Isolering av kraftledningar

Energiexperter har under lång tid utvecklat en tradition av att kalla apparater för att överföra el från en källa (generator) till en konsument med termen "linje", även om de har en mycket komplex teknisk design och i vissa fall sträcker sig till flera hundra resp. tusentals kilometer.

Enkelt uttryckt består varje transmissionslinje av endast två komponenter:

• strömledningssystem som säkerställer flödet av elektriska strömmar;

• det dielektriska mediet som omger dessa ledningar för att förhindra elektricitet från att passera i en onödig riktning. Denna miljö kallas helt enkelt isolering.

Enligt metoden för isoleringsmaterial som används är kraftledningar uppdelade i:

• luft;

• kabel.

Luftledningar

Dessa strukturer använder de dielektriska egenskaperna hos luften i den omgivande atmosfären för att isolera strömledare. Detta tar hänsyn till det faktum att hans motstånd varierar beroende på väder, temperatur, luftfuktighet och andra parametrar. För att eliminera dessa faktorer väljs det optimala avståndet mellan ledningarna för varje typ av spänning.När dess värde ökar ökar ledningarnas säkerhetsavstånd från varandra.

Eftersom potentialen hos vilken strömledare som helst kan flyta till jord, rör sig fasledarna också bort från jordytan. I praktiken stiger de dock mycket högre, eftersom människor kan gå eller arbeta under dem, transportfordon flyttar och uthus kan lokaliseras. Allt detta beaktas av utformningen av stödet på vilket ledningarna är fixerade.

Isolering av luftledningar

Förutom att välja luftavståndet mellan ledningarna och marken är det nödvändigt att fixera de nuvarande ledningarna på masterna för att inte störa deras elektriska motstånd. När allt kommer omkring är materialen som används för stöd (trä och betong i vått väder och metallkonstruktioner under alla omständigheter) bra ledare av elektricitet.

För att fixera öppna ledningar på stödens master används speciella strukturer, som kallas isolatorer... De är gjorda av ett resistent dielektriskt material. Oftast väljer de speciella typer av porslin, glas eller, mer sällan, plast.

Utformningen av en separat typ av porslinsisolatorer visas på bilden.

Isolatorn som visas till vänster är gjord av ett enda stycke porslin. Och högern består av två delar.

Enligt metoden för att fästa på masten är isolatorer indelade i:

• stiftstrukturer som är fästa på en metallstift monterad på traversen i vertikalt läge;

• upphängda anordningar upphängda i en mast;

• spänningsmönster fixerade i ett horisontellt plan för att motstå dragkrafter.

Alla är tillverkade för att fungera vid en viss klass av nätspänning. Samtidigt uppfattar de betydande mekaniska krafter i vertikal och horisontell riktning som skapas av kablarna som är fästa vid dem under alla väderförhållanden.

Starka vindbyar, även i kombination med ansamling av snö och is, bör inte försämra den mekaniska styrkan hos isolatorer och ledningar, och långvarigt regn och till och med regn bör inte försämra deras elektriska motstånd. Annars kommer det att finnas ett nödläge, vars borttagning kommer att kräva enorma kostnader.

Bilden nedan visar ett exempel på att fixera öppna ledningar av en enfas 220-voltsledning på traversen av en stödmast vid anslutning av en gatubelysningsanordning med porslinsisolatorer.

Denna metod används ofta för att belysa vägar, trottoarer, områden på territoriet. Materialet i en sådan isolator kan motstå mekaniska krafter av:

• spänning av ledningar som verkar i horisontalplanet längs kraftledningens axel;

• vikterna av strukturen upphängd på dem som verkar på isolatorns kompression.

Samma konstruktioner används för 0,4 kV-ledningar.

Öppna metallledare ersätts av luftledningar med spänning upp till och med 35 kV. självbärande isolerade strukturer.

När du använder dem används inte porslins- eller glasisolatorer, men kabel- och trådfästsystemet som visas på bilden.

På stolpar där utsatta ledningar och självbärande strukturer är anslutna används båda typerna av infästning.

När spänningen som appliceras på luftöverföringsledningen ökar, ökar storleken på isolatorerna och deras dielektriska egenskaper.Kraftfullare isolatorer fungerar på 10 kV luftledningar.

För att absorbera trådarnas horisontella dragkrafter på platser där ledningarna vänder sig, till exempel för att bypassa tankar, används spänningsisolatorer som kan bestå av girlander.

Bilden visar den kombinerade användningen av stöd- och spänningsisolatorer på ett förstärkt stödstöd av VL-10 kV.

Samma strukturer installeras på stöd med frånskiljare… Stödisolatorer säkerställer driften av rörliga blad och fasta fasta kontakter på frånskiljaren, och spänningsisolatorer absorberar ledarnas dragkrafter.

Bilden bekräftar att konstruktionen av alla 25 kV luftledningsisolatorer har blivit mer komplex. De ökade avståndet mellan kraftledningens strömledare och bärarmaterialet.

Detta syns tydligt på 110 kV luftledningen, där strängen av isolatorer har blivit längre och deras upphängda konstruktion nu används.

