Budowa linii elektroenergetycznych

Budowa linii elektroenergetycznych

2 / 40

Elementy linii

:

¾

Słupy

¾

Uziomy słupów

¾

Izolatory

¾

Przewody fazowe

¾

Przewody odgromowe

¾

Osprzęt

Foto: J. Jastrzębski

Linia napowietrzna

Linia napowietrzna

3 / 40

S

S

ł

ł

upy

upy

¾

Przelotowe

– przeznaczone do podtrzymywania przewodów bez

przejmowania naciągu

¾

Narożne

– przeznaczone do podtrzymywania przewodów i

przejmowania siły naciągu, wynikającej z kąta załomu (> 5

°)

¾

Odporowe

– stanowią punkty odporowe dla umiejscowienia

zakłóceń mechanicznych

¾

Odporowo-narożne

– spełniają funkcje słupa odporowego i

narożnego

¾

Krańcowe

– ustawione na krańcach linii, przeznaczone do

przejmowania jednostronnego naciągu przewodów

¾

Rozgałęźne

– ustawione w punktach rozgałęzienia linii, łączą

cechy różnych słupów

Ze względu na przeznaczenie i rodzaj pracy w linii wyróżnia się
następujące rodzaje słupów:

4 / 40

S

S

ł

ł

upy

upy

(Zaczerpnięto z [1])

5 / 40

S

S

ł

ł

upy

upy

Słupy żelbetowe: a) przelotowy, b) narożny, c) odporowy

(Zaczerpnięto z [1])

6 / 40

S

S

ł

ł

upy

upy

Słupy stalowe: a) przelotowy 110 kV, b) przelotowy linii dwutorowej 110 kV,

c) przelotowy 220 kV

(Zaczerpnięto z [1])

7 / 40

Foto: J. Jastrzębski

8 / 40

Foto: J. Jastrzębski

9 / 40

Foto: J. Jastrzębski

10 / 40

Foto: J. Jastrzębski

11 / 40

Foto: J. Jastrzębski

12 / 40

Foto: J. Jastrzębski

13 / 40

Foto: J. Jastrzębski

14 / 40

Foto: J.Jastrzębski

15 / 40

Foto: J. Jastrzębski

16 / 40

Izolatory

Izolatory

Cechy izolatorów

:

ƒ

Odpowiednia wytrzymałość elektryczna i mechaniczna (izolator
musi wytrzymać siłę naciągu przewodu, jego ciężar wraz z
szadzią i wiatrem)

ƒ

Odporność na wpływy atmosferyczne i chemiczne

Typy izolatorów

:

ƒ

Stojące – dla napięć do 30 kV

Deltowe, deltowe wzmocnione, pniowe

ƒ

Wiszące – dla napięć SN i WN

• Jednokołpakowe – dla linii powyżej 1 kV
• Wielokołpakowe (również w łańcuchach) - linie WN
• Długopniowe – linie WN

Materiały:

•

ceramika, szkło -
(w Polsce)

•

tworzywa sztuczne

17 / 40

Izolatory

Izolatory

Mocowanie izolatorów do konstrukcji słupa
odbywa się za pomocą trzonów stalowych

W izolatorach pełnopniowych
długość pnia >= 3 x średnica pnia

(Zaczerpnięto z [2])

18 / 40

Izolatory

Izolatory

Izolator wiszący kołpakowy

Przez umieszczenie główki trzonka w otworze gniazda kołpaka

następnego izolatora tworzy się łańcuchy izolatorów kołpakowych.

1 – trzonek
2 – klosz
3 – kołpak
4 – zawleczka
5 – żebro
6 – okap klosza

19 / 40

Izolatory

Izolatory

Rozróżnia się łańcuchy izolatorów

:

ƒ

Jednorzędowe

ƒ

Wielorzędowe

– dwa lub więcej łańcuchów szeregowych,

połączonych równolegle

ƒ

Złożone

– zespół dwóch lub więcej łańcuchów jedno, lub

wielorzędowych w układzie umożliwiającym uzyskanie
odpowiednich własności elektrycznych, np. układ V lub Y

Typowy sposób zawieszenia

:

ƒ

Przelotowe

- na słupach przelotowych,

ƒ

Odciągowe

– słupach mocnych

20 / 40

Izolatory

Izolatory

Łańcuchy izolatorowe przelotowe

a) jednorzędowy, b) dwurzędowy

(Zaczerpnięto z [2])

21 / 40

Izolatory

Izolatory

Łańcuch izolatorowy odciągowy dwurzędowy

(Zaczerpnięto z [2])

