Форум режимщиков
В чем отличие двухцепной ВЛ от одноцепных параллельных ВЛ
В чем отличие двухцепной ВЛ от одноцепных параллельных ВЛ
marz » 24 сен 2010, 18:46
ребят кто поможет в вопросе, в котором я запутался в хлам.
1. Если две ПС допустим соединены двумя ВЛ 220 кВ
— каждая линия причем имеет свои опоры на протяжении всего пути.
— и имеют наименование допустим Сильная-1(2)
т.о. это я так понимаю две одноцепные параллельные линии?
2. То же самое только на протяжении всего пути имеют общую т.е. двухцепную опору?
т.о. это двухцепная линия?
3. А если опоры будут смешанными и вообще а опоры сдесь причем? Может если обе линии уходят с одной и той же ПС и приходят на одну и ту же ПС это автоматически означает что она двухцепная?)))
Одним словом, по каким признакам это можно определить глядя на схему ПС, энергоситемы, опорные схемы линий?
Re: В чем отличие двухцепной ВЛ от одноцепных параллельных ВЛ
vvp » 25 сен 2010, 18:05
На мой взгляд разница появляется при составлении детальных моделей для различных расчетов.
Например, при расчете надежности. Двухцепная ЛЭП при остальных равных условиях менее надежна чем две одноцепки. Если будет поврежедена опора (скажем трактором), то две ЛЭП отключатся.
Да и при анализе N-1 следует учитывать как один отказ — отказ всей двухцепки.
Также при расчетах токов КЗ и УР. Если детализировать расчеты, то будут разные реактивные сопротивления, которые зависят от взаимного расположения фаз. Часто при расчетах токов КЗ необходимо учитывать взаимоиндукцию между ЛЕП, а она зависит от расстояния между проводами.
Re: В чем отличие двухцепной ВЛ от одноцепных параллельных ВЛ
marz » 25 сен 2010, 21:27
Да расчеты то ладно.)))
У нас просто сетевая компания все линии которые имеют начало и конец на одной и той же ПС решила приравнять к двуцепным линиям и под это дело поменять их диспетчерское наименование, добавив слово "цепь" в конце прежнего наименования.
В итоге в диспетчерских переговорах получим наименование "ВЛ 220 кВ Сильная-1 цепь"
Re: В чем отличие двухцепной ВЛ от одноцепных параллельных ВЛ
vvp » 26 сен 2010, 13:26
Re: В чем отличие двухцепной ВЛ от одноцепных параллельных ВЛ
Krutya » 27 сен 2010, 08:58
| marz писал(а) Sat, 25 September 2010 22:27 |
| У нас просто сетевая компания все линии которые имеют начало и конец на одной и той же ПС решила приравнять к двуцепным линиям и под это дело поменять их диспетчерское наименование, добавив слово "цепь" в конце прежнего наименования. |
Если рассматриваемые ВЛ не являются объектами диспетчеризации, то называть их сетевая может, как ей заблагорассудится.
В противном случае, наименования присваивает системный оператор, а у него есть определённые требования, предписанные к исполнению самим НГШ.
Re: В чем отличие двухцепной ВЛ от одноцепных параллельных ВЛ
YuAl » 27 сен 2010, 09:17
| marz писал(а) Sat, 25 September 2010 22:27 |
| Да расчеты то ладно.))) |
У нас просто сетевая компания все линии которые имеют начало и конец на одной и той же ПС решила приравнять к двуцепным линиям и под это дело поменять их диспетчерское наименование, добавив слово "цепь" в конце прежнего наименования.
линии которые имеют начало и конец на одной и той же ПС. чуть не подумал о гигантских петлях.
Что значит приравнять? По действующим МУ критерий нормативности (3 группа) — общий коридор на половину длины линии (независимо от наименования).
Если у каждой из цепей, подвешенных на одних опорах, свои коммутационные аппараты, защиты и т.п. то эт самостоятельные сетевые элементы. Хотя и менее надёжные с учётом лихих трактористов.
Какая разница, как называется линия? Номер цепи в наименовании может указывать на существование параллельных связей, а не не совмещение на опорах (и по мне в этом есть рациональное зерно).. Очень часто совмещение имеет место на заходах на ПС. Ну и что?
