Mapa Serwisu Instytut Elektroenergetyki PW: Materiały pomocnicze
Nowości
Materiały pomocnicze
--> Linie Elektroenergetyczne

linia WN.jpg

Linie przesyłowe

Konstrukcje wsporcze | Rozmieszczenie przewodów

Przesyłanie energii elektrycznej liniami napowietrznymi nadal pozostaje powszechnym sposobem przesyłania energii na większe odległości.

Ze względu na rodzaj napięcia rozróżnia się linie prądu stałego i linie prądu przemiennego. W początkowym okresie rozwoju elektroenergetyki, gdy stosowano napięcie stałe, przesyłanie energii było ograniczone do niewielkich odległości, ze względu na problemy z przetwarzaniem wartości napięcia. Jednym ze sposobów podwyższania napięcia było szeregowe łączenie generatorów. Wprowadzenie napię­cia przemiennego, a zwłaszcza przemiennego trójfazowego, ułatwiało przesyłanie energii elektrycznej na znaczne odległości. Obecnie w powszechnej eksploatacji są linie o napięciu 400 i 750kV, a w niektórych krajach przekroczono już 1000 kV.

W zależności od wartości napięcia linie napowietrzne dzieli się na:

  • linie niskiego napięcia (nn) ;
  • linie średniego napięcia (SN) ;
  • linie wysokiego napięcia (WN)
  • linie najwyższych napięć (NN) .
Linie napowietrzne mogą pracować w sieciz punktem neutralnym uziemio­nym lub też z punktem neutralnym izolowanym. Linie najwyższych napięć oraz większość linii niskiego napięcia pracują w sieciach z bezpośrednio uziemionym punktem neutralnym. Sieci pracujące z punktem neutralnym izolowanym mogą być skompensowane lub nieskompensowane.

Linie napowietrzne mogą być budowane jako jednotorowe lub wielotorowe.

Poziomą odległość a mię­dzy punktami zawieszenia przewodu określa się jako rozpiętość przęsła. Przewód jest zawieszony z pewnym naprężeniem o, wyrażanym w Pa. W zależności od warto­ści naprężenia zwiększa się lub zmniejsza krzywizna zawieszonego przewodu. Pio­nową odległość między prostą łączącą punkty zawieszenia i przewodem nazywa się zwisem. Jeżeli nie ma bliższego określenia, przez zwis rozumie się odległość w środku rozpiętości przęsła.

Ze względu na wytrzymałość materiału przewodzącego naprężenie w przewodzie nie może przekroczyć pewnej wartości dopuszczalnej.

na góre Konstrukcje wsporcze
Rodzaje słupów

Słupy linii napowietrznych, najogólniej biorąc, dzieli się na dwie podstawowe grupy: przelotowe oraz mocne. Do pierwszej grupy zalicza się słupy przelotowe (P), skrzyżowaniowe (PS) oraz narożne (N). Słupy te charakteryzują się lekką kon­strukcją i nie są wytrzymałe na naciąg przewodów. Wynika stąd konieczność wyślizgu przewodu z uchwytu przelotowego w przypadku zerwania się przewodu i wystąpienia siły naciągu działającej na słup.

Słupy przelotowe mają za zadanie tylko podtrzymanie przewodu, a więc działają na nie siły pionowe, pochodzące od ciężaru przewodu wraz z ewentualną sadzią. Do­datkowo słupy przelotowe muszą wytrzymywać obciążenia pochodzące od działania wiatru na słupy i przewody na nich zawieszone.

Wyjątek stanowią słupy narożne, na które działa wypadkowa siła naciągu z obu stron słupa. Kąty załomu są niewielkie, a więc i wartość siły wypadkowej nie jest du­ża, ze względu jednak na odmienne warunki pracy często zalicza się je do osobnej grupy słupów narożnych.

Do słupów mocnych zalicza się słupy odporowe (O), odporowo-narożne (ON) oraz krańcowe (K). Są to słupy o mocniejszej konstrukcji, dostosowane do działania sił naciągu przewodów. Stosuje się na nich zawieszenia odciągowe.

Słupy odporowe są stawiane na końcach sekcji odciągowej ze słupami przeloto­wymi w środku, na prostych odcinkach linii. Sekcja odciągowa jest to odcinek linii zawarty między dwoma kolejnymi słupami mocnymi (rys. 1).

Słupy odporowo-narożne spełniają takie samo zadanie, lecz w punktach załomu linii. kliknij,aby zobaczyć większy obrazek

Rys 1. Fragment trasy linii napowietrznej

P - słup przelotowy, O - słup odporowy, K - słup krańcowy, ON - słup odporowo-narożny, RPK - słup rozgałęźniowy, przelotowo-krańcowy

Słupy krańcowe stosuje się na początku i końcu linii. Są one dostosowane do wy­trzymywania całkowitego jednostronnego naciągu przewodów.

Do niedawna na słupy, szczególnie niskiego napięcia, powszechnie stosowano żerdzie drewniane. Odstąpiono jednak od tego ze względu na deficyt drewna oraz jego nietrwałość i trudności konserwacyjne. Obecnie na słupy stosuje się żerdzie żelbetowe i strunobetonowe oraz kształtowniki stalowe.

