Из чего делают высоковольтные провода

Воздушные линии. Провода. Провода ВЛ. Провода ЛЭП. Неизолированные провода. Сталеалюминиевые провода

По количеству цепей ВЛ подразделяются на одно, двух и многоцепные. Количество цепей определяется схемой электроснабжения и необходимостью ее резервирования. Если по схеме электроснабжения требуются две цепи, то эти цепи могут быть подвешены на двух отдельных одноцепных ВЛ с одноцепными опорами или на одной двухцепной ВЛ с двухцепными опорами. Расстояние / между соседними опорами называют пролетом, а расстояние между опорами анкерного типа — анкерным участком.

Провода, подвешиваемые на изоляторах (А, — длина гирлянды) к опорам (рис. 5.1, а), провисают по цепной линии. Расстояние от точки подвеса до низшей точки провода называется стрелой провеса /. Она определяет габарит приближения провода к земле А, который для населенной местности равен: до поверхности земли до 35 и ПО кВ — 7 м; 220 кВ — 8 м; до зданий или сооружений до 35 кВ — 3 м; 110 кВ — 4 м; 220 кВ — 5 м. Длина пролета / определяется экономическими условиями. Длина пролета до 1 кВ обычно составляет 30…75 м; ПО кВ — 150…200 м; 220 кВ — до 400 м.

Провода и кабели

М — медные неизолированные провода

ВВГ — медные силовые кабели

Провода и тросы в составе линий электропередачи служат для обеспечения передачи электроэнергии и защиты линии от грозовых воздействий. Без проводов линия не сможет функционировать, однако без грозозащитных тросов (грозотросов) линия рискует быть выведенной из строя в процессе эксплуатации.

Провода на опоре ВЛ

Ввиду того, что ЛЭП имеют различное назначение и в совокупности представляют сеть различных напряжений, используются различные провода для линий разных номиналов. В электроэнергетики используются как изолированные, так и голые провода. Грозотросы на линиях напряжением менее 35 кВ не используются.

Кратко расскажем о том, какие бывают провода и тросы.

Алюминиевый неизолированный провод.

Хочется отметить, что провод алюминиевый неизолированный весит значительно меньше, чем медный, но имеет большее удельное сопротивление и уступает в своей механической прочности. Алюминиевый кабель на ЛЭП обычно применяют в местных сетях, так как невысокая механическая прочность не позволяет натягивать на большие расстояния. Поэтому приходится сокращать расстояние от опоры до опоры, с целью исключения провеса и обеспечивания необходимого ПУЭ от линии до земли. В свою очередь это сказывается на повышении общей стоимости линии. Такие провода не имеют возможности противостоять воздействию вредных химических примесей в воздухе. Маркируют их буквой А.

Провода для линий электроснабжения

Тип провода выбирается в зависимости от напряжения линии. Сечение провода определяется, исходя из электрических нагрузок в линии. Используются следующие марки проводов:

• СИП — самонесущий изолированный провод (применяются провода марок СИП-1, СИП-2, СИП-3, СИП-4);
• — медный провод. Практически не применяется ввиду высокой стоимости материала;
• А — алюминиевые провода. По электрическим характеристикам они уступают медным, однако имеют меньшую стоимость. Такие провода плохо реагируют на воздействие окружающей среды, особенно при наличии в опасной близости соленых водоемов. Для монтажа вблизи побережий следует использовать защищенные от коррозии алюминиевые провода;
• С — стальные провода. Имеют более высокие механические характеристики, однако уступают проводам М и А по электрическим параметрам. Чаще используются в качестве грозозащитных тросов, чем в качестве проводов. Маркируются как ПС и ПСО. ПС — это провод стальной многопроволочный, ПСО — однопроволочный провод.
• — провода, имеющие стальной сердечник (из оцинкованных проволок, сплетенных в тросик) и обмотку вокруг него алюминиевых проволок. За счет стальной части обеспечивается прочность провода, а алюминиевая часть служит для передачи электроэнергии.
• АСКС, АСКП — алюминиевостальной провод, дополнительно обработанный специальной смазкой, которая предусматривает воздействие высоких температур;
• АСУ — провод из алюминия и стали усиленного типа. Соотношение алюминий/сталь у него меньше, соответственно, он является более прочным и более тяжелым;
• АСО — провод из алюминия и стали облегченного типа. Соотношение алюминий/сталь у него больше, соответственно, он является менее прочным и не таким тяжелым;
• АСУС — особенно усиленные провода АС. Используются там, где механические характеристики имеют определяющее значение.