ЛЭП — это ж не яхта, у этой как её ни называй, характеристики, в том числе и по надёжности, не поменяются. Стал быть, коль хочется кому-nj мучиться с наименованиями — пусть это будут только диспетчера. А режимщики, релейщики и прочая нечисть пусть спят спокойно ))))
Воздушные линии электропередачи: типы линий, классификация опор, фундаменты, провода и тросы
Воздушные линии электропередачи различаются по следующим признакам :
1) По количеству цепей на опорах: одноцепные — при наличии одной цепи на опоре (3 провода), двухцепные — при наличии двух цепей на опоре (6 проводов).
2) По роду материала опор: металлические (решетчатые и трубчатые) , железобетонные, деревянные и композитные .
3) По конструкции опор, в зависимости от климатических условий, различают линии: нормальные, грозоупорные и линии для гололедных районов.
Опоры грозоупорных линий снабжаются приспособлениями для подвески защитных тросов (тросостойками), обеспечивающими большее удаление троса от проводов.
Большое удаление троса создает нужный угол защиты, т. е. такое геометрическое взаиморасположение проводов и троса на опоре, которое обеспечивает надежную защиту проводов линии от прямых грозовых разрядов.
В районах со степенью гололедности выше нормальной линии осуществляются на опорах усиленной конструкции.
Классификация опор ЛЭП
Опорами называются сооружения для подвешивания проводов на определенной высоте над уровнем земли или воды.
1) По назначению опоры разделяются на промежуточные, только поддерживающие подвешенные на них провода, и анкерные, устанавливаемые через определенные промежутки между поддерживающими опорами и воспринимающие на себя полное тяжение проводов и тросов.
Анкерные опоры, устанавливаемые в точках поворота трассы, называются угловыми опорами.
2) По положению на трассе, кроме нормальных анкерных опор, применяются:
Концевые опоры — анкерного типа. Они устанавливаются в начале и конце трассы у подстанций и подвергаются постоянному одностороннему тяжению проводов и тросов.
Транспозиционные опоры (анкерного типа), служащие для скрещивания (транспозиции) проводов.
Повышенные опоры (преимущественно анкерного типа), предназначенные для перехода линии через железные и автомобильные дороги, реки, каналы, линии высокого напряжения или слабого тока и прочие сооружения.
Опоры больших переходов, служащие для перехода линий через большие судоходные реки, ущелья и пр.
3) По материалу: металлические, деревянные, железобетонные и композитные опоры.
4) По конструкции: опоры с узкой базой, с широкой базой в виде четырех отдельных ног, Х-образные, типа «Рюмка» и др.
5) В зависимости от количества цепей на опоре опоры ЛЭП разделяются на одноцепные и двухцепные.
Анкерные опоры могут быть нормального и облегченного типов. Угловые опоры могут быть промежуточными и анкерными нормального или облегченного типов.
Анкерные опоры нормального типа применяются в местах, определяемых условиями работы и монтажа линий, и на наиболее ответственных пересечениях с другими объектами.
Анкерные опоры облегченного типа могут применяться лишь на линиях с металлическими операми на участках с ослабленным тяжением проводов и тросов и на неответственных пересечениях с другими объектами.
Фундаменты опор
Фундаментом опоры называется заделанная в грунт ее подземная часть. Фундамент передает давление от опоры на грунт и препятствует опрокидыванию опоры от действия внешних нагрузок.
Основанием фундамента опоры называется та часть грунта, которая через подошву фундамента воспринимает на себя нагрузки от опоры.
Фундаменты бывают неразъемными, в которых подземная часть опоры составляет одно целое с ее надземной частью, и разъемными, в которых подземная часть опоры представляет собой самостоятельную часть опоры, соединяемую определенным способом с ее надземной частью.
У деревянных опор неразъемным фундаментом является нижняя часть столба, закапываемая в грунт.
Разъемными фундаментами деревянных опор являются пасынки (стулья).
При прохождении линий по болотам для лучшего закрепления опор в болотистых грунтах применяются специальные свайные опоры. Свайные опоры опираются своей нижней частью на сваи, забиваемые в плотный грунт, расположенный под легким болотистым грунтом.
У металлических опор неразъемным фундаментом является нижняя часть металлоконструкций опоры, устанаапиваемая на шпальную или бетонную подушку, либо заделываемая в сплошной или пустотелый бетонный фундамент.
Разъемными фундаментами металлических опор являются:
Для промежуточных и анкерных опор 35 — 110 — 220 кВ и выше — металлические подножники, либо бетонные фундаменты с заделанными в них анкерными болтами.
