При напряжении свыше 1000 В в линиях не должно быть на одном пролете более одного соединения. Соединение не допускаются также при пересечениях.

При монтаже и ремонте ВЛ применяется соединительная и защитная арматура: зажимы болтовые глухие, подвесные, натяжные, муфты соединительные прессовые и скручивающиеся. Виброгасители применяются для предотвращения вибрации и пляски проводов, распорки- при напряжении свыше 220 кВ для отделения двух проводов одной фазы друг от друга (расщепления фаз).

Расчет сечения и выбор проводов воздушных линий.

Выбор сечений проводов ВЛ при напряжении до 10 кВ производится по нагреву длительно допустимым током нагрузкис учётом поправок на температуру окружающей среды. Допустимые нагрузки указываются в соответствующих таблицах. Расчетная температура для воздуха +25⁰.

Выбранный провод проверяется: по допустимым потерям напряжения в нормальном и пусковом режимах: (линии небольшой длины проверять необязательно)

где l-длина линии, м

g = 32 для алюминия, g =53 для меди - проводимость

DUдоп. = 5 % от Uном. – допустимая потеря напряжения для нормального режима, В;

Например, 5% от 10000 В будет: 0.05*10000 = 500 В.

-По механической прочности проводов и кабелей.

Минимальное сечение проводов ВЛ (без пересечений с ВЛ и ж \ дорогами):

- для алюминиевых проводов ВЛ, мм^{2 -} 25

- для сталеалюминиевых проводов ВЛ, мм² 16

-По экономической плотности тока(проверяются только постоянные линии при сроке службы 5 лет и более.) Sэк=Iраб. / j, мм2

где j , А/мм² - экономическая плотность тока, определяется по таблицам в зависимости от количества часов использования максимума нагрузки.

-По термической стойкости к токам КЗ. (Провода ВЛ проверяются при токах КЗ более 50 кА ).

Для установок напряжением выше 1000 В:

где Iк.¥ - установившийся ток КЗ, А; tф. - приведенное время действия защиты ( если нет данных, то можно принимать равным 0,2с )

С - термический коэффициент, С = 165 - для меди и 90 – для алюминия

Для установок напряжением до 1000 В провода проверяются по условию:

Iдл. доп. проводника ≥ Iном. р. автомата.

Выбор типа проводов.

Выбор типа и сечения проводов воздушных линий производится в соответствии с условиями эксплуатации и токовой нагрузкой. Выбранное по справочным таблицам сечение проверяется по допустимым потерям напряжения, механической прочности, экономической плотности тока и другим факторам.

При выборе сечения жил проводов принимается ближайшее большее стандартное сечение (однако, по экономической плотности тока - ближайшее стандартное сечение). Окончательно принимается самое большое из рассчитанных значений.

Материал проводов и вид проводов - изолированные, неизолированные (голые), или СИП - выбирается, исходя из условий эксплуатации, передаваемой мощности, рабочего напряжения, климатических условий и т.д.

При выборе проводов учитывается как их проводимость так и механическая прочность. Механическая прочность проводов на разрыв:

-медных (М и МГ) - 400 МПа,

-алюминиевых (А и АКП) - 150 МПа,

-сталеалюминиевых (АС, АСКС, АСКП) - от 1100 до 1200 МПа .

В связи с этим на ответственных участках ВЛ (пересечения с дорогами, другими линиями, в населенных пунктах) применяются только сталеалюминиевые провода.

Стоимость и вес алюминиевых проводов значительно меньше медных, поэтому несмотря на разницу проводимости (медь -53 Ом.м, алюминий-32 Ом.м) на большинстве ВЛ применяются алюминиевые и сталеалюминиевые провода.

При выборе проводов линий передач напряжением 35 кВ и выше учитывается возможность возникновения дополнительных потерь в линиях, вызванных появлением «короны». Это явление обусловлено ионизацией воздуха около проводов, если напряженность (градиент) электрического поля у поверхности провода превышает электрическую прочность воздуха. По мере повышения напряжения линии местная корона, вызванная неровностями поверхности провода, загрязнениями и заусенцами, переходит в общую корону по всей длине провода. Наибольшей напряженности поле достигает у поверхности проводов, что соответствует появлению общей короны,

Согласно ПУЭ максимальное значение напряженности электрического поля должно составлять не более 28 кВ/см. Поэтому наименьшие диаметры проводов марки АС, обеспечивающие допустимые потери на коронирование, должны составлять, например, для напряжений 110 и 220 кВ при одном проводе в фазе соответственно 11,4 и 21,6 мм.

В линиях напряжением 330 – 500 кВ для уменьшения индуктивного сопротивления и потерь на корону применяют расщеплённые провода, т.е. подвеску двух проводов и более в одной фазе линии, используя для этой цели распорки (рис. 33).

На воздушных линиях напряжением выше 220 кВ для защиты гирлянд от повреждений при возникновении дуги короткого замыкания применяются защитные рога и кольца.

19. МОНТАЖ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ.