Применение проводов неизолированных стальных, из бронзы, из сталебронзы.

Когда необходимо применение наиболее крепких материалов, то используют провода неизолированные стальные, из бронзы, из сталебронзы. Они отличаются прочностью и надежностью, единственный минус – большой вес. Помимо этого недостатка, кабель для ЛЭП имеет только положительные характеристики.

Когда стоит задача купить ЛЭП провода, кабель гост, сначала хорошо изучите все характеристики, сравните и после сделайте правильный выбор в пользу того или иного кабеля.

Как известно, провода для ЛЭП чаще всего выпускаются неизолированными. По этой причине, далеко не всякий материал подойдет для подобного изделия. В данной статье мы расскажем о наиболее популярных разновидностях кабелей для ЛЭП.

Провод медный неизолированный.

Пожалуй, одним из наиболее распространенных проводников для воздушных линий электропередач можно без сомнения назвать медный провод неизолированный цена которого конечно ощутимо выше алюминиевых аналогов, но повышенные затраты на стадии приобретения с лихвой компенсируются за счет при дальнейшей эксплуатации за счет гораздо более высокого КПД по сравнению с алюминием. К тому же, проводники электричества из меди отличаются высокой эластичностью и значительно более медленной окисляемостью, что делает изделия из данного металла идеальным выбором при прокладке ЛЭП.

Наша компания осуществляет как производство неизолированных медных кабелей под заказ, так и продажу любых типовых марок данной продукции. В каталоге представлены:

• Провод медный неизолированный М
• Провод медный неизолированный МГ
• Провод медный неизолированный МГЭ

Провод алюминиевый неизолированный.

Если на рынке электротехники и можно найти более распространенный провод, чем медный, то это, разумеется, будет кабель для ЛЭП алюминиевый неизолированный. Как известно, алюминий значительно более легок в добыче и обработке, нежели медь, по этой причине изделия из этого металла обладают меньшей стоимостью. Отличительной особенностью алюминия является его легкость, что «добавляет материалу очков» при работе с ним на высоте и в особенности на уязвимых к нагрузкам участках. К сожалению, алюминиевые изделия не отличаются высокой гибкостью, что является минусом этого металла.

Провода неизолированные сталеалюминиевые.

Провод неизолированный из алюминиевого сплава.

Для улучшения эксплуатационных характеристик алюминия завод-изготовитель нередко использует дополнительные материалы, такие как магний, кремний и железо, образующие неизолированный кабель из алюминиевого сплава. Помимо добавления компонентов, провод также подвергается термообработке, позволяя использовать получившийся электропроводник в более экстремальных условиях, нежели аналог не использующий примесей.

Провода неизолированные стальные, из бронзы, из сталебронзы.

Как расположены провода на опорах ВЛ

В зависимости от типа линии и характеристик местности расположение проводов на опорах и конструкции опор могут быть различны. Для того, чтобы наглядно объяснить каждый тип подвески, рассмотрим иллюстрацию:

Таким образом можно увидеть, что основных типов расположения проводов на опорах всего несколько штук. При этом практикуются различные модификации этих вариантов подвески.