Для анкерных и угловых опор 35 — 220 кВ — бетонные фундаменты с заделанными в них анкерными болтами.
В поймах больших рек и каналов опоры устанавливаются на специальных фундаментах-ледорезах.
В случаях прохождения трассы линии по болотам разъемным фундаментом металлической опоры является специальный свайный ростверк.
В случае прохождения трассы по скалистым грунтам фундаментом опоры является скала. Опоры крепятся анкерными болтами, залитыми цементным раствором в скважинах (шпурах), сделанных непосредственно в скале.
Провода и тросы линий электропередачи
Для передачи электрической энергии служат провода, подвешиваемые на опорах на безопасном расстоянии от земли, воды или других объектов. Так как передача электрической энергии осуществляется на линиях, как правило, трехфазным током, то каждая линия (цепь) имеет 3 провода. По конструкции провода делятся на однопроволочные, многопроволочные и полые (пустотелые).
Многопроеолочные провода часто делаются комбинированными (свитыми из проволок разных металлов). Для линий электропередачи применяются провода из алюминия, алюминиевых сплавов, сталеалюминия.
Для защиты проводов линий от атмосферных перенапряжений и от прямых ударов молнии применяются грозозащитные стальные тросы (жесткие, многопроволочные).
Тросы подвешиваются на опорах с соблюдением надлежащей величины угла защиты и надежным электрическим контактом соединяются с контуром заземления опоры.
В отдельных случаях, при прохождении линии по населенной местности, в целях лучшего и более быстрого распределения по трассе линии и отвода в землю атмосферных перенапряжений по ряду опор подвешивается токопроводящий сталеалюминиевый трос.
Наличие токопроводяшего троса уменьшает шаговое напряжение у основания опоры и делает более безопасным для населения место около опоры.
В то же время токопроводящие тросы снижают опасные влияния линии электропередачи на линии слабого тока во время атмосферных разрядов и коротких замыканий.
Требования, предъявляемые к проводам
Провода и тросы, применяемые на линиях должны отвечать требованиям соответствующих ГОСТ.
Материал проводов должен хорошо противостоять влиянию атмосферных условий и химических элементов, содержащихся в воздухе, особенно при прохождении линий вблизи химических и металлургических заводов.
Провода должны обладать достаточной механической прочностью.
Провода должны обладать надлежащей электрической проводимостью.
Конструкция проводов должна быть экономически целесообразной.
Для линий электропередачи допускается применение однопроволочных, многопроволочных и пустотелых (полых) проводов.
Наименьшие допускаемые номинальные сечения и диаметры проводов и тросов, подвешиваемых на линиях, зависят от классов линий электропередачи.
С точки зрения удобства монтажа проводов наилучшим является расположение проводов в горизонтальной плоскости и в виде обратной елки.
С точки зрения эксплуатации линий наилучшим является расположение проводов в одной горизонтальной плоскости, так как оно почти совершенно исключает возможность захлестывания одного провода за другой при ветре, сбрасывании гололеда и «пляске» проводов.
Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам
Линии электропередачи ЛЭП
Для передачи и распределении электрической энергии на участках с большой протяженностью применяются Воздушные линии электропередачи (ВЛ), расположенные на открытом воздухе. По напряжению широко используются ВЛ-0,4кВ и Вл-10кВ, данные линии можно увидеть в сельской местности, проходящие через лесную и полевую местность. Что однозначно дает им преимущество перед альтернативными электроустановками передающими электроэнергию – это возможность передачи на дальнее расстояние. И в этом недостаток, влияние на ВЛ атмосферных осадков особенно в зимний период, обледенение проводов а также зоны с повышенными ветровыми характеристиками. И все таки ВЛ используют в распределительных сетях, в полных объемах.
Одноцепная и двухцепная ВЛ
В распределительных сетях 0,4кВ, 10кВ используют одноцепные и двухцепные воздушные линии электропередачи. Одноцепная воздушная линия используется для передачи трехфазного стандартного напряжения. Двухцепная воздушная линия используются для передачи двух цепей имеющих разные направления. Допустим с Подстанции ПС два абонента на протяжении нескольких километров имеют одно направление вот здесь применяют двухцепную линию, а потом они расходятся на две воздушные линии одноцепных. По конструкции между данными типами ВЛ изменяется линейная арматура, а более подробно траверсы.
