Konstrukcje z gołych drutów do napowietrznych linii energetycznych

Przewody linii napowietrznych, a także kable wzmocnione na szczycie wsporników linii elektroenergetycznej w celu ochrony przewodów przed falami atmosferycznymi i bezpośrednimi uderzeniami piorunów, pracują w trudnych warunkach, ponieważ znajdują się na zewnątrz i są narażone na różne zjawiska atmosferyczne (wiatr, deszcz, lód). , zmiany temperatury) i zanieczyszczeń chemicznych w powietrzu zewnętrznym.

Dlatego oprócz dobrej przewodności elektrycznej druty muszą charakteryzować się odpowiednią wytrzymałością mechaniczną oraz dobrze znosić działanie zjawisk atmosferycznych i zanieczyszczeń chemicznych. Dodatkowo ich działanie musi wiązać się z najniższymi kosztami przy jednoczesnym zagwarantowaniu nieprzerwanego zasilania.

Różne warunki pracy napowietrznych linii elektroenergetycznych determinują zapotrzebowanie na różne konstrukcje przewodów.

Główne konstrukcje to:

1) żyły jednodrutowe wykonane z jednego metalu,

2) wielodrutowy jednożyłowy przewód metalowy,

3) żyły linkowe z dwóch metali,

4) druty drążone,

5) przewodniki bimetaliczne.

Ze względu na większą wytrzymałość mechaniczną i elastyczność w porównaniu z przewodami jednożyłowymi o tym samym przekroju, przewody linkowe zyskały szerokie zastosowanie.

Przewody drążone lub drążone są stosowane w liniach elektroenergetycznych o napięciu 220 kV i wyższym, ponieważ ze względu na ich duże średnice w porównaniu z przewodami wielożyłowymi mogą zmniejszyć lub nawet uniknąć strat koronowych.

Druty lite, jak sama nazwa wskazuje, wykonane są z jednego drutu.

Pojedyncze druty metalowe składają się z kilku skręconych drutów (ryc. 1). Przewodniki mają jeden centralny przewodnik, wokół którego ułożone są kolejne warstwy (rzędy) przewodników. Każda kolejna warstwa ma o 6 drutów więcej niż poprzednia. Z jednym drutem pośrodku, w pierwszym skręcie jest 6 drutów, w drugim - 12, w trzecim - 18. Dlatego jednym skrętem drut jest skręcony od 7, z dwoma skrętami - od 19, aw trzy skręty - od 37 drutów.

Skręcanie sąsiednich nitek odbywa się w różnych kierunkach, co zapewnia bardziej okrągły kształt i pozwala uzyskać drut bardziej odporny na odwijanie.

W szczególnych przypadkach stosuje się skręcone druty z innych splotów.

Ryż. 1. Przewody wielodrutowe wykonane z jednego metalu: a-7-drut, b-19-drut.

Tymczasowa rezystancja skręconych drutów wynosi około 90% sumy tymczasowych rezystancji poszczególnych drutów. Zmniejszenie tymczasowej rezystancji przewodnika jest generalnie spowodowane nierównomiernym rozkładem siły działającej wzdłuż przewodnika między przewodami przewodnika.

Zalety drutów napinanych

Druty splatane mają szereg istotnych zalet w porównaniu z drutami jednodrutowymi:

1.Przewody wielożyłowe są bardziej elastyczne niż przewody jednożyłowe o tym samym przekroju, co gwarantuje ich większe bezpieczeństwo i łatwość instalacji.

Pod wpływem wiatru przewody linii napowietrznych nieustannie się kołyszą, a czasem wibrują, co powoduje dodatkowe naprężenia mechaniczne i zmęczenie metalu.W takim przypadku przewody jednodrutowe ulegają zniszczeniu znacznie szybciej niż wielodrutowe.

2. Wysoką wytrzymałość maksymalną materiału można uzyskać tylko dla drutów o stosunkowo małych średnicach. Przewody jednodrutowe o przekrojach 25, 35 mm2 i większych zmniejszałyby rezystancję końcową.

W przewodach linkowych nie może dojść do tak dużego osłabienia wytrzymałości drutu spowodowanego wadami produkcyjnymi, jak w przypadku przewodów jednodrutowych.

Stwierdzone zalety drutów wielożyłowych sprawiły, że z drutów jednożyłowych wykonywano tylko druty o małych przekrojach. W budowie sieci napowietrznych w większości przypadków stosuje się przewody wielożyłowe. Aluminiowe przewody linii napowietrznej są zawsze wykonane z przewodów linkowych. Przewody jednoprzewodowe z tego metalu nie mają niezbędnej wytrzymałości mechanicznej i nie zapewniają niezawodności zasilania konsumentów.

Przewody stalowo-aluminiowe napowietrznych linii elektroenergetycznych

Chęć zwiększenia wytrzymałości mechanicznej drutów aluminiowych doprowadziła do produkcji drutów aluminiowych z rdzeniem stalowym, tzw. stalowo-aluminiowych.

