Какой металл в высоковольтных проводах

Обновлено: 19.05.2024

Провода воздушных линий электропередачи отличаются видом и широким диапазоном сечений. Изделия эксплуатируются преимущественно под открытым небом, подвергаясь воздействию абсолютно всех атмосферных явлений – ветер, осадки, значительные перепады температур. В воздухе содержится большое количество химических веществ – морская соль, газы, которые тоже оказывают влияние на их состояние. ЛЭП создаются с большим запасом прочности и высокой устойчивости к коррозии и другим негативным факторам.

Провода воздушных линий электропередачи предназначены для работы в любой климатической зоне на суше, в воздушном пространстве I и II типа при наличии в воздухе сернистого газа максимум 150 миллиграмм на 1 м² в сутки.

Виды проводов для ЛЭП

В энергетической отрасли используются изделия с самыми разными техническими характеристиками в зависимости от решаемых задач, отличаются и материалы, из которых их производят:

  • алюминий – сердечник и повивы;
  • алюминий – верхние повивы, сталь - сердечник;
  • алюминий – верхние повивы и углеродный композитный материал – сердечник;
  • с изоляцией (самонесущие изолированные провода).

Особенности того или иного провода отражаются в его номенклатурном обозначении (при использовании маркировки в соответствии с требованиями ГОСТ). Например:

  • A3F/S1A-Z – (А) алюминиевый сплав, (S) сердечник стальной, Z-образное сечение проволок верхних повивов, (1) один повив;
  • А3F-Z – алюминиевый сплав, без сердечника, Z-образное сечение проволок верхних повивов.

Наличие буквы Z означает, что верхние повивы выполнены из алюминиево-магниевой проволоки с Z-образным сечением. Цифра перед буквой – количество повивов. Наружный слой провода имеет практически гладкую поверхность. Заполнение внутреннего пространства алюминием достигает 98,5%, столь плотная компоновка обеспечивает минимальное аэродинамическое сопротивление, за счёт чего снижается до минимальных значений механическое напряжение провода, а также увеличивается общее рабочее сечение алюминия – за счет чего возрастает пропускная способность провода без дополнительных тепловых потерь. Использование Z-повива снижает аварийность ЛЭП при шквалистом ветре, наледи, изморози, налипании снега.

  1. Высоковольтные провода линии электропередач имеют следующие конструктивные преимущества.
    1. Z-повив – развитая непрямолинейная поверхность контакта между соседними проволоками, препятствующая выпадению проволок из повивов при их повреждении, а также просачиванию наружу консистентной смазки изнутри провода и, как следствие, проникновению влаги к сердечнику (для провода с сердечником);
    2. В неизолированных проводах с Z-повивом верхних проволок применяются сплавы на основе связи Al-Mg-Si, что позволяет обойтись без стального сердечника. Это обеспечивает до 22% уменьшение массы при близких значениях сопротивления и разрывного усилия. В связи с этим достигается сочетание высокой прочности на разрыв с малой массой.
    1. За счет гладкой поверхности гололёд при его возможном возникновении сходит в 2,4 раза быстрее (по экспериментальным данным Института электротехнических исследований в Квебеке IREQ, Канада). Оригинал и перевод документа можно посмотреть в статье;
    2. Моделирование сброса гололеда и пляски провода в программном комплексе PLS-CADD показывает уменьшение длины вертикального перемещения провода с гладкой поверхностью в сравнении с традиционным АС аналогичного сечения – в 1,6 раз, длины горизонтального перемещения – в 1,2 раза. Сравнение АС 300/66 и A3F/S1A-Z-410/117-27,6, описание сравнения можно посмотреть в статье;
    3. Коэффициент сопротивления природному ветровому воздействию таких проводов линий электропередач ветровой нагрузки у провода с Z-образным сечением на 15% ниже, чем у провода из гладких проволок. При прочих равных, сила ветра, действующая на провод, прямо пропорциональна коэффициенту сопротивления.

    Высоковольтные провода линии электропередач с Z-повивом отличаются большей механической прочностью. Вероятность обрыва из-за повреждений, возникающих при внешнем воздействии ветровой нагрузки, или снежной муфты на стреле провиса. Повивы сохраняют целостность даже если несколько соседних проволок получают повреждения. Повреждённые элементы не раскручиваются, что исключает риск возникновения короткого замыкания (явление, характерное для круглой проволоки). Эти провода воздушных линий электропередачи отличаются меньшим диаметром и большей торсионной жёсткостью. За счёт этих особенностей они более устойчивы к обрывам при обледенении и налипающем снеге.

