가공 전력선의 전선 및 케이블

~에 항공로 동력 전달 1000V 이상의 전압에서는 나선과 케이블이 사용됩니다. 실외에서는 대기(바람, 얼음, 온도 변화)와 주변 공기의 유해한 불순물(화학 공장에서 나오는 유황 가스, 해염)에 노출되므로 충분한 기계적 강도와 부식(녹)에 강해야 합니다.

현재 강철-알루미늄 도체는 가공선에서 가장 많이 사용됩니다.

이전에는 가공선에 구리선이 사용되었지만 현재는 알루미늄, 강철-알루미늄 및 강철이 사용되며 경우에 따라 특수 알루미늄 합금-엘드륨 등의 전선이 사용됩니다. 낙뢰 보호 케이블은 일반적으로 강철로 만들어집니다.

그들은 디자인으로 구별됩니다.

a) (도체의 단면에 따라) 7로 구성된 하나의 금속으로 된 다중 코어 도체 함께 꼬인 19 및 37 개의 개별 와이어 (그림 1, b);

b) 하나의 솔리드 와이어로 구성된 단일 와이어 와이어(그림 1, a);

c) 강철과 알루미늄 또는 강철과 청동의 두 금속으로 된 연선 도체.기존 설계(클래스 AC)의 강철-알루미늄 도체는 아연 도금 강철 코어(단일 와이어 또는 7개 또는 19개 와이어 꼬임)로 구성되며, 주위에 알루미늄 부품이 있으며 6개, 24개 또는 그 이상의 와이어로 구성됩니다(그림 1). , ° C).

쌀. 1. 가공선의 전선 구성: a - 단선 전선; b - 연선 도체; c — 강철-알루미늄 와이어.

베어 알루미늄 및 강철-알루미늄 도체의 구조 설계 데이터는 GOST 839-80에 있습니다.

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공기 라인의 선택에는 몇 가지 요소가 고려되며, 그 중 가장 중요한 요소 중 하나는 전류로 장시간 가열하는 것입니다. 전선의 가열은 가공선의 전송 용량을 제한하고 전선의 부식, 기계적 강도 손실, 처짐 증가 등을 유발합니다. 도체의 온도는 현재 부하와 가공선 경로의 기상 조건에 따라 달라집니다.

전선의 내하중 용량은 날씨 조건(풍속, 주변 온도, 일사량 등)에 따라 크게 영향을 받습니다.

풍속의 변화는 기온의 변화보다 더 큰 영향을 미친다고 합니다. 0.6m/s 속도의 약한 바람은 정적 공기 조건에 비해 와이어 처리량을 140% 증가시키는 반면 주변 온도가 10°C 증가하면 10-15% 감소합니다.

구리선

촘촘하게 그려진 구리선으로 만들어진 내 전선은 저항이 낮고(r = 18.0 Ohm x mm2/km) 기계적 강도가 우수합니다. 공기 중의 불순물.

구리 와이어는 와이어의 공칭 단면적을 추가하여 문자 M으로 표시됩니다. 따라서 공칭 단면적이 50mm2인 구리선은 M — 50으로 표시됩니다.

현재 구리는 귀하고 값비싼 재료이기 때문에 사실상 가공 전력선의 도체로 사용되지 않고 있으며, 구리를 절약하기 위해 1960년대에 구리, 청동 및 강철-청동 도체가 단종되었습니다.

알루미늄 전선

알루미늄 와이어는 훨씬 더 낮은 질량, 약간 더 높은 비저항(r = 28.7 ... 28.8 Ohm x mm2/ km) 및 더 적은 기계적 강도를 가진 구리 와이어와 다릅니다. 16 ~ 18 kgf / mm2의 Atp 와이어.

알루미늄 와이어는 주로 로컬 네트워크에 사용됩니다. 이 와이어의 낮은 기계적 강도는 고전압을 허용하지 않습니다. 큰 화살을 피하고 필요한 것을 확보하기 위해 PUE 지면까지의 라인의 최소 크기, 지지대 사이의 거리를 줄이는 것이 필요하며 이는 라인 비용을 증가시킵니다.

알루미늄 와이어의 기계적 강도를 높이기 위해 여러 가닥의 하드 드로잉 와이어로 만들어집니다. 대기 영향에 잘 견디는 알루미늄 와이어는 공기 중의 유해한 불순물의 영향을 견디지 못합니다.

따라서 해변, 염호 및 화학 공장 근처에 건설된 가공선의 경우 부식으로부터 보호되는 AKP 브랜드 알루미늄 도체(알루미늄 내부식성, 도체 사이의 공간을 중성 그리스로 채움)를 권장합니다. 알루미늄 도체는 도체의 공칭 단면적을 추가하여 문자 A로 표시됩니다.

