Провода для воздушных линий ВЛ 6 — 20 кВ, общие сведения для проектирования
На магистралях ВЛ 6 — 20 кВ следует применять неизолированный провод по ГОСТ 839 или защищенный провод по ГОСТ 31946 сечением не менее 70 мм2. На ответвлениях от магистралей рекомендуется применение проводов типа АС или защищенных проводов сечением не менее 35 мм2.
Выбор сечения провода воздушной линии электропередачи по длительно допустимому току нагрузки следует выполнять с учетом требований ПУЭ (глава 1.3) и по условиям короткого замыкания ПУЭ (глава 1.4).
Выбор сечения провода ВЛЗ по длительно допустимому току нагрузки следует выполнять с учетом требований ПУЭ (глава 1.3) применительно к техническим характеристикам защищенного провода. Выбранное сечение провода ВЛЗ должно быть проверено по условиям нагрева токопроводящей жилы и защитной оболочки при коротких замыканиях по ГОСТ Р 52736.
Защищенные провода рекомендуется применять:
— при прохождении трассы ВЛ по населенной местности;
— при прохождении ВЛ по лесным массивам;
— при пересечении ВЛ водных преград;
— при отсутствии возможности соблюдения габаритных расстояний при прохождении ВЛ в стеснённых условиях;
— при совместной подвеске с ВЛИ 0,4 кВ.
Провода и тросы для воздушных линий ВЛ 35, 110 (150) кВ, общие сведения для проектирования
Воздушные линии напряжением 35, 110 (150) кВ, как правило, выполняются с одним проводом в фазе.
Выбор типов и сечений проводов при проектировании ВЛ должен производиться по результатам технико-экономических расчётов, механических расчётов, по условиям коронного разряда и радиопомех в соответствии с требованиями настоящего стандарта, ПУЭ (глава 1.3) и по условиям короткого замыкания ПУЭ (глава 1.4). Защищённые провода должны соответствовать требованиям п. 7.4.1.3.
Технико-экономическая оценка должна быть основанием для выбора между неизолированными проводами по ГОСТ 839 и проводами с улучшенными характеристиками в части максимальной рабочей температуры, механической прочности, а также защищёнными проводами (марок СИП-3 и СИП-7).
При выборе провода следует руководствоваться приоритетом применения провода новых типов, учитывая следующие критерии:
1) Провод новых типов преимущественно применять:
-при расчетном сечении провода традиционных типов 185 мм2 и выше;
-в областях со значительными ветровыми/гололедными нагрузками;
-при наличии протяженных анкерных участков;
-для больших переходов,
-для ВЛ с возможностью возникновения перегрузок в период пост аварийных режимов;
-в районах с высокими температурами воздуха и солнечной активностью;
-при увеличении пропускной способности действующих линий с применением провода новых типов;
-при построении кольцевых схем сети;
-на ВЛ, выполненных на высотных опорах.
2) В остальных случаях допускается применение сталеалюминевого провода традиционных типов только при наличии положительного технико-экономического обоснования.
В районах с интенсивными ветровыми и гололёдными нагрузками, а также на больших переходах ВЛ 35, 110 (150) кВ следует рассматривать применение новых конструкций провода, превосходящих стандартные значением пропускной способности и техническими характеристиками, которые могут обеспечить:
— снижение нагрузок на опоры и фундаменты;
— увеличение длины пролетов;
— уменьшение коэффициента аэродинамического сопротивления;
— снижение вероятности пляски проводов;
— снижение вероятности обрыва проводов при воздействии внешних механических нагрузок (противодействие налипанию снега и гололедообразованию).
Защищенные провода рекомендуется рассматривать при проектировании воздушных линий ВЛ 35, 110 (150) кВ в первую очередь:
— при прохождении трассы ВЛ по населенной местности;
— при прохождении ВЛ по лесным массивам;
— при пересечении ВЛ водных преград;
— при отсутствии возможности соблюдения габаритных расстояний при
прохождении ВЛ в стеснённых условиях;
— в качестве шлейфов для присоединения ТП наружной установки к
разъединителю;
— при совместной подвеске с ВЛИ 0,4 кВ.
