Le dispositif de lignes électriques aériennes avec une tension différente

Le transport de l'énergie électrique sur les moyennes et longues distances s'effectue le plus souvent via des lignes électriques situées à l'air libre. Leur conception doit toujours répondre à deux exigences principales :

1. Fiabilité de transmission de puissance élevée ;

2. Assurer la sécurité des personnes, des animaux et des équipements.

Pendant le fonctionnement sous l'influence de divers phénomènes naturels associés aux rafales de vent d'ouragan, de glace, de gel, les lignes électriques sont périodiquement soumises à une charge mécanique accrue.

Pour une solution globale aux problèmes de transport sûr de l'énergie électrique, les ingénieurs électriciens doivent élever les câbles électriques à une grande hauteur, les répartir dans l'espace, les isoler des éléments de construction et les installer avec des câbles électriques de section accrue sur des supports élevés. pour la force.

Disposition générale et disposition des lignes électriques aériennes

Schématiquement, toute ligne de transport d'énergie peut être représentée :

• supports installés dans le sol;

• les fils parcourus par le courant ;

• raccords linéaires montés sur supports;

• isolateurs fixés à l'armature et maintenant l'orientation des fils dans l'air.

En plus des éléments de lignes aériennes, il faut inclure:

• fondations pour supports;

• système de protection contre la foudre ;

• dispositifs de mise à la terre.

Les prises en charge sont :

1. ancrage conçu pour résister aux efforts des fils tendus et équipé de dispositifs de tension sur les ferrures ;

2. intermédiaire, utilisé pour fixer les fils à travers les pinces de support.

La distance au sol entre deux supports d'ancrage est appelée section ou portée d'ancrage, et pour les supports intermédiaires entre eux ou avec un ancrage - intermédiaire.

Lorsqu'une ligne électrique aérienne traverse des barrières d'eau, des structures d'ingénierie ou d'autres objets critiques, des supports avec des tendeurs de fil sont installés aux extrémités d'une telle section, et la distance entre eux est appelée section d'ancrage intermédiaire.

Les fils entre les supports ne sont jamais tirés comme une ficelle, en ligne droite. Ils s'affaissent toujours légèrement en l'air, compte tenu des conditions météorologiques. Mais en même temps, la sécurité de leur distance par rapport aux objets au sol doit être prise en compte:

• revêtements ferroviaires ;

• fils de contact;

• autoroutes de transport;

• fils de lignes de communication ou autres lignes aériennes ;

• installations industrielles et autres.

La suspension du fil à partir de l'état tendu est appelée flèche suspendue… Il est estimé de différentes manières entre les supports, car leurs sommets peuvent être situés au même niveau ou avec des élévations.

L'affaissement par rapport au point d'appui le plus haut est toujours supérieur à celui du point d'appui le plus bas.

Les dimensions, la longueur et la construction de chaque type de ligne aérienne de transmission dépendent du type de courant (alternatif ou continu) d'énergie électrique transportée et de l'amplitude de sa tension, qui peut être inférieure à 0,4 kV ou atteindre 1150 kV.

Disposition des câbles des lignes aériennes

Le courant électrique ne circulant qu'en boucle fermée, les consommateurs sont alimentés par au moins deux fils. Selon ce principe, des lignes aériennes simples sont créées avec un courant alternatif monophasé avec une tension de 220 V. Des circuits électriques plus complexes transfèrent de l'énergie dans un circuit à trois ou quatre fils avec un zéro rigidement isolé ou mis à la terre.

Le diamètre et le métal du fil sont sélectionnés pour la charge de conception de chaque ligne. Les matériaux les plus courants sont l'aluminium et l'acier. Ils peuvent être constitués d'un seul conducteur monolithique pour les circuits basse tension ou tissés à partir de structures multifilaires pour les lignes de transmission haute tension.

L'espace inter-fils interne peut être rempli de graisse neutre, ce qui augmente ou non la résistance à la chaleur.

Les constructions multifilaires constituées de conducteurs en aluminium qui transportent un bon courant sont créées avec des noyaux en acier conçus pour supporter les contraintes mécaniques et éviter les ruptures.

GOST fournit une classification des conducteurs ouverts pour les lignes électriques aériennes et détermine leur marquage : M, A, AC, PSO, PS, ACKC, ASKP, ACS, ACO, ACS. Dans ce cas, les fils à un seul fil sont indiqués par la taille du diamètre. Par exemple, l'abréviation PSO-5 se lit "fil d'acier constitué d'un seul noyau d'un diamètre de 5 mm.» Les fils multiconducteurs pour les lignes électriques utilisent un marquage différent, y compris une désignation à deux chiffres écrite sous forme de fraction :

• le premier est la section totale des fils d'aluminium en mm² ;

• la seconde est la section transversale de l'insert en acier (mm²).

Outre les conducteurs métalliques ouverts, les conducteurs sont de plus en plus utilisés dans les lignes aériennes modernes :

• isolation autoportante;

• protégé par un polymère extrudé qui empêche l'apparition de courts-circuits lorsque les phases sont balayées par le vent ou lorsque des corps étrangers sont projetés du sol.