강선

강선은 기계적 강도가 높습니다. 최대 파단 강도 sp = 55 ... 70 kgf / mm2... 강선은 단일 와이어 또는 다중 와이어입니다.

강철 와이어의 전기 저항은 알루미늄보다 훨씬 높으며 AC 네트워크에서는 와이어를 통해 흐르는 전류의 양에 따라 달라집니다. 강선은 상대적으로 낮은 전력을 전송할 때 최대 10kV의 전압으로 로컬 네트워크에서 사용되며, 알루미늄 와이어로 라인을 구성하는 것이 수익성이 낮습니다.

강철 와이어 및 케이블의 중요한 단점은 부식에 취약하다는 것입니다. 부식을 줄이기 위해 전선은 아연 도금됩니다. 연선에는 PS(스틸 와이어)와 PMS(구리 스틸 와이어)의 두 가지 브랜드가 있습니다. PS 와이어는 최대 0.2%의 구리 추가가 있으며 PSO 와이어는 직경 3으로 만들어집니다. 3.5; 5mm. 강철 다중 와이어 케이블 낙뢰 보호 케이블은 S-35, S-50 및 S-70 등급으로 생산됩니다.

강철-알루미늄 와이어

강철-알루미늄 도체는 동일한 단면의 알루미늄 도체와 동일한 저항을 가지는데, 이는 강철-알루미늄 도체의 전기적 계산에서 강철 부품의 전도도가 고려되지 않기 때문입니다. 도체의 알루미늄 부분.

구조용 강선은 알루미늄 강선의 내부를 구성하고 알루미늄 와이어는 외부를 구성합니다. 강철은 기계적 강도를 높이도록 설계되었으며 알루미늄은 전도성 부품입니다.

강철-알루미늄 와이어의 경우 알루미늄과 강철의 열팽창 계수가 다르기 때문에 와이어의 알루미늄 부분에 추가적인 내부 응력이 발생합니다.

진동으로 인한 도체의 급속한 피로 마모를 방지하기 위해 모든 도체에 대한 연평균 온도에서의 필수 와이어 응력 제한이 필요합니다.

알루미늄은 65 ° C 이상의 온도에서 강도 특성을 잃기 시작한다는 것이 실험적으로 입증되었습니다. 이를 고려하여 강철-알루미늄 와이어의 최대 작동 온도를 선택할 때 알루미늄 강도를 12로 줄이는 것이 좋습니다. — 15 %(전체적으로 와이어 강도의 7 - 8% 손실) ) 전체 서비스 수명 동안 90 ° C의 온도에서 50년 동안 와이어의 연속 작동에 대략 해당합니다. 주의해야 합니다. 와이어의 단기 비상 과부하로 인한 기계적 강도의 총 손실은 1%를 초과하지 않습니다.

다음 브랜드의 강철-알루미늄 와이어(GOST 839-80)가 생산됩니다.

AC - 코어로 구성된 와이어 - 아연 도금 강선과 하나 이상의 알루미늄 와이어 외층. 와이어는 유해한 화합물로 오염된 공기가 있는 지역을 제외하고 육지에 놓기 위한 것입니다.

INQUIRY, ASKP — AC 브랜드 와이어와 유사하지만 강철 코어(C) 또는 전체 와이어(P)가 와이어 부식 발생을 방지하는 그리스로 채워져 있습니다. 바다 해안, 소금 호수 및 오염 된 공기가있는 산업 지역을 따라 놓도록 설계되었습니다.

ASK — ASK 와이어와 동일하지만 플라스틱 외피로 절연된 강철 코어가 있습니다. 와이어 표시에서 문자 A 뒤에 문자 P가 있을 수 있으며 이는 와이어의 기계적 강도가 증가했음을 나타냅니다(예: APSK).

모든 브랜드의 강철-알루미늄 와이어는 강철 코어의 단면에 대한 와이어의 알루미늄 부분 단면의 다른 비율로 생산됩니다: 6.0 ... 6.16 이내 - 와이어 작동 기계적 부하 조건; 4.29 ... 4.39 — 강화된 강도; 0.65 ~ 1.46 - 특히 강화된 강도: 7.71 ~ 8.03 - 경량 구조 및 12.22 ~ 18.09 - 특히 경량.

얼음 벽의 두께가 20mm를 초과하지 않는 지역의 신축 및 재건축 라인에는 경량 와이어가 사용됩니다. 강화 강철-알루미늄 도체는 얼음 벽 두께가 20mm보다 큰 영역에서 사용하는 것이 좋습니다. 수역 및 엔지니어링 구조를 통한 교차로에서 장거리 구현을 위해 특수한 강력한 와이어가 사용됩니다.

