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.
Обмазочная гидроизоляция: практично и надежно
Гидроизоляция обмазочными материалами - один из самых доступных способов защиты гражданских и промышленных конструкций от влаги. Она может задействоваться при проведении как наружных, так и внутренних работ. Современные технологии помогают улучшать характеристики обмазочных гидроизоляционных материалов и расширяет область их применения.
Обмазочные гидроизоляционные материалы – это специальные смеси, в основе которых битум, полимеры, цемент и их сочетание. Обмазочная гидроизоляция имеет высокий показатель удержания влаги, паронепроницаемости, долговечности и т.д. На отдельных ее достоинствах заострили внимание эксперты.
Максимальная герметичность
По словам менеджера по продукту «Гидроизоляция» Master Builders Solutions, ООО «МБС Строительные системы» Дмитрия Лупанова, в определении «обмазочная гидроизоляция» уже заложен принцип её применения и действия. Данный вид гидроизоляции наносится на изолируемую область ручным или механизированным способом и приобретает сцепление со всей площадью поверхности. Этим она отличается от многих гидроизоляционных материалов свободной раскладки (ПВХ, ТПО, ЭПДМ и пр. рулонные мембраны). За счёт сцепления с поверхностью и отсутствия швов обмазочная гидроизоляция обеспечивает высокую степень надежности и снижает риски распространения воды по контакту между конструкцией и изоляционным слоем.
Технический директор ООО «РЕММЕРС» Сергей Шибаев отмечает, что обмазочная горизонтальная гидроизоляция, в отличие от инъекционной, делается исключительно на этапе строительства. Основная ее задача – предупреждение капиллярного подсоса влаги, который может достигать высоты до нескольких метров от уровня грунта. Создавая непроницаемый барьер между фундаментом и стеной здания, предотвращается подъем влаги по пористой структуре строительного материала, что особенно важно при строительстве объектов из кирпича, дерева и газобетона. «Традиционно в России для этой цели используют рулонную гидроизоляцию на битумной или битумно-полимерной основе, не принимая в расчёт надежность, долговечность и эксплуатационные характеристики. Но рулонная гидроизоляция создает в сечении стены зону с пониженной стойкостью к сдвигающим нагрузкам. Выступающие края рулонного материала затрудняют отделку цоколя, а также необходимый нахлест листов утолщает размеры шва в данной области. Поэтому качество рулонной отсечной гидроизоляции в значительной мере зависит от аккуратности и тщательности выполнения работ, а также от качества самого рулонного материала»,- подчеркивает Сергей Шибаев.
Стоит добавить, что в настоящее время обмазочную гидроизоляцию активно задействуют и на бытовом уровне. Как рассказывает специалист по связям с общественностью ООО «Крепс» Надежда Цыпкина, на данный момент при гидроизоляции санузлов в многоквартирном доме очень часто применяют акриловую гидроизоляцию. «Её особенность в том, что она абсолютно не впитывает воду и поверхность после обработки получается очень гладкая, дальнейшая обработка (оштукатуривание или облицовка) возможна только очень дорогими материалами, содержащие большое количество полимерных добавок в составе. В свою очередь гидроизоляции на основе цемента имеют в составе песок, за счёт которого обработанная поверхность обладает достаточной шероховатостью, поэтому к материалам для дальнейших отделочных работ не предъявляется особых завышенных требований»,- отмечает эксперт.
Критерии выбора
При выборе обмазочной гидроизоляции следует ориентироваться на четыре важных критерия, подчеркивает Дмитрий Лупанов. Первый - это тип сооружения, где будет задействована гидроизоляция и сама гидроизолируемая зона. А именно - учитывается само инженерное решение. Соответственно, внешняя гидроизоляция стен фундамента здания или внутренняя гидроизоляция резервуара формируют разный набор требований к материалу. Зона гидроизоляции, финишное покрытие в цокольной части здания или межслойная изоляция между стяжкой и плитой перекрытия подземного паркинга также влияют на его выбор.
