Wayar dan kabel talian kuasa atas
hidup talian udara penghantaran kuasa voltan melebihi 1000 V, wayar kosong dan kabel digunakan. Berada di luar rumah, mereka terdedah kepada atmosfera (angin, ais, perubahan suhu) dan kekotoran berbahaya dari udara sekeliling (gas sulfur daripada loji kimia, garam laut) dan oleh itu mesti mempunyai kekuatan mekanikal yang mencukupi dan tahan terhadap kakisan (karat ).
Pada masa ini, konduktor keluli-aluminium telah menemui aplikasi terbesar dalam talian atas.
Sebelum ini, wayar tembaga digunakan pada talian atas, dan kini aluminium, keluli-aluminium dan keluli digunakan, dan dalam beberapa kes, wayar aloi aluminium khas - eldrium, dll. Kabel pelindung kilat biasanya diperbuat daripada keluli.
Mereka dibezakan dengan reka bentuk:
a) konduktor berbilang teras bagi satu logam, yang terdiri (bergantung kepada keratan rentas konduktor) sebanyak 7; 19 dan 37 wayar berasingan dipintal bersama (Rajah 1, b);
b) wayar wayar tunggal yang terdiri daripada satu wayar pepejal (Rajah 1, a);
c) konduktor terkandas dua logam - keluli dan aluminium atau keluli dan gangsa.Konduktor keluli-aluminium reka bentuk konvensional (kelas AC) terdiri daripada teras keluli tergalvani (wayar tunggal atau berpintal 7 atau 19 wayar), di sekelilingnya terletak bahagian aluminium, yang terdiri daripada 6, 24 atau lebih wayar (Rajah 1). , ° C).
nasi. 1. Pembinaan wayar talian atas: a — wayar wayar tunggal; b - konduktor terkandas; c — wayar keluli-aluminium.
Data reka bentuk struktur aluminium kosong dan konduktor keluli-aluminium adalah dalam GOST 839-80.
Lihat juga: Struktur wayar kosong untuk talian kuasa atas
Pemilihan saluran udara melibatkan pertimbangan beberapa faktor, antaranya salah satu yang paling penting ialah pemanasan berpanjangan dengan arus elektrik. Pemanasan wayar mengehadkan kapasiti penghantaran talian atas, membawa kepada kakisan wayar, kehilangan kekuatan mekanikalnya, peningkatan sag, dsb. Suhu konduktor bergantung kepada beban semasa dan keadaan cuaca laluan talian atas.
Keupayaan membawa beban wayar sangat dipengaruhi oleh keadaan cuaca—kelajuan angin, suhu ambien dan sinaran suria, yang berbeza-beza secara meluas sepanjang tahun.
Perubahan dalam kelajuan angin dikatakan mempunyai kesan yang lebih besar daripada perubahan suhu udara. Angin lemah dengan kelajuan 0.6 m / s meningkatkan daya pemprosesan wayar sebanyak 140% berbanding keadaan udara statik, manakala peningkatan suhu persekitaran sebanyak 10 ° C mengurangkannya sebanyak 10-15%.
Wayar tembaga
Wayar saya, diperbuat daripada dawai tembaga yang ditarik ketat, mempunyai rintangan rendah (r = 18.0 Ohm x mm2/ km) dan kekuatan mekanikal yang baik: kekuatan tegangan maksimum sp = 36 ... 40 kgf / mm2, berjaya menahan pengaruh atmosfera dan kakisan daripada bahaya kekotoran di udara.
Wayar kuprum ditandakan dengan huruf M dengan penambahan keratan rentas nominal wayar. Jadi, wayar kuprum dengan keratan rentas nominal 50 mm2 bertanda M — 50.
Pada masa ini, kuprum adalah bahan yang jarang dan mahal, itulah sebabnya ia boleh dikatakan tidak digunakan sebagai konduktor untuk talian kuasa atas.Untuk menjimatkan konduktor kuprum, kuprum, gangsa dan keluli-gangsa telah dihentikan pada tahun 1960-an.
wayar aluminium
Wayar aluminium berbeza daripada wayar kuprum dengan jisim yang jauh lebih rendah, rintangan spesifik lebih tinggi sedikit (r = 28.7 ... 28.8 Ohm x mm2/ km) dan kurang kekuatan mekanikal: sp = 15.6 kgf / mm2 — untuk konduktor konduktor kelas AT dan sp = 16 … 18 kgf / mm2 wayar Atp.
Wayar aluminium digunakan terutamanya dalam rangkaian tempatan. Kekuatan mekanikal rendah wayar ini tidak membenarkan voltan tinggi. Untuk mengelakkan anak panah besar dan selamatkan yang diperlukan PUE saiz minimum garisan ke tanah, adalah perlu untuk mengurangkan jarak antara sokongan dan ini meningkatkan kos talian.
Untuk meningkatkan kekuatan mekanikal wayar aluminium, ia diperbuat daripada wayar berbilang terkandas, ditarik keras. Bertolak ansur dengan pengaruh atmosfera, wayar aluminium tidak menahan kesan kekotoran berbahaya dari udara.
