Основные сведения об условиях работы и конструктивном выполнении воздушных линий электрических сетей

Анкерный пролет и основные конструктивные характеристики воздушной линии

На рис. 2.2 показаны основные конструктивные характеристики воздушной линии: l — длина промежуточного пролета, lа — длина анкерного пролета, — стрела провеса грозозащитных тросов, fп - стрела провеса проводов,  — габаритное (наименьшее) расстояние от проводов до земли,  — длина гирлянды изоляторов.

Наименьшие расстояния от низшей точки проводов до земли, воды или каких-либо пересекаемых линией объектов (полотно шоссе, провода электрифицированной железной дороги и т.д.) устанавливаются нормами по условиям безопасного передвижения людей и транспорта под линиями. Эти расстояния (6—8 м) зависят от номинального напряжения электропередачи, от характеристики местности по ее населенности, по признаку интенсивности перемещения людей и транспорта под линией, а в пролетах пересечений — от типа пересекаемого линией сооружения (железной дороги, шоссе, газопровода и т.п.).

Все конструктивные элементы воздушных линий работают в сложных и меняющихся в широких пределах условиях и должны противостоять ряду механических воздействий, основными из которых являются:

— механические силы веса всех частей воздушных линий, веса гололедно-изморозевых отложений на проводах, тросах и опорах;

— давление ветра на провода, тросы и опоры;

— тяжения по проводам и тросам.

Воздушные линии электропередачи сооружаются и эксплуатируются в самых разнообразных климатических и географических условиях, в регионах с различными высшими и низшими температурами воздуха, его влажности и состава взвешенных в нем природных и производственных химических соединений. В связи с этим воздушные линии должны сооружаться с учетом воздействий:

— многолетних и сезонных изменений температуры воздуха;

— химического и электрохимического воздействия кислорода воздуха, влаги и находящихся во взвешенном состоянии химических элементов, солей, кислот и щелочей.

Наконец, воздушные линии сооружаются как в ненаселенной или малонаселенной местности, так и в городах, поселках, на территориях промышленных предприятий.

В связи с указанными выше и иными условиями может изменяться конструктивное выполнение линий, о чем кратко сказано в следующих параграфах.

В целом, ЛЭП должны обеспечивать

§  основное функциональное назначение;

§  надежность электропередачи;

§  требуемый уровень безопасности;

§  экономичность работы.

§ 2.2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИЙ РАБОТЫ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ И ТРЕБОВАНИЙ К ИХ КОНСТРУКЦИЯМ

Массы проводов, изоляторов, грозозащитных тросов, арматуры и опор весьма значительны и зависят от марок проводов и тросов, номинального напряжения линии, длин пролетов, конструкции и материалов опор.

Если происходит обрыв проводов или грозозащитных тросов, то вес и натяжение оставшихся необорванными проводов и тросов обусловливают горизонтальные тяжения по проводам и тросам, направленные вдоль линии (рис. 2.3). На рис. 2.3 показано, как распределяются тяжения по проводам при их обрыве в одном из пролетов воздушной линии.

Рис. 2.3. Анкерный пролет воздушной линии с гибкими опорами при обрыве проводов в одном из промежуточных пролетов

Здесь Т\ = 0 < Т2 < Тз < Т4 - тяжения по проводам соответственно в 1, 2, 3 и 4 -м промежуточных пролетах; ДТ1 > ДТ2 > ДТз — разности тяжений по проводам, действующие на промежуточные опоры и вызывающие соответственно отклонения точек подвеса проводов б1 > б2 > б3.

При перемещениях теплого воздуха и при его соприкосновении над поверхностью земли с холодным воздухом в пограничном слое этих двух масс воздуха создаются условия существования переохлажденных паров воды. При соприкосновении паров воды с частями   конструкций   линии электропередачи, температура которых (как и холодного воздуха) несколько ниже нуля, происходит образование той или иной формы ледяного покрова на проводах, тросах и опорах; аналогично и мокрый снег также образует при указанных условиях смерзшуюся массу на конструктивных частях линии, как это показано на рис. 2.4. Это явление, называющееся гололедообразованием( (или просто гололедом), обычно происходит при незначительных отрицательных температурах воздуха (от —3 до —5''С, реже от —8 до —КГС) и при небольших скоростях ветра (до 10 м/с). При этом следует иметь в виду, что при протекании по проводам электрического тока, близкого к экономически целесообразному (см. гл. 11 и [61]), температура проводов мало отличается от температуры окружающего воздуха (выше не более чем на 1—3°С). Интенсивность гололедообразований зависит от ряда условий, в первую очередь от насыщенности воздуха влагой и скорости наноса влажного воздуха или мокрого снега на конструкции линий. Интенсивность гололедообразований выше вблизи больших водных поверхностей и на наветренной стороне холмов, склонов гор, а также возрастает с увеличением высоты опор и отметок местностей над уровнем моря. Специфические особенности микроклимата, рельефа и лесистости местности, застройки отдельных районов также влияют на размеры гололедных отложений. Толщина стенки гололедно-изморозевых образований наблюдается от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров, а их вес, приходящийся на одну опору, может достигать сотен или тысяч ньютон. Большая часть этого веса приходится на вес гололеда на проводах и тросах.

Для основной части территории России достаточно часто наблюдаемые