Linie elektroenergetyczne napowietrzne i kablowe: krótki opis, zalety i wady

Linie energetyczne są przeznaczone do przesyłania energii elektrycznej ze źródła zasilania (elektrowni) do konsumentów — w domach, biurach i różnych firmach. Energia elektryczna z elektrowni do użytkownika końcowego pokonuje długą drogę przez wiele różnych podstacji rozdzielczych, między którymi energia elektryczna jest przesyłana napowietrznymi i kablowymi liniami energetycznymi.

Przyjrzyjmy się, czym są napowietrzne i kablowe linie energetyczne i podamy ich zalety i wady.

Napowietrzne linie energetyczne

Przesył energii elektrycznej napowietrzna linia energetyczna odbywa się to za pomocą drutów znajdujących się na zewnątrz i podpartych nad ziemią na wspornikach za pomocą specjalnych łączników (poprzeczek), izolatorów i innych urządzeń służących do mocowania, łączenia i rozgałęziania przewodów. Wszystkie te urządzenia nazywane są liniowymi łącznikami napowietrznych linii energetycznych.

Linia energetyczna po stronie zasilania i po stronie odbiorcy jest podłączona do urządzeń rozdzielczych podstacji. Jeśli sprzęt elektryczny znajduje się na zewnątrz, na zewnątrz, wówczas nazywa się takie urządzenie dystrybucyjne OSG — otwarta rozdzielnica.

Linia napowietrzna jest doprowadzona do portalu liniowego — konstrukcji, do której przewody są zawieszone za pomocą izolatorów. Krople do odłączników linii są podłączane z portalu linii do przewodów linii.

Oprócz podstacji rozdzielczych po stronie zasilającej i odbiorczej, rozłączniki mogą być również instalowane na liniach elektroenergetycznych.

Odłącznik — część urządzenia przeznaczona do włączania (włączania i wyłączania) i tworzenia widocznej przerwy w obwodzie elektrycznym w celu zapewnienia bezpieczeństwa podczas obsługi linii elektroenergetycznych i innych elementów wyposażenia elektrycznego.

Odłącznik długoliniowy może być montowany na liniach elektroenergetycznych, a także na zaczepach (odgałęzieniach) w celu umożliwienia rozłączenia linii w celu łatwiejszej lokalizacji zwarcia i ewentualnego przeprowadzenia prac naprawczych.

Jeżeli rozdzielnica podstacji jest wykonana w pomieszczeniu (rozdzielnica zamknięta), wówczas linia napowietrzna musi zostać doprowadzona do budynku.

Aby wejść do linii napowietrznej, na ścianie budynku montowana jest trawersa z izolatorami, do której podłączone są przewody linii napowietrznej. Do przewodów podłączony jest kabel, który wchodzi do budynku przez rurę zainstalowaną w ścianie.

Wprowadzenie linii napowietrznej do budynku można wykonać za pomocą stojaka do rur, który jest montowany na dachu budynku lub w pobliżu budynku, przy czym kabel zostanie również wprowadzony do budynku przez rurę.

W budynkach usługowych zamiast rur do wprowadzenia kabli można wykonać otwory w ścianie. Jeżeli wprowadzenie linii napowietrznej do budynku odbywa się za pomocą kabla, wówczas taka linia jest uważana za napowietrzną (KVL) - należy to wziąć pod uwagę podczas obsługi linii.

Wejście liniowe można wykonać bez użycia kabla; służą do tego specjalne przepusty, które montuje się w ścianie budynku, do wejść od zewnątrz doprowadza się przewody linii energetycznej, a wewnątrz łączy się szynoprzewody elastyczne lub sztywne o przekroju płaskim, rurowym lub skrzynkowym budynek.

Do ochrony przed ewentualnymi przepięciami na pierwszym wsporniku linii napowietrznej lub podczas zejść do rozłącznika liniowego, a także na wejściach całe stacje transformatorowe (KTP) Lub podstacje masztowe (słupowe).zainstalowanych na linii, zainstalowane są ograniczniki lub ograniczniki przepięć.

Ponadto na liniach napowietrznych o napięciu 35 kV i wyższym, dla ochrony przed przepięciami piorunowymi na całej długości linii, przewód odgromowy, a na portalach liniowych stacji rozdzielczych na obu końcach linii — piorunochrony.

Główne zalety napowietrznej linii energetycznej:

• niższa cena w porównaniu do linii kablowych;

• prostota wyszukiwania i naprawy uszkodzeń.

Najczęstsze rodzaje uszkodzeń linii napowietrznych to zerwane przewody, uszkodzenie izolatora lub innego elementu konstrukcyjnego linii napowietrznej.

Usterki te są diagnozowane na podstawie oględzin podczas omijania linii po zatrzymaniu awaryjnym iw większości przypadków są szybko usuwane bez konieczności stosowania specjalistycznego sprzętu, instalacji testowych i robót ziemnych. Wyjątkiem jest przypadek zniszczenia izolatora jednej z podpór.

W takim przypadku wraz ze spadkiem wytrzymałości dielektrycznej izolatora przepływa przez niego prąd, a obecność uziemienia zostanie zarejestrowana w tej sekcji instalacji elektrycznej.