LV v conducteurs isolés autoportants autoportants remplacent progressivement les anciennes structures non isolées. Ils sont de plus en plus utilisés dans les réseaux internes constitués d'âmes en cuivre ou en aluminium recouvertes de caoutchouc avec une couche protectrice de matériaux fibreux diélectriques ou de composés de PVC sans protection externe supplémentaire.

Afin d'exclure l'apparition d'une décharge corona de grande longueur, les fils avec VL-330 kV et une tension supérieure sont divisés en flux supplémentaires.

Sur le VL-330, deux conducteurs sont installés horizontalement, sur la ligne 500 kV ils passent à trois et sont placés aux sommets d'un triangle équilatéral. Pour les lignes aériennes de 750 et 1150 kV, une séparation de 4, 5 ou 8 flux est utilisée, respectivement, situés aux coins de leurs propres polygones équilatéraux.

La formation de "couronne" entraîne non seulement des pertes d'énergie, mais déforme également la forme de l'oscillation sinusoïdale. Par conséquent, ils le combattent en utilisant des méthodes constructives.

Dispositif de support

Les supports sont généralement créés pour fixer les fils d'un circuit électrique.Mais sur des tronçons parallèles de deux lignes, un support commun peut être utilisé, destiné à leur installation conjointe. De telles constructions sont appelées à double circuit.

Le matériel pour la production de supports peut être:

1. coins profilés de différentes marques d'acier;

2. grumes de bois de construction imprégnées de composés anti-pourriture;

3. structures en béton armé avec barres renforcées.

Les structures de support en bois sont les moins chères, mais même avec une bonne imprégnation et un bon entretien, elles ne durent pas plus de 50 ÷ 60 ans.

Selon le projet technique, les supports des lignes aériennes supérieures à 1 kV diffèrent de ceux à basse tension par leur complexité et la hauteur de fixation des fils.

Ils se présentent sous la forme de prismes oblongs ou de cônes à base large en bas.

Chaque structure de support est calculée pour sa résistance mécanique et sa stabilité, il y a une réserve structurelle suffisante pour les charges existantes. Mais il convient de garder à l'esprit que pendant le fonctionnement, des violations de ses différents éléments sont possibles en raison de la corrosion, des chocs, du non-respect de la technologie d'installation.

Cela conduit à un affaiblissement de la rigidité d'une seule structure, à des déformations et parfois à la chute des supports.Ces cas se produisent souvent au moment où les personnes travaillent sur les supports, démontent ou tirent des câbles, créant des forces axiales variables.

Pour cette raison, l'acceptation d'une équipe d'installateurs pour travailler en hauteur de la structure portante est réalisée après vérification de leur état technique avec une évaluation de la qualité de sa partie enterrée dans le sol.

Dispositif d'isolement

Sur les lignes électriques aériennes, les produits constitués de matériaux à hautes propriétés diélectriques avec résistance ÷ Ohm. M. Ils sont appelés isolants et sont constitués de :

• porcelaine (céramique);

• verre;

• matériaux polymères.

La conception et les dimensions des isolateurs dépendent :

• sur l'ampleur des charges dynamiques et statiques qui leur sont appliquées ;

• les valeurs de la tension effective de l'installation électrique ;

• des conditions de fonctionnement.

La forme complexe de la surface, travaillant sous l'influence de divers phénomènes atmosphériques, crée un chemin accru pour le flux d'une éventuelle décharge électrique.

Les isolateurs installés sur les lignes aériennes pour la fixation des fils sont divisés en deux groupes :

1. broche ;

2. suspendu.

Modèles en céramique

Les broches en porcelaine ou en céramique avec des isolateurs simples ont trouvé une plus grande application sur les lignes aériennes jusqu'à 1 kV, bien qu'elles fonctionnent sur des lignes jusqu'à 35 kV inclus. Mais ils sont utilisés à condition de fixer des fils de faible section, créant de petites forces de traction.

Des guirlandes d'isolateurs suspendus en porcelaine sont installées sur les lignes 35 kV.

Le kit d'isolateur de suspension en porcelaine simple comprend un corps diélectrique et un capuchon en fonte malléable. Les deux parties sont maintenues ensemble par une tige en acier spécial. Le nombre total de ces éléments dans la guirlande est déterminé par:

• la valeur de la tension de la ligne aérienne ;

• structures de support;

• caractéristiques de fonctionnement de l'équipement.

Lorsque la tension du réseau augmente, le nombre d'isolants dans la chaîne est ajouté. Par exemple, pour les lignes aériennes de 35 kV, il suffit d'en installer 2 ou 3, et pour 110 kV, 6 ÷ 7 sont déjà nécessaires.

Isolateurs en verre

Ces modèles présentent un certain nombre d'avantages par rapport à la porcelaine :

• l'absence de défauts internes dans le matériau isolant qui affectent la formation de fuites;

• résistance accrue aux forces de torsion ;

• transparence de la structure, qui permet une évaluation visuelle de l'état et l'observation de l'angle de polarisation du flux lumineux ;

• absence de signes de vieillissement;

• moins de charges que votre propre poids ;

• automatisation de la production et de la fusion.