Oleh itu, untuk talian atas yang dibina berhampiran pantai, tasik garam dan loji kimia, konduktor aluminium jenama AKP yang dilindungi daripada kakisan (tahan kakisan aluminium, dengan mengisi ruang antara konduktor dengan gris neutral) adalah disyorkan. Konduktor aluminium ditandakan dengan huruf A dengan penambahan keratan rentas nominal konduktor.
Wayar keluli
Wayar keluli mempunyai kekuatan mekanikal yang tinggi: kekuatan pecah maksimum sp = 55 ... 70 kgf / mm2... Wayar keluli adalah wayar tunggal atau berbilang wayar.
Rintangan elektrik wayar keluli jauh lebih tinggi daripada aluminium, dan dalam rangkaian AC ia bergantung kepada jumlah arus yang mengalir melalui wayar. Wayar keluli digunakan dalam rangkaian tempatan dengan voltan sehingga 10 kV apabila menghantar kuasa yang agak rendah, apabila pembinaan talian dengan wayar aluminium kurang menguntungkan.
Kelemahan ketara wayar dan kabel keluli ialah mudah terdedah kepada kakisan. Untuk mengurangkan kakisan, wayar tergalvani. Terdapat dua jenama dawai keluli terkandas yang tersedia: PS (dawai keluli) dan PMS (dawai keluli tembaga). Wayar PS mempunyai penambahan tembaga sehingga 0.2%, dan wayar PSO dibuat dengan diameter 3; 3.5; 5 mm. Kabel perlindungan kilat kabel berbilang wayar keluli dihasilkan dalam gred S-35, S-50 dan S-70.
Wayar keluli-aluminium
Konduktor keluli-aluminium mempunyai rintangan yang sama seperti konduktor aluminium dengan keratan rentas yang sama, kerana dalam pengiraan elektrik konduktor keluli-aluminium, kekonduksian bahagian keluli tidak diambil kira kerana tidak penting berbanding dengan kekonduksian bahagian aluminium konduktor.
Wayar keluli berstruktur membentuk bahagian dalam dawai aluminium keluli, dan wayar aluminium membentuk bahagian luar. Keluli direka untuk meningkatkan kekuatan mekanikal, aluminium adalah bahagian konduktif.
Dengan wayar keluli-aluminium, tegasan dalaman tambahan berlaku pada bahagian aluminium wayar, disebabkan oleh pekali pengembangan haba aluminium dan keluli yang berbeza.
Had tegasan wayar mandatori pada suhu tahunan purata untuk semua konduktor adalah perlu untuk mengelakkan kehausan cepat konduktor akibat getaran.
Secara eksperimen telah ditubuhkan bahawa aluminium mula kehilangan sifat kekuatannya pada suhu melebihi 65 ° C. Mengambil kira ini, apabila memilih suhu operasi maksimum wayar keluli-aluminium, adalah disyorkan untuk merancang pengurangan kekuatan aluminium sebanyak 12 — 15 % (iaitu 7 — 8% kehilangan kekuatan wayar secara keseluruhan) ) sepanjang hayat perkhidmatan mereka, yang kira-kira sepadan dengan operasi berterusan wayar selama 50 tahun pada suhu 90 ° C. Perlu diperhatikan bahawa jumlah kehilangan kekuatan mekanikal akibat beban kecemasan jangka pendek wayar tidak melebihi 1%.
Jenama wayar keluli-aluminium berikut (GOST 839-80) dihasilkan:
AC - wayar yang terdiri daripada teras - wayar keluli tergalvani dan satu atau lebih lapisan luar wayar aluminium. Kawat bertujuan untuk meletakkan di darat, kecuali di kawasan dengan udara tercemar dengan sebatian kimia berbahaya;
PERTANYAAN, ASKP — serupa dengan wayar jenama AC, tetapi dengan teras keluli (C) atau keseluruhan wayar (P) diisi dengan gris yang menghalang kejadian kakisan wayar. Direka untuk meletakkan di sepanjang pantai laut, tasik garam dan di kawasan perindustrian dengan udara tercemar;
ASK — sama seperti wayar ASK, tetapi dengan teras keluli yang ditebat dengan sarung plastik. Dalam penandaan wayar, selepas huruf A, mungkin terdapat huruf P, yang menunjukkan bahawa wayar telah meningkatkan kekuatan mekanikal (contohnya, APSK).
Wayar keluli-aluminium semua jenama dihasilkan dengan nisbah keratan rentas bahagian aluminium wayar yang berbeza kepada keratan rentas teras keluli: dalam 6.0 ... 6.16 - untuk pengendalian wayar dalam medium keadaan beban mekanikal; 4.29 ... 4.39 — kekuatan dipertingkatkan; 0.65 … 1.46 — kekuatan diperkukuh terutamanya: 7.71 … 8.03 — binaan ringan dan 12.22 … 18.09 — terutamanya ringan.
