт расстояние уже будет равно 30 м.
Документами по эксплуатации определяется наименьшее удаление сети от поверхности земли, а также от жилых или производственных построек. Монтаж высоковольтных трасс запрещен над крышами зданий, стадионов, общественных мест и детских учреждений.
Обслуживание и монтаж
Процесс возведения сооружения воздушных линий электропередач состоит из подготовительной, строительно-монтажной и пусковой работы. Подготовительная работа сводится к закупу оборудования и материалов, конструкций, подготовке трассы, изучению цельного проекта и разработке плана производства монтажных работ.
На этапе монтажных работ происходит рытье котлованов, установка и сборка опор для ЛЭП, распределение вдоль сети арматур и механизмов заземления. Монтаж начинается с соединения и раскатки проводов. После провода поднимаются на опоры и натягиваются. В завершении работ провода и тросы на изоляторах увязывают.
Перед запуском ЛЭП выполняется проверка стрелы провеса и габаритов линии, измеряется падение напряжения и сопротивление заземляющих устройств. При работах на воздушных линиях электропередач соблюдаются следующие правила:
- Работы прекращаются при приближении штормового или грозового фронта.
- Персонал должен быть обеспечен защитой от воздействия проводов.
- Работа запрещена в ночное время, при тумане и гололеде.
После запуска сети электропередачи все воздушные линии с напряжением больше 1 кВт проверяются каждые полгода обслуживающим персоналом и 1 раз в год инженерами на предмет неисправностей.
При проверке раз в год сеть электропередач проверяют на наличие посторонних предметов на проводах, обрывов отдельных участков, провесов линий, повреждение изоляторов или разрядников, разрушение опор и нарушение охранной зоны. В случае обнаружения нарушений поврежденный участок восстанавливают с помощью ремонтной муфты или бандажа. Большие повреждения разрезают и соединяют зажимом.
В ходе ремонта ЛЭП выправляют опоры, проверяют затяжку резьбовых соединений, восстанавливают защитный слой на конструкции и делают замер сопротивления на заземляющих устройствах. При капитальном ремонте воздушных линий выполняют все перечисленные работы, а также осуществляют полную перетяжку проводов с замером переходного сопротивления соединительных муфт.
Пожарная безопасность при эксплуатации
Температура внутри кабелей не должна различаться с внешней больше, чем на 10 °C в летнее время. При пожарах в кабельных помещениях происходит развитие горения и его существенное распространение с течением времени. При этом воспламенение кабелей может возникнуть в нескольких местах и на значительной протяженности участка. Этот факт связан с тем, что весь провод находится под нагрузкой, и его изоляция может нагреться до температуры, близкой к самовоспламенению.
Также быстрое воспламенение ЛЭП связано с использованием в конструкциях металлических элементов, которые в случае пожара или перегрузки нагреваются до температуры большей, чем температура воспламенения. Из-за этого выбирают огнетушащие вещества, способные ликвидировать горение и исключить возможность повторного возгорания. Исследования материалов показывают, что распыленная вода обладает большей огнетушащей способностью, чем установки пенного тушения, так как она хорошо охлаждает кабели и строительные конструкции.
Лицом к фасаду. Застройщики при облицовке зданий активно используют как новые, так и классические фасадные материалы
Предпочтения застройщиков в облицовке зданий продолжают смещаться к навесным вентилируемым фасадам.
Однако более классические виды материалов также остаются востребованными.
Ставка на энергоэффективность
В настоящее время в массовом строительстве в основном применяют четыре вида фасадных материалов. Это декоративные штукатурки типа «шуба» и «короед» с использованием минераловатных плит, лицевой кирпич, облицовочные листы из легких сплавов, фиброцемента, керамогранита для устройства вентилируемых фасадов, а также выравнивающие цементно-известковые штукатурки (для последующего покрытия акриловыми красками).