    Отличия от устаревших требований ПУЭ.

    • Нормативы ПУЭ даны только для сталеалюминиевых проводов АС. Например, для ВЛ 330кВ ПУЭ прописывает использование провода сечением не менее АС 600/72 по условиям короны и радиопомех. Расчеты производителя провода показывают возможность уменьшения применяемого сечения провода по условиям короны и радиопомех по сравнению со стандартными на 24%.
    • Расчет экономической плотности тока (как и выбор соответствующего сечения провода) делается на фиксированных значениях в ПУЭ. Эти значения были рассчитаны в 1950-е годы, когда показатели, применяемые для выведения значений - стоимость материалов, и стоимости кВт/ч, и методики расчета капитальных вложений, и т.п. – были иными. При пробных расчетах современных показателей картина существенно отличается. (см. таблицу 1 ниже)

    Финансовые преимущества высоковольтных проводов для ЛЭП с гладкой поверхностью верхних повивов

    Статистика (журнал “Инновационная наука” №6/2016г.) сообщает нам, что 35% отказов электрооборудования ЛЭП происходит из-за влияния гололёдных образований. Из них 52% приходится на провода и тросы. Согласно данным Института электротехнических исследований в Квебеке IREQ, Канада, гололед на гладком проводе сходит за 1,7 часа, в то время как с обычного – за 4 часа.

    Соответственно время возможного простоя линии, а также ущерба от недоотпуска энергии из-за обрыва провода сокращается на 40%. Это также сокращает количество выездов ремонтных бригад для устранения аварии- снижение эксплуатационных издержек;

    Алюминиевые провода

    Продукцию используют при организации магистральных сетей для транспортировки электричества с номинальным переменным напряжением до 1150 кВ и частотой до 50 Гц. Провода применяют для подключения распределительных устройств.

    Силовые алюминиевые кабели востребованы для ответвлений магистралей и вводов в РТП предприятий, цехов. С помощью высоковольтных проводов организуют воздушные линии электропередач в горных районах, на промышленных, лесных территориях. Продукция рассчитана на работу при диапазоне температуры окружающей среды от -60 до +50 °C. Изделия создаются при помощи повивной скрутки, в том числе вокруг стального, алюминиевого сердечника из нескольких круглых проволок, или вокруг монолитного сердечника из композитного материала, содержащего углеродные волокна.

    К преимуществам высоковольтным проводам из алюминия относят:

    • низкую цену — возможность создавать протяженные сети;
    • длительный срок службы;
    • упрощенный монтаж благодаря стальному сердечнику или тросу;
    • увеличение расстояния между опорными элементами;
    • передача электроэнергии на большие расстояния.

    Сталеалюминиевые провода

    Изделия имеют удельное сопротивление аналогичное, как у алюминиевых кабелей с одинаковым сечением. Конструктивно сталеалюминиевые провода состоят из стальных проволок внутри и алюминиевых снаружи. Благодаря использованию стали достигают механической прочности и меньшего линейного расширения при пропускании тока через провод и нагревании, а алюминиевые элементы выступают токопроводящей жилой.

    В таких проводах образуется дополнительное напряжение алюминия по причине разницы в коэффициенте расширения материалов. Для недопущения преждевременного износа по причине вибрации, необходимо ограничивать напряжение при средних температурных показателях.

    Алюминий начинает утрачивать прочность при температуре больше +65 °С. Поэтому при выборе проводов воздушных линий электропередач нужно учитывать предельную рабочую температуру и закладывать снижение прочности до 15% на срок эксплуатации 50 лет. Общая утрата прочности при авариях составляет не более 1%.

    Производятся следующие марки сталеалюминиевых проводов:

    • АС — изделия со стальным сердечником и одного или более повивов из алюминия снаружи. Продукция используется для прокладки на суше, за исключением территорий с загрязненным воздухом.
    • АСКС, АСКП — для минимизации риска развития коррозии используется смазка, которой заполняют сердечник. Изделия могут использоваться в качестве проводов воздушных линий электропередачи на морском берегу и в промзонах с загрязненным воздухом.
    • АСК — имеет стальной сердечник в изоляции пленкой. Аббревиатура АпСК обозначает, что это изделие высокой прочности.

