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.
«Мокрый фасад»: в границах комфорта
Система СФТК, или попросту «мокрый фасад», активно задействуется в облицовке и утеплении зданий различного типа. Она завоевала популярность как у профессиональных строителей, так и у обычных граждан. СФТК состоит из множества важных технологических слоев, что позволяет повысить энергосбережение дома в сочетании с множеством вариантов его наружной отделки. Подробнее о «мокром фасаде» — в специальном развороте «Технологии и материалы».
Дмитрий Шевцов, продукт-менеджер СФТК (ETICS) Caparol, Alpina, кластер ДАВ Россия — Беларусь:
— Компания DAW SE, дочерней компанией которой является ДАВ-Руссланд - пионер технологии утепления фасадов по методу «мокрый фасад» в Германии. Первый объект компанией был реализован еще в 1957 году. Сама же история компании DAW SE в части производства фасадных материалов датируется 1895 годом. Вот уже более 125 лет мы занимаемся разработкой и выпуском передовых материалов и технологий для отделки и защиты фасадов.
ДАВ-Руссланд в настоящее время предлагает в России все виды штукатурных систем утепления «мокрый фасад» под торговыми марками Capatect Basic и Capatect Classiс за исключением систем с наружным облицовочным слоем. Компания локально производит клеевые, базовые (армирующие), защитно-декоративные штукатурные составы на полимерминеральной и полимерной основе, специализированные фасадные краски и грунтовки для системы «мокрый фасад». В частности, отличительной особенностью систем Capatect является их повышенная надежность в части лицевых защитных и отделочных покрытий. Долговечность фасадных систем утепления Capatect исчисляется сроком более 25 лет.
Тамара Афонина, директор по маркетингу Vetonit, компания «Сен-Гобен»:
— «Сен-Гобен» производит СФТК-системы, используя продукцию под брендами WEBER-VETONIT и ISOVER. Коллаборация сильных брендов и опыт собственного производства более 30 лет — одни из основных преимуществ фасадных систем компании. Наши системы сертифицированы по ГОСТ Р 56707-2015 с присвоением повышенного класса надежности СК0. Собственный R&D-центр на территории России способствует поддержанию высокого качества продукции, что подкрепляется доверием крупных застройщиков и долговечностью объектов, некоторые из них смонтированы более 25 лет назад. Наши системы легко монтируются благодаря запасам прочности, что особенно важно для клеевых фасадных смесей. Прогнозируемый срок службы декоративных покрытий по ГОСТ 9.401-2018 не менее десяти лет. В портфолио «Сен-Гобен» входит уникальный продукт для российского рынка теплоизоляции — кварцевые плиты ISOVER, которые на 40% легче аналогов из базальта при сохранении тех же прочностных характеристик 45/15 кпа, что облегчает монтаж, а также увеличивает качество выполнения работ.
Добавлю, что «Сен-Гобен» — это единственная компания в России, которая производит основной комплекс фасадных продуктов на собственных производственных мощностях. Санкции и новые экономические условия, безусловно, затронули практически каждого игрока отрасли, однако мы продолжаем вести активную производственную деятельность, выполняя все обязательства перед своими партнерами. Надеемся, что строительная отрасль в целом будет показывать устойчивый рост и готовность к изменениям.
Василий Аксенов, руководитель технической поддержки направления «Минеральная изоляция» ТЕХНОНИКОЛЬ:
— Глобально «мокрые фасады» делятся на два типа — тонкослойные и толстослойные. Отличаются они между собой по типу монтажа. Мы предлагаем рынку уже готовые системные решения, в которых подобраны все элементы. Специалистам отрасли не нужно подбирать подходящие материалы, задумываться об их совместимости между собой — эту работу уже проделали наши инженеры. В состав системы входит теплоизоляция, крепежи, грунтовочные и штукатурные составы, армирующие сетки, декоративные штукатурки. Главное преимущество для потребителя, помимо качества и надежности, — возможность все приобрести у одного производителя.
Отмечу, что основное преимущество технологии — это ее универсальность. Она не имеет ограничений с точки зрения типа здания, его функционального назначения, открывает перед архитекторами и дизайнерами широкие горизонты по оформлению экстерьера. Этому способствует обилие фактур декоративной штукатурки и разнообразная палитра красок для фасада. С точки зрения монтажа по трудоемкости и затратам данная технология проще, чем, например, слоистая кладка. По этой причине «мокрый фасад» и получил широкое распространение во всех отраслях строительства.
Виталий Борисов, руководитель направления по техническому развитию компании PAROC:
— На строительном рынке сегодня популярно несколько фасадных решений, выбор которых зависит от архитектурного стиля и погодных особенностей региона. Так, в Петербурге в силу его классического стиля более востребованы штукатурные фасады, в то время как в Москве и Подмосковье больше строят объектов с вентилируемыми фасадами. В любом случае каждая фасадная система имеет свои технологические плюсы. Так штукатурные системы открывают простор для множества архитектурных деталей и цветовых решений. Поэтому СФТК активно применяются как для нового строительства, например, в Санкт-Петербурге, так и в других городах — в первую очередь при реконструкции старого фонда.
