Электроснабжение, как понятие, представляет собой глобальный раздел, охватывающий все виды обеспечения энергией объектов. Электроснабжение промышленных, бытовых, транспортных, мобильных и автономных объектов и предприятий осуществляется за счет различного рода электрических сетей — совокупности электроустановок, которые предназначаются для передачи и распределения энергии от подстанции до конечного ее потребителя. Одним же из самых главных компонентов электрической сети являются так называемые ЛЭП — линии электропередачи, которые представляют собой замкнутые системы электрооборудования, необходимые для осуществления передачи электрической энергии при помощи электротока. Плюс к этому, ЛЭП — это еще и электрические линии, проложенные за границами соответствующей подстанции или электростанции, но находящиеся в составе общей системы электроснабжения.
Линии электропередачи бывают воздушные и кабельные.
Воздушные линии электропередачи
Под воздушной линией электропередачи понимается устройство, которое служит для передачи и распределения электрической энергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикрепленным с помощью оборудования: траверс, арматуры и изоляторов к опорам или другим сооружениям, например, частям моста. По уровню напряжения они делятся на ВЛ до 1000В и более 1000В — эти группы различаются разве что требованиями в расчетной части.
При монтаже воздушных линий передач объем земляных работ незначителен, а само строительство происходит по методу монтажа «под натяжением», что дает множество плюсов в случае неровности рельефа местности. Это дает максимально возможную надежность электроснабжения. Дороговизна строительства на 25-30% меньше, чем таковая же у кабельной линии такой же протяженности.
По классу напряжения воздушные линии делятся на:
1 класс (средний) — линии с максимальным эксплуатационным напряжением 35 кВ при потребителях 1 и 2-й категорий и выше 35 кВ независимо от категорий потребителей;
2 класс (высокий) — линии с максимальным эксплуатационным напряжением от 1 до 20 кВ при потребителях 1 и 2-й категорий, а также 35 кВ при потребителях 3-й категории;
3 класс (сверхвысокий) — линии с максимальным эксплуатационным напряжением 1 кВ и ниже — 750кВ;
Характерной особенностью ВЛ третьего класса является использование в работе опор для крепления к ним дополнительного оборудования: наружного освещения, сигнализации или проводов радиосети. Для монтажа ВЛ применяют железобетонные опоры(стойки), металлические опоры, а также опоры с железобетонными приставками — пасынками. В качестве проводного оборудования для организации сети воздушных линий передач используются так называемые СИП — самонесущие изолированные провода, а также неизолированные провода (А, АС, АМ).
Первая группа в большинстве случаев также применяется для строительства осветительных систем. Применение таких проводов, как СИП — самонесущих изолированных и ПЗВ — защищенных позволяет в значительной мере увеличить эффективность и надежность электроснабжения предприятий и конечных потребителей при сооружении воздушных изолированных и защищенных линии — ВЛИ и ВЗ, соответственно. По большей части область применения СИП находится в диапазоне магистральных воздушных линий передач или ответвлений для обеспечения электроснабжения домов и хозяйственных построек. Кстати, выполнение электроснабжения дома с помощью самонесущих изолированных проводов является самым прогрессивным на данный момент способом, но в тоже время и самым дорогостоящим.
Для передачи и распределения электрической энергии в сетях напряжением до 0,6/1 кВ используются провода СИП-1, СИП-2, СИП-1A, СИП-2A, СИП-4, а в сетях до 20 кВ — провода СИП-3.
Неизолированные провода А, АС и М
Классификация:
А — неизолированный алюминиевый провод для воздушных линий электропередач
АС — неизолированный сталеалюминиевый провод для воздушных линий электропередач
М — неизолированный медный провод для воздушных линий электропередач
Провода имеют многопроволочную, скрученную из твердых алюминиевых (марка А) или медных (марка Б) трубок конструкцию. Провода АС имеют ко всему прочему твердый несущий сердечник, состоящий из одиночной или скрученных оцинкованных проволок.
