Воздушные линии электро передач

                                     1. Введение

Застройка городов обуславливает  необходимость соответствующего развития распределительных электрических  сетей, которые являются важнейшим  элементом системы электроснабжения любого населенного пункта. Электричество – очень важная составляющая современной жизни. В каждый дом ведут электрические сети, представляющие собой единую систему проводов различного конструктивного исполнения. Электроснабжение, служит для обеспечения электроэнергией всех отраслей хозяйства: промышленности, сельского хозяйства, транспорта, городского хозяйства и т. д. История российской, да и пожалуй, мировой электроэнергетики, берет начало в 1891 году, когда выдающийся ученый Михаил Осипович Доливо-Добровольский осуществил практическую передачу электроэнергии мощностью около 220 кВт на расстояние 175 км. В то время мировое производство электроэнергии составляло 9 миллиардов киловатт.  С тех пор динамика мирового производства электроэнергии в год выросла в 2210,5 раз, при этом крупнейшими в мире странами-производителями электроэнергии являются вырабатывающие по 20 % от мирового производства США, Китай и уступающие им в 4 раза Япония, Россия, Индия.  Первые электрические компании состояли в серьёзной конкуренции с газовыми: электрическое освещение превосходило газовое по ряду технических параметров, но было в то время существенно дороже. Решающим фактором стала возможность передачи энергии на большие расстояния - передача переменного тока реализовывалась проще и дешевле, что обусловило его победу в этой «войне»: в настоящее время переменный ток используется почти повсеместно. В настоящее время существует огромное количество разновидностей кабельных линий. Если в городе, конкретном микрорайоне, поселке, промышленном объекте нет своей электростанции, то для организации электроснабжения их следует подключить к энергетическим сетям, чтобы обеспечить дальнейшее распределение электроэнергии.

Такие присоединения выполняются  при помощи линий электропередач – выходящих за пределы определенных электростанций линии электрической  сети, системы энергетического оборудования. Для обеспечения эффективного электроснабжения используются воздушные и кабельные  линии электропередач.

Повышению надежности работы электрооборудования  в процессе эксплуатации в значительной степени способствует правильная организация  и своевременнее проведение технического обслуживания (ТО) в полном объеме. Основной задачей технического обслуживания является поддержание электрооборудования  в работоспособном состоянии. Работы по ТО проводят на месте установки  электрооборудования.

Проведение технического обслуживания позволяет своевременно обнаруживать и устранять неисправности, возникающие  в процессе эксплуатации электрооборудования, или причины, которые могут вызвать  неисправности. Таким образом, в  своей основе техническое обслуживание является профилактическим мероприятием, направленным на обеспечение работоспособности  электрооборудования и предупреждение возникновения и развития неисправностей. При обнаружении во время проведения технического обслуживания неисправностей, устранение которых требует разборки электрооборудования или применения специального оборудования, решается вопрос о необходимости проведения ремонта (текущего или капитального).

Некачественное и несвоевременное  проведение технического обслуживания снижает работоспособность электрооборудования, увеличивает расходы на проведение ремонтов и повышает себестоимость  продукции, выпускаемой с помощью  электрифицированных машин и  установок.

При техническом  обслуживании электротехнический персонал сталкивается с необходимостью поиска неисправностей для определения  причин отказов и восстановления работоспособности электрооборудования.

Поиск неисправностей сравнительно простого по конструкции электрооборудования  не вызывает особых трудностей. Для  выявления причин неисправности  сложного электрооборудования и  сложных электрических схем рекомендуется  составлять алгоритмы поиска, в которых  указывается наиболее рациональная последовательность выполнения операций. Эта последовательность обеспечивает минимальные затраты времени  и средств для проведения поиска.

Линия электропередачи (ЛЭП) — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока. Также  электрическая линия в составе  такой системы, выходящая за пределы  электростанции или подстанции.

Воздушная линия электропередачи (ВЛ) — устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикреплённым с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и арматуры к опорам или другим сооружениям (мостам, путепроводам).

