Введение
Линия электропередачи (ЛЭП) — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока. Также электрическая линия в составе такой системы, выходящая за пределы электростанции или подстанции.
Воздушная линия электропередачи (ВЛ) — устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикреплённым с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и арматуры к опорам или другим сооружениям (мостам, путепроводам).
Конструкция ВЛ, её проектирование и строительство регулируются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и Строительными нормами и правилами (СНИП).
Цель выпускной квалификационной работы изучить технологию монтажа, ремонт и обслуживание воздушных линий.
Задачи:
Описать общие сведения о воздушных линиях;
Изучить применение опор воздушных линий
Изучить монтаж изоляторов, провода и троса
Определить виды монтажа воздушных линий электропередач
Освоить правила безопасности при работе на ВЛ
Изучить способы ремонта воздушных линий
Глава 1. Технология монтажа ВЛЭ
1.1 Общие сведения о ВЛЭ
Воздушной линией электропередачи (ВЛ или ВЛЭП) называют устройство для передачи электроэнергии по проводам.
Воздушные линии состоят из трех элементов: проводов, изоляторов и опор.
Расстояние между двумя соседними опорами называют длиной пролета, или пролетом линии.
Провода к опорам подвешиваются свободно, и под влиянием собственной массы провод в пролете провисает по цепной линии. Расстояние от точки подвеса до низшей точки провода называют стрелой провеса. Наименьшее расстояние от низшей точки провода до земли называется габаритом приближения провода к земле h. Габарит должен обеспечивать безопасность движения людей и транспорта, он зависит от условий местности, напряжения линии и т.п.
1.2 Типы опор ВЛ
Опоры ЛЭП предназначены для сооружений линий электропередач напряжением 35 кВ и выше при расчётной температуре наружного воздуха до –65 °C и являются одним из главных конструктивных элементов ЛЭП (линий электропередач), отвечающим за крепление и подвеску электрических проводов на определённом уровне.
В зависимости от способа подвески проводов опоры делятся на две основные группы:
· опоры промежуточные, на которых провода закрепляются в поддерживающих зажимах;
· опоры анкерного типа, служащие для натяжения проводов; на этих опорах провода закрепляются в натяжных зажимах.
Эти виды опор делятся на типы, имеющие специальное назначение.
Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках линии. На промежуточных опорах с подвесными изоляторами провода закрепляются в поддерживающих гирляндах, висящих вертикально; на опорах со штыревыми изоляторами закрепление проводов производится проволочной вязкой. В обоих случаях промежуточные опоры воспринимают горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода и на опору и вертикальные — от веса проводов, изоляторов и собственного веса опоры.
Промежуточные угловые опоры устанавливаются на углах поворота линии с подвеской проводов в поддерживающих гирляндах. Помимо нагрузок, действующих на промежуточные прямые опоры, промежуточные и анкерно-угловые опоры воспринимают также нагрузки от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов. При углах поворота линии электропередачи более 20° вес промежуточных угловых опор значительно возрастает. При больших углах поворота устанавливаются анкерно угловые опоры.
При установке анкерных опор на прямых участках трассы и подвеске проводов с обеих сторон от опоры с одинаковыми тяжениями горизонтальные продольные нагрузки от проводов уравновешиваются и анкерная опора работает так же, как и промежуточная, то есть воспринимает только горизонтальные поперечные и вертикальные нагрузки. В случае необходимости провода с одной и с другой стороны от опоры можно натягивать с различным тяжением проводов. В этом случае, кроме горизонтальных поперечных и вертикальных нагрузок, на опору будет воздействовать горизонтальная продольная нагрузка.
1.2.1 Промежуточные опоры, угловые
Промежуточные опоры устанавливаются на прямых участках трассы ВЛ, предназначены только для поддержания проводов и тросов и не рассчитаны на нагрузки от тяжения проводов вдоль линии. Обычно составляют 80—90 % всех опор ВЛ.
Угловые опоры устанавливаются на углах поворота трассы ВЛ, при нормальных условиях воспринимают равнодействующую сил натяжения проводов и тросов смежных пролётов, направленную по биссектрисе угла, дополняющего угол поворота линии на 180°. При небольших углах поворота (до 15—30°), где нагрузки невелики, используют угловые промежуточные опоры. Если углы поворота больше, то применяют угловые анкерные опоры, имеющие более жёсткую конструкцию и анкерное крепление проводов.
1.2.2 Конструкции опор
При сооружении линий электропередачи применяются железобетонные, стальные и деревянные опоры. По назначению опоры подразделяются на анкерные, угловые, концевые, промежуточные; по числу цепей – на одно– и двухцепные.
