ЛЕКЦІЯ Тема: Повітряні лінії План: 1. Повітряні лінії електропередач 2. Неізольовані проводи повітряних ліній 3. Самоутримні ізольовані проводи (СІП) 4. Переваги СІП у порівнянні зі звичайним проводом 1. Повітряні лінії електропередач У електричних мережах в якості матеріалу для проводів використовують мідь, алюміній та сталь. Мідь застосовують для ізольованих проводів всередині приміщень і лише в окремих випадках (на березі морів, в районі хімічних заводів) для повітряних ліній. Алюміній використовують як для внутрішніх проводок, так і для зовнішніх мереж. Для повітряних ліній електропередачі використовують неізольовані (голі) проводи та ізольовані самонесучі проводи. До проводів повітряних ЛЕП висуваються наступні вимоги: - висока електрична провідність; - висока механічна міцність; - гнучкість та пластичність; - висока хімічна стійкість; - низька густина; - низька вартість. Електричні та механічні характеристики міді, алюмінію і сталі значно різняться між собою. Мідь має високу електричну провідність. Для твердої міді питома провідність = 53∙106 См/м. Густина міді = 8940 кг/м3. Механічна міцність міді також висока. Тимчасовий опір при розриванні твердої міді (границя міцності) = 390 МПа. Мідні проводи добре протистоять хімічній дії різних речовин. Знаходячись у повітрі, мідні проводи покриваються тонкою плівкою оксидів, яка захищає їх від подальших руйнувань. Алюміній володіє меншою питомою провідністю в порівнянні із міддю. Для твердого алюмінію = 32 ∙ 106 См/м. Густина алюмінію значно менша, ніж у міді, і становить всього = 2700 кг/м3 (дуже легкий). Він має нижчі механічні характеристики у порівнянні із міддю. Тимчасовий опір при розриванні = 80…160 МПа. Так само як і мідь, алюміній не руйнується на відкритому повітрі, покриваючись плівкою оксидів. Сталь має значно меншу питому провідність ніж алюміній та мідь. Її провідність залежить від сили змінного струму, що протікає по проводу. При незначних струмах = 7,5 ∙ 106 См/м. Механічна міцність стальних проводів значна. Тимчасовий опір стальних однодротових проводів = 370 МПа, а багатодротових = 650...700 МПа. Густина сталі = 7850 кг/м3. На відміну від проводів із кольорових металів, сталеві проводи, окислюючись, покриваються іржею. Тому їх виготовляють або з оцинкованого дроту, або з присадкою міді. Широко поширені сталеалюмінієві проводи, в яких внутрішні дроти виконані із сталі, а зовнішні – із алюмінію. Сталеві дроти несуть механічне навантаження, алюмінієві – електричне і механічне навантаження. Застосовуються також біметалічні проводи. У них сталеву жилу електролітично покривають товстим шаром міді або алюмінію, що значно підвищує електропровідність проводу та стійкість до корозії. 2. Неізольовані проводи повітряних ліній Неізольовані проводи для повітряних ліній виконують однодротовими і багатодротовими (рисунок 3.1). Рисунок 3.1 – Конструкція неізольованих проводів а – однодротовий, б – багатодротовий, в – сталеалюмінієвий Однодротові проводи виготовляють тільки з міді перерізом до 10 мм 2 і сталі діаметром до 5 мм, але в повітряних лініях мідь не використовують. Алюмінієві однодротові проводи для повітряних ліній застосовувати не можна. Багатодротові проводи виготовляють із усіх перерахованих вище металів. Їх виконують з дротів однакового перерізу. Число дротів зазвичай дорівнює 7, 12, 19, 37 або 61. При такому числі дротів вони краще за все розташовуються навколо одного центрального дроту. Багатодротові проводи мають більшу механічну міцність і більшу гнучкість в порівнянні з однодротовими, тому саме їх широко застосовують в повітряних ЛЕП. Неізольовані проводи позначають (маркують) наступним чином: літерами М, А та ПС позначають матеріал проводу, а цифрами – його переріз в міліметрах