Наиболее дорогой материал из четырех, отмечает пофессор кафедры технологии строительных материалов и метрологии СПбГАСУ, д. т. н. Алексей Харитонов, – вентилируемые фасады. В Петербурге же чаще всего применяют лицевой кирпич с устройством вентилируемого зазора между облицовкой и ограждающей конструкцией. В реставрации используются известковые штукатурки с окраской силикатными составами, а также терразитовые декоративные штукатурки, которые наиболее сложны по нанесению и дорогостоящи, но придают фасадам уникальный внешний вид.
По словам директора направления «Сопровождение строительных проектов» Группы компаний SRG Елены Самсоновой, в настоящее время сегмент фасадов представлен как традиционными, так и новыми материалами и технологиями, которые нацелены, с одной стороны, на увеличение энергоэффективности ограждающих конструкций зданий, с другой – на реализацию самых смелых архитектурных идей. В результате доля фасадов, выполненных традиционными способами с помощью облицовочного кирпича или панельных конструкций, где ограждающие конструкции одновременно играют роль фасада, стремительно уменьшается. В то же время применение навесных систем, как штукатурных, так и вентилируемых фасадов, увеличивается с каждым годом.
Большинство основных компонентов навесных систем делают на локальных производствах. «Лишь малая часть дорогих и эксклюзивных материалов для облицовки зданий бизнес-класса и выше импортируется из других стран. Идет активное импортозамещение, доказательством чего служит открытие локальных производств у множества иностранных компаний, которые также поставляют материалы для фасадной отрасли», – отмечает Елена Самсонова.
О востребованности навесных вентилируемых фасадов говорит и генеральный директор ГК «Высота» Ирина Харченко. Она напоминает, что такие материалы представляют собой трехслойную конструкцию, состоящую из утеплителя (закрепленного на поверхности стены), воздушной вентилируемой прослойки и декоративно-защитного слоя, крепящегося на фасадную подсистему к наружным ограждающим конструкциям здания. В роли декоративно-защитного слоя, как правило, выступают керамогранит, фиброцементные плиты, сэндвич-панели и алюмо-композитные панели.
«К основным преимуществам навесных вентилируемых фасадов стоит отнести энергоэффективность, достигаемую за счет снижения объема влаги в стене и благодаря воздушному пирогу, в прослойке которого температура на 2-3 °С выше, чем температура на улице. Кроме того, навесные фасады позволяют реализовывать различные варианты художественных решений. Результатами технических испытаний подтверждено, что при корректном выборе фасадного утеплителя, соответствующего климатической зоне, и правильном монтаже, вентилируемые фасады могут служить до 50 лет», – подчеркивает Ирина Харченко.
Критерий – качество
О своих предпочтениях в выборе фасадных материалов рассказывают и петербургские застройщики. По словам генерального директора ООО «Дудергофский проект» (ГК «БФА-Девелопмент») Дмитрия Сухотина, во внешней отделке всех домов ЖК «Огни залива» применяются и будут применяться вентилируемые фасады. Они дают высокую скорость монтажа и возможность выбора практически любого цвета и фактуры.
Использование навесных конструкций делает фасад нарядным, концептуальным, позволяет улучшить теплозащитные и ветрозащитные показатели ограждающей конструкции и защитить ее от вредных атмосферных воздействий. Вентилируемые фасады выглядят выразительно, выигрышно выделяя объект среди конкурентов.
Дмитрий Сухотин отмечает, что в целом ситуация на рынке фасадных материалов устойчива. Фасадные вентилируемые системы используются на рынке давно. В этой сфере успешно налажено импортозамещение, есть предложения отечественных аналогов.
Генеральный директор ГК «Абсолют Строй Сервис» Евгений Жуков полагает, что потенциальные покупатели чаще всего судят о новостройках по фасадам – на уровне «нравится – не нравится». «Однако для нас как девелоперской компании основную роль играет качественная составляющая – ведь важна не только внешняя эстетика, но и эксплуатационные характеристики домов, особенно в высотном строительстве. Наиболее популярными и модными материалами в настоящее время являются клинкерный кирпич и клинкерная плитка, камень, керамические панели. Наравне с этим всегда актуальны натуральные классические материалы. Интересный дизайн фасадов достигается и с помощью фиброцементных панелей, а также композитных металлокассет, которые используются при монтаже вентилируемых фасадных систем».
