Las líneas eléctricas aéreas consisten en. Línea eléctrica aérea. Líneas eléctricas y zonas sanitarias

Cada uno de nosotros es consciente de la importancia que juegan las líneas eléctricas (TL) en nuestras vidas. Podemos decir que la energía que llevan alimenta nuestra vida. Casi cualquier trabajo es imposible sin el uso de electricidad.

Las líneas eléctricas son uno de los pilares del complejo energético

La principal ventaja de la transmisión de energía eléctrica es el tiempo mínimo durante el cual el dispositivo receptor recibirá energía. Esto se debe a la velocidad de propagación del campo electromagnético y asegura la amplia distribución de las líneas eléctricas. La electricidad se transmite a través de distancias bastante largas. Esto requiere trucos adicionales destinados a reducir las pérdidas.

Variedades de líneas eléctricas.

Para conveniencia de la percepción de la información, así como para una adecuada documentación en el campo de la industria eléctrica, se realizó una clasificación de las líneas eléctricas de acuerdo a varios indicadores. Éstos son algunos de ellos.

Método de montaje

El criterio principal por el cual se clasifican las líneas eléctricas es la forma constructiva de transmitir energía. Las líneas se dividen en los siguientes tipos:

• aire- la transmisión de corriente eléctrica se realiza a través de hilos suspendidos sobre soportes especiales;
• cable- la transmisión de corriente eléctrica se realiza por medio de cables eléctricos tendidos en el suelo, conductos de cables u otras estructuras de ingeniería.

Linea de voltaje

Según las características de la red, la longitud de la línea, el número de consumidores y sus necesidades, las líneas eléctricas se dividen en las siguientes clases de tensión:

• inferior (tensión inferior a 1 kV);
• media (tensión en el rango de 1 kV a 35 kV);
• alto (voltaje en el rango de 110 kV a 220 kV);
• ultra alta (tensión en el rango de 330 kV a 750 kV);
• ultra alta (tensión superior a 750 kV).

Tipo de corriente transmitida

De acuerdo con este criterio, las líneas eléctricas se dividen en los siguientes tipos:

1. líneas de CA;
2. líneas de CC.

Las líneas de CC no son muy utilizadas, aunque tienen costos más bajos al transmitir energía a largas distancias. Esto se debe principalmente al alto costo de los equipos.

Composición de las líneas de transmisión

La composición del cable y las líneas aéreas son diferentes. Para la diferenciación, considere cada tipo de línea de transmisión por separado.

Componentes de una línea eléctrica aérea

Las líneas aéreas en su composición tienen muchos dispositivos y estructuras. Enumeramos los principales:

1. soportes;
2. accesorios y aisladores;
3. dispositivos de puesta a tierra;
4. alambres y cables;
5. dispositivos de bits;
6. marcadores de alambre;
7. subestaciones

Además de su propósito directo, las líneas aéreas se utilizan como estructuras de ingeniería para colgar un cable de comunicación de fibra óptica. En este sentido, en algunas líneas, el número de elementos constitutivos crece constantemente.

Componentes de una línea de alimentación por cable

Las líneas de cable se utilizan para transmitir energía eléctrica en lugares inaccesibles para la suspensión a lo largo de los soportes de líneas aéreas. La composición incluye un cable de alimentación y nodos de entrada a la subestación ya los consumidores finales.

Justificación de alto voltaje

Es costumbre que los consumidores entreguen corriente eléctrica con un voltaje de 220 y 380 voltios. Sin embargo, en las condiciones de líneas extendidas, esto no es beneficioso, ya que las pérdidas en tramos mayores de 2 km pueden no ser comparables con el consumo de energía requerido.

Para reducir las pérdidas en largas distancias, se aumenta la potencia y se transmite corriente de alto voltaje. Para hacer esto, las subestaciones elevadoras se utilizan antes de la transmisión y los transformadores reductores se colocan frente al consumidor. Así que la línea de transmisión se ve así:

¿Qué son las líneas eléctricas?

Una red de líneas eléctricas es necesaria para el movimiento y distribución de energía eléctrica: desde sus fuentes, entre asentamientos y objetos de consumo final. Estas líneas son muy diversas y se dividen:

• por tipo de colocación de cables: aire (ubicado al aire libre) y cable (cerrado en aislamiento);
• previa cita - ultralargos, baúl, distribución.

Las líneas eléctricas aéreas y por cable tienen una cierta clasificación, que depende del consumidor, tipo de corriente, potencia, materiales utilizados.

Líneas eléctricas aéreas (LV)

Estos incluyen líneas que se colocan al aire libre sobre el suelo utilizando varios soportes. La separación de las líneas eléctricas es importante para su selección y mantenimiento.

Distinguir líneas:

• según el tipo de corriente que se mueve - alterna y continua;
• por nivel de voltaje: líneas eléctricas de bajo voltaje (hasta 1000 V) y alto voltaje (más de 1000 V);
• en el neutro: redes con un neutro conectado a tierra, aislado y efectivamente conectado a tierra.

Corriente alterna

Las líneas eléctricas que utilizan corriente alterna para la transmisión son implementadas con mayor frecuencia por empresas rusas. Con su ayuda, los sistemas se alimentan y la energía se transfiere a varias distancias.

CORRIENTE CONTINUA

Las líneas eléctricas aéreas que proporcionan transmisión de corriente continua rara vez se utilizan en Rusia. La razón principal de esto es el alto costo de instalación. Además de soportes, cables y diversos elementos, requieren la compra de equipos adicionales: rectificadores e inversores.

Dado que la mayoría de los consumidores usan corriente alterna, al organizar dichas líneas, debe gastar un recurso adicional en la conversión de energía.

Instalación de líneas eléctricas aéreas

El dispositivo de líneas eléctricas aéreas incluye los siguientes elementos:

• Sistemas de apoyo o postes eléctricos. Se colocan en el suelo u otras superficies y pueden ser de anclaje (toman la carga principal), intermedias (generalmente utilizadas para soportar cables en tramos), de esquina (colocadas en lugares donde las líneas de cables cambian de dirección).
• Alambres. Tienen sus propias variedades, pueden estar hechos de aluminio, cobre.
• travesías Se montan en soportes de línea y sirven como base para el montaje de cables.
• Aisladores. Con su ayuda, los cables se montan y aíslan entre sí.
• Sistemas de puesta a tierra. La presencia de dicha protección es necesaria de acuerdo con las normas del PUE (reglas para la instalación de instalaciones eléctricas).
• Protección contra rayos. Su uso brinda protección a las líneas eléctricas aéreas contra el voltaje que puede ocurrir cuando ocurre una descarga.