Druty stalowo-aluminiowe pojawiły się w praktyce przenoszenia mocy ze względu na chęć stworzenia drutu o wysokiej wytrzymałości mechanicznej i dostatecznej przewodności elektrycznej.Zaletami przewodów stalowo-aluminiowych w porównaniu z równorzędnymi przewodzącymi przewodami miedzianymi są znacznie mniejsza waga i znacznie większa średnica zewnętrzna drutu. Dzięki zwiększeniu średnicy, napięcia, przy którym pojawia się korona przewodnika, wynikiem jest zmniejszenie strat koronowych.

Rdzeń drutu wykonany jest z jednego lub kilku skręconych drutów stalowych ocynkowanych o wytrzymałości chwilowej około 120 kg/mm2. Częścią przewodzącą prąd są przewodniki aluminiowe, które pokrywają rdzeń jedną, dwiema lub trzema warstwami.

W obliczeniach elektrycznych drutów stalowo-aluminiowych nie uwzględnia się przewodności elektrycznej części stalowej drutu, ponieważ jest ona stosunkowo niewielka w porównaniu z przewodnością części aluminiowej drutu.

Naprężenia mechaniczne (naprężenia drutu) występują w przypadku stali i aluminium. W przewodach stalowo-aluminiowych o stosunku przekroju aluminiowego do przekroju stalowego około 5-6, przewody aluminiowe przejmują 50-60% całkowitego naprężenia przewodu, resztę stanowi rdzeń stalowy.

Druty stalowo-aluminiowe stosowane są głównie przy budowie sieci regionalnych od 35 do 330 metrów kwadratowych.

Odporność przewodów stalowo-aluminiowych na odczynniki chemiczne w powietrzu jest taka sama jak aluminium i stal osobno. Niemożliwe jest układanie przewodów stalowo-aluminiowych w pobliżu mórz: następuje szybkie niszczenie przewodów aluminiowych przylegających do stalowego rdzenia pod wpływem korozji elektrolitycznej.

W przypadku konieczności połączenia niskiej rezystancji czynnej drutu z bardzo dużą wytrzymałością mechaniczną stosuje się druty stalowo-brązowe i stalowo-aluminiowe.

Najpopularniejsze przewody stalowo-aluminiowe marki AC, o stosunku przekrojów aluminium do stali około 5,5-6.

Druty Aldry mają nieco niższą przewodność elektryczną niż aluminium, ale prawie 2 razy większą wytrzymałość mechaniczną. Aldry to stop aluminium z niewielką ilością magnezu i dwutlenku krzemu. Niski ciężar właściwy olchy i jej wysoka wytrzymałość mechaniczna umożliwiają pokonywanie dużych odległości.

Puste przewody

Konstrukcje z drutu pustego pokazano na ryc. 2. W pierwszym z nich (ryc. 2, a) okrągłe druty miedziane nakładają się na spiralny rdzeń. W zależności od przekroju drutu wykonuje się 1-3 drutów. Inny rodzaj drutu drążonego (rys. 2.6) wykonany jest z drutów kształtowych połączonych specjalną blokadą.Ten rodzaj drutu drążonego jest bardziej racjonalny.

Linie o napięciu 220 kv i wyższym, wykonane z przewodów stalowo-aluminiowych, wymagają mniejszych kosztów budowy i eksploatacji niż linie z przewodami miedzianymi pustymi.

Ryż. 2. Druty drążone: a — z rdzeniem śrubowym z drutów okrągłych, b — z drutów kształtowych z zamkiem.

Druty bimetaliczne

Chęć połączenia wysokiej przewodności miedzi z wysoką wytrzymałością mechaniczną stali doprowadziła do powstania przewodników bimetalicznych. Drut stalowy pokryty jest warstwą miedzi, metale są łączone przez spawanie. Stosunek przekrojów poprzecznych miedzi i stali może się znacznie różnić, co umożliwia uzyskanie drutów o właściwościach zbliżonych do drutów miedzianych lub stalowych.

Marki nowoczesnych drutów gołych i ich konstrukcja:

• A — drut skręcony z drutów aluminiowych,

• AKP — drut klasy A, ale przestrzeń między drutami całego drutu, z wyjątkiem powierzchni zewnętrznej, jest wypełniona smarem neutralnym o podwyższonej odporności cieplnej,

• AC — drut składający się ze stalowego rdzenia i drutów aluminiowych,

• ASKS — drut marki AC, ale przestrzeń międzydrutowa rdzenia stalowego, w tym jego powierzchnia zewnętrzna, wypełniona jest neutralnym smarem o podwyższonej odporności na ciepło,

• ASKP — drut marki AC, ale przestrzeń między drutami całego drutu, z wyjątkiem powierzchni zewnętrznej, wypełniona jest neutralnym smarem o podwyższonej odporności termicznej,

• ASK — przewód marki AC, ale rdzeń stalowy jest izolowany dwoma paskami folii z politereftalanu etylenu. Wielodrutowy rdzeń stalowy pod blachami z politereftalanu etylenu należy pokryć smarem neutralnym o podwyższonej odporności cieplnej,

• Drut AN skręcony z niepoddanych obróbce cieplnej przewodników ze stopu aluminium marki ABE,

• АЖ — drut skręcony z przewodników ze stopu aluminium poddanego obróbce cieplnej marki ABE.