Разновидности ЛЭП

• Низковольтные. В основном, это сооружения, находящиеся под «низким» напряжением до 1 кВ.
• Среднего напряжения. Такие конструкции обладают зарядом до 10 кВ. Предназначены для обеспечения жизнедеятельности, например, одного поселка.
• Высоковольтные. Такие ЛЭП можно встретить в близи городов. Их мощность может достигать до 220 кВ. Самый малый — 110 кВ.
• Сверхвысокие. Уровень электрического тока в таких линиях электропередач достигает до 500 кВ.
• Ультравысокие. Их мощность может достигать до 1150 кВ.

Грозозащитные тросы на ВЛ (грозотросы)

Грозотросы применяются в целях обеспечения безопасности линии электропередачи во время грозы. Тросы в большинстве случаев выполнены из стали, либо из повивов стальных и алюминиевых проволок. Сталь используется в качестве упрочняющего элемента, алюминий — в качестве проводящего слоя.

На линиях с напряжением выше 35 кВ без грозотросов не обойтись

Обозначение тросов

Грозозащитные тросы условно обозначаются материалом изготовления и номинальным сечением. Примером может служить трос С-50. Расшифровывается он следующим образом: стальной трос с площадью сечения 50 мм2.

Высоковольтные провода ЛЭП на напряжение 110 кВ.

Провод 110 кВт применяется для монтажа разветвленных высоковольтных линий электропередач. Высоковольтные кабельные линии необходимы для транспортировки энергии на длинные расстояния, и прямого подключения к высоковольтным потребителям или подстанциям для дальнейшей трансформации и распределения. Производители выпускают провода в различных исполнениях, предназначенных для прокладки в городских или сельских условиях, промышленной сфере, а также в районах с морским или горным климатом. Кабель, рассчитанный на напряжение 110 кВт, предназначен для эксплуатации в температурном диапазоне от -60 до +50 градусов.

Количество изоляторов и их внешний вид

Внешний вид изоляторов напрямую зависит от уровня напряжения в линии электропередач. Чем выше номинал электросетей Казань, тем крупней и прочней должен быть изолятор. Это достаточно логично, так как, сила тока увеличивается. Изолятор может иметь несколько ребер, усиливающимися кольцами. Это помогает ЛЭП стать более устойчивой и сопротивляемой к электрическому току. Включаются специальные сборки, состоящие из нескольких изоляторов в определенной последовательности. Такие особенности строения линий электропередач позволяют создать устойчивую конструкцию, способную выдержать максимально высокий уровень заряда.

Способы по определению напряжения в линиях электропередач

Все электросети легко определяются по нескольким признакам, что является их главным отличием от кабельных линий, которые надежно скрыты от посторонних глаз. Рассмотрим основные принципы определения уровня напряжения ЛЭП:

• Вид опор.
• Количество изоляторов и их внешний вид
• Провода
• Параметры охранной зоны
• Маркировка, говорящая об уровне напряжения

Рассмотрим наиболее подробно каждый критерий, что позволит быть максимально осведомленным в данной области.

Линия электропередачи

На воздушных линиях электропередачи напряжением выше 1000 В применяют голые провода и тросы. Находясь на открытом воздухе, они подвергаются воздействиям атмосферы (ветер, гололед, изменение температуры) и вредных примесей окружающего воздуха (сернистые газы химических заводов, морская соль) и поэтому должны обладать достаточной механической прочностью и быть устойчивыми против коррозии (ржавления).

В настоящее время на ВЛ наибольшее применение нашли сталеалюминиевые провода.

Раньше на воздушных линиях применялись медные провода, а теперь используют алюминиевые, сталеалюминевые и стальные, а в отдельных случаях и провода из специальных сплавов алюминия – альдрея и др. Грозозащитные тросы выполняются, как правило, из стали.