Cada elemento de la red eléctrica juega un papel importante, asumiendo una determinada carga. En algunos casos, puede utilizar equipo adicional.

Líneas eléctricas de cable

Las líneas eléctricas de cable bajo tensión, a diferencia de las líneas aéreas, no requieren de una gran área libre para su colocación. Debido a la presencia de protección aislante, se pueden colocar: en el territorio de varias empresas, en asentamientos con edificios densos. El único inconveniente en comparación con las líneas aéreas es el mayor costo de instalación.

Bajo tierra y bajo el agua

El método de cierre le permite colocar líneas incluso en las condiciones más difíciles: bajo tierra y bajo la superficie del agua. Para su colocación, se pueden utilizar túneles especiales u otros métodos. En este caso, se pueden usar varios cables, así como varios sujetadores.

Se establecen zonas especiales de seguridad cerca de las redes eléctricas. De acuerdo con las normas de la PUE, deben garantizar la seguridad y las condiciones normales de funcionamiento.

Colocación en estructuras

Es posible tender líneas eléctricas de alto voltaje con diferentes voltajes dentro de los edificios. Los diseños más utilizados incluyen:

• Túneles. Son habitaciones separadas, dentro de las cuales los cables se ubican a lo largo de las paredes o en estructuras especiales. Estos espacios están bien protegidos y facilitan el acceso a la instalación y mantenimiento de las líneas.
• Canales. Estas son estructuras prefabricadas hechas de plástico, losas de hormigón armado y otros materiales, dentro de las cuales se ubican los cables.
• Piso o mio. Locales especialmente acondicionados para la colocación de líneas eléctricas y posibilidad de presencia de una persona.
• Paso superior. Son estructuras abiertas que se colocan en el suelo, cimientos, estructuras de soporte con cables conectados en el interior. Los pasos elevados cerrados se denominan galerías.
• Colocación en el espacio libre de los edificios: huecos, espacio debajo del piso.
• bloque de cables Los cables se colocan bajo tierra en tuberías especiales y se llevan a la superficie utilizando pozos especiales de plástico u hormigón.

Aislamiento de líneas eléctricas de cable

La principal condición a la hora de elegir los materiales para el aislamiento de las líneas eléctricas es que no conduzcan corriente. Por lo general, los siguientes materiales se utilizan en el dispositivo de líneas eléctricas de cable:

• caucho de origen sintético o natural (tiene buena flexibilidad, por lo que las líneas hechas de dicho material son fáciles de colocar incluso en lugares de difícil acceso);
• polietileno (suficientemente resistente a químicos u otros ambientes agresivos);
• PVC (la principal ventaja de dicho aislamiento es la disponibilidad, aunque el material es inferior a otros en términos de durabilidad y diversas propiedades protectoras);
• fluoroplástico (altamente resistente a diversas influencias);
• materiales a base de papel (poco resistentes a las influencias químicas y naturales, incluso si están impregnados con un compuesto protector).

Además de los materiales sólidos tradicionales, se pueden utilizar aislantes líquidos, así como gases especiales, para dichas líneas.

Clasificación por propósito

Otra característica según la cual se realiza la clasificación de las líneas eléctricas, teniendo en cuenta la tensión, es su finalidad. Las líneas aéreas se suelen dividir en: ultralargas, troncales, distribución. Se diferencian según la potencia, tipo de receptor y emisor de la energía. Estos pueden ser grandes estaciones o consumidores: fábricas, asentamientos.

ultralargo

El objetivo principal de estas líneas es la conexión entre diferentes sistemas energéticos. La tensión en estas líneas aéreas parte de 500 kV.

Trompa

Este formato de línea de transmisión eléctrica asume una tensión en la red de 220 y 330 kV. Las líneas troncales aseguran la transmisión de energía desde las centrales hasta los puntos de distribución. También se pueden utilizar para conectar varias plantas de energía.

Distribución

El tipo de líneas de distribución incluye redes bajo tensión de 35, 110 y 150 kV. Con su ayuda, hay un movimiento de energía eléctrica desde las redes de distribución hasta los asentamientos, así como a las grandes empresas. Las líneas con una tensión inferior a 20 kV se utilizan para garantizar el suministro de energía a los consumidores finales, incluso para conectar la electricidad al sitio.

Construcción y reparación de líneas eléctricas.

La colocación de redes de líneas eléctricas de cable de alto voltaje y líneas aéreas es una forma necesaria de proporcionar energía a cualquier objeto. Con su ayuda, la electricidad se transmite a cualquier distancia.

La construcción de redes para cualquier propósito es un proceso complejo que incluye varias etapas:

• Encuesta de la zona.
• Diseño de línea, elaboración de presupuestos, documentación técnica.
• Preparación del territorio, selección y compra de materiales.
• Montaje de elementos de soporte o preparación para instalación de cables.
• Instalación o tendido de cables, dispositivos de suspensión, refuerzo de líneas eléctricas.
• Mejora del territorio y preparación de la línea para el lanzamiento.
• Puesta en servicio, registro oficial de documentación.

Para garantizar la operación eficiente de la línea, se requiere su mantenimiento competente, reparación oportuna y, si es necesario, reconstrucción. Todas estas actividades deben llevarse a cabo de acuerdo con las PUE (reglas para instalaciones técnicas).

La reparación de líneas eléctricas se divide en corriente y capital. Durante el primero se monitorea el estado del sistema, se realizan trabajos de reposición de diversos elementos. La revisión implica un trabajo más serio, que puede incluir el reemplazo de soportes, líneas de acarreo, reemplazo de secciones enteras. Todos los tipos de trabajo se determinan según el estado de la línea de transmisión de energía.

Los elementos principales de las líneas aéreas son cables, aisladores, accesorios lineales, soportes y cimientos. En las líneas aéreas de corriente alterna trifásica se suspenden por lo menos tres hilos que forman un circuito; en líneas aéreas de CC: al menos dos cables.