Общие сведения.Основной источник электроэнергии промышленных предприятий - это электрические станции, объединенные в энергетические системы. Электрическая энергия от источника подаётся к потребителям, как правило, с помощью линий электропередач (ЛЭП). Питание подстанций осуществляет чаще всего воздушными и кабельными линиями; питание РУ - по кабельным линиям, токопроводам и шинопроводам. При питании подстанций по радиальным кабельным линиям осуществляется непосредственное, без отключающих аппаратов, присоединение питающего кабеля 6-10 кВ к трансформатору. Для передачи электроэнергии в сетях внутреннего электроснабжения наряду с кабельными линиями широкое распространение получили шинопроводы, прокладываемые по шинным тоннелям или подземным галереям.

Способы выполнения сетей.Распределительные сети системы электроснабжения, прокладываемые по территории предприятий могут представлять собой воздушные и кабельные линии, шинопроводы, токопроводы, СИП, а также силовые и осветительные сети, проложенные установочными проводами.

Воздушные линии (ВЛ-см. ранее, стр.43-55) широко применяют в питающих и распределительных сетях 220-6 кВ при соответствующих условиях окружающей среды, трассы. Для воздушных линий используют в основном голые многопроволочные провода. В качестве опор для воздушных линий применяют: промежуточные, анкерные, угловые, концевые, транспозиционные и специальные опоры.

Кабельные линиидо недавнего времени применялись преимущественно в сетях до 1000 В, 6 – 10 кВ и реже 35 кВ. Однако в последнее время из экономических соображений шире стали применять силовые кабели напряжением 110-220 кВ и выше. Кабель состоит из следующих основных элементов: многопроволочная или цельная токоведущая жила, фазовая изоляция, наполнитель, экраны из проводящих или полупроводящих материалов, оболочка, бронепокров (броня), наружный защитный покров. Жилы кабелей изготавливаются из медных или алюминиевых проволок. Изоляция жил - из пропитанной бумаги, резины, силикона, пластмассы, полиэтилена, а также из нового материала - сшитого полиэтилена (СПЭ). В зависимости от назначения и марки кабеля оболочки изготовляют из свинца, алюминия, поливинилхлорида, полиэтилена и специальной резины. От механических повреждений кабели защищают резиновым шлангом или бронёй из стальных оцинкованных лент или проволок, защищённых от коррозии пропитанной пряжей. Между оболочкой и бронёй имеется защитная подушка из СПЭ, битумного состава, пропитанной бумаги или пряжи. Экраны изготавливают из металлических проволок, фольги, полупроводящих полимерных и металлополимерных материалов.

В зависимости от условий кабели прокладывают в траншеях или в кабельных сооружениях: туннелях, эстакадах, галереях, каналах. Кабельные сооружения должны предусматривать 20%-ый резерв для прокладки дополнительных кабелей. Кабельные линии, пред­назначенные для питания электроприёмников первой категории, прокладывают по отдельным, изолированным друг от друга трассам.

При прокладке кабельных трасс по возможности используют существующие технологические, водо-, тепло- и воздухокоммуникации, стены зданий, лотки, межферменные пространства, натянутые между зданиями троса.

Кабельные сооружения по степени пожароопасности от­носятся к категории В и выполняются из несгораемых материалов.

Токопроводы используют при концентрированном располо­жении нагрузок и большом числе часов использования мак­симума нагрузки. При этом дефицитные кабели 6, 10 и 35 кВ заменяют неизолированными алюминиевыми шинами или проводами. Повышается надежность питания, упрощается эксплуатация, повышается способность к перегрузке. Кнедостаткам токопроводов следует отнести высокую стоимость строитель­ной части, их реактивность, вносимую строительными и кре­пящими конструкциями, которая приводит к дополнительным потерям в токопроводе и снижению напряжения у потребителя, необходимость резервирования, так как аварии на токопроводе сказываются на большом числе потребителей.

Шинопроводы применяют для межцеховых (напряжением 6 –35 кВ) и цеховых (на напряжения до 1000 В) магистралей. Шинопроводы для межцеховых магистралей чаще всего изготовляют из алюминиевых шин, размещенных в общем алюминиевом круглом кожухе.

Закрытые шинопроводы устанавливают на любой высоте, защищенные — на высоте не менее 2,5 м от пола. Применяют также открытые шинопроводы, выполняемые голыми шинами, проложенными по изоляторам, закрепленным на кронштейнах и траверсах нижнего пояса ферм, стен, колонн на высоте не ниже 3,5 м от пола.

1-защитный наружный покров, 2-броня, 3-подушка под броней, 4-металлическая оболочка, 5-поясная изоляция, 6-уплотняющий жгут, 7-изоляция жил, 8-токоведущие жилы

Рисунок 43 – Кабели: бронированный СБ (ААБ), ААБнЛГ и гибкий КШВГТ-10.