Les inconvénients des isolants en verre sont :

• faible résistance anti-vandalisme ;

• faible résistance aux chocs;

• la possibilité de dommages pendant le transport et l'installation par des forces mécaniques.

Isolateurs en polymère

Ils ont une résistance mécanique et un poids accrus, réduits jusqu'à 90% par rapport à leurs homologues en céramique et en verre. Les avantages supplémentaires incluent :

• facilité d'installation;

• une plus grande résistance à la pollution de l'atmosphère, ce qui n'exclut cependant pas la nécessité d'un nettoyage périodique de leur surface;

• hydrophobicité;

• bonne sensibilité aux surtensions;

• résistance accrue au vandalisme.

La durabilité des matériaux polymères dépend également des conditions d'utilisation. Dans un environnement atmosphérique avec une pollution accrue des entreprises industrielles, les polymères peuvent présenter des phénomènes de "rupture fragile", qui consistent en un changement progressif des propriétés de la structure interne sous l'influence des réactions chimiques des polluants et de l'humidité atmosphérique se produisant en combinaison avec des processus électriques .

Lorsque des vandales tirent sur des isolants en polymère avec un coup de feu ou une balle, il n'y a généralement pas de destruction complète du matériau, tel que le verre.Le plus souvent, la pastille ou la balle traverse directement ou se loge dans le corps de la jupe. Mais les propriétés diélectriques sont encore sous-estimées et les éléments endommagés de la guirlande doivent être remplacés.

Par conséquent, ces équipements doivent être vérifiés périodiquement par des méthodes d'inspection visuelle. Et il est presque impossible de détecter de tels dommages sans outils optiques.

Raccords de ligne d'air

Pour fixer des isolateurs sur un support de ligne aérienne, les assembler en guirlandes et y installer des fils sous tension, des fixations spéciales sont produites, généralement appelées raccords.

Selon les tâches effectuées, les raccords sont classés dans les groupes suivants :

• un connecteur conçu pour connecter des éléments de suspension de différentes manières ;

• le tendeur, qui sert à fixer les équerres de tension aux fils et guirlandes des supports d'ancrage ;

• soutenir, réaliser la rétention des attaches des fils, des boucles et des nœuds des écrans;

• protecteurs destinés à préserver le fonctionnement des équipements de lignes aériennes lorsqu'ils sont exposés aux décharges atmosphériques et aux vibrations mécaniques ;

• connecteurs composés de connecteurs ovales et de cartouches de thermite;

• contact;

• spirale;

• installation d'isolateurs de broches;

• pose de fils isolés autoportants.

Chacun des groupes répertoriés contient un large éventail de détails et nécessite une étude plus approfondie. Par exemple, seules les garnitures de protection comprennent :

• cornes de protection;

• anneaux et écrans;

• parafoudres ;

• amortisseurs de vibrations.

Les avertisseurs sonores de protection créent un éclateur, détournent l'arc électrique résultant lors de l'isolation et protègent ainsi les équipements des lignes aériennes.

Les anneaux et les écrans détournent l'arc de la surface de l'isolateur, améliorent la répartition de la tension sur toute la surface de la chaîne.

Les parafoudres protègent les équipements des surtensions générées par la foudre.Ils peuvent être utilisés sur la base de structures de tubes en plastique vinylique ou de tubes en fibre de bakélite avec électrodes, ou ils peuvent être constitués d'éléments de valve.

Les amortisseurs de vibrations fonctionnent sur les cordes et les fils, empêchent les dommages dus aux contraintes de fatigue causées par les vibrations et les vibrations.

Dispositifs de mise à la terre des lignes aériennes

Le besoin de supports de ligne aérienne de remise à la terre est causé par les exigences d'un fonctionnement sûr en cas de modes d'urgence et de surtensions de foudre. La résistance de boucle du dispositif de mise à la terre ne doit pas dépasser 30 ohms.

Pour les supports métalliques, toutes les fixations et les armatures doivent être connectées au fil PEN, et pour le béton armé, un zéro combiné relie tous les supports et les armatures des supports.

Sur les supports en bois, métal et béton armé, les broches et crochets lors de l'installation des fils isolés isolés autoportants ne sont pas mis à la terre, sauf dans les cas où il est nécessaire d'effectuer des mises à la terre répétées pour la protection contre les surtensions.

Les crochets et broches montés sur le support sont reliés à la boucle de terre par soudage à l'aide d'un fil ou d'une tige en acier d'un diamètre non inférieur à 6 mm avec la présence obligatoire d'un revêtement anti-corrosion.

L'armature métallique est utilisée sur des supports en béton armé pour la mise à la terre. Toutes les connexions de contact des fils de terre sont soudées ou serrées dans un boulon spécial.

Les supports des lignes électriques aériennes d'une tension de 330 kV et plus ne sont pas mis à la terre en raison de la complexité de la mise en œuvre de solutions techniques pour assurer une amplitude sûre de la tension de contact et de pas.Dans ce cas, les fonctions de mise à la terre de protection sont affectées aux lignes à grande vitesse.