22 / 40

Foto: J. Jastrzębski

23 / 40

Foto: J. Jastrzębski

24 / 40

Foto: J. Jastrzębski

25 / 40

Przewody linii napowietrznej

Przewody linii napowietrznej

Linka wielodrutowa stalowo – aluminiowa AFl

a) widok, b) przekrój

Cechy przewodów:

ƒ

Duża przewodność elektryczna

ƒ

Odporność na działania atmosferyczne i chemiczne

ƒ

Odporność na drgania

ƒ

Duża wytrzymałość mechaniczna

1 –drut stalowy
2 – druty aluminiowe

26 / 40

Przewody

Przewody

linii napowietrznej

linii napowietrznej

ƒ

Średnice drutów wynoszą: od 1,16 do 5,05 mm.

ƒ

Średnice drutów stalowych w przewodach o przekrojach do 50
mm

2

są takie same jak aluminiowych. Dla większych

przekrojów druty stalowe są cieńsze.

ƒ

Linki skręcane są spiralnie z 7, 19, 37 lub 61 drutów.

ƒ

Stosunek przekroju aluminium do przekroju stali jest
znormalizowany i równy: 1,25; 1,7; 3; 4; 6; 8; 20.

ƒ

Znormalizowane przekroje linek wynoszą: 16, 25, 35, 50, 70,
95, 120, 150, 185, 240, 300, 350, 400, 525, 675 mm

2

.

27 / 40

Przewody linii napowietrznej

Przewody linii napowietrznej

W liniach WN od 220 kV stosowane są

przewody wiązkowe

,

składające się z 2, 3 lub 4 linek.

Cechy przewodów wiązkowych:

ƒ

Mniejsze natężenie pola elektrycznego wokół przewodu, dzięki
czemu wzrasta napięcie krytyczne ulotu

ƒ

Mniejsza indukcyjność, co powoduje zmniejszenie strat napięcia

ƒ

Możliwość zwiększenia obciążalności ze względu na lepsze
warunki chłodzenia

28 / 40

Foto: J. Jastrzębski

29 / 40

Przewody linii napowietrznej

Przewody linii napowietrznej

Skan – EUP str 33 rys 3.3 a, b

30 / 40

Przewody linii napowietrznej

Przewody linii napowietrznej

Przewody przeciwdrganiowe

–

rdzeń stalowy nie wypełnia
całkowicie przewodu

1 – drut stalowy
2 – drut aluminiowy

Przewody odgromowe

chronią przed wyładowaniami atmosferycznymi.

Są mocowane bezpośrednio do konstrukcji i uziemiane na każdym
słupie. Wykonywane zwykle jako linki Afl, stosuje się także

rozwiązania

specjalne ze światłowodem

.

1 – drut ze stopu Al.
2 – drut stalowy pokryty Al.
3 – rurka aluminiowa
4 – moduł światłowodowy
5 – włókno światłowodowe

Max. liczba drutów
światłowodowych - 24

31 / 40

Osprz

Osprz

ę

ę

t linii napowietrznych

t linii napowietrznych

Zespół elementów wyposażenia mechanicznego służący do

połączeń oraz zawieszeń przewodów i izolatorów do konstrukcji
wsporczych nazywa się

osprzętem

.

Rozróżnia się następujące

rodzaje osprzętu

:

ƒ

Osprzęt izolatorowy – przeznaczony do mocowania izolatorów
do słupów: trzony, kabłąki

ƒ

Osprzęt ochronny – przeznaczony do zabezpieczania
izolatorów przed termicznym działaniem łuku elektrycznego,
poprawy rozkładu napięcia na łańcuchach: rożki i pierścienie

ƒ

Osprzęt przewodowy – przeznaczony do mocowania i łączenia
przewodów: uchwyty, złączki, zaciski, odstępniki i łączniki

32 / 40

Linia kablowa

Linia kablowa

Linią kablową nazywa się kabel wielożyłowy lub kilka kabli
jednożyłowych połączonych równolegle, ułożonych na wspólnej
trasie i łączących zaciski tych samych dwóch urządzeń
elektrycznych.