    Провода воздушных линий электропередач любой марки производятся с разным соотношением сечения алюминиевого элемента к сердечнику, параметры выбирают в зависимости от планируемой нагрузки: работы со средней нагрузкой, а также, когда требуется продукция высокой прочности, усиленная, облегченная и особо облегченная.

    Изделия усиленной прочности востребованы в районах со стенкой гололеда свыше 20 мм. Особая прочность необходима при обустройстве больших пролетов через воду или сооружения. Облегченные подходят для новых линий в районах со стенкой гололеда до 20 мм.

    Все чаще применяются провода с сердечником, которые имеют значительный вес, и меньший коэффициент линейного расширения сердечника.

    Композитный сердечник:

    • повышает прочность провода, т.к. легче и прочнее стали;
    • уменьшает провисание провода.

    Провода для воздушных линий

    Провод CFСС (Composite Fiber Core Conductor)

    • повышает проводимость провода, т.к. позволяет использовать на 28% больше алюминия, чем в проводах АС при равной массе.

    Трапециевидные проволоки:

    • увеличивают плотность алюминиевого проводника и эффективное сечение, что, в свою очередь, увеличивает проводимость провода.

    Выгоды использования при строительстве:

      • снижение стоимости проекта реконструкции ВЛ при сохранении слабых опор за счет уменьшения тяжений;
      • снижение стоимости проекта на новых ВЛ за счет уменьшения количества опор (при увеличении пролетов между опорами) или применения опор меньшей высоты при заданном габарите;
      • экономия на станциях плавки гололеда;

      возможность выбора двух вариантов рабочих температур сердечника.

      Выгоды при эксплуатации:

      • повышенная проводимость материала позволяет сократить потери линии и связанные с ней выбросы в атмосферу на 20-30%, что дает возможность увеличить передаваемую мощность при меньших затратах на производство энергии и меньшем воздействии на экологию;
      • в проводах CFСС используется композитный сердечник, который обеспечивает более высокую прочность провода по сравнению с другими проводами и меньшие стрелы провеса, что позволяет увеличивать длины пролетов линии;
      • компактная структура, гладкая поверхность провода и эластичность сердечника позволяют снизить нагрузку на опоры при обледенении и ветровых нагрузках по сравнению со сталеалюминевыми проводами;
      • стойкость к воздействию среды – отсутствие коррозии или возникновения электролиза между алюминиевыми проволоками и сердечником.

      Преимущества при проектировании

      При проектировании ЛЭП провода и кабели линий электропередач данного типа:

      • дают возможность использовать уже имеющуюся арматуру, снижая затраты на монтаж;
      • позволяют эффективно использовать отечественные программные комплекты;
      • не требуют замены при переходе водных преград, поскольку стальной сердечник обеспечивает проводу очень высокую степень сопротивления на разрыв.

      Конструктивные особенности проводов для ЛЭП

      Электрический ток передается только по замкнутому контуру, поэтому питание потребителей осуществляется двумя проводниками и более. По данному принципу формируются простые воздушные ЛЭП — однофазные с напряжением 220 В. Сложные электроцепи осуществляют передачу по трех- и четырехпроводной схеме с заземленным или наглухо изолированным нулем.

      Металл для изготовления провода и его диаметр выбирают с учетом планируемой нагрузки каждой линии. Наибольшее распространение получили сталь и алюминий, которые производятся путем сплетения нескольких проволок (для высоковольтных линий) или из монолитной жилы (для низковольтных схем). Пространство между проволоками заполняют смазкой для стойкости к нагреванию, либо смазочный материал не используют.

      Многопроволочные конструкции высоковольтных проводов линий электропередач выполняются со стальными сердечниками. Такие системы из алюминиевых кабелей, хорошо пропускающих ток, рассчитаны на высокие нагрузки натяжения, предотвращают обрыв.

      Самонесущие провода СИП повсеместно заменяют неизолированные конструкции в обустройстве ВЛЭП, и применяются на воздушных линиях электропередач, как правило до 35 кВ, иногда/редко до 110кВ. Они состоят из нескольких алюминиевых жил, широко применяются при организации магистральных линий и для проводки в жилых домах, возможна прокладка по стенам строений.

      В зависимости от поставленной цели выбирают вид провода:

      • СИП1 — с несущей нулевой жилой без применения изоляции.
      • СИП2 — с изолированной нулевой жилой для обустройства линий с напряжением до 35000 В и частотой 50 Гц.
      • СИП4 — нулевая жила не является несущей, при этом все жилы изолированы. Исключен риск замыканий. Продукция отличается долговечностью, служит более 40 лет.