강철-알루미늄 도체의 보다 완전한 특성화를 위해 도체의 공칭 단면과 강철 코어의 단면이 와이어 브랜드 지정에 입력됩니다(예: AC-150/24 또는 ASKS-150). /34.

알드레이 와이어

Aldry 와이어는 알루미늄 와이어와 거의 동일한 전기 저항을 갖지만 기계적 강도는 더 큽니다. Aldry는 철(0.2% 이하), 마그네슘(0.7% 이하) 및 규소(0.8% 이하)가 소량 포함된 알루미늄 합금입니다. 내식성 측면에서 알루미늄과 동일합니다. Aldrey 와이어의 단점은 진동에 대한 저항이 낮다는 것입니다.

가공선 전선 위치

가공선 지지대에 있는 도체는 여러 가지 방법으로 배치할 수 있습니다. 이중 체인이 있는 라인 — 리버스 트리 또는 육각형(«배럴» 형태).

삼각형의 전선 배열 (그림 2, a)은 금속 및 철근 콘크리트 지지대가있는 35 ~ 330kV 전압의 라인을 포함하여 최대 20kV의 전압 라인에 사용됩니다.

와이어의 수평 배열(그림 2, b)은 목재 지지대가 있는 라인 35 ... 220 kV에서 사용됩니다. 이러한 와이어 배열은 낮은 지지대를 사용할 수 있고 얼음 하강 및 와이어 댄싱 중에 와이어 얽힘을 배제하기 때문에 작업 조건의 관점에서 가장 좋습니다.

두 개의 값이 있는 라인에서 와이어는 설치 조건에 편리한 리버스 트리(그림 2, c)와 함께 배치되지만 지지대의 질량이 증가하고 두 개의 보호 케이블 또는 육각형의 서스펜션이 필요합니다( 그림 2, G).

후자의 방법이 바람직합니다.35 ... 330 kV 전압의 2값 라인에 사용하는 것이 좋습니다.

이러한 모든 옵션은 서로에 대한 와이어의 비대칭 배열을 특징으로 하며, 이로 인해 위상의 전기적 매개변수가 달라집니다. 이 매개 변수의 방정식에는 와이어의 전치가 사용됩니다. 라인의 다른 섹션에서 서로에 대한 도체의 상호 위치는 지지대에서 연속적으로 변경됩니다. 이 경우 각 위상의 도체는 라인 길이의 1/3을 한 곳, 두 번째는 다른 곳, 세 번째는 세 번째 곳을 통과합니다 (그림 3.).

쌀. 2. 지지대에 와이어 및 보호 케이블 배열: a — 삼각형 포함; b — 수평; c - 리버스 트리; d — 육각형(배럴).

쌀. 3… 단일 와이어 라인 전위 방식.

가공선의 기계적 부분 계산은 풍속의 반복성과 전선의 얼음 벽 두께를 기반으로 수행되며 특정 등급의 가공선의 신뢰성 및 자본화 요구 사항을 충족합니다.

같은 지형, 특히 공통 경로를 통과할 때 서로 다른 등급의 가공선은 서로 다른 바람 및 얼음 하중에 맞게 설계되어야 합니다.

가공 전력선의 낙뢰 보호 케이블

낙뢰 보호 케이블은 대기 서지로부터 보호하기 위해 와이어 위에 매달려 있습니다. 전압이 220kV 미만인 라인에서 케이블은 변전소에 접근할 때만 걸려 있습니다. 이렇게 하면 변전소 근처에서 전선이 겹칠 가능성이 줄어듭니다. 전압이 220kV 이상인 라인에서 케이블은 전체 라인을 따라 매달려 있습니다. 일반적으로 강철 로프가 사용됩니다.

이전에는 모든 정격 전압 라인의 케이블이 각 지지대에 단단히 접지되었습니다. 운영 경험에 따르면 접지 시스템 - 케이블 - 지지대의 폐쇄 회로에 전류가 나타납니다. 그것들은 전자기 유도에 의해 케이블에 유도된 EMF의 작용의 결과로 발생했습니다. 동시에 반복적으로 접지된 케이블, 특히 초고압 라인에서 상당한 전력 손실이 발생하는 경우가 많습니다.

연구에 따르면 전도율이 증가한 케이블(강철-알루미늄)을 절연체에 매달아 케이블을 통신 전선 및 전류 전도체로 사용하여 저전력 소비 장치에 공급할 수 있습니다.

라인에 적절한 수준의 낙뢰 보호를 제공하려면 케이블을 스파크 갭을 통해 접지에 연결해야 합니다.