Провода марок А, АС применяются для передачи электроэнергии в ВЭЛ, в атмосфере воздуха типов I и II при условии содержания в атмосфере сернистого газа не более 150 мг/м² сут. (1,5 мг/м³) на суше всех макроклиматических районов по ГОСТ 15150 исполнения УХЛ, кроме ТВ и ТС.
Провода марки М — для передачи электрической энергии в воздушных электрических сетях, в атмосфере воздуха типов II и III на суше и море всех макроклиматических районов по ГОСТ 15150 исполнения УХЛ.
Кабельные линии электропередачи
По классификации кабельные линии схожи с воздушными и по условиям прохождения делятся на подземные, подводные и по сооружениям.
Обеспечение электроснабжения
Как уже было сказано выше, для обеспечения электроснабжения используются различные электрические сети, одними из основных деталей которых являются опоры, которые в свою очередь делятся на промежуточные, ответвительные, перекрестные, концевые и угловые.
Промежуточные опоры составляют самую многочисленную группу, так как предназначаются только для поддержания проводов на высоте, не учитывая усилия вдоль линии, создаваемые различными внешними условиями. Для этих целей используются более сложные по конструкции, имеющие повышенную прочность, анкерные опоры, которые подразделяются на такое же количество различных видов. Так или иначе, если опоры дополняются подвесными изоляторами, провода закрепляются в специальных вертикальных гирляндах: сама опора воспринимает горизонтальную нагрузку ветра, ее вертикальная часть — нагрузку от веса проводов и изоляторов.
При установке анкерных опор на прямых участках рельефа и подвеске проводов с обеих сторон усилия уравновешиваются, тем самым превращая их в подобие промежуточных опор — с горизонтальным давлением. Расстояние между двумя анкерными опорами называется анкерным пролетом, между двумя промежуточными — шагом опор.
Угловые опоры устанавливаются в местах поворота линий электропередач с подвеской проводов в специальных вертикальных гирляндах. Здесь, плюс к горизонтальному давлению на опоры действует еще и угловое, поэтому при угле поворота более 20 градусов, для уменьшения рисков неправильного электроснабжения, применяют угловые анкерные опоры.
Ответвительные опоры составляют довольно многочисленную группу по причине того, что большинство населенных пунктов не смогло бы существовать без их использования — они имеют более сложную, но в тоже время и легкую конструкцию.
На концах линий, к которым подходят провода непосредственно от порталов электростанций, ставят концевые опоры. Они воспринимают нагрузку от одностороннего натяжения проводов и имеют однобокую конструкцию со смещением веса в одну сторону.
Помимо вышеперечисленных видов, на линиях электропередач применяются еще некоторые другие типы опор, например, транспозиционные, которые служат для изменения порядка расположения проводов, опоры для переходов через реки или более крупные водоемы и многие другие.
По материалу изготовления опоры делятся на деревянные, распространенные в сельской местности, металлические и железобетонные. Основным материалом изготовления металлических опор и дополнительного оборудования, типа штифтов и траверс, является сталь. Они превосходят железобетонные как в плане прочности, так и в плане веса. Отдельные их элементы соединяют сваркой или болтами, а для предотвращения коррозии их оцинковывают или покрывают специальными красками. Железобетонные опоры лишь утяжеляют металлом, а деревянные для увеличения прочности конструкции с основной стойкой соединяют при помощи бандажа. В большинстве случаев деревянные опоры также делаю из составных материалов, чтобы в случае гниения древесины можно было заменить лишь ее часть, а не всю опору полностью. Останавливать свой выбор на деревянных опорах следует лишь исходя их низкой стоимости.
Срок службы опор, а значит и надежности электроснабжения, зависит от правильной их эксплуатации, но в большинстве случаев для металлических и железобетонных составляет около 50 лет.