Наибольшая эффективность защищенного провода (СИП-7) достигается при его использовании в проектах реконструкции ВЛ 110 (150) кВ, отслуживших более 40 лет и имеющих неудовлетворительное состояние, в черте городов и поселков, с целью соблюдения требований ПУЭ. Это относится в первую очередь к линиям, расположенным в относительно небольших и мелких городах, где отсутствует развитая подземная инфраструктура, в результате чего исключается возможность прокладки КЛ 110 (150) кВ или ее стоимость оказывается неоправданно высокой. Также СИП-7 может использоваться при строительстве ВЛ в заповедной зоне или местах с высокой стоимостью земли.
Проектирование линии класса напряжения 110 (150) кВ, выполненной защищенными проводами, должно учитывать следующие преимущества таких проводов:
— возможное сближение фазных проводов на расстояние до 1 метра;
— значительное уменьшение интенсивности магнитного поля;
— меньшая интенсивность налипания мокрого снега и гололеда;
— исключение случаев короткого замыкания проводов от схлестывания, набросов;
— уменьшение или исключение потерь на корону;
— строительная длина провода согласовывается при заказе, что позволяет при проектировании воздушных линий обойтись без соединительных муфт.
В качестве грозозащитных тросов следует применять стальные канаты из оцинкованной проволоки с покрытием её поверхности по группе ОЖ (для особо жёстких условий работы), стальные канаты из проволоки с алюмоцинковым покрытием или из стальных проволок, плакированных алюминием, по способу свивки — нераскручивающиеся. В качестве грозозащитных тросов могут применяться сталеалюминиевые провода или провода из термообработанного алюминиевого сплава со стальным сердечником.
Выбор марки троса определяется технико-экономическим расчётом.
В проектной документации ВЛ следует приводить расчёты и результаты механических расчётов проводов и грозозащитных тросов во всех расчётных режимах. При механическом расчёте проводов и грозозащитных тросов необходимо учитывать климатические условия в соответствии с положениями настоящего Стандарта.
На воздушных линиях электропередачи ВЛ 35, 110 (150) кВ могут применяться, при наличии
соответствующего обоснования, провода с композитным сердечником,
высокотемпературные и другие инновационные провода.
На особо ответственных переходах через инженерные сооружения и на ВЛ с большими токами однофазного короткого замыкания по условиям термической стойкости и для уменьшения влияния ВЛ на линии связи рекомендуется применять в качестве грозозащитных тросов сталеалюминиевые провода и сталеалюминиевые тросы, обладающие высокой молниестойкостью, механической прочностью, коррозионной стойкостью.
Для организации цифровых систем передачи информации могут применяться грозозащитные тросы со встроенными оптическими кабелями (ОКГТ).
Выбор сечения грозозащитного троса на ВЛ 35, 110 (150) кВ производится на основании расчётов термического воздействия максимального тока короткого замыкания, протекающего в грозотросе, величины воздействия грозового разряда на грозотрос с учётом интенсивности грозовой деятельности в районе прохождения трассы ВЛ, а также по результатам механических расчётов.
Механический расчёт проводов (тросов) воздушной линии электропередачи производится по методу допускаемых напряжений на расчётные нагрузки, в основу которого положены нормируемые допустимые напряжения в материале провода при различных условиях с учётом возможных деформаций провода (троса) при его растяжении.
При расчёте приближения токоведущих частей к кронам деревьев, элементам опор ВЛ и сооружениям необходимо руководствоваться требованиями ПУЭ.
При строительстве и проектировании воздушной линии электропередачи в районах с низшей температурой воздуха минус 50 °С и ниже или в районах со среднегодовой температурой минус 5 °С и ниже должны выполняться следующие требования:
— на ВЛ должны применяться только неизолированные сталеалюминиевые провода;
— на ВЛ 35 кВ рекомендуется применение проводов сечением алюминиевой части не менее 95 мм2, на ВЛ 110 (150) кВ — не менее 120 мм2;
— допускаемые напряжения для проводов сечением 95 мм2 не должны превышать при низшей температуре 30% предела прочности провода при растяжении и при среднегодовой температуре — 25% предела прочности провода
— допускаемые напряжения для проводов сечением 120 мм2 и более не должны превышать при низшей температуре 30% предела прочности провода на растяжение;
— при наибольшей нагрузке и при среднегодовой температуре допустимое механическое напряжение принимается по ПУЭ (таблица 2.5.7).