Конструкция Воздушной линии (ВЛ)
Воздушная линия электропередачи – это электроустановка, а все установки имеют свои конструкции, и в своем составе содержат:
5.Защиту от грозы и перенапряжений
Опоры воздушной линии
Опоры воздушных линий маркируют в первой части: буква обозначает тип опоры, например: П- промежуточная, ОА — ответвительная анкерная и т.д.
Во второй части цифровой-индекс «10», указывающий напряжение ВЛ.
В третьей части через тире пишется номер типового размера опоры. Например: У0А-1О-1- угловая, ответвительная, анкерная опора для ВЛ напряжением 10кВ первого типоразмера.
Применяются опоры следующих типов:
промежуточные, применяются на прямых участках ВЛ, при пересечение в автомобильными дорогами и пересечение между ВЛ.
угловая промежуточная на угол поворота дo ЗО*, используется на поворотах воздушной линии электропередачи.
ответвительная анкерная, на данной опоре производится ответвление или присоединение отпайки, линии отходящей от магистральной ВЛ.
анкерная концевая опора, используются в начале и конце трассы ВЛ. Чаще всего на данных опорах монтируется линейный разъединитель.
угловая анкерная на угол поворота 90*, применяется на участках где необходим крутой поворот трассы ВЛ.
угловая ответвительная анкерная, на данной опоре производится ответвление или присоединение отпайки, линии отходящей от магистральной ВЛ применяются на поворотах.
Траверса
Траверсы используются для крепления проводов, кабеля, изоляторов, разъединителей на воздушных линиях. Устанавливается на опорах, крепятся металлическим хомутом. По конструкции траверсы и крепеж разнообразен, различаются по форме, размерам и несущей способностью. Производятся траверсы из высокоуглеродистой стали, покрываются антикоррозийным лаком от воздействия окружающей среды. После монтажа траверсы заземляются.
Изоляторы
Распределяются на крепление голых и изолированных проводов. Самый востребованный для крепления голых проводов является изолятор ШФ-20Г. Его предназначение крепеж и изоляция провода на воздушных линиях с номинальным напряжением в 6, 10 и 20 кВ. Штыревым изолятором называют по его конструкции: изолирующие фарфоровая часть устанавливается на стандартный по диаметру штырь, а насадку выполняют при помощи специального колпачка. Главное отличие от других типов изоляторов в том, что по изготовлению имеет одну целую деталь, а не состоит из сборных. Провод устанавливают на шейку или в желоб изолятора. Материал изготовления изолятора ШФ-20Г, электротехнический фарфор, с покрытием из неокрашенной глазури.
Для крепления изолированных проводов используется изолятор ШФ-20Г1 и ШФ-20УО, внутри изолятора по конструктиву изготовлена пластмассовая втулка, которая облегчает прокладку провода. Провод можно закреплять вязками как в пластмассовой втулке так и специально предусмотренному по конструкции желобу.
Воздушные и кабельные линии электропередачи
Воздушная линия электропередачи (ВЛ) – устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам с защитной изолирующей оболочкой (ВЛЗ) или неизолированным проводам (ВЛ), находящимся на открытом воздухе и прикрепленным с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и линейной арматуры к опорам или другим инженерным сооружениям (мостам, путепроводам). Главными элементами ВЛ являются:
- провода;
- защитные тросы;
- опора, поддерживающая провода и торосы на определенной высоте над уровнем земли или воды;
- изоляторы, изолирующие провода от тела опоры;
- линейная арматура.
За начало и за конец воздушной линии принимают линейные порталы распределительных устройств. По конструктивному устройству ВЛ делятся на одноцепные и многоцепные, как правило 2-цепные.
Обычно ВЛ состоит из трех фаз, поэтому опоры одноцепных ВЛ напряжением выше 1 кВ рассчитаны на подвеску трёх фазных проводов (одной цепи) (рис. 1), на опорах двухцепных ВЛ подвешивают шесть проводов (две параллельно идущие цепи). При необходимости над фазными проводами подвешивается один или два грозозащитных троса. На опорах ВЛ распределительной сети напряжением до 1 кВ подвешивается от 5 до 12 проводов для электроснабжения различных потребителей по одной ВЛ (наружное и внутреннее освещение, электросиловое хозяйство, бытовые нагрузки). ВЛ напряжением до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью помимо фазных снабжена нулевым проводом.