Do zalet napowietrznych linii elektroenergetycznych można również zaliczyć możliwość transmisji sygnałów wysokiej częstotliwości (HF) liniami elektroenergetycznymi wykorzystywanymi do komunikacji telefonicznej, transmisji danych telemetrycznych, danych z automatycznych systemów dyspozytorskich sterowania procesami (ASDTU), sygnałów z przekaźnikowych urządzeń zabezpieczeniowych i automatyki.

Aby wdrożyć kanał komunikacyjny HF między podstacjami, na początku i na końcu linii, na portalu linii instalowane jest specjalne wyposażenie: pułapka wysokiej częstotliwości, kondensator sprzęgający, filtr sprzęgający i szereg innych urządzeń, przez które przesyłane są sygnały HF są odbierane, konwertowane i przesyłane liniami energetycznymi.

Ponadto wsporniki napowietrznych linii przesyłowych mogą służyć do układania optycznych linii komunikacyjnych. Kabel światłowodowy występuje w różnych typach. Konwencjonalny kabel komunikacyjny jest przymocowany lub nawinięty na jednym z przewodów fazowych lub na przewodzie uziemiającym. Samonośny niemetalowy kabel komunikacyjny można układać niezależnie od wsporników linii napowietrznej. Istnieją również optyczne linie komunikacyjne zatopione w przewodzie fazowym lub kablu odgromowym.

Wady linii napowietrznych to:

• duży obszar strefy ochronnej: w zależności od klasy napięciowej od 10 do 55 m po obu stronach końcówek przewodów linii napowietrznej;

• duże prawdopodobieństwo wystąpienia przepięć piorunowych w przypadku uderzenia pioruna, a także uszkodzeń linii napowietrznych w wyniku niekorzystnych warunków atmosferycznych: w wyniku zderzenia przewodów, zerwania przewodu z izolatora lub zerwania przewodu przez wiatr lub spadające drzewa, takie jak i spowodowane oblodzeniem drutów;

• możliwość uszkodzenia podczas pracy ze sprzętem specjalnym w pobliżu linii z nieprzestrzeganiem dopuszczalnej odległości od przewodów linii napowietrznej (w zależności od klasy napięcia od 1 do 10 m), a także podczas transportu ładunków ponadgabarytowych lub transportu pod linia;

• możliwość porażenia prądem w przypadku zbliżenia się ludzi do uszkodzonego odcinka linii napowietrznej, przewodu leżącego na ziemi (kaskada napięciowa). Niebezpieczeństwem jest również zbliżanie się do przewodów działającej linii napowietrznej na niedopuszczalną odległość;

• z punktu widzenia oddziaływania na środowisko linie napowietrzne są źródłem zagrożenia dla ptaków, które często giną w wyniku porażenia prądem.

Linie energetyczne kablowe

Kablowa linia transmisyjna to linia transmisyjna, która składa się z jednej lub więcej równoległych linii kable, tuleje końcowe i łączące, a także różne elementy złączne.

Kabel składa się z dwóch lub więcej przewodzących rdzeni, każdy rdzeń ma osłonę izolacyjną, a wszystkie rdzenie są ogólnie pokryte zewnętrzną powłoką izolacyjną.

W zależności od typu kabel może konstrukcyjnie składać się z szeregu innych elementów: kabla metalowego, osłony (aluminiowej lub stalowej), wypełniającej szczelinę między rdzeniem, pancerza ochronnego (taśma lub drut), warstwy uszczelniającej oraz liczby innych pośrednich warstw izolacji.

Istnieją pewne typy kabli, do których pompowany jest specjalny gaz lub olej w celu zapewnienia niezbędnych właściwości izolacyjnych, które znajdują się we wnęce kabla pod pewnym ciśnieniem.

Zalety linii kablowych są następujące:

• strefa ochronna linii kablowej — 1 m od kabla w obu kierunkach, niezależnie od klasy napięciowej;

• szeroki wachlarz zastosowań, możliwość doboru optymalnego sposobu montażu w zależności od lokalnych warunków. Kabel można układać w ziemi, na podporach, w tunelach, blokach, korytkach, kanałach, galeriach, kolektorach itp. Możliwość szybkiego podłączenia zasilania do tymczasowych obiektów bez konieczności wykonywania skomplikowanych prac elektrycznych;

• ochrona przed niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi, piorunami;

• bezpieczeństwo podczas eksploatacji, które umożliwia układanie linii elektroenergetycznych na terenach zaludnionych, w miejscach gromadzenia się ludzi, wzmożonego ruchu, a także w innych miejscach, gdzie budowa linii napowietrznych jest utrudniona lub niemożliwa;

• brak dostępu do linii dla osób nieupoważnionych.

Wady linii kablowych:

• nadmierne przemieszczenie i osiadanie gruntu może doprowadzić do odkształcenia, rozciągnięcia iw efekcie uszkodzenia linii kablowej;

• prawdopodobieństwo uszkodzeń mechanicznych w wyniku nieskoordynowanych prac wykopaliskowych w pobliżu trasy kablowej;

• bardziej skomplikowane, w porównaniu z liniami napowietrznymi, poszukiwanie i usuwanie uszkodzonego obszaru.W celu usunięcia uszkodzeń konieczne jest wykonanie robót ziemnych, dostępność specjalistycznego sprzętu do zlokalizowania miejsca uszkodzenia, sprawdzenie izolacji linii, a także sprzętu instalacyjnego złącza…Po usunięciu uszkodzenia jest to konieczne sprawdzenie poprawności fazowania.