Zasadnicze elementy kabla

:

ƒ

Żyła

– przewodnik prądu

ƒ

Izolacja żyły

ƒ

Ekran

– wyrównuje i zmniejsza natężenie pola elektrycznego

ƒ

Powłoka ochronna

– ochrona izolacji przed wilgocią, czynnikami

chemicznymi i innymi wpływami zewnętrznymi

ƒ

Pancerz

– ochrona przed uszkodzeniami mechanicznymi

33 / 40

Przyk

Przyk

ł

ł

ady kabli

ady kabli

Kabel typu YAKY

34 / 40

Przyk

Przyk

ł

ł

ady kabli

ady kabli

1- żyła miedziana
2 – izolacja
papierowa
3 – wypełnienie
4 – izolacja
rdzeniowa
5 – powłoka
ołowiana
6 - osłona włóknista
7 - pancerz

(Zaczerpnięto z [1])

35 / 40

Przyk

Przyk

ł

ł

ady kabli

ady kabli

1- żyła Al
2 – izolacja
3 – ekran
4 – wypełnienie
5 – obwój z taśmy bawełnianej
6 – powłoka ołowiana
7 – osłona włóknista
8 – pancerz
9 – osłona antykorozyjna

zewnętrzna

(Zaczerpnięto z [1])

36 / 40

Przyk

Przyk

ł

ł

ady kabli

ady kabli

Kabel WN typu XRUHKXS

37 / 40

Przyk

Przyk

ł

ł

ady kabli

ady kabli

Kable do przesyłu wielkich mocy WN:

ƒ

Olejowe

ƒ

Gazowe o ciśnieniu wewnętrznym lub zewnętrznym

ƒ

Kriogeniczne

Czynnikiem umożliwiającym zwiększenie dopuszczalnych natężeń pola

elektrycznego w izolacji są:

ƒ

Wypełnienie izolacji papierowej olejem pod ciśnieniem

ƒ

Wypełnienie wolnych przestrzeni w izolacji papierowej gazem o
podwyższonym ciśnieniu (N, SF

6

, CO

2

)

ƒ

Ciśnienie zewnętrzne wywierane na tradycyjną izolację

ƒ

Nadprzewodnictwo w temperaturze ciekłego helu lub azotu

38 / 40

Osprz

Osprz

ę

ę

t kablowy

t kablowy

Osprzęt kablowy

jest to zbiór elementów przeznaczonych do

wykonywania i ochrony połączeń między kablami, rozgałęziania i

zakańczania kabli.

Mufy

– służą do połączenia dwóch odcinków kabli i zapewnienia

odpowiedniej wytrzymałości elektrycznej i mechanicznej złącza.

Głowice

– służą do szczelnego zakańczania kabli oraz zapewniają

wymaganą wytrzymałość elektryczną i mechaniczną zakończenia.

Sposób wykonania osprzętu zależy od rodzaju kabli:

ƒ

Osprzęt o korpusach metalowych, stosowany do kabli o izolacji papierowo-olejowej

ƒ

Osprzęt taśmowy z tworzyw sztucznych, stosowany do kabli o izolacji z tworzyw

termoplastycznych

ƒ

Osprzęt z rur termokurczliwych, stosowany do kabli o izolacji z tworzyw sztucznych

Do osprzętu zalicza się również: złączki, zaciski, rozpórki, syciwa, zalewy, taśmy
izolacyjne

39 / 40

Linia kablowa

Linia kablowa

Kable układa się w ziemi, z zachowaniem odpowiednich odległości od
siebie, od fundamentów budynków i innych urządzeń podziemnych
(rurociągi, zbiorniki..).

Czynniki wpływające na stosowanie linii kablowych:

ƒ

Wymagania urbanistyczne

ƒ

Ograniczona powierzchnia terenu

ƒ

Konieczność przekraczania dużych zbiorników wodnych

ƒ

Strefa zabrudzeniowa utrudniająca eksploatację linii napowietrznych

Głębokość ułożenia kabli:

ƒ

50 cm – kable oświetlenia ulicznego nn

ƒ

70 cm – inne kable nn

ƒ

80 cm – kable o napięciu 1<U

n

<=15 kV

ƒ

100 cm - kable o napięciu U

n

>15 kV

40 / 40

Linia napowietrzna a kablowa

Linia napowietrzna a kablowa

ƒ

Koszty inwestycyjne linii kablowych są kilkakrotnie większe od kosztów

linii napowietrznych (bez kosztów terenu).

ƒ

Na obszarach zurbanizowanych koszt terenu może decydować o

koszcie linii napowietrznej, który niekiedy może być wyższy niż dla linii

kablowej.

ƒ

Obciążalność prądowa linii kablowej i napowietrznej jest obecnie

porównywalna.

ƒ

Spadki napięcia w liniach kablowych są mniejsze ze względu na

mniejszą reaktancję indukcyjną.

ƒ

Zagrożenie porażeniowe w liniach napowietrznych jest większe.

ƒ

Linie kablowe są mniej uciążliwe dla otoczenia.

ƒ

Linie kablowe są mniej uciążliwe w eksploatacji.

ƒ

Praca linii kablowych nie zależy od warunków atmosferycznych, a więc

są one bardziej niezawodne.