По конструкции различают:

а) многопроволочные провода из одного металла, состоящие (в зависимости от сечения провода) из 7; 19 и 37 скрученных между собой отдельных проволок (рис. 1, б);

б) однопроволочные провода, состоящие из одной проволоки сплошного сечения (рис. 1, а);

в) многопроволочные провода из двух металлов – стали и алюминия или стали и бронзы. Сталеалюминевые провода обычной конструкции (марки АС) состоят из стальной оцинкованной жилы (однопроволочной или скрученной из 7 или 19 проволок), вокруг которой расположена алюминиевая часть, состоящая из 6, 24 или более проволок (рис. 1, в).

Рис. 1. Конструкция проводов воздушных линий: а – однопроволочные провода; б – многопроволочные провода; в – сталеалюминевые провода.

Конструктивные расчетные данные голых алюминиевых и сталеалюминевых проводов находятся в ГОСТ 839-80.

Выбор проводов ВЛ предусматривает учет нескольких факторов, среди которых одним из наиболее существенных является длительный нагрев электрическим током. Нагрев проводов ограничивает пропускную способность ВЛ, приводит к коррозии проводов, потере ими механической прочности, росту стрелы провеса и т. д. Температура проводов зависит от токовой нагрузки и метеорологических условий трассы ВЛ.

На нагрузочную способность проводов значительное влияние оказывают погодные условия — скорость ветра, температура окружающего воздуха и солнечная радиация, которые в течение года изменяются в достаточно широких пределах.

Высказывается мнение, что изменение скорости ветра оказывает большее влияние, чем изменение температуры воздуха. Слабый ветер со скоростью 0,6 м/с повышает пропускную способность проводов на 140% по сравнению с условиями неподвижного воздуха, в то время как повышение температуры окружающей среды на 10°С снижает ее на 10 — 15%.

Меые провода, изготовленные из твердотянутой медной проволоки, обладают малым удельным сопротивлением (r = 18,0 Ом х мм 2 /км) и хорошей механической прочностью: предельное сопротивление разрыву sп = 36 … 40 кгс/мм 2 , успешно противостоят атмосферным воздействиям и коррозии от вредных примесей в воздухе.

Медные провода маркируют буквой М с прибавлением номинимального сечения провода. Так, медный провод с номинальным сечением 50 мм 2 обозначается М – 50.

Медь в настоящее время является дефицитным дорогостоящим материалом, поэтому в качестве проводов воздушных линий электропередачи практически не используется. В целях экономии меди медные, бронзовые и сталебронзовые провода сняты с производства еще в 60-х годах прошлого века.

Алюминиевые провода отличаются от медных значительно меньшей массой, несколько большим удельным сопротивлением (r = 28,7…28,8 Ом х мм 2 /км) и меньшей механической прочностью: sп = 15,6 кгс/мм 2 — для проводов из проволок марки АТ и sп = 16 …18 кгс/мм 2 из проволки Атп.

Алюминиевые провода применяют главным образом в местных сетях. Малая механическая прочность этих проводов не допускает большого тяжения. Чтобы избежать больших стрел провеса и обеспечить требуемый ПУЭ минимальный габарит линии до земли, приходится уменьшить расстояние между опорами, а это удорожает линию.

Для повышения механической прочности алюминиевых проводов их изготовляют многопроволочными, из твердотянутых проволок. Хорошо перенося атмосферные воздействия, алюминиевые провода плохо противостоят воздействию вредных примесей воздуха.

Поэтому для воздушных линий, сооружаемых вблизи морских побережий, соленых озер и химических предприятий, рекомендуются алюминиевые провода марки АКП, защищенные от коррозии (алюминиевые коррозионно-стойкие, с заполнением межпроволочного пространства нейтральной смазкой). Провода из алюминия маркируются буквой А с добавлением номинального сечения провода.

Стальные провода обладают большой механической прочностью: предельное сопротивление при разрыве sп = 55 …70 кгс/мм 2 . Стальные провода бывают как однопроволочными, так и многопроволочными.