Компания PAROC предлагает несколько эффективных решений для фасадного рынка. Это собственные инновационные разработки PAROC, которые уже хорошо известны на строительном рынке и получили высокие оценки профессионалов. Одна из них — серия PAROC Linio, рекомендованная для тепло- и звукоизоляции как существующих, так и вновь построенных зданий. Продукция подходит для кирпичных, блочных, деревянных, стеклянных и даже стальных стен. Есть и готовое решение — система PAROC PreWIS, в основе которой железобетонная панель с наружным теплоизоляционным слоем и многослойной защитно-декоративной композицией, выполненной по технологии СФТК. Монтаж теплоизоляции в системе PAROC PreWIS ведется в заводских условиях, что гарантирует качество исполнения и обеспечивает долговечность системы, так как полностью исключены риски попадания осадков под слой теплоизоляции.
Андрей Петров, ведущий инженер-проектировщик ROCKWOOL Россия:
— Система СФТК уже широко опробована в строительстве и доказывает временем свою надежность. Она развивается параллельно с навесными фасадными системами в России и чуть более востребована по объемам строительства. Общий рынок применения этих двух популярных фасадных систем в РФ аналитики оценивают в величину около 60 миллионов квадратных метров за 2021 год, большая часть из них с утеплителем.
Мы поставляем полный комплект материалов для выполнения системы фасадной теплоизоляционной композиционной с тонким штукатурным слоем. Система ROCKFACADE пожаробезопасна, имеет высший класс надежности по ГОСТ Р 56707-2015 и состоит из клея на цементной основе, негорючей теплоизоляции из каменной ваты ROCKWOOL серии ФАСАД, базовой и декоративной штукатурки разных типов и фактуры, а также сетки, тарельчатых анкеров и набора профилей для выполнения углов, откосов, рустов и декоративных элементов. Добавлю, что компоненты системы ROCKFACADE производятся из экологичных и безопасных материалов, обладают отличными теплотехническими характеристиками, высокой паропроницаемостью и широкими архитектурными возможностями. Система применяется в зданиях любой сложности и этажности, а также благодаря своим декоративным возможностям — для реконструкции старых зданий с воссозданием архитектуры времени постройки.
Елена Пашкова, генеральный директор Торгового дома HOTROCK:
— Компания Hotrock производит утеплитель для основного теплоизоляционного слоя системы штукатурных фасадов. Две главные характеристики, которыми стоит оперировать при выборе, — это, во-первых, коэффициент теплопроводности в режиме эксплуатации лямбда Б. Чем он ниже — тем теплее будет в доме. Второй важной характеристикой является показатель на отрыв слоев (предел прочности при растяжении перпендикулярно лицевым поверхностям). Он отвечает за то, какую нагрузку выдержит материал — это может быть клинкерная плитка или штукатурный слой. Необходимо также учесть, что для зданий, находящихся в зоне повышенных ветровых, влажностных и сейсмических нагрузок, этот показатель должен быть выше, а на частный дом до 2–3 этажей — наоборот.
Качество XPS ТЕХНОНИКОЛЬ для строительства федеральных железных дорог подтверждено сертификатом
Качество плит XPS ТЕХНОНИКОЛЬ подтверждено сертификатом соответствия в Регистре сертификации на федеральном железнодорожном транспорте. Это означает, что продукция XPS ТЕХНОНИКОЛЬ отвечает жестким требованиям, предъявляемым к материалам при строительстве железных дорог.
Согласно стратегии развития железнодорожного транспорта общая протяженность новых железнодорожных линий к 2030 году должна вырасти на более чем 20 000 км.
Строительство железнодорожного полотна — трудоемкий процесс, который осложняется с учетом особенностей российского климата. В подавляющем большинстве регионов России грунты подвержены воздействию сил морозного пучения. При минусовой температуре вода в грунте превращается в лед, расширяясь, он деформирует железнодорожное полотно. Весной, когда лед тает, земельная насыпь, напротив, оседает. Циклы замораживания/оттаивания негативно сказываются на качестве, сроке эксплуатации, а главное — на безопасности железнодорожного полотна. Второй задачей является строительство дорог в условиях распространения многолетнемерзлых грунтов, а это более 65% территории России.
«Применение теплоизоляции из экструзионного пенополистирола (XPS) является прогрессивным методом, направленным на снижение сил морозного пучения, а также на сохранение мерзлых грунтов в проектном состоянии, — комментирует Михайлиди Дмитрий, директор по развитию «Полимерная изоляция» ТЕХНОНИКОЛЬ. — Теплоизоляционный слой не только продлевает срок службы железной дороги, но и обеспечивает сохранность и безопасность полотна».
XPS ТЕХНОНИКОЛЬ обладает низким коэффициентом теплопроводности, а также высокой прочностью, выдерживая экстремальные нагрузки от 450 кПа при 5 % линейной деформации, а также имеет высокую прочность при многократно приложенной динамической нагрузке не более 2% при не менее чем 2 млн. циклов, что имитирует работу материалы при воздействии от подвижного состава. Эти характеристики позволяют материалу успешно защищать железнодорожное полотно от промерзания и сохранять эксплуатационные свойства даже в условиях высоких нагрузок от железнодорожных составов.
Плиты XPS ТЕХНОНИКОЛЬ получили маркировку знаком соответствия системы добровольной сертификации на железнодорожном транспорте.