Por el número de circuitos, las líneas aéreas se dividen en uno, dos y circuitos múltiples. El número de circuitos está determinado por el esquema de suministro de energía y la necesidad de su redundancia. Si se requieren dos circuitos de acuerdo con el esquema de suministro de energía, estos circuitos pueden suspenderse en dos líneas aéreas separadas de un solo circuito con soportes de un solo circuito o en una línea aérea de doble circuito con soportes de doble circuito. La distancia / entre soportes adyacentes se denomina tramo, y la distancia entre los soportes de tipo anclaje se denomina sección de anclaje.

Los cables suspendidos de los aisladores (A, - la longitud de la guirnalda) a los soportes (Fig. 5.1, a) se hunden a lo largo de la línea de la cadena. La distancia desde el punto de suspensión hasta el punto más bajo del cable se llama pandeo /. Determina la dimensión de la aproximación del cable al suelo A, que para un área poblada es igual a: hasta la superficie de la tierra hasta 35 y PO kV - 7 m; 220 kV - 8 m; a edificios o estructuras hasta 35 kV - 3 m; 110 kV - 4 m; 220 kV - 5 m Longitud del vano / está determinada por las condiciones económicas. La longitud del tramo hasta 1 kV suele ser de 30 ... 75 m; PO kV - 150 ... 200 m; 220 kV - hasta 400 m.

Tipos de postes de energía.

Dependiendo del método de colgar los cables, los soportes son:

1. intermedio, en el que los cables se fijan en abrazaderas de soporte;
2. tipo ancla, utilizado para tensar cables; sobre estos soportes, los alambres se fijan en abrazaderas de tensión;
3. angulares, que se instalan en los ángulos de rotación de la línea aérea con la suspensión de cables en las abrazaderas de soporte; pueden ser intermedios, ramales y esquinales, finales, esquinales de anclaje.

Ampliados, sin embargo, los soportes de líneas aéreas por encima de 1 kV se dividen en dos tipos de anclajes, que perciben completamente la tensión de los alambres y cables en tramos adyacentes; intermedio, no percibiendo la tensión de los hilos o percibiendo parcialmente.

En líneas aéreas se utilizan postes de madera (Fig. 5L, b, c), postes de madera de nueva generación (Fig. 5.1, d), acero (Fig. 5.1, e) y postes de hormigón armado.

Soportes de madera VL

Los postes de madera de las líneas aéreas todavía están muy extendidos en los países con reservas forestales. Las ventajas de la madera como material para soportes son: bajo peso específico, alta resistencia mecánica, buenas propiedades de aislamiento eléctrico, variedad redonda natural. La desventaja de la madera es su descomposición, para reducirla se utilizan antisépticos.

Un método eficaz para combatir la descomposición es la impregnación de madera con antisépticos aceitosos. En los EE. UU., la transición a los postes de madera encolada está en marcha.

Para líneas aéreas con una tensión de 20 y 35 kV, en las que se utilizan aisladores de clavija, se recomienda utilizar soportes en forma de vela de una sola columna con una disposición triangular de cables. En líneas aéreas de transmisión de 6-35 kV con aisladores de clavija, para cualquier disposición de cables, la distancia entre ellos D, m, no debe ser inferior a los valores determinados por la fórmula

donde U - líneas, kV; - la flecha más grande correspondiente a la luz total, m; b - espesor de la pared del hielo, mm (no más de 20 mm).

Para líneas aéreas de 35 kV y más con aisladores de suspensión con una disposición horizontal de cables, la distancia mínima entre los cables, m, está determinada por la fórmula

El soporte está hecho de un compuesto: la parte superior (el soporte en sí) está hecha de troncos de 6,5 ... o de troncos de 4,5 ... 6,5 m de largo Los soportes compuestos con peldaños de hormigón armado combinan las ventajas del hormigón armado y la madera. soportes: resistencia al rayo y resistencia al decaimiento en el punto de contacto con el suelo. La conexión del bastidor con el hijastro se realiza con vendajes de alambre de acero con un diámetro de 4 ... 6 mm, tensado con un giro o un perno de tensión.

Los soportes de anclaje y de esquina intermedios para líneas aéreas de 6-10 kV se realizan en forma de estructura en forma de A con bastidores compuestos.

Postes de transmisión de acero

Ampliamente utilizado en líneas aéreas con un voltaje de 35 kV y superior.

Según el diseño, los soportes de acero pueden ser de dos tipos:

1. torre o columna única (ver Fig. 5.1, e);
2. portal, que, según el método de fijación, se dividen en soportes independientes y soportes sobre tirantes.

La ventaja de los soportes de acero es su alta resistencia, la desventaja es su susceptibilidad a la corrosión, lo que requiere una pintura periódica o la aplicación de un revestimiento anticorrosión durante la operación.

Los soportes están hechos de productos laminados en esquinas de acero (básicamente, se usa una esquina isósceles); Los soportes de transición altos pueden estar hechos de tubos de acero. En las uniones de los elementos se utiliza chapa de acero de varios espesores. Independientemente del diseño, los soportes de acero se fabrican en forma de estructuras de celosía espacial.

Postes de transmisión de energía de hormigón armado

En comparación con los de metal, son más duraderos y económicos en su funcionamiento, ya que requieren menos mantenimiento y reparación (si tomamos el ciclo de vida, los de hormigón armado consumen más energía). La principal ventaja de los soportes de hormigón armado es la reducción del consumo de acero en un 40 ... 75%, la desventaja es una gran masa. De acuerdo con el método de fabricación, los soportes de hormigón armado se dividen en hormigonados en el sitio de instalación (en su mayor parte, dichos soportes se utilizan en el extranjero) y prefabricados.

Los travesaños se sujetan al tronco de un poste de soporte de hormigón armado usando pernos que se pasan a través de orificios especiales en el poste, o usando abrazaderas de acero que cubren el tronco y tienen muñones para unir los extremos de las correas transversales a ellos. Los travesaños de metal están galvanizados en caliente de manera preliminar, por lo que no requieren cuidado ni supervisión especiales durante la operación durante mucho tiempo.

Los cables de las líneas aéreas se fabrican sin aislamiento y consisten en uno o más cables trenzados. Los cables de un solo cable, llamados de un solo cable (están hechos con una sección transversal de 1 a 10 mm2), tienen menor resistencia y se usan solo en líneas aéreas con voltajes de hasta 1 kV. Los cables de varios hilos, trenzados a partir de varios hilos, se utilizan en líneas aéreas de todos los voltajes.