По конструктивному исполнению опоры делятся на свободностоящие и на оттяжках с шарнирным креплением к фундаменту. Усиливающие конструкцию опоры оттяжки могут быть и у свободностоящих опор. Могут применяться и подкосы.
Унификация и типизация опор способствуют повышению технического уровня линейного строительства. Как правило, анкерно-угловые опоры рассчитаны на угол поворота до 60°. Значения предельных углов поворота на промежуточно-угловых опорах указаны на монтажных схемах опор и в пояснительных записках. Стальные анкерно-угловые опоры применяются также в качестве концевых. Вместо повышенных промежуточных стальных опор 35 кВ рекомендуется применять опоры 110 кВ.
При наличии технико-экономических обоснований опоры могут применяться в условиях, отличных от принятых в проекте опор. Так, например, опоры для горных линий могут применяться на пересеченной местности и на равнинных участках линий, проходящих в IV и V ветровых районах, опоры для городских условий могут применяться на трассах линий вне городов, опоры для линий более высокого напряжения могут быть установлены на линиях более низкого напряжения (например, в районах с загрязненной атмосферой, при пересечении препятствий и т. п.).
1.3 Изоляторы провода тросы
По конструкции провода неизолированные делятся на однопроволочные, состоящие из одной проволоки, и многопроволочные, состоящие из нескольких или даже нескольких десятков проволок.
Однопроволочные провода бывают монометаллические (стальные, медные, алюминиевые) и биметаллические (сталемедные или сталеалюминиевые).
Биметаллические провода имеют однопроволочный стальной сердечник, обеспечивающий проводу необходимую механическую прочность, и сваренную с ним «рубашку» из цветного металла (меди, алюминия). Биметаллическая сталемедная проволока в качестве проводов на ВЛ 0,4 кВ применяется в условиях загрязненной атмосферы.
Согласно ПУЭ на ВЛ до 1 кВ сечение биметаллических проводов по условиям механической прочности должно быть не менее 10 мм2.
Многопроволочные провода бывают монометаллические (алюминиевые, медные) и комбинированные (сталеалюминиевые, сталебронзовые). Алюминиевые, медные и сталеалюминиевые провода выпускаются по ГОСТ 839-80. Они состоят из нескольких повивов проволок одного диаметра. В центре сечения провода располагается одна проволока, вокруг нее концентрически – шесть проволок второго повива, затем проволоки третьего повива и т. д. При этом число проволок в каждом повиве увеличивается на шесть по сравнению с предыдущим. Центральная проволока в проводе считается первым повивом.
Линейные изоляторы предназначаются для подвески проводов и грозозащитных тросов к опорам линий электропередачи. В зависимости от напряжения линий электропередачи применяются штыревые или подвесные изоляторы, изготовленные из стекла, фарфора или полимеров.
Штыревые изоляторы применяются при напряжении от 0,4 до 6 кВ, при напряжении от 10 до 35 кВ применяются как штыревые, так и подвесные изоляторы.
Изоляторы из закаленного стекла в отличие от фарфоровых не требуют проверки на электрическую прочность перед монтажом. В случае наличия дефекта изолирующая деталь стеклянного изолятора рассыпается на мелкие части, а остаток стеклянного изолятора сохраняет несущую способность, равную не менее 75 % номинальной электромеханической прочности изолятора.
Полимерные изоляторы представляют собой комбинированную конструкцию, состоящую из высокопрочных стержней из стеклопластика с полимерным защитным покрытием, тарелок и металлических наконечников. Стеклопластиковый стержень защищается от внешних воздействий защитной оболочкой, стойкой к ультрафиолетовому излучению и химическим воздействиям. Полимерные изоляторы позволяют заменить целые гирлянды стеклянных и фарфоровых изоляторов. Кроме того, полимерные изоляторы значительно легче, чем гирлянды из стекла и фарфора.
Эксплуатационные характеристики изоляторов зависят от аэродинамических характеристик изолирующей детали («тарелки») изолятора. Хорошее обтекание изолятора способствует уменьшению загрязнения, лучше происходит его самоочистка ветром и дождем и, как следствие, не происходит значительного снижения уровня изоляции гирлянды.
Основные характеристики изолятора – его механическая разрушающая сила, кН, электромеханическая разрушающая сила, кН, а также соотношение длины пути утечки изолятора, мм, к строительной высоте изолятора, мм.
Механическая разрушающая сила – наименьшее значение силы, приложенной к изолятору в определенных условиях, при которой он разрушается.
Электромеханическая разрушающая сила – наименьшее значение силы, приложенной к изолятору в определенных условиях, находящемуся под действием разности электрических потенциалов, при которой он разрушается.
Длина пути утечки изолятора – это кратчайшее расстояние или сумма кратчайших расстояний по контуру наружной изоляционной поверхности между частями, находящимися под разными электрическими потенциалами. От этой величины зависит надежность работы изолятора при загрязнении и увлажнении.