Второй критерий выбора того или иного гидроизоляционного материала – это его условия эксплуатации и ожидаемый срок службы. Тут учитываются тип воздействия воды (капиллярная влага из основания или напорная вода влияют на изоляционные свойства материала); механические воздействия на поверхность изоляции при эксплуатации на прочность сцепления, прочность при разрыве, абразивную стойкость; перепады температур или циклические динамические нагрузки, влияющие на способность к перекрытию трещин (эластичность), паропроницаемость и т.д.
Третий важный критерий, продолжает Дмитрий Лупанов, – это простота или сложность применения материала. Скорость его нанесения, продолжительность межслойной сушки, время до введения в эксплуатацию и т.д. Четвертый фактор – экономический. Необходимо учитывать исходную стоимость материала и трудозатраты при применении, а также – межремонтные сроки службы и стоимость ремонта.
В контексте применения обмазочных гидроизоляционных материалов на бытовом уровне потребителям также важно соблюдать вполне простые правила. «Возможные промахи - такие же, как при выборе любого строительного материала. Всегда важно заранее правильно замерить помещение, знать, на какое основание что вы наносите, что планируете делать дальше и внимательно читать инструкцию. При всех сомнениях лучше до покупки проконсультироваться у производителя через сайт или горячую линию, он поможет все сделать правильно и предотвратить будущие ошибки, последствия которых испорченный новый ремонт и проблемы с соседями»,- делает выводы Надежа Цыпкина.
Активное развитие
Как отмечает Дмитрий Лупанов, обмазочная гидроизоляция – тип изоляции, который был изобретен самым первым. «Несмотря на это, направление всё ещё очень активно развивается. Например, в области полимецементных мембран мы достигли новой планки с материалом MasterSeal 6100 FX в технологичности (сократился срок введения в эксплуатацию до 3 дней) и в надёжности: повысилась адгезия до 2 МПа, перекрытие трещин до 2 мм, стойкость к постоянному давлению воды до 5 бар. Общий срок службы достиг 80 лет»,- добавляет он.
Действительно, отмечает Сергей Шибаев, современный уровень развития строительной химии дает новые возможности в этой области. Основываясь на принципе долгосрочной надежности, компания Remmers рекомендует эластичную обмазочную гидроизоляцию для выполнения горизонтальной отсечки. Наиболее популярным решением является полимерцементная гидроизоляция Remmers MB 2K. Она удобна и строителю, так как наносится быстро (время полимеризации от 9 часов) и владельцу здания, так как имеет чрезвычайно высокую стойкость к сжимающим нагрузкам, высокую адгезию ко всем строительным материалам (включая битумные основания, пластик и металл), что гарантирует длительный срок службы без снижения эффективности.
«Важным критериев для выбора материала является и его эластичность, так как подвижки и усадка фундамента неизбежны в новом строительстве. Применяя гидроизоляционную обмазку MB 2K как для гидроизоляции фундамента, так и для горизонтальной гидроизоляции можно быть совершенно спокойным за ее целостность, так как она имеет практически уникальный параметр перекрытия трещин в своем классе – при ширине раскрытия до 3 мм»,- подчеркнул представитель компании Remmers.
Пароизоляция — с чего начинается теплая кровля
Качественный и надежный тепловой контур здания сокращает затраты на отопление и кондиционирование, создает необходимый микроклимат. Но в любом случае утепление — это системное решение, в котором участвует комплекс строительных материалов. Они скреплены в функциональную цепочку, где неверно сделанное одно звено нивелирует эффект всех остальных.
Пароизоляция плоской кровли — наиболее яркий тому пример. Дорогостоящие вложения в теплоизоляцию кровли и ее гидроизоляцию без должного паробарьера со стороны помещений подобна покупке элитной большой яхты… без днища.
Почему мы теряем свои вложения?