Рис. 1. Фрагменты ВЛ 220 кВ: а – одноцепной; б – двухцепной
Провода воздушных линий электропередачи в основном изготавливаются из алюминия и его сплавов, в некоторых случаях из меди и ее сплавов, выполняются из холоднотянутой проволоки, обладающей достаточной механической прочностью. Однако наибольшее распространение получили многопроволочные провода из двух металлов с хорошими механическими характеристиками и относительно невысокой стоимостью. К проводам такого типа относятся сталеалюминиевые провода с отношением площадей поперечного сечения алюминиевой и стальной части от 4,0 до 8,0. Примеры расположения фазных проводов и грозозащитных тросов показаны на рис. 2, а конструктивные параметры ВЛ стандартного ряда напряжений приведены в табл. 1.
Рис. 2. Примеры расположения фазных проводов и грозозащитных тросов на опорах: а – треугольное; б – горизонтальное; в – шестиугольное «бочкой»; г – обратной «елкой»
Таблица 1. Конструктивные параметры воздушных линий
Для всех приведенных вариантов расположения фазных проводов на опорах характерно несимметричное расположение проводов по отношению друг к другу. Соответственно это ведет к неодинаковому реактивному сопротивлению и проводимости разных фаз, обусловленных взаимной индуктивностью между проводами линии и как следствие к несимметрии фазных напряжений и падению напряжения.
Для того чтобы сделать емкость и индуктивность всех трех фаз цепи одинаковыми, на линии электропередачи применяют транспозицию проводов, т.е. взаимно меняют их расположение друг относительно друга, при этом каждый провод фазы проходит одну треть пути (рис. 3). Одно такое тройное перемещение называется циклом транспозиции.
Рис. 3. Схема полного цикла транспозиции участков воздушной линии электропередачи: 1, 2, 3 – фазные провода
Транспозицию фазных проводов воздушной линии электропередачи с неизолированными проводами применяют на напряжение 110 кВ и выше и при протяженности линии 100 км и больше. Один из вариантов монтажа проводов на транспозиционной опоре показан на рис. 4. Следует отметить, что транспозицию токопроводящих жил иногда применяют и в КЛ, кроме того современные технологии проектирования и сооружения ВЛ позволяют технически реализовать управление параметрами линии (управляемые самокомпенсирующиеся линии и компактные воздушные линии сверхвысокого напряжения).
Рис. 4. Транспозиционная опора
Провода и защитные тросы ВЛ в определенных местах должны быть жестко закреплены на натяжных изоляторах анкерных опор (концевые опоры 1 и 7, устанавливаемые в начале и конце ВЛ, как это показано на рис. 5 и натянуты до заданного тяжения. Между анкерными опорами устанавливают промежуточные опоры, необходимые для поддержания проводов и тросов, при помощи поддерживающих гирлянд изоляторов с поддерживающими зажимами, на заданной высоте (опоры 2, 3, 6), устанавливаемые на прямом участке ВЛ; угловые (опоры 4 и 5), устанавливаемые на поворотах трассы ВЛ; переходные (опоры 2 и 3), устанавливаемые в пролете пересечения воздушной линией какого-либо естественного препятствия или инженерного сооружения, например, железной дороги или шоссе.
Рис. 5. Эскиз воздушной линии электропередачи
Расстояние между анкерными опорами называют анкерным пролетом воздушной линии электропередачи (рис. 6). Горизонтальное расстояние между точками крепления провода на соседних опорах называется длиной пролета L. Эскиз пролета ВЛ показан на рис. 7. Длину пролета выбирают в основном по экономическим соображениям, кроме переходных пролетов, учитывая, как высоту опор, так и провисание проводов и тросов, а также количество опор и изоляторов по всей длине ВЛ.
Рис. 6. Эскиз анкерного пролета ВЛ: 1 – поддерживающая гирлянда изоляторов; 2 – натяжная гирлянда; 3 – промежуточная опора; 4 – анкерная опора
Наименьшее расстояние по вертикали от земли до провода при его наибольшем провисании называют габаритом линии до земли – h. Габарит линии должен выдерживаться для всех номинальных напряжений с учетом опасности перекрытия воздушного промежутка между фазными проводами и наиболее высокой точкой местности. Также необходимо учитывать экологические аспекты воздействия высоких напряженностей электромагнитного поля на живые организмы и растения.