      Для организации воздушных линий электропередач в дачных поселках, деревнях используют СИП провода с нулевой несущей жилой, которая имеет сечение до 50 мм. Количество жил составляет 1-3 шт.

      Преимущества при эксплуатации

      В эксплуатации неизолированные провода для линий электропередачи с Z- ИЛИ т (ТРАПЕЦИЕВИДНЫМ) повивом (провода с гладкой поверхностью):

      • за счёт улучшенных механических свойств успешно сопротивляются налипанию снега и образованию ледяной корки;
      • снижают механическую нагрузку на опоры высоковольтной линии,возникающую при пляске проводов;
      • сами гасят колебания, увеличивая жизненный цикл изделия и снижая степень усталости металла;
      • снижают аэродинамический коэффициент;
      • увеличивают пропускную способность линии, нивелируя проблему перегрузок;
      • успешно сопротивляются коррозии;
      • косвенно снижают теплопотери при передаче энергии;
      • сохраняют целостность при повреждении части внешних проволок.

      Провода воздушных линий электропередачи с Z- И Т- повивом могут эксплуатироваться как на суше, так и на море во II и III типах атмосферы любого микроклиматического района в соответствии с нормативами ГОСТ 15150 исполнения УХЛ. Стандарт проволоки отвечает требованиям IEC 60104(1987), провода в целом – IEC 62219(2002).

      При выборе продукции необходимо проконсультироваться с квалифицированными специалистами, которые учитывают особенности эксплуатации и поставленные задачи.

      Виды автомобильных высоковольтных проводов


      При выборе автомобильных высоковольтных проводов зажигания рекомендуем принимать в расчет материал изоляции и тип токопроводящей жилы.

      Тип токопроводящей жилы

      В зависимости от типа токопроводящей жилы высоковольтные провода делятся на три группы:
      Кабели с медным проводником. Этот вид автомобильных высоковольтных проводов зажигания является традиционным и наиболее простым по устройству. Представляет собой несущий проводник из многожильного медного провода (2), покрытый слоем изоляции (1).
      Сопротивление такого провода – минимальное, порядка 0,2 Ом/м, а уровень создаваемых им во время работы помех – значительный. По этой причине провода с медным проводником обязательно комплектуются помехоподавляющими резисторами.
      vybrat-vysokovoltnyje-provoda02В) Провода с неметаллической токопроводящей жилой с низким распределенным сопротивлением состоят из сердечника (3), изготовленного из льняной нити, кевлара или стекловолокна, пропитанного графитом. Сердечник заключен в защитную оболочку (4) из металлонаполненной электропроводящей пластмассы (ферропласта), поверх которой нанесена обвивка (5) из металлической проволоки.
      Из-за того, что провода такого типа имеют невысокое распределенное сопротивление около 2 кОм/м, они нуждаются в установке помехоподавляющих устройств.
      vybrat-vysokovoltnyje-provoda03С) Провода с неметаллическим токопроводящим сердечником с высоким (до 40 кОм/м) распределенным сопротивлением не нуждаются в установке резисторов.

      Их токопроводящую жилу (6) изготавливают из полимеров, пропитанной сажевым раствором хлопчатобумажной пряжи или стекловолоконных нитей с графитовой обсыпкой. В большинстве случаев токопроводящий сердечник заключают в упрочняющую неметаллическую оплетку, которую покрывают слоем изоляции (1).

      В качестве недорогого материала для изоляции высоковольтных проводов часто используют полихлорвинил или термопластичный полимер винилхлорида – поливинилхлорид. Он расчитан на работу в диапазоне температур от -20 до +1200 С.
      Более надежную работу проводов способна обеспечить их изоляция из эластомера, изготовленного на основе диенового мономера, пропилена и сополимера этилена. Помимо хороших диэлектрических свойств, он имеет высокую сопротивляемость к воздействию агрессивных жидкостей, износоустойчив и способен работать при температурах от -30 до +1800 С.

      Самый дорогой изоляционный материал для высоковольтных проводов – силикон. Высокая сопротивляемость к перепадам температур (от -50 до +2500 С), превосходные изоляционные характеристики и неограниченный срок службы сделали этот неорганический полимер незаменимым материалом при производстве изоляционных материалов.