В «Группе ЛСР» в своих проектах стараются комбинировать фасадные решения, при этом использовать как импортные, так и отечественные материалы. «Подход всегда индивидуален: учитывается класс дома, его окружение, концепция. К примеру, в элитном классе соотношение импортных составляющих выше, нежели в комфорте. Особенно когда речь идет о технологической начинке здания», – отмечает исполнительный директор компании «ЛСР. Недвижимость – Северо-Запад» Вадим Бельман.
По его словам, одной из последних тенденций, актуальной в климатических условиях Северной столицы, стало использование в проектах больших окон – и в частности, панорамного остекления. Обилие света является важной составляющей уютной и комфортной квартиры, а широкие окна от пола до потолка позволяют добиться этого. Они визуально расширяют пространство, меняя его восприятие.
Руководитель управления фасадных работ ГК «КВС» Виталий Куликов рассказывает, что в большинстве проектов компании применяется «мокрое» утепление фасадов: «Сначала к кирпичной кладке или к монолитной стене приклеивается плита утеплителя, дополнительно производится механическое укрепление плиты дюбелями. После нанесения еще одного слоя клея в плиту утеплителя «утапливается» сетка из стекловолокна, по которой тонким слоем наносят специальную штукатурку. Затем поверхность красят. Более экономичные фасады – «мокрого» типа. Вентилируемые фасады считаются долговечнее, но уступают «мокрым» по энергосберегающим характеристикам».
Индивидуальный вариант
В частном домостроении востребован такой фасадный материал, как сайдинг. В частности, наиболее популярен виниловый сайдинг.
Как отмечает руководитель службы региональных технических представителей направления «Скатная кровля и холст» корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ Яна Герасимова, сайдинг отличается небольшим весом, невысокой ценой, легким монтажом, но на морозе становится хрупким, при нагреве солнцем линейно расширяется. Как и все ПВХ, при ультрафиолете выгорает, т. е. изменяет оттенок. «Кроме того, за время присутствия на рынке виниловый сайдинг уже многим порядком поднадоел и воспринимается как немодный, устаревший материал», – считает Яна Герасимова.
Как фасадный материал, также используется металлический сайдинг. «Он более прочный по сравнению с виниловым, негорючий, устойчив к коррозии за счет своего покрытия. Монтаж материала достаточно легкий. Но при повреждении покрытия появится ржавчина. Кроме того, материал экранирует здание. Хуже работает сотовая связь, при сильном ветре и дожде – шум. Есть еще деревянный сайдинг – обработанный высушенный деревянный профиль в виде бруса или бревна. У этого материала отличный внешний вид, он натуральный, выдерживает низкие температуры, но требует постоянного обслуживания», – объясняет Яна Герасимова.
Зимний вариант. Технологии зимнего бетонирования совершенствуются
Технологии зимнего бетонирования активно совершенствуются. Значительная часть из них предполагает использование противоморозных добавок в бетон.
Длительное время строительные процессы, связанные с бетонированием в зимний период, старались сводить к минимуму. Обусловлено это особенностями отвердевания бетона при отрицательных температурах. Присутствующая в материале вода при замерзании превращается в лед и после оттаивания разрушает структуру бетона.
Самая простая защита от холода – укрытие бетонной смеси ПВХ-пленкой и другими утеплителями. Чаще всего эти материалы используют при строительстве индивидуальных домов, но при сильных морозах они малоэфективны. Очень часто на стройках задействуется принудительная термообработка бетона нагревательными проводами и электродами. Продолжительность обогрева зависит от требуемой конечной прочности бетона.