Удельное электрическое сопротивление стальных проводов значительно выше, чем алюминиевых, и в сетях переменного тока оно зависит от величины тока, протекающего по проводу. Стальные провода применяют в местных сетях напряжением до 10 кВ при передаче сравнительно небольших мощностей, когда сооружение линий с алюминиевыми проводами менее выгодно.

Существенный недостаток стальных проводов и тросов – подверженность коррозии. Для уменьшения коррозии провода оцинковывают. Выпускаются две марки многопроволочных стальных проводов: ПС (провод стальной) и ПМС (провод омедненный стальной). Провода ПС имеют присадку меди до 0,2%, а провода марки ПСО изготовляются диаметром 3; 3,5; 5 мм. Стальные многопроволочные грозозащитные тросы выпускаются марок С-35, С-50 и С-70.

Сталеалюминевые провода имеют то же удельное сопротивление, что и алюминиевые провода равного им сечения, так как в электрических расчетах сталеалюминевых проводов проводимость стальной части не учитывается ввиду ее незначительности по сравнению с проводимостью алюминиевой части проводов.

Конструктивно стальные проволки составляют внутреннюю часть сталеалюминевого провода, а алюминиевые проволки – внешнюю. Сталь предназначена для увеличения механической прочности, алюминий является токопроводящей частью.

В сталеалюминиевых проводах возникают дополнительные внутренние напряжения в алюминиевой части провода, вследствие различных коэффициентов температурного расширения алюминия и стали.

Обязательное ограничение напряжения в проводе при среднегодовой температуре для всех проводов необходимо для предотвращения быстрого износа проводов от усталости вследствие вибрации.

Экспериментально установлено, что алюминий начинает терять свои прочностные качества при температурах свыше 65°С. С учетом этого при выборе максимальной рабочей температуры сталеалюминиевых проводов рекомендуется планировать уменьшение прочности алюминия на 12 — 15% (что составляет 7 — 8% потери прочности провода в целом) в течение всего срока их службы, что примерно соответствует непрерывной в течение 50 лет эксплуатации провода при температуре 90°С. Следует отметить, что суммарная потеря механической прочности вследствие кратковременных аварийных перегрузок проводов не превышает 1%.

Выпускаются следующие марки сталеалюминевых проводов (ГОСТ 839-80):

АС – провод, состоящий из сердечника – стальных оцинкованных проволок, и одного или нескольких наружных повивов из алюминиевых проволок. Провод предназначается для прокладки на суше, кроме районов с загрязненным вредными химическими соединениями воздухом;

АСКС, АСКП – как и провод марки АС, но с заполнением стального сердечника (С) или всего провода (П) смазкой, противодействующей появлению коррозии проволок. Предназначен для прокладки на побережье морей, соленых озер и в промышленных районах с загрязненным воздухом;

АСК – такой же как и провод АСКС, но со стальным сердечником, изолированным полиэтиленовой пленкой. В маркировке провода после буквы А может стоять буква П, которая указывает, что провод повышенной механической прочности (например АпСК).

Сталеалюминевые провода всех марок выпускаются с разным отношением сечения алюминиевой части провода к сечению стального сердечника: в пределах 6,0…6,16 – для работы провода в средних по механической нагрузке условиях; 4,29…4,39 – усиленной прочности; 0,65…1,46 – особо усиленной прочности: 7,71…8,03 – облегченной конструкции и 12,22…18,09 – особо облегченные.

Провода облегченной конструкции применяют на вновь сооружаемых и реконструируемых линиях в районах, где толщина стенки гололеда не превышает 20 мм. Сталеалюминевые провода усиленной прочности рекомендуется применять в районах с толщиной стенки гололеда более 20 мм. Для осуществления больших пролетов на переходах через водные пространства и инженерные сооружения применяют провода особой прочности.

Для более полной характеристики сталеалюминевых проводов в обозначение марки проводов вводится номинальное сечение провода и сечение стального сердечника, например: АС – 150/24 или АСКС – 150/34.