Хранение изоляторов на площадке должно осуществляться под навесом и в таком положении, чтобы избежать скопления воды в полостях изолятора.
1.4 Монтаж воздушных ЛЭП
Технологический процесс монтажа линии электропередачи (ЛЭП) включает в себя:
· подготовительные работы, в ходе которых знакомятся с районом прохождения трассы, разбивают трассу, рубят просеки, роют котлованы под опоры, подготавливают разного рода производственные, хозяйственные и коммунальные помещения;
· основные строительно-монтажные работы, в ходе которых развозят по местам, собирают и устанавливают опоры, доставляют и монтируют изоляторы, провода, тросы.
1.4.1 Разбивка трассы
Разбивкой трассы ВЛ называют комплекс работ по определению на местности проектных направлений линии и мест установки опор.
Трасса должна быть проложена на местности так, чтобы после сооружения линии обеспечивались: нормальные условия движения транспорта и пешеходов, удобства эксплуатационного обслуживания и ремонта всех элементов линии.
Расстояния от опор ВЛ и проводов до различных подземных коммуникаций и надземных сооружений приведены ниже.
Разбивку трассы воздушной линии начинают с того, что при помощи теодолита определяют направление первого прямолинейного участка линии, а затем по этому направлению устанавливают две вешки: одну в начале участка, а другую - на расстоянии 200 - 300 м от нее (в зависимости от условий видимости).
По полученному направлению в местах размещения опор, указанных в проекте, устанавливают временно вешки, которые визируют с концов участка линии для проверки правильности расположения их в створе сооружаемой ВЛ, а затем эти вешки удаляют, заменяя пикетными знаками.
1.4.2 Сборка опор
В процесс сборки и монтажа опор входят: выкладка железобетонных стоек и отдельных элементов стальных опор, сборка опоры, установка опоры в проектное положение, ее выверка и закрепление.
Как правило, выкладка опоры и ее элементов производится вдоль оси ВЛ. В отдельных случаях исходя из рельефа местности и из условий ее подъема в вертикальное положение выкладка и сборка опоры производится поперек оси трассы ВЛ.
На косогорах выкладку и сборку опор необходимо производить вдоль оси ВЛ, траверсами в сторону подъема косогора. На участках пересечения линии электропередачи с автомобильными и железными дорогами, реками и оврагами, а также линиями связи опоры выкладывают вдоль оси линии, траверсами и тросостойкой в сторону пересекаемых объектов при расстоянии от центра установки опоры до пересечения не меньше 1,5 высоты опоры. Это расстояние считается: от центра опоры до бровки кювета при пересечении с автодорогами; с железными дорогами – до проекции линий связи и автоблокировки, а при их отсутствии – до края основного земляного полотна; с оврагами – до их бровки; с реками – до уреза воды; с линиями связи и линиями ВЛ – до проекции их крайнего провода.
Если во время осмотра опоры перед сборкой обнаружатся отдельные элементы опор с повреждениями, то к сборке ее до исправления и замены этих элементов или деталей приступать запрещается.
1.4.3 Подъем и установка опор
Установка железобетонных опор производится, как правило, стреловыми кранами и кранами-установщиками опор типа КВЛ. При необходимости подтягивания стоек используется трактор. Диаметр цилиндрического пробуренного котлована не должен превышать диаметра стойки более чем на 25 %. При большей разнице устанавливается верхний ригель. Ригели на промежуточных опорах располагаются вдоль оси ВЛ.
Время между устройством котлована и установкой в него опоры не должно превышать одних суток.
При установке двухстоечных и портальных железобетонных опор производится установка последовательно одной и второй стоек, затем монтаж траверс, верхних концов крестовых связей между стойками и закрепление нижних концов крестовых связей.
После подъема и установки краном свободностоящих опор в выкопанные котлованы, опоры должны быть временно раскреплены оттяжками, а затем установлены нижние и верхние ригели. Окончательное закрепление опор осуществляется обратной засыпкой грунтом только после их выверки засыпкой в пазухи грунта с послойным трамбованием.
1.5 Монтаж проводов и тросов
Для выполнения основной операции при монтаже проводов – навески на опоры проводов – выполняется ряд подготовительных операций, в том числе:
· доставка барабанов с проводами на место их раскатки;
· доставка изоляторов и арматуры на пикеты, где производится их сборка;
· закладка якорей для промежуточной анкеровки проводов (если это требуется) в длинных анкерных пролетах.