      Изоляция автомобильных высоковольтных проводов зажигания может быть как однослойной, так и многослойной.

      Выбирая высоковольтные провода, рекомендуем отдавать предпочтение моделям с большим диаметром сечения сердечника на основе токопроводящего силикона. Они не нуждаются в установке дополнительных помехоподавляющих резисторов, а их показатели прохождения тока при высоком распределенном сопротивлении – наилучшие.

      Удачного вам выбора! Пусть система зажигания вашего автомобиля работает ровно, стабильно и безотказно!

      Изоляция линий электропередачи

      Изоляция линий электропередачи

      Издавна у энергетиков сложилась традиция называть устройства для передачи электроэнергии от источника (генератора) к потребителю термином «линия», хотя они имеют очень сложную техническую конструкцию и протяженность в отдельных случаях до нескольких сотен или тысяч километров.

      Упрощенно любая линия электропередачи состоит всего из двух компонентов:

      системы тоководов, обеспечивающих протекание электрических потоков;

      диэлектрической среды, окружающей эти тоководы для исключения прохождения электроэнергии в ненужном направлении. Эту среду называют простым термином — изоляция.

      По способу применяемых изоляционных материалов линии электропередач разделяют на:

      Замена изоляторов на высоковольтной линии электропередачи

      Эти конструкции используют для изоляции тоководов диэлектрические свойства воздуха окружающей их атмосферы. При этом учитывается то, что его удельное сопротивление меняется в зависимости от погоды, температуры, влажности и других параметров. Чтобы исключить эти факторы выбирается оптимальное расстояние между проводами для каждого вида напряжения. С увеличением его значения возрастает безопасное удаление проводов друг от друга.

      Поскольку потенциал каждого токовода может стекать на землю, то провода фаз также удаляются от поверхности земли. Однако, на практике их поднимают значительно выше потому, что под ними могут проходить или работать люди, передвигаться транспортные средства, размещаться хозяйственные постройки. Все это учитывается конструкцией опоры, на которой закрепляются провода.

      Изоляция воздушных линий электропередачи

      Кроме выбора воздушной дистанции между проводами и землей необходимо закрепить тоководы на мачтах так, чтобы не нарушить их электрическое сопротивление. Ведь материалы, используемые для опор (дерево и бетон при влажной погоде, а металлические конструкции при любых обстоятельствах), являются хорошими проводниками электрического тока.

      Для закрепления открытых проводов на мачтах опор используются специальные конструкции, которые называют изоляторами . Их изготавливают из прочного диэлектрического материала. Чаще всего выбирают специальные сорта фарфора, стекла или реже — пластических масс.

      Конструкция отдельного вида фарфоровых изоляторов показана на картинке.

      Конструкция фарфоровых штыревых изоляторов

      Изолятор, показанный слева, выполнен из цельного куска фарфора. А правый — из двух составных частей.

      По способу крепления к мачте изоляторы подразделяют на:

      штыревые конструкции, которые крепят на металлическом штыре, установленном на траверсе в вертикальном положении;

      подвесные устройства, подвешиваемые на мачте;

      натяжные модели, закрепляемые в горизонтальной плоскости для противодействия силам натяжения.

      Все они изготавливаются на работу при определенном классе напряжения на линии. В тот же время они воспринимают значительные механические усилия в вертикальном и горизонтальном направлениях, создаваемые прикрепленными к ним проводами при любых погодных условиях.

      Шквальные порывы ветра, даже в сочетании со снежными наростами и наледью не должны нарушить механическую прочность изоляторов и проводов, а продолжительный дождь и даже ливень — не нарушить их электрическое сопротивление. Ибо, в противном случае, возникнет аварийный режим, ликвидация которого потребует огромных затрат.

      На картинке ниже приведен пример закрепления открытых проводов однофазной линии 220 вольт на траверсе мачты опоры при подключении уличного осветительного прибора с помощью фарфоровых штыревых изоляторов.

      Штыревые изоляторы на ВЛ-0,2 кВ

      Этот способ широко используется при освещении дорог, тротуаров, участков территории. Материал такого изолятора выдерживает механические усилия от:

      натяжения проводов, действующие в горизонтальной плоскости по оси ЛЭП;

      веса подвешенной на них конструкции, работающие на сжатие изолятора.

      Такие же конструкции применяются на линиях 0,4 кВ.