Luftledningarnas ändar är anslutna till transformatorgenomföringar placerade vid transformatorstationer.

Anslutningspunkterna för kraftledningarna till utrustningen i 110 kV högspänningsöppet ställverk skyddas av mer komplexa strukturer av bärande isolatorer som kan motstå betydande elektriska och mekaniska belastningar. De tar bort de strömförande kablarna från stöden på ett ännu större avstånd.

Detsamma kan ses på bilden av ett överliggande torn av metall för överföring av 330 kV högspänningseffekt. Bilden visar att varje fas har en separation av strömledare, vars ledare är fixerade på traversen med en ännu mer förstärkt krans av glasspänningsisolatorer.

Stolpisolatorerna på en 330 kV transformatorstation flyttar ledarna och samlingsskenorna ännu längre bort från utrustningen.

Kabel kraftledningar

I dessa strukturer är fasernas ledande kärnor separerade från varandra av ett lager av fast dielektrikum och skyddas från miljöns påverkan av ett starkt men elastiskt skal. Ibland kan flytande kabelolja gjord av petroleumprodukter eller gasformiga ämnen användas istället för fasta ämnen. Men sådana dielektrika används sällan i praktiken.

När det gäller produktionskostnader är kabelledningar dyrare än luftledningar. Därför läggs de i staden, inuti bostadshus, industriområden, vid korsningar med vattenbarriärer, när antennstöd inte kan installeras.

För att lägga kablar, skapa kabelrännor, kanaler eller vanliga nedgrävda skyttegravarsom begränsar åtkomsten till strömförande kretsar.

Isolering av kabelkraftledningar

Konstruktionen av strömkabeln för kraftledningar beror på mängden effekt som överförs genom den och den pålagda spänningen.

Ledarna i kabeln är vanligtvis gjorda av koppar eller aluminiumlegeringar, och typen av dielektriska material som används mellan dem beror på storleken på den applicerade spänningen.

I enheter upp till 1000 volt används oftast lager av polyetenföreningar eller strukturer med pappersfyllmedel och buntar impregnerade med kabelolja av olika konsistens.

Det ungefärliga arrangemanget av isoleringsskikten för en icke-standard fyrkärnig kabel visas på bilden.

Här är metallen i varje ledande kärna belagd med ett isolerande skikt som kommer i kontakt med de pappersbuntar och fyllmedel som placeras i bandisoleringen.Det yttre skalet tätar hela strukturen helt.

När papperet impregneras med mineraloljor med olika tillsatser för att öka skiktets viskositet ökar de dielektriska egenskaperna samtidigt. Sådana viskösa oljeimpregnerade kabelkablar kan arbeta i högspänningskretsar upp till och med 10 kV.

Den tekniska metoden för tillverkning av ledningstrådar ökar det dielektriska skiktets driftsegenskaper. För detta är varje kärna gjord i form av en separat koaxialkabel med viskös impregnering, placerad inuti blymanteln.

Utrymmet mellan sådana vener fylls med jutefyllmedel och placeras inuti ett pansarskikt av galvaniserade ståltrådar, omgivet av ett yttre förseglat skyddsskikt.

Sådana kablar med blymetallledare fungerar i högspänningskretsar upp till och med 35 kV.

För överföring av el längs kabeln med högre spänningar upp till 110 kV och högre används andra strukturer av isoleringsskiktet. Detta kan vara mindre trögflytande kabelolja, inerta gaser (oftast kväve). Oljetrycket i sådana lager kan vara lågt (upp till 1 kg / cm2), medium (upp till 3 × 5 kg / cm2) eller högt (upp till 10-14 kg / cm2). Sådana kablar fungerar i högspänningskretsar upp till och med 500 kV.

Inspektioner av isolering av kraftledningar

Under driften av elektrisk utrustning bedöms tillståndet för de dielektriska skikten:

• alltid;

• med jämna mellanrum.

Specialstyrenheter utför en kontinuerlig analys av isoleringskvaliteten i automatiskt läge. De är inställda på ett sådant sätt att de mäter mycket låga läckströmmar under normal drift.När ett genombrott av det dielektriska skiktet inträffar ökar dessa strömmar och ögonblicket för deras passage genom det kritiska värdet fixeras av en reläströmkrets med utfärdande av ett larmkommando för att meddela servicepersonalen.

Periodisk övervakning av tillståndet för isolering av elektrisk utrustning, inklusive kraftledningar, tilldelas speciellt utformade elektriska laboratorier som utför högspänningsinspektioner i form av mätningar och tester med specialiserade mobila eller stationära installationer.

Den tekniska personalen för sådana laboratorier i kraftsystemet är uppdelad i separata avdelningar som kallas isoleringstjänst. Hon deltar under ledning av chefen i rutinmässiga tester av befintlig energiutrustning och kraftledningar och är skyldig att före varje introduktion av anordningar på vilka förebyggande arbete med demontering av kretsen har utförts lämna in en skriftlig yttrande om ingångssektionens beredskap att motstå högspänningsbelastningen med isolering.

Läs också: Orsaker till skador på luftledningar