Независимо от типа основания, будь то железобетонная плита и в особенности профнастил, кровля подвергается воздействию водяного пара. Особенно быстро становится заметным, если это перерабатывающее производство, бассейн, склад органической продукции и т. д., где такое воздействие становится колоссальным. Без пароизоляции любой утеплитель постепенно накапливает влагу и теряет свои теплосберегающие свойства.
Гидроизоляционная защита сверху утеплителя в этом случае также теряет всякий смысл, так как накопленная влага в теплоизоляции со временем начинает течь внутрь здания. Таким образом, вложения в теплоизоляцию и гидроизоляцию нивелированы!
Неправильное использование пароизоляции наиболее критично в зданиях с плоской кровлей из профнастила — эта технология применяется при строительстве быстровозводимых зданий и является одной из самых востребованных при строительстве спортивных сооружений, общественных зданий, складов, торгово-развлекательных и производственных комплексов. Метал, разумеется, влагу не пропускает. Но стыки между листами и механическое крепление кровельного «пирога» к основанию, которое может достигать до десяти креплений на 1 кв метр, являются прямыми путями для переноса влаги.
Что говорят строительные нормы?
Несмотря на традиционную критику несовершенства отечественной нормативной базы в области строительства, российские нормы являются достаточно прогрессивными в части теплотехнических расчетов. Так, защита от переувлажнения ограждающей конструкции отдельно оговаривается в СП 50.13330 «Тепловая защита» и является обязательной к применению.
Более того, с 1 декабря 2017 года вышел обновленный документ: СП 17.13330.2017 Кровли, в котором настоятельно рекомендуется в качестве эффективной пароизоляции при механическом креплении кровельного «пирога» к профнастилу использовать битумно-полимерные материалы. Одним из таких материалов является ПАРОБАРЬЕР компании ТЕХНОНИКОЛЬ в двух модификациях — С 500 и С 1000.
Почему ПАРОБАРЬЕР?
ПАРОБАРЬЕР — первая российская битумно-полимерная мембрана с фольгированной поверхностью. Почему потребовалось более технологичное решение, чем простая полиэтиленовая пленка?
Многослойная структура ПАРОБАРЬЕРА с алюминием позволяет достичь одновременно трех целей.
Во-первых, материал является практически паронепроницаемым. Но ТЕХНОНИКОЛЬ пошла дальше, создав две модификации: С 500 — для зданий с нормальным уровнем влажности и усиленная С 1000 — для сооружений с повышенным уровнем испарений, например, бассейнов.
К тому же ПАРОБАРЬЕР — рулонный самоклеящийся материал, который при раскатке по поверхности приклеивается к верхним полкам профнастила и укладывается внахлест, создавая сплошное пароизоляционное герметичное покрытие.
Во-вторых, ПАРОБАРЬЕР — особо прочный материал, стойкий к механическому воздействию с прочностью на разрыв не менее 600Н/500Н (по ГОСТ 31899-1-2011). Прочность уложенной мембраны позволяет выдерживать вес монтажника, стоящего между гофрами профнастила. Соответственно материал не деформируется и не разрывается при монтаже последующих слоев.
В-третьих, ПАРОБАРЬЕР благодаря битумно-полимерному вяжущему обладает эффектом самозалечивания при механическом креплении кровельного «пирога» к основанию. Вяжущее обволакивает крепежи и перекрывает эти каналы влагопереноса. Полиэтиленовая пленка таким эффектом не обладает.
Где оценили ПАРОБАРЬЕР?
Материал представлен на рынке уже более пяти лет. Он активно вовлекается в строительство общественных и производственных зданий, из которых наиболее известными являются аэропорт Домодедово в Москве, стадион «Зенит-Арена» в Санкт-Петербурге, завод Coca Cola в Ростове-на-Дону.
ПАРОБАРЬЕР также поставляется на экспорт вплоть до Австралии и Новой Зеландии.
МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ:
Борьба с наледями на крышах: проблема и способы ее решения