Компактные воздушные линии электропередачи

Значительная протяжённость ВЛ и большое количество распределительных устройств на территории страны приводит к увеличению площади отчуждения под воздушные линии и подстанции. Особенно это ощутимо для электрических сетей напряжением 35 кВ и выше.

Проблема неэффективного использования отчуждаемых под ЛЭП земель становится особенно актуальной для территорий развивающихся мегаполисов, где стоимость земли многократно возрастает.

С ростом городов возникает необходимость «глубокого» ввода электропередачи сверхвысокого напряжения ближе к потребителю. Например, на территории Москвы.

В мировой практике уже существует несколько вариантов новых технологий компактных линий электропередачи.

При использовании традиционной основной изоляции для ВЛ – воздуха сокращение изоляционных расстояний между проводами и землёй, т.е. повышение компактности ЛЭП достигается за счёт новых технологий:

- использование экранированных проводов и проводов с увеличенным диаметром;

- применение высокопрочных полимерных линейных изоляторов нового поколения;

- установка столбовых ограничителей перенапряжений;

- применение многогранных и конических металлических опор;

- использование изолированных проводов.

Использование экранированных проводов и проводов с увеличенным диаметром снижает рабочие напряжённости электрического поля. В результате уменьшаются основные изоляционные промежутки.

Высокопрочные полимерные изоляторы дают возможность отказаться от традиционных траверс и этим уменьшить габариты опор.

Отказ от грозозащитных тросов в районах с малой грозовой активностью и установка в каких-то точках столбовых ограничителей перенапряжений также снижает габариты воздушных линий электропередачи.

Многогранные и конические опоры имеют значительно меньший диаметр, чем традиционные решетчатые, что тоже даёт выигрыш в размере опор.

Совокупность применения перечисленных новых технологий позволяет почти вдвое уменьшить габариты опоры, что уменьшает площадь полосы отчуждения земли.

На (рис. 8.15) представлено типовое решение для компактной воздушной линии электропередачи.

Рис. 8.15. Типовое решение компактной ВЛ

Результатом развития техники передачи электрической энергии на дальние расстояния являются различные варианты компактных ВЛ, характеризующиеся меньшим расстоянием между фазами и, как следствие, меньшими индуктивными сопротивлениями и шириной трассы линии (рис. 8.16).

а)	б)
в)	г)	д)	е)
ж)	з)	и)

Рис. 8.16. Расположение проводов фаз компактных линий электропередачи:

а – на опоре «охватывающего типа»; б – на двухцепной линии с междуфазными распорками; в – плоское; г – параболическое; д - плоскотреугольное; е – коаксиальное двухсегментное; ж – коаксиальное четырехсегментное; з – двойное коаксиальное; и – коаксиальное

При использовании опор «охватывающего типа» (рис. 8.16, а) уменьшение расстояния достигается за счет расположения всех фазных расщепленных конструкций внутри «охватывающего портала» или по одну сторону от стойки опор (рис. 8.16, б). Сближение фаз обеспечивается с помощью междуфазных изоляционных распорок. Предложены различные варианты компактных линий с нетрадиционными схемами расположения проводов расщепленных фаз (рис. 8.16, в … и). Кроме уменьшения ширины трассы на единицу передаваемой мощности, компактные линии могут быть созданы для передачи повышенных мощностей (до 8 … 10 ГВт); такие линии вызывают меньшую напряженность электрического поля на уровне земли и обладают рядом других технических достоинств.

К компактным линиям относятся также управляемые самокомпенсирующиеся линии и управляемые линии с нетрадиционной конфигурацией расщепленных фаз. Они представляют собой двухцепные линии, в которых попарно сдвинуты одноименные фазы разных цепей. При этом к цепям подводятся напряжения, сдвинутые на определенный угол. За счет режимного изменения с помощью специальных устройств угла фазного сдвига осуществляется управление параметрами линии.

Кабельные линии

Преимущества КЛ по сравнению с ВЛ:

- неподверженность атмосферным воздействиям;

- скрытность трассы и недоступность для посторонних лиц;

- компактность и возможность широкого развития систем электроснабжения промышленных предприятий и городов,

- меньшая повреждаемость.

Недостатки КЛ по сравнению с ВЛ:

- сложнее при сооружении и эксплуатации;

- дороже в 2 … 6 раз, чем более высокое напряжение – тем дороже.

Наибольшее применение КЛ нашли в СЭС промпредприятий, городов, при передаче электроэнергии через большие водные пространства. КЛ может включать в себя: кабель, соединительные и концевые муфты, строительные конструкции для прокладки кабелей, устройства для повышения электрической прочности маслом или газом под избыточным давлением маслонаполненных кабелей с бумажной изоляцией.

Кабель – готовое заводское изделие из изолированных токопроводящих алюминиевых или медныхжил, заключённых в защитную герметическую оболочку и иногда в броню, предохраняющих их от влаги, кислот и механических повреждений. Число жил – от одной до четырёх, а сечение каждой жилы 1 … 2000 мм². Кабели напряжением до 1 кВ имеют четыре жилы, когда нагрузка несимметричная. Если нагрузка симметричная, то в этом случае используют трёхжильные кабели. Для напряжений 6 … 35 кВ применяют трёхжильные кабели, а для напряжений 110 кВ и выше – одножильные. Сечения жил бывают круглые, секторные или сегментные. Для повышения электрической прочности кабелей напряжением 1 … 35 кВ применяют поясную изоляцию. Защитные оболочки готовят из алюминия, свинца, полихлорвинила. У кабелей напряжением 35 кВ каждая жила имеет дополнительную свинцовую оболочку, что способствует выравниванию потенциалов и отводу тепла. У кабелей с пластмассовой изоляцией и оболочкой эту функцию выполняют экраны из полупроводящей бумаги у каждой жилы. Броня кабеля из стальных лент или проволок защищается от коррозии наружным покровом из кабельной пряжи, пропитанной битумом и покрытой меловым покровом.

В маркировке кабеля заключены сведения о его конструкции, номинальном напряжении, количестве и сечении жил.