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.
Холод стройке не помеха, или пять причин, почему зимой можно и нужно строить дома
Современные материалы и технологии позволяют возводить здания в любое время года без потери качества, но несмотря на это, многие до сих пор считают постройку дома зимой не лучшей идеей. Морозы, снег и короткий световой день, безусловно, вносят свои коррективы, но практика показывает, что плюсов у строительства в холодное время года не меньше, чем летом. Эксперт ROCKWOOL Россия Григорий Громаков развеял мифы о зимнем строительстве частных домов.
Миф 1. Зимой строить дома просто нельзя
Большинство строительных работ, в особенности на начальном этапе, связаны с так называемыми «мокрыми» процессами или необходимостью использования адгезионных компонентов (клей, герметик и т.д.). Как правило, они требуют плюсовых температур.
Тем не менее, эффективно строить дома зимой можно. Существуют два решения, которые чаще всего используют вместе:
- создание положительных температурных условий с помощью дополнительных источников тепла и замкнутого теплоизоляционного контура;
- использование специальных «зимних» вариантов строительных материалов.
Оптимальными для зимнего строительства считаются деревянные дома. Зимняя древесина более сухая и прочная, кроме того, в минусовые температуры брус меньше подвержен гниению. Усадка деревянного дома, построенного зимой, происходит равномерно. Тогда как летом из-за воздействия солнца и дождей дом уседает неравномерно. В результате, начав стройку в ноябре-декабре, майские праздники уже можно встретить в готовом доме.
Миф 2. Стройка в зимнее время дороже, чем летом
Считается, что зимняя стройка неминуемо влетит в копеечку из-за дополнительных трат на освещение строительной площадки и на обогрев бытовки для рабочих, а также на антиморозные добавки для строительных смесей. Некоторые также опасаются, что стоимость услуг строителей зимой возрастает, так как никто не хочет работать на морозе.
«На самом деле это не так: услуги строителей зимой, как правило, обходятся дешевле, потому что спрос на них в этот сезон очень низкий. Есть шанс найти хорошую профессиональную бригаду за небольшие деньги. Что касается затрат на освещение, обогрев и антиморозные смеси ― их вполне можно компенсировать за счет экономии на других статьях расходов. Так, зимой заметно дешевле обходится не только работа специалистов, но сами строительные материалы. Тем более сейчас, перед новогодними праздниками, когда можно дополнительно сэкономить благодаря скидкам и распродажам в строительных гипермаркетах», ― рассказывает Григорий Громаков, менеджер по развитию направления «Фасады» ROCKWOOL Россия.
Миф 3. В холод нельзя монтировать утеплитель
Здесь все зависит от характеристик конкретного материала. При выборе утеплителя для зимнего монтажа надо учитывать стойкость к повышенной влажности и перепадам температур (именно к перепадам, а не только к температуре воздуха). Кроме того, он должен отвечать следующим требованиям: не гореть; не выделять вредных веществ при нагревании; быть устойчивым к воде; иметь длительный срок эксплуатации; сохранять первоначальную форму; пропускать воздух.
Например, каменная вата соответствует всем перечисленным требованиям. «Дышащие» паропроницаемые плиты препятствуют тому, чтобы на фасаде собирался конденсат. Также они не чувствительны к воздействию влаги, устойчивы к появлению плесени и грибка, служат до 50 лет и обеспечивают дополнительную защиту от пожара благодаря высокой огнестойкости.
«Каменная вата подходит для работ и летом, и зимой. Из двух способов монтажа ― механически-клеевого и каркасного ― в зимнее время лучше выбрать второй вариант. Он не требует нанесения клеевых составов, а мастерам не придется тратить время, ожидая их высыхания. К тому же клеевые растворы могут существенно менять свои свойства при низких температурах, поэтому зимой лучше обойтись без них», ― рекомендует Григорий Громаков.
Миф 4. По заснеженным дорогам к стройплощадке не проехать
Снегопады действительно могут создать сложности, но только в том случае, если строительная площадка находится на совсем «диком» участке, куда еще не проложены ни дороги, ни коммуникации. В остальных случаях дороги чистят достаточно исправно, при этом снег «закупорит» ямы и колдобины на грунтовых участках и технике будет проще подъехать. А вот весной и летом подъезд к стройке может попросту размыть из-за дождей ― и придется ждать просыхания дороги. Учитывая непредсказуемость погоды в большинстве регионов России, процесс может затянуться.
Другой немаловажный плюс ― промерзший грунт выдержит тяжелую технику, и после не придется дополнительно выравнивать придомовую территорию, которую «разворотили» во время стройки.
Миф 5. При минусовых температурах фундамент получается хрупким и кривым
Это верно, только если применяются неподходящие строительные материалы или технологии. Например, чтобы зимой залить надежный фундамент из бетона, можно использовать морозоустойчивые добавки (как правило, они позволяют вести работы при температуре до -15°С), искусственный обогрев или теплую смесь (температура бетона в таком случае должна быть от 20° до 40°C). В некоторых ситуациях целесообразно делать фундамент на винтовых сваях ― этот вариант вообще не имеет «противопоказаний», связанных с температурой воздуха.
Зимнее строительство имеет немало плюсов, а современные материалы и технологии позволяют не «замораживать» работы на участке ни на один день. Но нюансы зимнего строительства придется учесть. Главное ― подобрать квалифицированных специалистов, которые знают и умеют применять соответствующие нормы и правила.
ТЕХНОНИКОЛЬ представляет новые технические решения с мембранами PLANTER для изоляции оснований дорог
Новые системы помогут урегулировать влажностный режим основания дороги, при этом сократить использование песка и щебня и сэкономить ресурсы, затрачиваемые на транспортировку и монтажные работы.
Специалистами компании ТЕХНОНИКОЛЬ были разработаны технические решения с мембранами PLANTER для изоляции оснований дорог – системы ТН-ДОРОГА Экстра и ТН-ДОРОГА Дренаж. Системы могут применяться для строительства и реконструкции федеральных и региональных дорог.
ТН-ДОРОГА Экстра предназначена для использования при сырых и увлажненных грунтах основания дороги в районах, расположенных в 1 и 2 типах местности. В данной системе осуществляется устройство капиллярной отсечки из мембраны PLANTER Extra.
ТН-ДОРОГА Дренаж применяется при высоком уровне грунтовых вод и при увлажненных грунтах основания дороги. Район строительства характеризуется мокрыми участками с постоянным избыточным увлажнением грунта и относится к третьему типу местности. В системе для устройства дренажа используется мембрана PLANTER Extra Geo.
Применение современных и долговечных мембран PLANTER позволяет исключить увлажнение и обеспечить несущую способность основания для укладки дорожного полотна.
Профилированная мембрана PLANTER - современный геосинтетический материал, который изготавливается путём формирования в единое полотно сырьевой массы из полиэтилена высокой плотности (HDPE). Рецептура мембраны включает в себя полимеры последнего поколения, позволяющие получить долговечный материал, устойчивый к агрессивным воздействиям, сохраняющий пластичность при отрицательных температурах. Срок службы мембран PLANTER составляет более 60 лет. Мембраны PLANTER обладают широким спектром преимуществ: экологичность, биостойкость, химическая стойкость, высокая дренажная способность и механическая прочность.
Применение PLANTER позволяет урегулировать влажностный режим основания дороги и сокращает использование инертных материалов (щебеня, песка), которые традиционно в большом объеме используются в дорожном строительстве. Это в свою очередь позволяет экономить на транспортировке и монтажных работах.