Los materiales de los alambres y cables deben tener una alta conductividad eléctrica, tener suficiente resistencia, soportar las influencias atmosféricas (a este respecto, los alambres de cobre y bronce son los más resistentes; los alambres de aluminio son susceptibles a la corrosión, especialmente en las costas del mar, donde las sales están contenidas en el aire; los cables de acero se destruyen incluso en condiciones atmosféricas normales).

Para líneas aéreas, se utilizan cables de acero de un solo cable con un diámetro de 3,5; 4 y 5 mm y alambres de cobre de hasta 10 mm de diámetro. La limitación del límite inferior se debe al hecho de que los alambres de menor diámetro tienen una resistencia mecánica insuficiente. El límite superior está limitado debido a que los dobleces de un alambre monofilar de mayor diámetro pueden causar deformaciones permanentes en sus capas exteriores que reducirán su resistencia mecánica.

Los cables trenzados, retorcidos de varios cables, tienen una gran flexibilidad; tales alambres se pueden hacer con cualquier sección (se hacen con una sección de 1,0 a 500 mm2).

Los diámetros de los hilos individuales y su número se seleccionan de modo que la suma de las secciones transversales de los hilos individuales proporcione la sección transversal total requerida.

Como regla general, los alambres trenzados están hechos de alambres redondos, con uno o más alambres del mismo diámetro colocados en el centro. La longitud del cable torcido es ligeramente mayor que la longitud del cable medida a lo largo de su eje. Esto provoca un aumento en la masa real del cable de 1 ... 2% en comparación con la masa teórica, que se obtiene multiplicando la sección del cable por la longitud y la densidad. Todos los cálculos asumen el peso real del cable como se especifica en las normas pertinentes.

Los grados de los cables pelados indican:

• letras M, A, AC, PS - material de alambre;
• cifras - sección en milímetros cuadrados.

El alambre de aluminio A puede ser:

• Grado AT (duro no recocido)
• AM (recocido suave) aleaciones AN, AZh;
• AS, CENIZAS - de un núcleo de acero y alambres de aluminio;
• PS - de alambres de acero;
• PST - hecho de alambre de acero galvanizado.

Por ejemplo, A50 denota un alambre de aluminio con una sección transversal de 50 mm2;

• AC50 / 8: cable de acero y aluminio con una sección de la parte de aluminio de 50 mm2, un núcleo de acero de 8 mm2 (en los cálculos eléctricos, se tiene en cuenta la conductividad de solo la parte de aluminio del cable);
• PSTZ,5, PST4, PST5: cables de acero de un solo cable, donde los números corresponden al diámetro del cable en milímetros.

Los cables de acero utilizados en líneas aéreas como protección contra rayos están hechos de alambre galvanizado; su sección transversal debe ser de al menos 25 mm2. En líneas aéreas con un voltaje de 35 kV, se utilizan cables con una sección transversal de 35 mm2; en líneas PO kV - 50 mm2; en líneas de 220 kV y superiores -70 mm2.

La sección transversal de los cables trenzados de varios grados se determina para líneas aéreas con voltajes de hasta 35 kV según las condiciones de resistencia mecánica, y para líneas aéreas con un voltaje de 1 kV y superior, según las condiciones de pérdidas por corona. En las líneas aéreas, al cruzar varias estructuras de ingeniería (líneas de comunicación, vías férreas y carreteras, etc.), es necesario garantizar una mayor confiabilidad, por lo tanto, se deben aumentar las secciones transversales mínimas de los cables en los tramos de cruce (Tabla 5.2).

Cuando una corriente de aire fluye alrededor de los cables, dirigida a través del eje de la línea aérea o en un cierto ángulo con respecto a este eje, aparecen turbulencias en el lado de sotavento del cable. Cuando la frecuencia de formación y movimiento de los vórtices coincide con una de las frecuencias de las oscilaciones naturales, el alambre comienza a oscilar en un plano vertical.

Tales oscilaciones del cable con una amplitud de 2 ... 35 mm, una longitud de onda de 1 ... 20 m y una frecuencia de 5 ... 60 Hz se denominan vibraciones.

Por lo general, la vibración de los cables se observa a una velocidad del viento de 0,6 ... 12,0 m / s;

No se permiten cables de acero en tramos sobre tuberías y vías férreas.

La vibración se produce típicamente en tramos de más de 120 m y en áreas abiertas. El peligro de vibración radica en la rotura de cables individuales del cable en las áreas de salida de las abrazaderas debido a un aumento de la tensión mecánica. Las variables surgen de la flexión periódica de los cables como resultado de la vibración y las principales tensiones de tracción se almacenan en el cable suspendido.

En luces de hasta 120 m, no se requiere protección contra vibraciones; los tramos de líneas aéreas protegidos de los vientos transversales no están sujetos a protección; en grandes cruces de ríos y espacios de agua, se requiere protección independientemente de los cables. En líneas aéreas con un voltaje de 35 ... 220 kV y superior, la protección contra vibraciones se realiza mediante la instalación de amortiguadores de vibraciones suspendidos en un cable de acero, que absorben la energía de los cables vibrantes con una disminución de la amplitud de vibración cerca de las abrazaderas.

Cuando hay hielo, se observa la llamada danza de los hilos que, al igual que la vibración, es excitada por el viento, pero difiere de la vibración en una amplitud mayor, alcanzando 12 ... 14 m, y una longitud de onda más larga (con una y dos medias ondas en vuelo). En un plano perpendicular al eje de la línea aérea, el cable A una tensión de 35 - 220 kV, los cables están aislados de los soportes con guirnaldas de aisladores de suspensión. Los aisladores de clavija se utilizan para el aislamiento de líneas aéreas de 6-35 kV.

Al pasar a través de los cables de la línea aérea, libera calor y calienta el cable. Bajo la influencia del calentamiento del cable, ocurre lo siguiente:

1. alargando el cable, aumentando el pandeo, cambiando la distancia al suelo;
2. cambio en la tensión del cable y su capacidad para soportar una carga mecánica;
3. cambio en la resistencia del cable, es decir, cambio en las pérdidas de potencia eléctrica y energía.