Активно используют строители временные укрытия с прогревом тепловыми пушками. Причем такие навесы бывают весьма современны. Как отмечает директор по развитию бизнеса, первый заместитель генерального директора компании «Дока Рус» Алексей Мотов, обеспечение нужного температурного режима осуществляется с помощью устройства теплозащитных межэтажных штор или шатров. В частности, так называемый «тепляк» был оборудован на высоте более 13 м в одном из недавних масштабных энергетических проектов – при возведении завода по сжижению газа «Ямал СПГ», где Doka выступила проектировщиком и поставщиком опалубочных систем.
Химией по морозу
Последние два десятилетия в зимнем бетонировании применяются специальные химические противоморозные добавки. Они активируют в бетоне процессы твердения и понижают температуру замерзания жидкой фазы. Количество видов противоморозных добавок постоянно растет, а технологии их производства совершенствуются.
Руководитель направления «Добавки в бетон» корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ Катарина Путкова отмечает, что когда среднесуточная температура опускается до +5 °С, строительные нормы регламентируют переход на зимний вариант работ, и здесь уже необходимо использование противоморозных добавок.
По словам эксперта, после укладки бетонной смеси, в том числе с применением противоморозных добавок, необходимо провести ряд мероприятий по уходу за свежеуложенным бетоном по СП 70.13330.2012, особое внимание уделяя п. 5.3 и п. 5.11. Полученная смесь должна готовиться из подогретых материалов – для создания теплой и влажной среды, необходимого условия для твердения бетона. Чтобы сохранить эту среду на продолжительное время, после укладки следует утеплить поверхность бетона. В процессе твердения, изолированный от холодного воздуха щитами и матами, он будет выделять дополнительное тепло. На разных строительных участках, в зависимости от их особенностей, и в конструкциях разного объема эта экзотермическая реакция будет проходить с разной интенсивностью.
«Если сразу же после бетонирования накрыть открытую поверхность гидроизоляционным материалом, это поможет избежать не только потерь влаги, но и образования высолов. Также не рекомендуется производить заливку в снегопад. Если снег начнется во время этого процесса, то уже уложенный бетон необходимо экстренно укрыть слоем гидроизоляции», – рассказывает Катарина Путкова.
Внимание к опалубке
По словам Алексея Мотова, для опалубочных работ при бетонировании в зимний период крайне важно, чтобы основание конструкции и другие примыкающие поверхности опалубки были тщательно очищены от снега и льда. «Причем очистка должна производиться сухой струей сжатого воздуха, с использованием щеток или скребков. Мы всегда предупреждаем наших клиентов, что использование для данных целей солевых растворов запрещено», – отметил он.
Также всегда необходимо помнить, что при снижении температуры воздуха до -10 °С поверхности вместе с арматурой желательно прогреть до достижения положительной температуры. Прогрев осуществляется с помощью калориферов или инфракрасных обогревателей, которые устанавливают рядом с прогреваемой конструкцией. Время прогрева зависит от температуры окружающей среды и назначается специальной лабораторной службой непосредственного производителя работ.
Кроме того, очень большое значение для высокого качества получаемой конструкции, отмечает Алексей Мотов, имеют мероприятия по уходу за бетоном уже после распалубливания. В частности, необходимо иметь возможность постепенного выравнивания температур твердеющего бетона и наружного воздуха. Для этого в зонах выдерживания и охлаждения конструкций устанавливаются теплозащитные межэтажные шторы или шатры, а при необходимости – калориферы или тепловые пушки.
Мнение
Катарина Путкова, руководитель направления «Добавки в бетон» корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ:
– Часто обстоятельства вынуждают начинать строительство в холодное время года. Это не критично, так как качественная противоморозная добавка позволяет работать с бетоном зимой, улучшает его прочностные характеристики и антикоррозийные свойства. Даже летом, применяя противоморозную добавку при плюсовых температурах, мы получим дополнительный эффект ускорения набора прочности бетона.