Установочные провода широко применяют наряду с шинопроводами и кабелями для подключения двигателей, выпол­нения схем управления и осветительных ceтей. Установочные провода прокладывают открыто (в лотках и желобах) и в газовых трубах. Прокладка в газовых трубах обеспечивает надежную защиту проводов от механических воздействий, допустима в помещениях с любой характеристикой среды и выполняется в любом месте: в бороздах в полу, по стенам и потолкам (открыто и скрыто), по металлическим конструкциям зданий и технологического оборудования). Провода с алюминиевыми жилами нельзя применять при прокладке по конструкциям, подверженным сотрясениям и ударам. Если имеется возможность воздействия на провода масел и их паров, то провода ППВ и АППВ прокладываются в трубах. Эти провода используют также для скрытой проводки осветительных сетей.

Оболочки кабелей.

Для предотвращения проникновения в изоляцию влаги, для защиты изоляции от воздействий света, различных химических веществ, а также предохранения от механических повреждений кабель имеет защитные оболочки.

Лучшими материалами для оболочек кабелей с бумажной изоляцией с точки зрения его герметичности и влагонепроницаемости являются алюминий и свинец. Кабели с невлагоёмкой пластмассовой изоляцией не нуждаются в металлической оболочке и поэтому изготовляются в пластмассовой оболочке.

Алюминиевые оболочки изготовляются прессованными из алюминия марки А и сварными из алюминия марки АД1. Такие оболочки герметичны и в 2-2,5 раза прочнее свинцовых и имеют повышенную стойкость к вибрационным нагрузкам. Благодаря хорошей механической прочности алюминия кабели в алюминиевой оболочке могут эксплуатироваться небронированными. Высокая электрическая проводимость алюминия позволяет использовать оболочки в качестве экрана для защиты кабеля от внешних электрических влияний. Алюминиевая оболочка может быть использована в качестве нулевой жилы силового кабеля.

Свинцовая оболочка изготовляются из свинца марок С-2 и С-3 с добавлением различных присадок. Прочных свинцовых оболочек ниже алюминиевых, и при длительном приложении растягивающих усилий прочность уменьшается. Из-за большой ползучести свинца на вертикальных и наклонных трассах наблюдаются необратимые процессы растяжения оболочек силовых кабелей с пропитанной бумажной изоляцией на нижних участках, приводящие их к разрыву. Свинцовые оболочки также подвержены разрушению почвенной и электрохимической коррозией.

Пластмассовые - поливинилхлоридные и полиэтиленовые оболочки отличаются от изоляционного состава соответствующим подбором пластификаторов и стабилизаторов, обеспечивающих повышенную стойкость против светового старения. Полиэтиленовые и поливинилхлоридные оболочки более стойкие к агрессивным средам по сравнению с алюминиевыми и свинцовыми оболочками.

Оболочки из поливинилхлоридного пластиката не распространяют горение, влагостойкие, маслостойкие, но обладают существенным недостатком – при низких температурах становятся хрупкими. Оболочки из полиэтилена обладают ещё большей влагонепроницаемостью и стойкостью к агрессивным средам.

Защитные покровы.

Защитные покровы могут состоять из подушки, бронепокрова и наружного покрова. В зависимости от конструкции кабеля один или два из указанных элементов могут отсутствовать.

Подушка – часть защитного покрова, наложенная на оболочку и предназначенная для предохранения оболочки от повреждения её лентами или проволоками брони. Толщина подушки в зависимости от конструкции кабеля бывает от 1,4 до 3,2 мм.

Бронепокров (броня) - часть защитного покрова, состоящая из металлических лент

1. 
   Алюминиевая или медная жила. 2-Экран по жиле из экструдируемого полупроводящего СПЭ

3 - Изоляция из сшитого полиэтилена (Пв) 4- Экран по изоляции из экструдируемого полупроводящего сшитого полиэтилена, 5-Разделительный слой: из ленты электропроводящей крепированной бумаги или - из электропроводящей водоблокирующей ленты.6 -Экран из медных проволок, скреплённых медной лентой. 7 -Разделительный слой из двух лент крепированной бумаги или полимерной ленты или - из водоблокирующей ленты, 8 -Слой из алюмополимерной ленты. 9 -Оболочка: из полиэтилена (П), или из полиэтилена, увеличенной толщины (Пу); или из ПВХ пластиката (В);или из ПВХ пластиката пониженной пожароопасности.

Рисунок 44 - Конструкция одножильного кабеля с изоляцией из СПЭ

или проволок и предназначенная для защиты кабеля от внешних механических воздействий. Ленты бывают стальные, покрытые битумным составом оцинкованные толщиной 0,3; 0,5 и 0,8 мм и шириной 10 - 60 мм. Диаметр стальных круглых или плоских оцинкованных проволок от 1,4 до 6 мм.

Наружный покров - часть защитного покрова кабеля, предназначенная для защиты брони от коррозии и выполненная из защитного шланга, выпрессованного из пластмассы, или из волокнистых материалов на основе джуту или стекловолокна, пропитанных специальным противогнилостным горючим или негорючим составом. Толщина наружного покрова из волокнистых материалов бывает от 1,6 до 3,1 мм, из шланга от 1,7 до 3,1.