Todas las condiciones pueden cambiar en presencia de la constancia de los parámetros ambientales o cambiar juntas, afectando el funcionamiento del cable de la línea aérea. Durante el funcionamiento de la línea aérea, se considera que, a la corriente de carga nominal, la temperatura del cable es de 60 ... 70 ″С. La temperatura del alambre estará determinada por el efecto simultáneo de generación de calor y enfriamiento o disipación de calor. La eliminación de calor de las líneas aéreas aumenta con el aumento de la velocidad del viento y la disminución de la temperatura del aire ambiente.

Con una disminución de la temperatura del aire de +40 a 40 °C y un aumento de la velocidad del viento de 1 a 20 m/s, las pérdidas de calor varían de 50 a 1000 W/m. A temperaturas ambiente positivas (0...40 °C) y bajas velocidades del viento (1...5 m/s), las pérdidas de calor son de 75...200 W/m.

Para determinar el efecto de la sobrecarga en el aumento de pérdidas, primero determine

donde RQ - resistencia del cable a una temperatura de 02, Ohm; R0] - resistencia del cable a una temperatura correspondiente a la carga de diseño en condiciones de operación, Ohm; A /.u.s - coeficiente de aumento de temperatura en la resistencia, Ohm / ° С.

Es posible aumentar la resistencia del cable en comparación con la resistencia correspondiente a la carga calculada con una sobrecarga del 30% en un 12% y con una sobrecarga del 50% en un 16%.

Se puede esperar un aumento en la pérdida de AU durante la sobrecarga de hasta un 30 %:

1. al calcular la línea aérea para AU = 5% A?/30 = 5,6%;
2. al calcular la línea aérea en A17 \u003d 10% D? / 30 \u003d 11,2%.

Con una sobrecarga de líneas aéreas de hasta el 50%, el aumento de pérdidas será igual a 5,8 y 11,6%, respectivamente. Teniendo en cuenta el programa de carga, se puede observar que cuando la línea aérea se sobrecarga hasta en un 50%, las pérdidas superan brevemente los valores estándar permitidos en un 0,8 ... 1,6%, lo que no afecta significativamente la calidad de la electricidad.

Aplicación de cable SIP

Desde principios de siglo se han generalizado las redes aéreas de baja tensión, realizadas como un sistema autoportante de hilos aislados (SIW).

SIP se utiliza en ciudades como tendido obligatorio, como carretera en zonas rurales con baja densidad de población, ramales a consumidores. Las formas de colocar SIP son diferentes: tirar de los soportes; estiramiento en las fachadas de los edificios; tendido a lo largo de las fachadas.

El diseño de SIP (unipolar blindado y no blindado, tripolar con neutro portador aislado o desnudo) generalmente consiste en un núcleo trenzado de conductor de cobre o aluminio, rodeado por una pantalla extruida de semiconductor interno, luego - aislamiento hecho de polietileno reticulado, polietileno o PVC . La estanqueidad la proporciona polvo y cinta compuesta, sobre la cual hay una pantalla metálica de cobre o aluminio en forma de hilos o cintas colocadas en espiral, utilizando plomo extruido.

En la parte superior de la almohadilla de blindaje del cable hecha de papel, PVC, polietileno, la armadura de aluminio está hecha en forma de rejilla de tiras e hilos. La protección exterior es de PVC, polietileno libre de gel. Los tramos de la junta, calculados teniendo en cuenta su temperatura y la sección transversal de los cables (al menos 25 mm2 para la red y 16 mm2 para las derivaciones a las entradas del consumidor, 10 mm2 para el cable de acero y aluminio) oscilan entre 40 y 90 m.

Con un ligero aumento en los costos (alrededor del 20%) en comparación con los cables desnudos, la confiabilidad y seguridad de una línea equipada con SIP aumenta al nivel de confiabilidad y seguridad de las líneas de cable. Una de las ventajas de las líneas aéreas con hilos VLI aislados frente a las líneas eléctricas convencionales es la reducción de pérdidas y potencia al reducir la reactancia. Opciones de secuencia de línea recta:

• ASB95 - R = 0,31 ohmios/km; X \u003d 0.078 ohmios / km;
• SIP495 - respectivamente 0,33 y 0,078 ohmios/km;
• SIP4120 - 0,26 y 0,078 ohmios/km;
• AC120 - 0,27 y 0,29 ohmios/km.

El efecto de reducir las pérdidas cuando se usa SIP y la invariancia de la corriente de carga puede ser del 9 al 47%, pérdidas de energía: 18%.

Las líneas eléctricas técnicas complejas (TL) se utilizan para entregar electricidad a largas distancias. A escala nacional, son instalaciones estratégicamente importantes que están diseñadas y construidas de acuerdo con SNiP y PUE.

Estas secciones lineales se clasifican en cables y líneas eléctricas aéreas, cuya instalación e instalación requieren el cumplimiento obligatorio de las condiciones de diseño y la instalación de estructuras especiales.

Líneas de alta tensión

Fig.1 Líneas eléctricas aéreas de alta tensión

Las más comunes son las líneas aéreas, que se colocan al aire libre mediante postes de alta tensión, a los que se fijan los cables mediante accesorios especiales (aislantes y soportes). La mayoría de las veces, estos son bastidores SK.

La composición de las líneas aéreas incluye:

• soportes para varios voltajes;
• alambres desnudos de aluminio o cobre;
• atraviesa, proporcionando la distancia necesaria, excluyendo la posibilidad de contacto de los cables con los elementos del soporte;
• aisladores;
• bucle de tierra;
• pararrayos y pararrayos.

El punto mínimo de flecha de la línea aérea es: 5÷7 metros en áreas deshabitadas y 6÷8 metros en áreas pobladas.

Como se utilizan postes de alta tensión:

• estructuras metálicas que se utilizan eficazmente en cualquier zona climática y con diferentes cargas. Se distinguen por su suficiente resistencia, fiabilidad y durabilidad. Representar un marco de metal, cuyos elementos están conectados por medio de conexiones atornilladas, que facilitan la entrega e instalación de soportes en los sitios de instalación;
• Los soportes de hormigón armado, que son el tipo más simple de estructuras que tienen buenas características de resistencia, son fáciles de instalar e instalar líneas aéreas sobre ellos. Las desventajas de instalar soportes de hormigón incluyen: cierta influencia sobre ellos de las cargas de viento y las características del suelo;
• postes de madera, que son los más rentables de fabricar y tienen excelentes características dieléctricas. El peso ligero de las estructuras de madera permite que se entreguen rápidamente al sitio de instalación y que sean fáciles de instalar. La desventaja de estas torres de transmisión de energía es su baja resistencia mecánica, lo que les permite ser instaladas solo con cierta carga y susceptibilidad a procesos de destrucción biológica (deterioro del material).