Конструкция ВЛ, её проектирование и строительство регулируются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и Строительными нормами и правилами (СНИП).

Цели и Задачи курсовой работы

Целью моей курсовой является изучение в полном объеме материала  по данной мне теме, изучения всех тонкостей  обслуживания и ремонта кабельных линий, а именно: техническое обслуживание и ремонт опор, траверс ВЛ-6кВ.

Задачей является применение теоретических знаний при практической работе на подобных кабельных линиях, соблюдение правил и техники безопасности, выбор оборудование, а так же расчёт  выбранного мной оборудования.

                                                 2. Общая часть

2.1. Устройство и назначение воздушной линии электропередачи.

Воздушная линия электропередачи — устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикреплённым с помощью изоляторов и арматуры  к опорам или другим инженерным сооружениям (мостам, путепроводам).

Воздушные линии состоят из следующих  элементов: опор, изоляторов, проводов. Элементы воздушной линии должны обладать достаточной механической прочностью, поэтому для воздушных линий производят кроме электрических и механические, расчеты которые определяют материал и сечение проводов, типы изоляторов, расстояние между проводами, типы опор, расстояние между опорами и т.д.

Воздушные линии по напряжениям  разделяют на группы: до 1000В включительно, выше 1000В до 35кВ, 110 — 330кВ, 500кВ и выше.

Для каждой группы воздушных линий  Правила устройства электроустановок предусматривают различные требования в части расчетных условий  и конструкции. Каждой воздушной  линии при приемке в эксплуатацию присваивают номер или условное обозначение. На каждую ВЛ заводят паспорт, в котором указывают ее схему, длину, технические характеристики (напряжение, сечение и материал проводов, типы опор) и эксплуатационные данные (даты ремонтов, состояние опор и т. д.).

2.1.1. Основные элементы ВЛ.                                                                                            Основание фундамента — грунт нижней части котлована, воспринимающий нагрузку.                                                                                                                     Пролёт (длина пролёта) — расстояние между центрами двух опор, на которых подвешены провода. Различают промежуточный пролёт (между двумя соседними промежуточными опорами) и анкерный пролёт (между анкерными опорами).                                                                                  

Переходный пролёт— пролет, пересекающий какое-либо сооружение или естественное препятствие (реку, овраг).                                                                                                Угол поворота линии — угол α между направлениями трассы ВЛ в смежных пролётах (до и после поворота).                                                                                          Стрела провиса — вертикальное расстояние между низшей точкой провода в пролёте и прямой, соединяющей точки его крепления на опорах.                                               Габарит провода — вертикальное расстояние от провода в пролёте до пересекаемых трассой инженерных сооружений, поверхности земли или воды.                                                                                                                                      Шлейф (петля) — отрезок провода, соединяющий на анкерной опоре натянутые провода соседних анкерных пролётов. Габарит должен обеспечивать безопасность движения людей и транспорта. Он зависит от условий местности и напряжения линии. 

2.1.2. Опоры.

Опора воздушной линии  электропередачи — сооружение для  удержания проводов и при наличии — грозозащитных тросов  воздушной  линии электропередачи и оптоволоконных линий связи на заданном расстоянии от поверхности земли и друг от друга.

Опоры ЛЭП предназначены для сооружений линий электропередач при расчётной  температуре наружного воздуха  до –65 °C и являются одним из главных  конструктивных элементов ЛЭП, отвечающим за крепление и подвеску электрических  проводов на определённом уровне.

По исполнению опоры бывают трех видов: деревянные, железобетонные, металлические.                                                                                                         

Железобетонные  опоры изготовляют из бетона и арматурной стали. В процессе изготовления металлическая арматура обволакивается бетоном, образуя монолитный железобетонный элемент, хорошо воспринимающий растягивающие и изгибающие усилия. Слой бетона надежно защищает стальные элементы от коррозии. Возможность совместной работы этих материалов объясняется тем, что они имеют близкие по значению коэффициенты температурного расширения.                                                      Срок службы железобетонных и металлических оцинкованных или периодически окрашиваемых опор достигает 50 лет и более. Стоимость металлических и железобетонных опор, значительно превышает стоимость деревянных опор. Выбор того или иного материала для опор обусловливается экономическими соображениями, а также наличием соответствующего материала в районе сооружения линии.                                                    Металлические опоры — выполняют из стали специальных марок.   Отдельные элементы соединяют сваркой или болтами. Для предотвращения окисления и коррозии поверхность металлических опор оцинковывают или периодически окрашивают специальными красками.                                             Деревянные опоры— пропитывается высокотехнологичным антисептиком семейства ССА - "Ултан". Деревоопоры изготавливаются согласно ГОСТ 9463-88 и ГОСТ 2708-75. Способ пропитки - в соответствии с требованиями ГОСТ 20022.6-93, ГОСТ 20022.0-93, обработка антисептиком происходит в специальных автоклавах при очередном воздействии вакуума и высокого давления (вакуум-давление-вакуум). Такая технология пропитки обеспечивает глубокое проникновение антисептика в древесину. После внедрения в структуру древесины компоненты антисептика превращаются в нерастворимые соединения, которые в течение длительного срока защищают опору от вредного воздействия окружающей среды и продлевает срок службы (40-50 лет).

Преимущества деревянных опор:                                                                        Деревянные опоры дешевле металлических в несколько раз, железобетонных - на 40%.

Транспортировка и установка их намного дешевле, так как дерево намного легче металла или  железобетона. Один лесовоз за рейс способен перевезти 60 деревянных столбов.

Деревянные опоры ЛЭП незаменимы в сейсмических зонах.

Они устойчивы на изгиб, поэтому  легко переносят ледовые и  ветровые нагрузки.

Эффект "домино" отсутствует, так  как провода легко удерживают дерево, значит, соседние столбы не заваливаются. Естественно, сокращается количество аварийных отключений.

Дерево - прекрасный диэлектрик, даже в случае нарушения изолятора  можно не бояться случайного прикосновения  к столбу. По этой же причине на линиях с деревянными столбами  расходуется меньше изоляторов, чем на железобетонных или металлических опорах.

Деревянные  столбы ЛЭП служат в среднем 45 лет, в то время как их бетонный собрат - 25-35 лет.

По назначению опоры бывают:                                                               

Промежуточные опоры - устанавливаются на прямых участках трассы ВЛ. Предназначены только для поддержания проводов и тросов, рассчитаны на нагрузки от натяжения проводов вдоль линии. Обычно составляют 80—90% всех опор ВЛ.                                                                                                Угловые опоры - устанавливаются на углах поворота трассы ВЛ. При нормальных условиях воспринимают равнодействующую силу натяжения проводов и тросов смежных пролётов, направленную по биссектрисе угла, дополняющего угол поворота линии на 180°. При небольших углах поворота (до 15—30°), где нагрузки невелики, используют угловые промежуточные опоры. Если углы поворота больше, то применяют угловые анкерные опоры, имеющие более жёсткую конструкцию и анкерное крепление проводов.                                                                                        

Анкерные опоры - устанавливаются на прямых участках трассы для перехода через инженерные сооружения или естественные преграды, воспринимают продольную нагрузку натяжения проводов и тросов. Их конструкция отличается жесткостью и прочностью.                                                                                                                      Анкерные угловые опоры -  устанавливаются на углах поворота трассы ВЛ.  При нормальных условиях воспринимают равнодействующую сил натяжения проводов и тросов смежных пролётов, направленную по биссектрисе угла, дополняющего угол поворота линии на 180°. При небольших углах поворота (до 15—30°), где нагрузки невелики, используют угловые промежуточные опоры. Если углы поворота больше, то применяют угловые анкерные опоры, имеющие более жёсткую конструкцию и анкерное крепление проводов.                                                                                         Анкерные концевые опоры - устанавливаются в конце или начале линии. При нормальных условиях работы ВЛ они воспринимают нагрузку от одностороннего натяжения проводов и тросов.