      Опорные изоляторы ВЛ

      На воздушных ЛЭП с напряжением до 35 кВ включительно сейчас идет замена открытых металлических проводов самонесущими изолированными конструкциями.

      При их использовании применяются не фарфоровые или стеклянные изоляторы, а система крепления на тросах и растяжках, показанная на картинке.

      Крепление самонесущих изолированных проводов ВЛ-0,4 кВ на траверсе воздушной опоры

      На опорах, где соединяются открытые провода и самонесущие конструкции, используется оба вида крепления.

      Штыревые фарфоровые изоляторы на опорах ВЛ-0.4 кВ

      С увеличением напряжения, приложенного к воздушной ЛЭП, возрастают габариты изоляторов, их диэлектрические свойства. На ВЛ-10 кВ работают более мощные изоляторы.

      Штыревые фарфоровые изоляторы на ВЛ-10 кВ

      Для восприятия горизонтальных усилий натяжения проводов в местах поворота линий, например, для обхода водоемов, применяются натяжные изоляторы, которые могут состоять из гирлянд.

      На фотографии показано комбинированное использование опорных и натяжных изоляторов на усиленной поворотной опоре ВЛ-10 кВ.

      Натяжные гирлянды изоляторов на ВЛ-10 кВ

      Такие же конструкции устанавливают на опорах с разъединителями. Опорные изоляторы обеспечивают работу подвижных ножей и стационарно закрепленных контактов разъединителя, а натяжные — воспринимают тянущие усилия проводов.

      Штыревые опорные изоляторы разъединителя и натяжные воздуной линии

      Фотография документально подтверждает, что на ВЛ-25 кВ конструкция всех изоляторов усложнилась. Они увеличили расстояние между тоководами ЛЭП и материалом опоры.

      Это хорошо заметно на ВЛ-110 кВ, где гирлянда изоляторов стала длиннее и используется уже их подвесная конструкция.

      Подвесные стеклянные изоляторы на ВЛ-110 кВ

      Концы воздушных линий соединяются с трансформаторными вводами, расположенными на подстанциях.

      Места подключения проводов ЛЭП к оборудованию высоковольтного открытого распределительного устройства 110-кВ защищаются более сложными конструкциями опорных изоляторов, выдерживающих значительные электрические и механические нагрузки. Они удаляют тоководы от опор еще на большее расстояние.

      Опорные изоляторы на высоковольтном оборудовании ОРУ

      Это же видно на фотографии воздушной опоры, изготовленной из металла для передачи высоковольтной энергии 330 кВ. На фото показано, что каждая фаза имеет расщепление тоководов, провода которого закрепляются на траверсе еще более усиленной гирляндой из стеклянных натяжных изоляторов.

      Натяжные стеклянные изоляторы на ВЛ 330 кВ

      Опорные изоляторы на подстанции 330 кВ отдаляют провода и шины от оборудования на еще большую высоту.

      Опорные изоляторы на ОРУ 330 кВ

      Кабельные линии электропередачи

      В этих конструкциях токопроводящие жилы фаз отделяются друг от друга слоем твердого диэлектрика и защищаются от воздействия окружающей среды прочной, но эластичной оболочкой. Иногда вместо твердых веществ может использоваться жидкое кабельное масло, изготавливаемое из нефтепродуктов или газообразные вещества. Но такие диэлектрики находят практическое применение очень редко.

      Кабельные линии по стоимости производства обходятся дороже воздушных ЛЭП. Поэтому их прокладывают в черте города, внутри жилых застроек, производственных участков, в местах пересечения с водными преградами, когда нельзя установить воздушные опоры.

      Для прокладки кабелей создают кабельные лотки, каналы или обыкновенные заглубленные в земле траншеи, которые ограничивают доступ к действующим, подключенным под напряжение, цепям.

      Изоляция кабельных линий электропередачи

      Конструкция силового кабеля для ЛЭП зависит от величины передаваемой по нему мощности и приложенного напряжения.

      Токопроводящие жилы кабеля обычно изготавливают из меди или алюминиевых сплавов, а тип применяемых диэлектрических материалов между ними зависит от величины приложенного напряжения.

      В устройствах до 1000 вольт чаще всего применяются слои из полиэтиленовых составов или конструкции с бумажными наполнителями и жгутами, пропитанными кабельным маслом различной консистенции.

      Примерное расположение слоев изоляции для нетипового четырехжильного кабеля показано на картинке.