El uso de un diseño particular está determinado por la magnitud del voltaje de la red eléctrica. Será útil poder determinar el voltaje de las líneas eléctricas en apariencia.

Los LV se clasifican:

1. por corriente - continua o alterna;
2. por voltaje nominal - para corriente continua con un voltaje de 400 kilovoltios y corriente alterna - 0.4 ÷ 1150 kilovoltios.

Líneas eléctricas de cable

Fig. 2 Líneas de cable subterráneo

A diferencia de las líneas aéreas, las líneas de cable están aisladas y, por lo tanto, son más costosas y confiables. Este tipo de cable se usa en lugares donde la instalación de líneas aéreas no es posible, en ciudades y pueblos con edificios densos, en los territorios de empresas industriales.

Las líneas eléctricas por cable se clasifican:

1. por voltaje, al igual que las líneas aéreas;
2. según el tipo de aislamiento - líquido y sólido. El primer tipo es el aceite de petróleo y el segundo es la cubierta del cable, que consiste en polímeros, caucho y papel engrasado.

Sus características distintivas son el método de colocación:

• subterráneo;
• submarino;
• para estructuras que protegen los cables de las influencias atmosféricas y proporcionan un alto grado de seguridad durante el funcionamiento.

Fig.3 Tendido de una línea eléctrica submarina

A diferencia de los dos primeros métodos de tendido de líneas de transmisión por cable, la opción "por construcción" prevé la creación de:

• túneles de cables, en los que los cables eléctricos se colocan sobre estructuras de soporte especiales que permiten la instalación y el mantenimiento de las líneas;
• canales de cables, que son estructuras enterradas bajo el piso de edificios en los que las líneas de cables se colocan en el suelo;
• pozos de cables - corredores verticales que tienen una sección rectangular, que brindan acceso a las líneas eléctricas;
• suelos de cable, que son un espacio seco y técnico con una altura de aproximadamente 1,8 m;
• bloques de cables compuestos por tuberías y pozos;
• tipo abierto de pasos elevados - para tendido de cable horizontal o inclinado;
• cámaras utilizadas para colocar acoplamientos de secciones de líneas de transmisión de energía;
• Galerías: los mismos pasos elevados, solo que cerrados.

Conclusión

A pesar de que el cable y las líneas eléctricas aéreas se utilizan en todas partes, ambas opciones tienen sus propias características, que deben tenerse en cuenta en la documentación de diseño que define

A principios del siglo XX, el destacado inventor de origen serbio, Nikola Tesla, trabajó en la opción inalámbrica para transmitir electricidad, pero incluso un siglo después, tales desarrollos no recibieron una aplicación industrial a gran escala. La principal forma de entregar energía al consumidor sigue siendo el cable y las líneas eléctricas aéreas.

Líneas eléctricas: propósito y tipos.

La línea eléctrica es quizás el componente más importante de las redes eléctricas, que forma parte del sistema de equipos y dispositivos de potencia, cuyo objetivo principal es la transferencia de energía eléctrica desde las instalaciones que la producen (centrales eléctricas), la convierten y la distribuyen. (subestaciones eléctricas) a los consumidores. En casos generales, este es el nombre de todas las líneas eléctricas que están fuera de las estructuras eléctricas enumeradas.

Referencia histórica: la primera línea de transmisión de energía (corriente continua, tensión 2 kV) se construyó en Alemania según el proyecto del científico francés F. Despres en 1882. Tenía una longitud de unos 57 km y conectaba las ciudades de Múnich y Miesbach.

Según el método de instalación y disposición, se dividen los cables y las líneas eléctricas aéreas. En los últimos años, especialmente para el abastecimiento energético de las megaciudades, se han construido líneas aisladas con gas. Se utilizan para transmitir alta potencia en edificios muy densos para salvar el área ocupada por las líneas eléctricas y garantizar los estándares y requisitos ambientales.

Las líneas de cable se utilizan cuando la disposición de las líneas de aire es difícil o imposible debido a parámetros técnicos o estéticos. Debido a su bajo costo relativo, mejor mantenibilidad (en promedio, el tiempo para eliminar un accidente o mal funcionamiento es 12 veces menor) y alto rendimiento, las líneas eléctricas aéreas son las más demandadas.

Definición. Clasificación general

Línea eléctrica aérea (OHTL): un conjunto de dispositivos ubicados al aire libre y destinados a la transmisión de electricidad. La estructura de las líneas aéreas incluye cables, travesaños con aisladores, soportes. Como estos últimos, en algunos casos, pueden actuar elementos estructurales de puentes, pasos a desnivel, edificios y otras estructuras. Durante la construcción y operación de líneas y redes eléctricas aéreas, también se utilizan varios accesorios auxiliares (protección contra rayos, dispositivos de puesta a tierra), equipos adicionales y relacionados (comunicación de alta frecuencia y fibra óptica, toma de fuerza intermedia) y elementos de marcado de componentes. .

Según el tipo de energía transmitida, las líneas aéreas se dividen en redes de CA y CC. Estos últimos, debido a ciertas dificultades técnicas e ineficiencias, no han recibido una amplia distribución y se utilizan únicamente para el suministro de energía a consumidores especializados: variadores de CC, talleres de electrólisis, redes de contactos urbanos (transporte electrificado).

Según la tensión nominal, las líneas eléctricas aéreas se suelen dividir en dos grandes clases:

1. Baja tensión, tensión hasta 1 kV. Las normas estatales definen cuatro valores nominales: 40, 220, 380 y 660 V.
2. Alta tensión, superior a 1 kV. Aquí se definen doce valores nominales: media tensión - de 3 a 35 kV, alta - de 110 a 220 kV, ultra alta - 330, 500 y 700 kV y ultra alta - sobre 1 MV.

Nota: todas las cifras dadas corresponden al voltaje de interfase (lineal) de una red trifásica (los sistemas de seis y doce fases no tienen una distribución industrial seria).

De GOELRO a UES

La siguiente clasificación describe la infraestructura y la funcionalidad de las líneas eléctricas aéreas.