Żerdzie żelbetowe wykonuje się przez ułożenie w formach zbrojenia z prętów stalowych, zalanie betonem i następnie wibrowanie lub wirowanie w celu zagęszcze­nia masy.

Wykonywanie żerdzi strunobetonowych lub kablobetonowych przebiega w podobny sposób, z tym że pręty stalowe poddaje się wstępnym naprężeniom rozciąga­jącym, zwiększającym wytrzymałość żerdzi na rozciąganie.

Linie niskiego napięcia prowadzi się na słupach żelbetowych (Rys 3) o żer­dziach ZN, długości 8, 9, 10, 11 i 12m. Głębokość zakopania słupów wynosi 1,8-2,4m, w zależności od długości żerdzi i rodzaju gruntu. W liniach niskiego napięcia w układzie płaskim są stosowane poprzeczniki stalowe (rys. 3b). Poprzecznikiem nazywa się poprzeczny element konstrukcyjny słupa, na którym są zawie­szone przewody.

W liniach wysokiego napięcia do 30kV, potocznie zwanych liniami średnich napięć, stosuje się żerdzie żelbetowe ZN przy mniejszych przekrojach przewodów oraz żerdzie strunobetonowe BSW przy większych przekrojach. Długości żerdzi ZN wynoszą 10 i 12m, a żerdzi BSW - 12 i 14m. W liniach tych są stosowane poprze­czniki stalowe na wszystkich rodzajach słupów. Głębokość zakopania wynosi1,9-2,3m. W słupach rozkracznych u zbiegu żerdzi stosuje się kliny wierzchołkowe (rys. 2 d, e).Są to przestrzenne konstrukcje stalowe, z którymi łączy się śruba­mi żerdzie.

W liniach wysokiego napięcia o wartości 110kV i wyższym stosuje się prawie wyłącznie słupy kratowe z kształtowników stalowych. (rys 2)

Słupy kratowe są zbudowane najczęściej z kątowników, tworzących przestrzen­ną, ażurową konstrukcję o podstawie kwadratu lub prostokąta. Słupy takie są trans­portowane w formie drobnych elementów i montowane dopiero na stanowisku w miejscu ustawienia. Obecnie wszystkie słupy są montowane za pomocą śrub. Stoso­wane dawniej łączenie nitami lub za pomocą spawania zostało zaniechane.

Na rysunku 2 pokazano kilka typów najczęściej stosowanych słupów krato­wych. Wysokości słupów odnoszą się do wykonań podstawowych. Większość słu­pów może być obniżona o 2m lub podwyższona o 2,5; 5 i 10m.

Konserwacja słupów linii napowietrznych polega przede wszystkim na zabezpie­czeniu części stalowych przed korozją. Zabezpieczenie to może być wykonane przez malowanie stalowych konstrukcji minią oraz farbami olejnymi lub przez cynkowanie. Obecnie zamiast malowania jako zabezpieczenie przed korozją stosuje się przede wszystkim cynkowanie.

Podczas zakopywania słupów betonowych w gruntach agresywnych chemicznie na­leży ich części podziemne pokryć specjalnymi lepikami, np. bitizolem, korlizolem itp.

na góre Rozmieszczenie przewodów

W liniach niskiego napięcia, na których prowadzi się większą liczbę przewodów, ich rozmieszczenie jest odmienne niż w sieciach wysokiego napięcia. Rozróżnia się dwa podstawowe układy przewodów: naprzemianległy oraz płaski, jedno- i wielopoziomowy (rys. 3 a, b). We wszystkich tych układach obowiązuje zasada umieszczania najniżej przewodu neutralnego lub oświetleniowego.

W liniach wysokiego napięcia są prowadzone trzy przewody robocze dla linii jednotorowych oraz sześć przewodów roboczych dla linii dwutorowych. W liniach tych stosuje się -jako podstawowe - układy: płaski i trójkątny.

Układ płaski (rys. 3 c, d, e) charakteryzuje się możliwością stosowania niższych słupów, a więc mniejszym zużyciem materiału, lecz zajmuje dosyć szeroki pas terenu. Ma to szczególne znaczenie w liniach wyższych napięć, gdzie odległości między przewodami sięgają nawet kilkunastu metrów.

Układ trójkątny (rys.2 a, d) przewodów zajmuje węższy pas, co jest szczególnie korzystne na terenach gęsto zabudowanych, wymaga jednak stosowania wy­ższych słupów.

Oba układy różnią się również parametrami elektrycznymi - układ płaski, ze względu na niejednakowe odległości między przewodami różnych faz, charakteryzu­je się niesymetrią indukcyjności. Jest to zjawisko niekorzystne, gdyż pociąga za sobą niesymetrię spadków napięć. W układzie trójkątnym niesymetrią ta nie występuje, gdyż odległości między przewodami są równe lub różnią się tylko nieznacznie. kliknij,aby zobaczyć większy obrazek

Rys. 2. Typowe słupy kratowe wysokiego napięcia: a) słup przelotowy i mocny serii B2 na napięcie 110kV; b) słup dwutorowy serii OS24 na napięcie 110kV; c) słup serii H52 na napięcie 220kV; d) słup dwutorowy serii M52 na napięcie 220kV; e) słup serii Y52 na napięcie 400kV (widoczne ułożenie łańcucha izolatorów oraz przewody wiązkowe); wymiary w metrach