      Конструкция силового кабеля с бумажной изоляцией

      Здесь металл каждой токопроводящей жилы покрыт изоляционным слоем, который соприкасается с бумажными жгутами и наполнителями, помещенными в поясную изоляцию. Внешняя защитная оболочка полностью герметизирует всю конструкцию.

      Когда выполняют пропитку бумаги минеральными маслами с различными добавками для увеличения вязкости слоя, то одновременно повышаются диэлектрические характеристики. Такие пропитанные вязким маслом кабели с поясной изоляцией могут работать в высоковольтных схемах до 10 кВ включительно.

      Технический прием выполнения освинцованных жил повышает эксплуатационные свойства диэлектрического слоя. Для этого каждую жилу выполняют в виде отдельного коаксиального кабеля с вязкой пропитой, размещенной внутри свинцовой оболочки.

      Констуркция силового высоковольтного кабеля

      Пространство между такими жилами заполняется джутовым наполнителем и помещается внутрь бронированного слоя из стальных оцинкованных проволок, окруженных наружным герметичным защитным слоем.

      Подобные кабели с освинцованными металлическими жилами работают в высоковольтных схемах до 35 кВ включительно.

      Для передачи по кабелю электроэнергии с более высокими напряжениями до 110 кВ и выше используют другие конструкции изоляционного слоя. Им может быть менее вязкое кабельное масло, инертные газы (чаще всего — азот). Давление масла в таких слоях может быть низким (до 1кг/см 2 ), средним (до 3?5 кг/см 2 ) или высоким (до 10?14 кг/см 2 ). Такие кабели работают в высоковольтных цепях до 500 кВ включительно.

      Проверки изоляции линий электропередачи

      Во время эксплуатации электрооборудования оценка состояния диэлектрических слоев производится:

      Постоянный анализ качества изоляции в автоматическом режиме осуществляют специальные устройства контроля. Они настроены таким образом, что замеряют очень малую в нормальном режиме величину токов утечек. Когда возникает нарушение диэлектрического слоя, то эти токи возрастают, а момент их перехода через критическое значение фиксируется релейной токовой схемой с выдачей команды на сигнализацию для оповещения оперативного персонала.

      Изолятор ВЛ

      Периодический контроль состояния изоляции электрооборудования, включая линии электропередач, возложен на специально сформированные электрические лаборатории, осуществляющие высоковольтные проверки в виде измерений и испытаний специализированными передвижными или стационарными установками.

      Технический персонал таких лабораторий в энергосистеме выделен в отдельные подразделения, называемые службой изоляции. Она под руководством начальника занимается плановыми испытаниями действующего энергетического оборудования и линий электропередач и обязана перед каждым вводом любых устройств, на которых проводились профилактические работы с разборкой схемы, представлять письменное заключение о готовности вводимого участка к выдерживанию изоляцией высоковольтной нагрузки.

      Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

      Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

      Выбор высоковольтных проводов зажигания.



      Работа номер один для любого провода свечи зажигания, это передача электрического заряда к свечам зажигания. Задача состоит в том, чтобы получить максимальную величину этого заряда, без создания помех для электрических компонентов. Кроме того, они должны переносить условия высоких температур и экстремальной среды моторного отсека.
      Чтобы понять требования, предъявляемые к высоковольтным проводам зажигания, необходимо сначала понять пару ключевых терминов.
      Сопротивление — физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему.
      Грубо говоря, провода с более высокими номинальными значениями Ом позволяют протекать меньшему току, от источника искры к свечам зажигания. Это может негативно отразиться на производительности двигателя и экономии топлива.
      Электромагнитные помехи (EMI) или радиочастотные помехи (RFI): по мере протекания напряжения по
      сердечнику провода, вокруг создается электромагнитное поле. Это поле может влиять на чувствительные электронные устройства и создавать шум, который может быть слышен через радио и даже влияет на датчики и электронные приборы.
      Одни провода изготовлены для обеспечения минимального сопротивления, а другие предназначены, для подавления помех. Производители используют различные материалы и конструкции, в том числе и сердечника, для достижения правильного баланса, для достижения наилучшего результата в зависимости от направленности проводов.
      Высоковольтные провода состоят из нескольких разных слоев. Это может варьироваться в зависимости от производителя, но типичный провод будет состоять из:
      Наружная оболочка. Обычно из силикона, раньше применяли ПВХ, цель этого слоя заключается в том, чтобы добавить прочность и защитить внутренние слои от тепла, истирания, агрессивных химических веществ и другого вреда внутри моторного отсека.
      Плетеный слой. Это плетеный стекловолоконный, или подобный материал, этот плетеный слой предназначен для повышения прочности и обеспечения некоторого подавления электромагнитных помех.
      Изоляция. Расположенная ниже плетеного слоя, эта изоляция (силикон, или аналогичный материал) требует защиты сердечника от тепла и минимизации потерь энергии за счет предотвращения утечки электрического заряда через внешние слои. Он также служит отчасти, для подавления электромагнитных помех.
      Проводящий / подавляющий слой. Некоторые производители добавляют еще один слой ниже изоляции в качестве дополнительной защиты от потери энергии, или EMI / RFI.
      Сердечник (центральная жила). Он значительной степени диктует работу высоковольтного провода свечи зажигания.