Наибольшее отклонение фазного провода fп или грозозащитного троса fт от горизонтали под действием равномерно распределенной нагрузки от собственной массы, массы гололеда и давления ветра называют стрелой провеса. Для предотвращения схлёстывания проводов стрела провеса троса выполняется меньше стрелы провеса провода на 0,5 – 1,5 м.
Конструктивные элементы ВЛ, такие как фазные провода, тросы, гирлянды изоляторов обладают значительной массой поэтому силы действующие на одну опору достигает сотен тысяч ньютон (Н). Силы тяжения на провод от веса провода, веса натяжных гирлянд изоляторов и гололедных образований направлены по нормали вниз, а силы, обусловленные ветровым напором, по нормали в сторону от вектора ветрового потока, как это показано на рис. 7.
Рис. 7. Эскиз пролета воздушной линии электропередачи
С целью уменьшения индуктивного сопротивления и увеличения пропускной способности ВЛ дальних передач используют различные варианты компактных ЛЭП, характерной особенностью которых является уменьшенное расстояние между фазными проводами. Компактные ЛЭП имеют более узкий пространственный коридор, меньший уровень напряженности электрического поля на уровне земли и позволяют технически реализовать управление параметрами линии (управляемые самокомпенсирующиеся линии и линии с нетрадиционной конфигурацией расщепленных фаз).
2. Кабельная линия электропередачи
Кабельная линия электропередачи (КЛ) состоит из одного или нескольких кабелей и кабельной арматуры для соединения кабелей и для присоединения кабелей к электрическим аппаратам или шинам распределительных устройств.
В отличие от ВЛ кабели прокладываются не только на открытом воздухе, но и внутри помещений (рис. 8), в земле и воде. Поэтому КЛ подвержены воздействию влаги, химической агрессивности воды и почвы, механическим повреждениям при проведении земляных работ и смещении грунта во время ливневых дождей и паводков. Конструкция кабеля и сооружений для прокладки кабеля должна предусматривать защиту от указанных воздействий.
Рис. 8. Прокладка силовых кабелей в помещении и на улице
По значению номинального напряжения кабели делятся на три группы: кабели низкого напряжения (до 1 кВ), кабели среднего напряжения (6…35 кВ), кабели высокого напряжения (110 кВ и выше). По роду тока различают кабели переменного и постоянного тока.
Силовые кабели выполняются одножильными, двухжильными, трехжильными, четырехжильными и пятижильными. Одножильными выполняются кабели высокого напряжения; двухжильными – кабели постоянного тока; трехжильными – кабели среднего напряжения.
Кабели низкого напряжения выполняются с количеством жил до пяти. Такие кабели могут иметь одну, две или три фазных жилы, а также нулевую рабочую жилу N и нулевую защитную жилу РЕ или совмещенную нулевую рабочую и защитную жилу PEN.
По материалу токопроводящих жил различают кабели с алюминиевыми и медными жилами. В силу дефицитности меди наибольшее распространение получили кабели с алюминиевыми жилами. В качестве изоляционного материала используется кабельная бумага, пропитанная маслоканифольным составом, пластмасса и резина. Различают кабели с нормальной пропиткой, обедненной пропиткой и пропиткой нестекающим составом. Кабели с обедненной или нестекающей пропиткой прокладывают по трассе с большим перепадом высот или по вертикальным участкам трассы.
Кабели высокого напряжения выполняются маслонаполненными или газонаполненными. В этих кабелях бумажная изоляция заполняется маслом или газом под давлением.
Защита изоляции от высыхания и попадания воздуха и влаги обеспечивается наложением на изоляцию герметичной оболочки. Защита кабеля от возможных механических повреждений обеспечивается броней. Для защиты от агрессивности внешней среды служит наружный защитный покров.