Según la cobertura del territorio, la red se divide en:

• para ultra larga distancia (tensión superior a 500 kV), destinado a la conexión de sistemas de energía regionales;
• líneas troncales (220, 330 kV) que sirven para su formación (conexión de centrales eléctricas con instalaciones de distribución);
• distribución (35 - 150 kV), cuyo objetivo principal es el suministro de electricidad a grandes consumidores (instalaciones industriales, el complejo agrícola y grandes asentamientos);
• suministro o suministro (por debajo de 20 kV), proporcionando suministro de energía a otros consumidores (urbanos, industriales y agrícolas).

Las líneas eléctricas aéreas son importantes en la formación del Sistema Energético Unificado del país, cuya base se estableció durante la implementación del plan GOELRO (Electrificación Estatal de Rusia) de la joven República Soviética hace aproximadamente un siglo para garantizar un alto nivel de la fiabilidad del suministro de energía, su tolerancia a fallos.

De acuerdo con la estructura y configuración topológica, las líneas aéreas de transmisión pueden ser abiertas (radiales), cerradas, con energía de respaldo (que contienen dos o más fuentes).

De acuerdo con la cantidad de circuitos paralelos que pasan a lo largo de una ruta, las líneas se dividen en circuitos simples, dobles y múltiples (un circuito se entiende como un conjunto completo de cables de una red trifásica). Si los circuitos tienen diferentes valores de voltaje nominal, entonces dicha línea de transmisión aérea se llama combinada. Las cadenas se pueden unir tanto en un soporte como en diferentes. Naturalmente, en el primer caso aumenta la masa, dimensiones y complejidad del soporte, pero se reduce la zona de seguridad de la línea, que en zonas densamente pobladas juega a veces un papel decisivo en la preparación del proyecto.

Adicionalmente, se utiliza la separación de líneas y redes aéreas, en base al diseño de neutros (aislados, sólidamente puestos a tierra, etc.) y el modo de operación (regular, emergencia, instalación).

territorio asegurado

Para garantizar la seguridad, el normal funcionamiento, la facilidad de mantenimiento y reparación de las líneas eléctricas aéreas, así como para prevenir lesiones y muertes de personas, se establecen zonas con un modo especial de uso a lo largo de las rutas. Así, la zona de seguridad de las líneas eléctricas aéreas es un terreno y el espacio aéreo sobre él, encerrado entre planos verticales, a cierta distancia de los cables extremos. En las zonas de seguridad, está prohibido el trabajo de equipos de elevación, la construcción de edificios y estructuras. La distancia mínima desde la línea eléctrica aérea está determinada por la tensión nominal.

Al cruzar embalses no navegables, la zona de protección de las líneas eléctricas aéreas corresponde a distancias similares, y para las navegables su tamaño aumenta a 100 metros. Además, las pautas determinan las distancias más pequeñas de los cables desde la superficie de la tierra, edificios industriales y residenciales, árboles. Está prohibido tender líneas de alta tensión sobre los techos de los edificios (excepto los industriales, en casos especialmente especificados), sobre los territorios de instituciones infantiles, estadios, áreas culturales y de entretenimiento y comerciales.

Soportes: estructuras hechas de madera, hormigón armado, metal o materiales compuestos para garantizar la distancia requerida de los cables y cables de protección contra rayos desde la superficie de la tierra. La opción más económica, los bastidores de madera, que se utilizaron mucho en el siglo pasado en la construcción de líneas de alta tensión, se están retirando gradualmente del servicio y apenas se instalan nuevos. Los elementos principales de las torres de líneas aéreas de transmisión incluyen:

• cimientos fundaciones,
• bastidores,
• puntales,
• estrías.

Las estructuras se dividen en ancla e intermedias. Los primeros se instalan al principio y al final de la línea, cuando cambia el sentido del recorrido. Una clase especial de soportes de anclaje son transitorios, utilizados en las intersecciones de líneas eléctricas de alto voltaje con arterias de agua, pasos elevados y objetos similares. Estas son las estructuras más masivas y altamente cargadas. ¡En casos difíciles, su altura puede alcanzar los 300 metros!

La fuerza y ​​las dimensiones de la construcción de soportes intermedios, utilizados solo para tramos rectos de las vías, no son tan impresionantes. Según el propósito, se dividen en transposición (que sirve para cambiar la ubicación de los cables de fase), cruz, rama, baja y alta. Desde 1976, todos los soportes se han unificado estrictamente, pero hoy hay un proceso de alejamiento del uso masivo de productos estándar. Intentan adaptar cada pista en la medida de lo posible a las condiciones del relieve, paisaje y clima.

El requisito principal para las líneas de transmisión de alto voltaje es una alta resistencia mecánica. Se dividen en dos clases: no aislados y aislados. Se pueden fabricar en forma de conductores trenzados y de un solo hilo. Estos últimos, compuestos por un núcleo de cobre o acero, se utilizan únicamente para la construcción de líneas de baja tensión.

Los cables trenzados para líneas eléctricas aéreas pueden ser de acero, aleaciones a base de aluminio o metal puro, cobre (estos últimos, debido a su alto costo, prácticamente no se utilizan en rutas largas). Los conductores más comunes están hechos de aluminio (la letra "A" está presente en la designación) o aleaciones de acero y aluminio (grado AS o ASU (reforzado)). Estructuralmente, son alambres de acero trenzados, sobre los cuales se enrollan conductores de aluminio. Acero, para la protección contra la corrosión, galvanizado.

La elección de la sección se realiza de acuerdo con la potencia transmitida de la caída de voltaje permitida, características mecánicas. Las secciones estándar de los cables producidos en Rusia son 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 y 240. Se puede tener una idea de las secciones mínimas de los cables utilizados para la construcción de líneas aéreas. obtenido de la siguiente tabla.

Las ramificaciones a menudo se realizan con cables aislados (marcas APR, AVT). Los productos tienen un revestimiento aislante resistente a la intemperie y un cable portador de acero. Las conexiones de cables en tramos se montan en áreas que no están sujetas a tensión mecánica. Se empalman por engaste (utilizando dispositivos y materiales apropiados) o por soldadura (con termita o aparato especial).

En los últimos años, los cables aislados autoportantes se han utilizado cada vez más en la construcción de líneas aéreas. Para líneas eléctricas aéreas de baja tensión, la industria produce grados SIP-1, -2 y -4, y para líneas de 10-35 kV, SIP-3.