      Опять же, некоторые сердечники предлагают низкое сопротивление, в то время как другие обеспечивают лучшее подавление EMI / RFI.
      Наиболее распространенными типами сердечников высоковольтных проводов зажигания являются:
      Углеволоконный: это OEM образный сердечник, используемый на большинстве современных автомобилей. Он превосходно подавляет электромагнитные и радио помехи, но также создает больше сопротивления, чем другие виды сердечников. Кроме того, углеволоконный сердечник ломается быстрее, чем другие материалы, поэтому требуется относительно частая замена.
      Твердый прямой сердечник: обычно используют нержавеющую сталь или медь, которая хорошо проводит электрический ток. По этой причине твердый сердечники имеют более низкое сопротивление, чем другие провода, чтобы получить максимальную энергию на свечи зажигания. К сожалению, твердый сердечник очень слабо подавляет EMI / RFI, поэтому он большей степени не подходит для электронных систем зажигания, или транспортных средств с чувствительным оборудованием связи. (Можно попробовать решить проблему использованием свечей зажигания с встроенным сопротивлением)
      Спиральный сердечник: завитый спиралью включает сплав, обычно состоящий из нержавеющей стали, меди. Реализует баланс, для подавления EMI / RFI, при сохранении низкого сопротивления.

      Выбор проводов.

      Итак, какой тип проводов выбрать для конкретного мотора?

      Если вы используете стандартный мотор, без претензий на доработку и тем более спорт, то вам подойдут провода с углеродным сердечником OEМ. Опять же, провода из углеродного сердечника обычно требуют замены чаще, чем из меди, или нержавеющей стали, а изношенные провода могут вызывать пропуски зажигания, из-за уменьшения напряжения на выходе. Новый комплект проводов из углеродного сердечника обеспечит адекватный ток без шума, или помех, для среднестатистического мотора.
      Если у вас классический мотор, или гоночный автомобиль с карбюратором и установленным контактным зажиганием и в некоторых случаях допустимо БСЗ, то вы получите преимущество от сверхнизкого сопротивления прочных проводов с медным сердечником. В этом случае EMI / RFI от этих проводов зажигания не повредит, если у вас нет модуля задержки искрового зажигания, или корректора УОЗ допустим от MSD, либо потребуется использование данных проводов совместно с сопротивлением в свечах зажигания.
      Для высокопроизводительных моторов, или спорта, которые используют современное зажигание, или имеют чувствительную электронику, на которые может воздействовать EMI / RFI, провода со спиральным сердечником будут наилучшим выбором. Их низкое сопротивление обеспечивает максимальное напряжение на выходе, что делает его идеальным для применений в форсированных моторах, где требуется увеличение силы искры. Но провода со спиральным сердечники зажигания часто являются самыми дорогими из трех вариантов, особенно при выборе провода большего диаметра, такого как 8,5 мм-10,4 мм. Они наиболее практичны, для моторов использующих большое количество электроники, таких как впрыск топлива, двух и трехступенчатые модули зажигания коммутатор, регулятор УОЗ и допустим усилитель зажигания.
      Если говорить о толщине проводов, то более толстые провода предлагают более толстый слой изоляции, чтобы остановить любые возможности EMI / RFI, которые могут повлиять на производительность искры негативно.
      Высоковольтные провода свечей зажигания подбираются для работы с конкретной конфигурацией и схемой мотора и системой зажигания. К слову установка более производительных проводов чем требуется не сделает хуже, но и толку вы от них не получите, они не дадут вам лишних лошадиных сил, или момента, по итогу решать вам, что вы будите ставить.

      Читайте также: