Воздушные линии электропередачи (также известные как линии электропередачи, линии электропередач, силовые кабели и коаксиальные кабели) представляют собой группы подвесных кабелей и проводов, используемых для передачи электроэнергии между двумя или более отдельными точками с целью ее безопасной и эффективной обработки для использования потребителями.
Оглавление
Что такое воздушная линия электропередачи?
Воздушная линия электропередачи служит каналом для передачи электромагнитных волн разного уровня напряжения на различные расстояния, в различных средах и ландшафтах для подачи электроэнергии туда, где она необходима.
Кабели линий электропередач структурно поддерживаются опорами линий электропередач или стальными башнями, которые предназначены для удержания линий на безопасной высоте. Это обеспечивает достаточный просвет над землей, сводя к минимуму риск того, что линии под напряжением будут нарушены или повреждены.
Воздушные линии электропередач бывают разных типов и длин для удовлетворения различных нагрузок напряжения. Это позволяет им обслуживать весь спектр промышленных и жилых целей электроснабжения.
Как работает система передачи электроэнергии?
Система передачи электроэнергии по воздушным линиям позволяет передавать электроэнергию по всей стране, создавая бесперебойную и быструю подачу электроэнергии во все уголки страны. Сеть жизненно важна для обеспечения надежной и регулярной подачи электроэнергии в наши дома, на рабочие места и в другие удобства.
Воздушные линии электропередачи бывают двух типов: линии электропередачи и распределительные линии. Линии электропередачи передают высоковольтную «первичную» электроэнергию между генераторами и подстанциями, где ее впоследствии можно безопасно «понижать» до более низкого уровня напряжения с помощью трансформатора, прежде чем распределить ее среди населения.
Распределительные линии — это кабели, которые затем передают эту уменьшенную «вторичную» электроэнергию отдельным лицам, предприятиям и другим помещениям для повседневного использования.
Типы линий электропередач
Линии электропередач могут использовать две формы тока: переменный ток (AC) и постоянный ток (DC). При постоянном токе электрический ток течет только в одном направлении, тогда как при переменном токе мощность может периодически менять направление.
Благодаря своей превосходной способности работать с более высокими напряжениями и простоте преобразования мощности по мере необходимости, переменный ток сегодня чаще всего используется в линиях электропередач.
Для удобства оценки производительности линии электропередачи переменного тока можно классифицировать по напряжению и длине:
Классификация напряжения
- Низкое напряжение: Линии электропередачи напряжением 1 кВ и менее;
- Среднее напряжение: Линии электропередачи напряжением 1-69 кВ;
- Высокое напряжение: Линии электропередачи напряжением 69 кВ – 345 В;
- Сверхвысокое напряжение: Линии электропередач напряжением около 345-800 кВ; и
- Сверхвысокое напряжение: Линии электропередачи напряжением 800 кВ и более.
Классификация длины
Короткие строки
Короткие линии электропередач — это те, которые покрывают расстояние до 50 миль (80 км). Эти линии несут поток напряжения от 11 до 33 кВ и часто используются для подачи электроэнергии в дома и другие сети с низким спросом.
Средние линии
Линии протяженностью от 50 до 100 миль (от 80 до 160 км) классифицируются как линии средней мощности и обычно передают напряжение от 66 до 132 кВ по своим кабелям. Эту категорию можно далее подразделить на Pi-модели и T-модели. В линии Pi-модели емкость (способность хранить электрический заряд) равномерно сосредоточена на каждом конце, тогда как в линии T-модели емкость сосредоточена в ее центре.
Длинные очереди
Длинная линия электропередачи охватывает расстояние в 100+ миль (более 160 км) с напряжением 132 кВ или выше. Только в этих линиях все четыре параметра, используемые для определения производительности (сопротивление, индуктивность, емкость и проводимость утечки), равномерно распределены по всей линии электропередачи.
Компоненты воздушных линий электропередачи
Линия поддержки
Опоры линий электропередач удерживают линии электропередач над землей, сводя к минимуму риск безопасности и максимизируя передачу электроэнергии. Существует 2 основных типа опор линий электропередач – столбы и башни. Выбор типа будет зависеть от различных факторов, таких как уровень напряжения и требуемое расстояние покрытия.
Поляки
Столбы передают электроэнергию на более короткие расстояния. Обычно они используются для распределительных линий и обычно переносят низкие и высокие уровни напряжения. Наиболее распространенными материалами для столбов являются дерево, бетон и сталь.
Деревянные столбы: Часто используемые для покрытия более коротких пролетов, деревянные столбы являются экономически эффективным вариантом для транспортировки низкого и среднего уровня напряжения. Однако, как природный материал, деревянные столбы имеют более короткий срок службы и значительно более уязвимы к условиям окружающей среды, чем их искусственные аналоги.
Бетонные (ЖБК) столбы: Неприхотливые в обслуживании и обладающие превосходной грузоподъемностью, бетонные столбы являются первоклассным выбором для опорных конструкций, требующих дополнительного повышения прочности или устойчивости, например, в районах с экстремальными климатическими условиями. К сожалению, их более тяжелая конструкция также делает их дорогими и неудобными для транспортировки.
Стальные столбы: Обычно используемые в городских районах, стальные столбы долговечны и обеспечивают высокий уровень гибкости при их изготовлении, что делает их привлекательным вариантом, адаптируемым к различным целям передачи. Хотя оцинкованные столбы могут похвастаться хорошей долговечностью, они все равно могут ржаветь и стоят дорого.