En rutas con voltajes superiores a 330 kV, para evitar descargas de corona, se practica el uso de una fase dividida: un cable de gran sección transversal se reemplaza por varios más pequeños unidos entre sí. Con un aumento en el voltaje nominal, su número aumenta de 2 a 8.

Refuerzo lineal

Los accesorios VTL incluyen travesaños, aisladores, abrazaderas y suspensiones, tiras y espaciadores, sujetadores (soportes, abrazaderas, herrajes).

La función principal de los travesaños es sujetar los cables de tal manera que proporcionen la distancia necesaria entre las fases opuestas. Los productos son estructuras metálicas especiales formadas por ángulos, listones, pasadores, etc. con superficie pintada o galvanizada. Hay alrededor de dos docenas de tamaños y tipos estándar de travesaños, con un peso de 10 a 50 kg (designados como TM-1 ... TM22).

Los aisladores se utilizan para la fijación confiable y segura de cables. Se dividen en grupos, según el material de fabricación (porcelana, vidrio templado, polímeros), propósito funcional (soporte, paso, introductor) y métodos de fijación a los travesaños (pasador, varilla y suspensión). Los aisladores están hechos para un voltaje determinado, que debe indicarse en la marca alfanumérica. Los principales requisitos para este tipo de accesorios al instalar líneas eléctricas aéreas son la resistencia mecánica y eléctrica, la resistencia al calor.

Para reducir la vibración de la línea y evitar roturas de cables, se utilizan dispositivos de amortiguación especiales o bucles de amortiguación.

Parámetros técnicos y protección

Al diseñar e instalar líneas eléctricas aéreas, se tienen en cuenta las siguientes características importantes:

• La longitud del tramo intermedio (la distancia entre los ejes de los bastidores adyacentes).
• La distancia de los conductores de fase entre sí y el más bajo de la superficie de la tierra (tamaño de línea).
• La longitud de la cadena de aisladores de acuerdo con la tensión nominal.
• altura total de los soportes.

Puede hacerse una idea de los parámetros principales de las líneas eléctricas aéreas de 10 kV y más en la tabla.

Para evitar daños en las líneas aéreas y paradas de emergencia durante una tormenta, se lanza un pararrayos de alambre de acero o acero y aluminio con una sección transversal de 50-70 mm 2, conectado a tierra sobre soportes, sobre los cables de fase. A menudo se hace hueco y este espacio se utiliza para organizar canales de comunicación de alta frecuencia.

Los descargadores de válvulas brindan protección contra sobretensiones derivadas de la caída de rayos. En caso de un impulso de rayo inducido en los cables, se produce una ruptura del espacio de chispas, por lo que la descarga fluye hacia el soporte, que tiene el potencial de tierra, sin dañar el aislamiento. La resistencia de apoyo se reduce utilizando dispositivos especiales de puesta a tierra.

Preparación e instalación

El proceso tecnológico de la construcción de la línea aérea de transmisión consiste en trabajos de preparación, construcción e instalación y puesta en marcha. Los primeros incluyen la compra de equipos y materiales, estructuras metálicas y de hormigón armado, el estudio del proyecto, la preparación de la ruta y piquetes, la elaboración de un PEP (plan de producción de obra eléctrica).

El trabajo de construcción incluye la excavación de pozos, la instalación y montaje de soportes, la distribución de barras de refuerzo y equipos de puesta a tierra a lo largo de la ruta. La instalación directa de líneas eléctricas aéreas comienza con el enrollado de alambres y cables, realizando conexiones. A esto le sigue levantándolos a los soportes, estirando, viendo las flechas de pandeo (la mayor distancia entre el cable y la línea recta que conecta los puntos de su unión a los soportes). Finalmente, los alambres y cables se atan a los aisladores.

Además de las medidas generales de seguridad, el trabajo en líneas eléctricas aéreas implica el cumplimiento de las siguientes normas:

• Cese de todos los trabajos cuando se acerca un frente de tormenta.
• Garantizar la protección del personal contra los efectos de los potenciales eléctricos inducidos en los cables (cortocircuito y puesta a tierra).
• Prohibición de trabajar de noche (excepto la instalación de intersecciones con pasos elevados, vías férreas), hielo, niebla, con una velocidad del viento superior a 15 m/s.

Antes de la puesta en servicio, verifique el pandeo y las dimensiones de la línea, mida la caída de voltaje en los conectores, la resistencia de los dispositivos de puesta a tierra.

Mantenimiento y reparación

De acuerdo con las normas de trabajo, todas las líneas aéreas de más de 1 kV cada seis meses están sujetas a inspección por parte del personal de mantenimiento, ingenieros y técnicos, una vez al año, por las siguientes fallas:

• arrojar objetos extraños sobre los cables;
• rupturas o roturas de cables de fase individuales, violación del ajuste de las flechas de hundimiento (no debe exceder las de diseño en más del 5%);
• daño o superposición de aisladores, guirnaldas, pararrayos;
• destrucción de soportes;
• infracciones en la zona de seguridad (almacenamiento de objetos extraños, hallazgo de equipos de gran tamaño, reducción del ancho del claro debido al crecimiento de árboles y arbustos).

Las inspecciones extraordinarias de la ruta se llevan a cabo durante la formación de hielo, durante el período de inundación de los ríos, incendios naturales y provocados por el hombre, así como después del apagado automático. Las inspecciones de escalada se llevan a cabo según sea necesario (al menos una vez cada 6 años).

Si se detecta una violación de la integridad de una parte de los cables del cable (hasta el 17% de la sección transversal total), el área dañada se restaura aplicando un manguito o vendaje de reparación. En caso de daños importantes, el cable se corta y se vuelve a conectar con una abrazadera especial.

Durante la reparación actual de la vía aérea, se enderezan los soportes y puntales torcidos, se verifica el apriete de todas las conexiones roscadas, se restaura la capa protectora de pintura en estructuras metálicas, numeración, letreros y carteles. Medir la resistencia de los dispositivos de puesta a tierra.

La revisión de las líneas eléctricas aéreas implica la implementación de todas las reparaciones actuales. Además, se realiza un cableado completo con la medición de la resistencia de contacto de los acoplamientos y pruebas posteriores a la reparación.