квадратних. Наприклад, А16 означає алюмінієвий провід перерізом 16 мм 2, ПС25 – провід стальний перерізом 25 мм2. Однодротові стальні проводи позначають так: ПСТ 3,5, ПСТ 4, ПСТ 5, де цифри відповідають діаметру проводу в міліметрах. З метою підвищення надійності електропостачання при передачі електроенергії на значні відстані використовують ізольовані проводи із алюмінієвими жилами із стальною утримною жилою, або без неї. 3. Самоутримні ізольовані проводи Самоутримні ізольовані проводи (СІП) використовують для ліній електропередачі напругою 0,38, 0,66 та 10 кВ при температурі від –50 0С до +50 0С. При використанні СІП знижуються експлуатаційні витрати, відсутнє утворення ожеледі на проводах, можлива робота лінії при перехрещенні проводів, виключена можливість короткого замикання між проводами. a. Розглянемо зображення конструкції різних проводів СІП в перерізі. b. 1. Струмопровідна жила - алюмінієва, круглої форми, багатопровідникова ущільнена. c. 2. Несуча нульова жила - з алюмінієвого сплаву, круглої форми, скручена з круглих дротів, ущільнена. Вона може бути з ізоляцією або без неї. d. 3. Ізоляція - виконується з світло стабілізованого зшитого поліетилену. Ізоляція чорного кольору. e. Скручування - ізольовані струмопровідні жили скручені навколо нульової несучої жили. Скручування жил має правий напрям. Рисунок 3.2 - Конструкції різних проводів СІП в перерізі На сьогоднішній день існують такі марки провідника: СИП-1, -1А, -2, 2А, -3, -4, 5. Розглянемо відмінності кожної марки. СІП-1 (СІП-1А) - чотирьох жильний самоутримний ізольований провід з алюмінію або алюмінієвого сплаву, три жили покриті світлостабілізованим термопластичним поліетиленом, стійкого до ультрафіолетового випромінювання, а четверта - оголена нульова жила (зі сталевим сердечником). Застосовується для магістральних ліній і відгалужень в мережах 380 В. Рисунок 3.3 - СІП-1 СІП-2 - з ізольованою нульовою жилою. Використовується для освітлювальних мереж, передачі електроенергії через магістралі і відгалуження. Рисунок 3.4 - СІП-2 СІП-3 – одножильний самоутримий провід із ущільнених дротів із алюмінієвого сплаву світлостабілізованим із стальним поліетиленом; дротом всередині, призначений для ізольований повітряних зшитим ліній електропередачі напругою 6…20 кВ. Рисунок 3.5 - СІП-3 Застосовуються для відгалужень від магістралей до будинків. У СІП-4 всі чотири жили ізольовані оболонкою із зшитого світлостабілізованого поліетилену, але відсутня окрема несуча жила. СІП-5 також не має окремої несучої жили, інші покриті оболонкою із зшитого поліетилену, кількість жил дві і більше. Рисунок 3.6 - СІП-4 За технічними характеристиками СІП-1, СІП-2, СІП-4 і СІП-5 розраховані на номінальну напругу до 1 кВ, СІП-3 до 35 кВ. САПт (САПсш) – провід із алюмінієвими жилами із ізоляцією із світлостабілізованого термопластичного (т) або зшитого (сш) поліетилену для повітряних ліній напругою 0,38 кВ. САСПт (САСПсш) – провід із алюмінієвими жилами із ізоляцією із світлостабілізованого термопластичного або зшитого поліетилену для повітряних ліній напругою 0,38 кВ із утримною жилою. Детальніше характеристики СІП, такі як мінімальний радіус вигину, опір, струмовий навантаження, маса і перетин жил, наводяться у спеціальній каталожній літературі. 4.Переваги СІП у порівнянні зі звичайним проводом a. У порівнянні зі звичайним проводом СІП має такі переваги: b. Надійність передачі електроенергії в будь-яких кліматичних умовах; c. СІП витримує пориви вітру та дію опадів; d. Діапазон температур експлуатації від -60 до + 50 ° С; e. Легкість монтажу та підключення; f. Монтаж лінії можливий при -10 ° С; g. Гарантійний термін експлуатації 5 років; h. Заявлений термін служби не менше 45 років. i. Низька ціна і довговічність.