При изучении кабельных линий целесообразно отметить сверхпроводящие кабели для линий электропередачи в основу конструкции которых положено явление сверхпроводимости. В упрощенном виде явление сверхпроводимости в металлах можно представить следующим образом. Между электронами как между одноименно заряженными частицами действуют кулоновские силы отталкивания. Однако при сверхнизких температурах для сверхпроводящих материалов (а это 27 чистых металлов и большое количество специальных сплавов и соединений) характер взаимодействия электронов между собой и с атомной решеткой существенно видоизменяется. В результате становится возможным притягивание электронов и образование так называемых электронных (куперовских) пар. Возникновение этих пар, их увеличение, образование «конденсата» электронных пар и объясняет появление сверхпроводимости. С повышением температуры часть электронов термически возбуждается и переходит в одиночное состояние. При некоторой так называемой критической температуре все электроны становятся нормальными и состояние сверхпроводимости исчезает. То же происходит и при повышении напряженности магнитного поля. Критические температуры сверхпроводящих сплавов и соединений, используемых в технике, составляют 10 — 18 К, т.е. от –263 до –255°С.
Первые проекты, экспериментальные модели и опытные образцы таких кабелей в гибких гофрированных криостатирующих оболочках были реализованы лишь в 70—80-е годы XX века. В качестве сверхпроводника использовались ленты на основе интерметаллического соединения ниобия с оловом, охлаждаемые жидким гелием.
В 1986 г. было открыто явление высокотемпературной сверхпроводимости, и уже в начале 1987 г. были получены проводники такого рода, представляющие собой керамические материалы, критическая температура которых была повышена до 90 К. Примерный состав первого высокотемпературного сверхпроводника YBa2Cu3O7–d (d < 0,2). Такой сверхпроводник представляет собой неупорядоченную систему мелких кристаллов, имеющих размер от 1 до 10 мкм, находящихся в слабом электрическом контакте друг с другом. К концу XX века были начаты и к этому времени достаточно продвинуты работы по созданию сверхпроводящих кабелей на основе высокотемпературных сверхпроводников. Такие кабели принципиально отличаются от своих предшественников. Жидкий азот, применяемый для охлаждения, на несколько порядков дешевле гелия, а его запасы практически безграничны. Очень важным является то, что жидкий азот при рабочих давлениях 0,8 — 1 МПа является прекрасным диэлектриком, превосходящим по своим свойствам пропиточные составы, используемые в традиционных кабелях.
Технико-экономические исследования показывают, что высокотемпературные сверхпроводящие кабели будут более эффективными по сравнению с другими видами электропередачи уже при передаваемой мощности более 0,4 — 0,6 ГВ·А в зависимости от реального объекта применения. Высокотемпературные сверхпроводящие кабели предполагается в будущем использовать в энергетике в качестве токопроводов на электростанциях мощностью свыше 0,5 ГВт, а также глубоких вводов в мегаполисы и крупные энергоемкие комплексы. При этом необходимо реально оценивать экономические аспекты и полный комплекс работ по обеспечению надежности таких кабелей в эксплуатации.
Однако следует отметить, что при строительстве новых и реконструкции старых КЛ необходимо руководствоваться положениями ПАО «Россети», согласно которым на КЛ запрещено применять:
- силовые кабели, не отвечающие действующим требованиям по пожарной безопасности и выделяющие большие концентрации токсичных продуктов при горении;
- кабели с бумажно-масляной изоляцией и маслонаполненные;
- кабели, изготовленные по технологии силанольной сшивки (силанольносшиваемые композиции содержат привитые органофункциональные силановые группы, и сшивание молекулярной цепи полиэтилена (ПЭ), приводящее к образованию пространственной структуры, в этом случае происходит за счет связи кремний-кислород-кремний (Si-O-Si), а не углерод-углерод (С-С), как это имеет место при пероксидном сшивании).
Кабельную продукцию в зависимости от конструкций подразделяют на кабели, провода и шнуры.
Кабель – полностью готовое к применению заводское электротехническое изделие, состоящее из одной или более изолированных токопроводящих жил (проводников), заключенных, как правило, в металлическую или неметаллическую оболочку, поверх которой в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься соответствующий защитный покров, в состав которого может входить броня. Силовые кабели в зависимости от класса напряжения имеют от одной до пяти алюминиевых или медных жил сечением от 1,5 до 2000 мм 2 , из них сечением до 16 мм 2 – однопроволочные, свыше – многопроволочные.
Провод – одна неизолированная или одна и более изолированных жил, поверх которых в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься неметаллическая оболочка, обмотка и (или) оплетка волокнистыми материалами или проволокой.
Шнур – две или более изолированных, или особо гибких жил сечением до 1,5 мм 2 , скрученных или уложенных параллельно, поверх которых в зависимости от условий прокладки и эксплуатации могут быть наложены неметаллическая оболочка и защитные покрытия.