Провода из альдрея

Провода из альдрея обладают примерно тем же электрическим сопротивлением, что и алюминиевые, но имеют большую механическую прочность. Альдрей представляет собой сплав алюминия с незначительными количествами железа (» 0,2 %), магния (» 0,7 %) и кремния (» 0,8 %); по корроизной стойкости он равен алюминию. Недостаток проводов из альдрея – их малая стойкость при вибрации.

Расположение проводов на воздушной линии

Провода на опорах воздушных линий можно располагать различными способами: на одноцепных линиях – треугольником или горизонтально; на двухцепных линиях – обратной елкой или шестиугольником (в виде «бочки»).

Расположение проводов треугольником (рис. 2 , а) применяется на линиях напряжением до 20 кВ включительно и на линиях напряжением 35…330 кВ с металлическими и железобетонными опорами.

Горизонтальное расположение проводов (рис. 2 , б) применятся на линиях напряжением 35…220 кВ с деревянными опорами. Такое расположение проводов является наилучшим по условиям эксплуатации, так как позволяет применять более низкие опоры и исключает схлестывание проводов при сбрасывании гололеда и пляске проводов.

На двухценных линиях провода располагают либо обратной елкой (рис. 2 , в), что удобно по условиям монтажа, но увеличивает массу опор и требует подвески двух защитных тросов, либо шестиугольником (рис. 2 , г).

Последний способ предпочтительнее. Он рекомендован к применению на двухценных линиях напряжением 35…330 кВ.

Для всех перечисленных вариантов характерно несимметричное расположение проводов по отношению друг к другу, что приводит к различию электрических параметров фаз. Для уравнения этих параметров применяют транспозицию проводов, т.е. последовательно меняют на опорах взаимное расположение проводов по отношению друг к другу на различных участках линии. При этом провод каждой фазы проходит одну треть длины линии на одном, вторую – на другом и третью – на третьем месте (рис. 3 .).

Рис. 2. Расположение проводов и защитных тросов на опорах: а – треугольником; б – горизонтальное; в – обратной елкой; г – шестиугольником (бочкой).

Рис. 3 . Схема транспозиции проводов одноцепной линии.

Расчет механической части ВЛ выполняют, исходя из повторяемости скорости ветpa и толщины стенки гололеда на проводах, отвечающей требованиям надежности и капитальности того или иного класса ВЛ.

ВЛ разных классов при их прохождении по одной и той же местности, в частности по общей трассе, должны быть рассчитаны на разные ветровые и гололедные нагрузки.

Грозозащитные тросы воздушных линий электропередачи

Грозозащитные тросы подвешивают выше проводов для защиты их от атмосферных перенапряжений. На линиях напряжением ниже 220 кВ тросы подвешивают только на подходах к подстанциям. При этом снижается вероятность перекрытия проводов линии вблизи подстанции. На линиях напряжением 220 кВ и выше тросы подвешиваются вдоль всей линии. Обычно используются тросы из стальных проволок.

Ранее тросы на линиях всех номинальных напряжений заземлялись наглухо на каждой опоре. Опыт эксплуатации показал, что в замкнутых контурах заземляющей системы – тросы – опоры появились токи. Они возникли вследствие действия ЭДС, наводимых в тросах путем электромагнитной индукции. При этом в ряде случаев в многократно заземленных тросах получились значительные потери электроэнергии, особенно в линиях сверхвысоких напряжений.

Исследования показали, что при подвеске тросов повышенной проводимости (сталеалюминиевых) на изоляторах тросы могут быть использованы в качестве проводов связи и в качестве токонесущих проводов для электроснабжения потребителей малой мощности.

Для обеспечения соответствующего уровня грозозащиты линий тросы при этом должны присоединяться к заземленным через искровые промежутки.

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!

Высоковольтные провода для линии электропередач

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.