Воздушные линии электропередачи

Воздушная линия электропередачи (ВЛ) – устройство, предназначенное для передачи электроэнергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикреплённым с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и арматуры к опорам или другим сооружениям (мостам, путепроводам и т. д.). В качестве изоляции выступает обычный атмосферный воздух, а необходимая электрическая прочность обеспечивается за счёт допустимых расстояний между фазами. Провода воздушной ЛЭП выполняются сталеалюминиевыми. Сталь находится внутри сечения проводника и предназначена для создания механической прочности. Алюминий находится снаружи и предназначен собственно для пропускания тока с минимальными потерями. Удельное сопротивление алюминия гораздо меньше, чем у стали. При этом пользуются поверхностным эффектом: переменный ток в основном протекает по поверхности проводника. В табл. 5.1 приведены наиболее значимые параметры воздушных ЛЭП.

Таблица 5.1. Основные параметры воздушных ЛЭП

Примечания:

Р_max – наибольшая передавая мощность в расчёте на одну цепь;

l_max – наибольшая длина передачи;

D_ср – среднегеометрическое расстояние между фазами.

По назначению ВЛ бывают:

сверхдальние напряжением 500 кВ и выше (предназначены для связи отдельных энергосистем);

магистральные напряжением 220 и 330 кВ (предназначены для передачи энергии от мощных электростанций, а также для связи энергосистем и объединения электростанций внутри энергосистем);

распределительные напряжением 35, 110 и 150 кВ (предназначены для электроснабжения предприятий и населённых пунктов крупных районов).

ВЛ могут крепиться на деревянные, железобетонные и металлические опоры. ВЛ могут быть одноцепными и двухцепными.

По отношению к другим видам токоведущих частей воздушные линии обладают недостатками, обусловленными тем обстоятельством, что единственной изоляцией между фазами является воздух. Так, например, для ВЛ имеется проблема схлёстывания при большой ветровой нагрузке. Физически соседние фазы могут и не соприкасаться, но расстояние между ними может снизиться настолько, что произойдёт пробой воздушного промежутка. Особенно эта проблема становится актуальной в период гололёда – налипания снега и льда на проводник. В этот период проводник растягивается вниз под действием тяжести ледяной оболочки, а также отклоняется по горизонтали под действием повышенной парусности, т. к. диаметр наледи многократно превышает диаметр проводника. При дальнейшем потеплении ледяной покров проводника срывается, а провод под действием сил упругости резко движется вверх, что также может стать причиной схлёстывания. В районах, подверженных гололёду, используют схемы плавки льда электрическим током.

Другой характерной проблемой для воздушных линий являются удары молнии. Воздушные лини напряжением 110 кВ и выше защищают грозозащитными тросами, проходящими вдоль линии над группой рабочих проводников. Грозозащитные тросы выполняют либо в виде стальных канатов, либо сталеалюминиевых проводов.