При строительстве и проектировании ВЛ в районах со сложными климатическими условиями следует применять сталеалюминиевые провода сечением по алюминию, как правило, не менее 120 мм2 для ВЛ 35 кВ, не менее 185 мм2 для ВЛ 110 кВ. Рекомендуемое отношение сечения алюминиевой части провода к сечению стального сердечника — не более 4,39. На отдельных участках ВЛ в районах со сложными климатическими условиями допускается применение марок и сечений проводов и грозозащитных тросов и конструкции фазы, отличных от применённых по всей линии.
Расчёт монтажных тяжений и стрел провеса провода (троса) должен выполняться с учётом последующей вытяжки.
Расстояния между проводами ВЛ (ВЛЗ), а также между проводами и тросами должны выбираться:
— по условиям работы проводов (тросов) в пролётах согласно ПУЭ (п.п. 2.5.88 -2.5.96);
— по допустимым изоляционным расстояниям: между проводами согласно ПУЭ (п. 2.5.126), между проводами и элементами опоры согласно ПУЭ (п. 2.5.125);
— по условиям защиты от грозовых перенапряжений согласно ПУЭ (п. 2.5.120 и 2.5.121);
— по условиям короны и допустимых уровней радиопомех и акустических шумов согласно ПУЭ (глава 1.3. и п. 2.5.81).
Расстояния между проводами, а также между проводами и тросами выбираются по стрелам провеса, соответствующим габаритному пролёту; при этом стрела провеса троса должна быть не более стрелы провеса провода в режиме плюс 15°С, гололёд и ветер отсутствуют.
Расстояние по вертикали между тросом и проводом в середине пролёта без учёта отклонения их ветром по условиям защиты от грозовых перенапряжений должно быть не менее приведённых в ПУЭ (таблица 2.5.16).
На двухцепных и многоцепных опорах расстояние между ближайшими проводами разных цепей по условию работы проводов в пролете принимается в соответствии с ПУЭ (глава 2.5).
Провода ВЛ разных напряжений выше 1 кВ могут быть подвешены на общих опорах в соответствии с ПУЭ (п. 2.5.96).
На ВЛ 35, 110 (150) кВ следует предусматривать защиту проводов (тросов) от вибрации и пляски.
С целью предупреждения повреждения проводов (тросов) от усталостных напряжений, вызываемых вибрацией, необходимо использовать многочастотные гасители вибрации.
Для дополнительной защиты от вибрации с целью предупреждения разрушения проводов (тросов) в поддерживающих и соединительных зажимах рекомендуется применять защитные протекторы спирального типа.
В районах с частой и интенсивной пляской проводов (тросов) для предотвращения схлёстывания проводов, междуфазовых перекрытий, перекрытий провод-трос при проектировании воздушной линии выбираются опоры с увеличенными расстояниями между фазными проводами и между проводами и тросами с учётом возможных траекторий проводов (тросов) при сбросе изморозевых отложений и при пляске.
Для ВЛ, требующих повышенной надёжности, рекомендуется принимать увеличенные расстояния между проводами или между проводами и тросами (в районах с умеренной пляской — как для районов с частой и интенсивной пляской, во II районе по гололеду — как для III района по гололеду и т.п.).
Наряду с пассивной защитой от пляски проводов и тросов рекомендуется при необходимости использовать различные устройства, ограничивающие явление пляски или причины ее возникновения, такие, как: гасители пляски, гасители вибрации маятникового типа, ограничители гололедообразования и колебаний.
Типы многочастотных гасителей вибрации и гасителей пляски и схемы их установки должны быть рекомендованы производителями и разработчиками гасителей вибрации и пляски.
В зоне полётов малой авиации и при пересечении автодорог для обеспечения безопасности на ВЛ 35, 110 (150) кВ рекомендуется применять маркировку проводов и грозозащитных тросов в соответствии с требованиями нормативных документов.
Для обозначения высоковольтных проводов в дневное время применяются сигнальные шары-маркеры, монтируемые на грозозащитный трос (в зоне полётов малой авиации) и на нижние провода ВЛ (при пересечении автомобильных дорог). Для маркировки и светоограждения высоковольтных проводов в ночное время применяются системы световой маркировки.
Провода больших переходов ВЛ, выполненных в габаритах ВЛ 35, 110 (150) кВ, следует маркировать по всему пролету, а их опоры оснащать заградительными огнями в соответствии с федеральными авиационными правилами.
О размещении на участках воздушной линии маркеров должны быть извещены соответствующее региональное подразделение службы управления воздушным движением и администрация соответствующего бассейна внутренних водных путей.