1.5.1 Раскатка, соединение и ремонт проводов ВЛ
Раскатку барабанов с проводом производят либо с транспортеров, раскаточных тележек, саней, либо с неподвижных устройств, на которые с помощью вала устанавливают барабаны. Предпочтение отдается первому способу. Раскатку начинают от анкерной опоры на очень малой скорости, не допуская волочения проводов по земле. Оставшиеся на барабане 10–15 витков разматывают вручную в обратную сторону. При раскатке следующих барабанов оставляют концы, длиной по 2–3 м с каждой стороны для сращивания. При раскатке барабанов необходимо добиваться синхронности работы раскаточного устройства и скорости движения трактора.
Раскатку проводов и канатов волочением можно применять только в тех случаях, когда исключается возможность их повреждения, например, по травяному покрову, гладкому льду, неглубокому снегу и т. п. Чтобы ограничить волочение проводов и канатов по земле, их при прохождении опор закладывают в раскаточные ролики и поднимают на опоры, после чего продолжают раскатку до следующей опоры. Во время раскатки ведется наблюдение за правильностью сматывания провода с барабана и повреждениями провода и троса.
Повреждения помечают и устраняют до подъема их на опоры. В зависимости от конструкции опор для ускорения работы одновременно раскатывают сразу несколько проводов.
Расщепленные провода в одной фазе раскатывают одновременно с раскаточных тележек, на которых установлены два или три барабана. Порядок производства работ при раскатке одновременно нескольких проводов тот же, что и при раскатке одного провода.
Раскатку проводов в горных условиях осуществляют в направлении снизу вверх. На отдельных коротких участках, где трактор не может пройти, раскатку производят с применением вспомогательного троса для протягивания проводов и канатов вручную или трактора с лебедкой. Диаметр троса лебедки выбирают: при раскатывании одного барабана – 11 мм; двух барабанов – до 15,5 мм; трех барабанов – до 17 мм.
При раскатке проводов встречающиеся на трассе препятствия, недоступные для прохода тракторов и машин, преодолеваются вручную или с помощью трактора и лебедки со вспомогательным тросом, установленными за пределами препятствия. При этом барабаны с проводом (тросом) располагают у последней опоры, ограничивающей препятствие, и производят раскатку вручную по всей длине препятствия. Затем провод (трос) укладывают в монтажные ролики и поднимают на опоры. Один конец провода, сходящий с барабана, прикрепляют к тяговому канату трактора или лебедки и вытягивают.
Соединение сталеалюминиевых проводов и грозозащитных тросов производят одновременно с их раскаткой.
Допускается соединение сталеалюминиевых проводов сечением до 185 мм2 в пролетах методом скручивания с последующей сваркой выпущенных концов, а сечением 240 мм2 и выше в шлейфах анкерных опор – сваркой концов проводов с последующим опрессованием алюминиевых корпусов зажимов гидравлическими прессами.
Перед соединением проводов важное значение имеет подготовка проводов и арматуры к соединению. Подготовка к соединению заключается в основном в очистке провода и арматуры от грязи, удалении оксида алюминия и смазки соединяемых концов. Подготовка должна производиться очень быстро, так как алюминий быстро окисляется.
Соединение проводов методом скручивания. Подготовленные соединяемые концы проводов с двух сторон внахлестку вводят в овальный соединительный зажим типа СОАС. На выступающие концы накладывают бандажи и устанавливают зажим в приспособление МИ-189А для проводов сечением до 35 мм2 или в приспособление МИ-230А для проводов сечением от 50 до 185 мм2. Число оборотов должно быть не менее четырех. При соединении проводов марки АС 185 между ними вставляют вкладыш.
Соединение проводов опрессованием выполняют поэтапно. Перед опрессованием выправляют концы проводов и накладывают первый бандаж из проволоки. Концы проводов обрезают. Затем накладывают второй бандаж на расстоянии 115 мм от конца на проводах от АС 185/24 до АС 330/43 и 125 мм – на проводах от АС 330/66 и выше. Для проводов АС 400/18 и АС 400/22 это расстояние также равно 115 мм. На расстоянии 5 мм от второго бандажа удаляют алюминиевые жилы, не допуская при этом повреждения стального сердечника. Свободный конец стального сердечника промывают бензином. На один конец стального сердечника надевают стальной сердечник зажима. Второй конец сердечника провода вводят в сердечник зажима с другой стороны, так чтобы проволоки второго конца проходили между проволоками первого сердечника и выходили с другой стороны на 10–15 мм с каждой стороны. Опрессовку стального сердечника зажима производят по всей длине от середины к концам, перекрывая предыдущее место опрессовки не менее чем на 5 мм. На очищенную поверхность алюминиевой части провода и сердечник зажима надвигают корпус зажима и опрессовывают его от середины к концам, перекрывая предыдущий сжим не менее чем на 5 мм. Провода соединяют с помощью зажима САС.
Страницы: 1, 2