Башни
Для передачи более высоких уровней напряжения на большие площади стальные башни являются опорами линий. Как мощные стальные конструкции со значительным уровнем механической прочности, их конструкция обеспечивает надежную устойчивость к стихиям и более высокое качество передачи.
Однако, как и стальные столбы, башни обходятся дорого и более уязвимы к ударам молний, чем другие материалы.
Проводники линии электропередач
Проводники — это компоненты, прикрепленные к линиям электропередач для обеспечения передачи электроэнергии из одного места в другое. Они также помогают повысить безопасность электрической сети.
Четыре основных типа проводов, используемых на воздушных линиях электропередачи, — это AAC (полностью алюминиевые проводники); AAAC (полностью алюминиевые проводники из сплава алюминия); ACAR (алюминиевые проводники, армированные сплавом) и ACSR (алюминиевые проводники, армированные сталью).
Провода ACSR – и в меньшей степени AAAC – являются наиболее часто используемыми проводниками на современных линиях электропередач. Как легкие проводники с высокой емкостью, ACSR и AAC также экономически эффективны – что делает их идеальными для использования в высоковольтных линиях, требующих многожильных или пучковых проводников.
Изоляторы для линий электропередач
Изоляторы ограничивают поток мощности в определенных точках электрической сети. Они используются на линиях электропередач для обеспечения безопасности и поддержки конструкции путем усиления линии и разделения проводников.
Изоляторы линий электропередачи можно условно разделить на две категории в зависимости от процесса установки: штыревые изоляторы (устанавливается над линией) и подвесные изоляторы (устанавливается так, чтобы подвешиваться ниже линии).
Для линий с более высоким напряжением часто используются модульные (многосекционные) подвесные изоляторы, которые выдерживают более высокий уровень сопротивления. Изготовленные из серии регулируемых дисков изоляторов, они могут быть легко увеличены или уменьшены по мере необходимости.
Заземляющие анкеры для линий электропередач
Грунтовые анкеры (также известные как грунтовые анкеры) — это мощные инженерные устройства, используемые для укрепления и стабилизации столбов или башен, устанавливаемых для поддержки линий электропередач.
Забиваемые или ввинчиваемые в окружающие фундаменты грунтовые анкеры помогают защитить структурную целостность линий от неблагоприятных или экстремальных погодных условий, а также от любых последующих естественных или антропогенных изменений местного ландшафта.
Фитинги для линий электропередач
Различные принадлежности крепятся к линиям электропередач, столбам и башням, чтобы обеспечить плавный переход электроэнергии из одного места в другое. Некоторые из наиболее распространенных креплений, используемых на линиях электропередач и опорах, включают:
- Крестовина: Стержень, прикрепленный горизонтально к столбу для поддержки его изоляторов и другого оборудования;
- Оттяжки: Прочные стальные тросы, усиливающие конструкцию опоры ЛЭП;
- Распорки: Компоненты, удерживающие токоведущие проводники на линии на безопасном расстоянии друг от друга;
- Демпферы: Устройства, защищающие хрупкие кабели и провода в наружных условиях;
- Провода заземления: Обеспечить защитный слой между линией и суровыми климатическими условиями;
- Молниеотводы: Устройства безопасности, которые перенаправляют молнию от линии под напряжением в землю.
Заключение
Когда гениальный новатор Никола Тесла во время промышленной революции спроектировал систему переменного тока, возможно, даже его провидческий ум не мог предсказать, какое непревзойденное влияние его открытие окажет на переосмысление того, как можно использовать эту мощную энергию.
Почти 150 лет спустя переменный ток остается бесспорным мировым стандартом передачи электроэнергии, и благодаря нашей современной сети воздушных линий электропередач, которые переносят этот лучистый ресурс на большие расстояния, мы смогли достичь уровня технологического прогресса, который обогатил все сферы нашей жизни.
Благодаря развитию передачи электроэнергии на большие расстояния наша скромная планета Земля оказалась освещена в бескрайних просторах чернильного космоса, и наше будущее выглядит еще ярче.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Что такое воздушная линия электропередачи?
Воздушная линия электропередачи служит каналом для передачи электромагнитных волн разного уровня напряжения на различные расстояния, в различных средах и ландшафтах для подачи электроэнергии туда, где она необходима.
Как работает система передачи электроэнергии?
Система передачи электроэнергии по воздушным линиям позволяет передавать электроэнергию по всей стране, создавая бесперебойную и быструю подачу электроэнергии во все уголки страны. Сеть жизненно важна для обеспечения надежной и регулярной подачи электроэнергии в наши дома, на рабочие места и в другие удобства.
Типы линий электропередачи
Линии электропередач могут использовать две формы тока: переменный ток (AC) и постоянный ток (DC).
Линии электропередачи переменного тока можно классифицировать по напряжению и длине:
Классификация напряжения
- Низкое напряжение
- Среднее напряжение
- Высокое напряжение
- Сверхвысокое напряжение
- Сверхвысокое напряжение
Классификация длины
- Короткие строки
- Средние линии
- Длинные очереди
Компоненты воздушных линий электропередачи
Компоненты можно разделить на пять основных категорий:
- Линия поддержки
- Проводники линии электропередач
- Изоляторы для линий электропередач
- Заземляющие анкеры для линий электропередач
- Фитинги для линий электропередач