Wayar ringan digunakan pada talian yang baru dibina dan dibina semula di kawasan yang ketebalan dinding ais tidak melebihi 20 mm. Konduktor keluli-aluminium bertetulang disyorkan untuk digunakan di kawasan dengan ketebalan dinding ais lebih daripada 20 mm. Wayar kuat khas digunakan untuk pelaksanaan jarak jauh dalam lintasan melalui ruang air dan struktur kejuruteraan.
Untuk pencirian konduktor keluli-aluminium yang lebih lengkap, keratan rentas nominal konduktor dan keratan rentas teras keluli dimasukkan dalam penetapan jenama wayar, contohnya: AC-150/24 atau ASKS-150 /34.
wayar Aldrei
Wayar Aldry mempunyai rintangan elektrik yang hampir sama dengan wayar aluminium, tetapi mempunyai kekuatan mekanikal yang lebih besar. Aldry ialah aloi aluminium dengan sejumlah kecil besi («0.2%), magnesium (» 0.7%) dan silikon («0.8%); dari segi rintangan kakisan, ia sama dengan aluminium. Kelemahan wayar Aldrey ialah rintangannya yang rendah terhadap getaran.
Lokasi wayar talian atas
Konduktor pada penyokong talian atas boleh diletakkan dengan cara yang berbeza: pada garis litar tunggal — dalam segi tiga atau mendatar; pada garisan dengan rantai berganda - pokok terbalik atau heksagon (dalam bentuk «tong»).
Susunan wayar dalam segi tiga (Rajah 2, a) digunakan pada talian dengan voltan sehingga 20 kV, termasuk pada talian dengan voltan 35 ... 330 kV dengan logam dan sokongan konkrit bertetulang.
Susunan wayar mendatar (Rajah 2, b) akan digunakan pada talian 35 ... 220 kV dengan sokongan kayu. Susunan wayar ini adalah yang terbaik dari sudut pandangan keadaan kerja, kerana ia membenarkan penggunaan sokongan yang lebih rendah dan tidak termasuk keterjeratan wayar semasa penurunan ais dan tarian wayar.
Pada garisan dengan dua nilai, wayar diletakkan sama ada dengan pokok terbalik (Rajah 2, c), yang sesuai untuk keadaan pemasangan, tetapi meningkatkan jisim penyokong dan memerlukan penggantungan dua kabel pelindung atau heksagon ( Rajah 2, G).
Kaedah terakhir adalah lebih baik.Ia disyorkan untuk digunakan pada talian dua nilai dengan voltan 35 ... 330 kV.
Semua pilihan ini dicirikan oleh susunan asimetri wayar berbanding satu sama lain, yang membawa kepada perbezaan dalam parameter elektrik fasa. Untuk persamaan parameter ini, transposisi wayar digunakan, i.e. lokasi bersama konduktor relatif kepada satu sama lain pada bahagian yang berbeza talian ditukar berturut-turut pada sokongan. Dalam kes ini, konduktor setiap fasa melepasi satu pertiga daripada panjang garisan di satu tempat, yang kedua di tempat yang lain dan yang ketiga di tempat ketiga (Rajah 3.).
nasi. 2. Susunan wayar dan kabel pelindung pada penyokong: a — dengan segi tiga; b - mendatar; c - pokok terbalik; d - heksagon (tong).
nasi. 3… Skim transposisi talian wayar tunggal.
Pengiraan bahagian mekanikal talian atas dijalankan berdasarkan kebolehulangan kelajuan angin dan ketebalan dinding ais pada wayar, yang memenuhi keperluan untuk kebolehpercayaan dan permodalan kelas talian atas tertentu.
Talian atas kelas yang berbeza, apabila melintasi rupa bumi yang sama, terutamanya pada laluan biasa, mesti direka bentuk untuk beban angin dan ais yang berbeza.
Kabel perlindungan kilat bagi talian kuasa atas
Kabel perlindungan kilat digantung di atas wayar untuk melindunginya daripada lonjakan atmosfera. Pada talian dengan voltan di bawah 220 kV, kabel digantung hanya pada pendekatan ke pencawang. Ini mengurangkan kemungkinan wayar bertindih berhampiran pencawang. Pada talian dengan voltan 220 kV dan ke atas, kabel digantung di sepanjang keseluruhan talian. Tali keluli biasanya digunakan.
Sebelum ini, kabel talian bagi semua voltan terkadar dibumikan dengan ketat pada setiap sokongan. Pengalaman operasi menunjukkan bahawa arus muncul dalam litar tertutup sistem pembumian — kabel — sokongan. Mereka timbul akibat tindakan EMF yang diaruhkan dalam kabel oleh aruhan elektromagnet. Pada masa yang sama, dalam beberapa kes kehilangan kuasa yang ketara berlaku dalam kabel yang dibumikan berulang kali, terutamanya dalam talian voltan ultra tinggi.
Kajian telah menunjukkan bahawa dengan menggantung kabel dengan peningkatan kekonduksian (keluli-aluminium) pada penebat, kabel boleh digunakan sebagai wayar komunikasi dan sebagai konduktor semasa untuk membekalkan pengguna berkuasa rendah.
Untuk menyediakan tahap perlindungan kilat yang mencukupi kepada talian, kabel mesti disambungkan ke tanah melalui celah percikan.