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. Различают воздушные и кабельные линии электропередачи. В последнее время приобретают популярность газоизолированние линии — ГИЛ. По ЛЭП также передают информацию при помощи высокочастотных сигналов (по оценкам специалистов, в СНГ используется порядка 60 тысяч ВЧ-каналов по ЛЭП) и ВОЛС. Используются они для диспетчерского управления, передачи телеметрических данных, сигналов релейной защиты и противоаварийной автоматики.
Примечательно также, что в 1985-х годах велись разработки ЛЭП, достигают высоты в 70 метров. Опора воздушной линии электропередачи (опора ЛЭП) — сооружение для удержания проводов и при наличии — грозозащитных тросов воздушной линии электропередачи и оптоволоконных линий связи на заданном расстоянии от поверхности земли и друг от друга. Что может быть обыденнее линий электропередач? Опоры ЛЭП — одно из самых распространенных инженерных сооружений, и они все время у нас перед глазами. Однако и в этой сфере тоже есть свои технологические тонкости и даже пространство для технического прогресса. Не очень заметные для нас воздушные линии электропередач обретают новый облик и новую конструкцию.
Чаще всего мы представляем себе опору ЛЭП в виде решетчатой конструкции. Лет 30 назад это был единственный вариант, и в наши дни их продолжают строить. На место строительства привозят набор металлических уголков и шаг за шагом из этих типовых элементов сопротивления. Потом приезжает кран и ставит конструкцию вертикально. Такой процесс занимает достаточно много времени, что сказывается на сроках прокладки линий, а сами эти опоры с унылыми решетчатыми силуэтами весьма недолговечны. Причина — слабая защита от коррозии. Технологическое несовершенство такой опоры дополняет простой бетонный фундамент. Если он сделан недобросовестно, например с применением раствора ненадлежащего качества, то через некоторое время бетон растрескается, в трещины попадет вода. Несколько циклов замораживания-таяния, и фундамент надо переделывать или серьезно ремонтировать. Кстати, приобрести стойки опор ЛЭП вы можете на страницах нашего специализированного сайта.
Трубки вместо уголков О том, что за альтернатива идет на смену традиционным опор из черного металла, мы спросили представителей ПАО «Россети». «В нашей компании, которая является крупнейшим електромережним оператором в России, — говорит специалист этой организации, — мы давно пытались найти решение проблем, связанных с решетчатыми опорами, и в конце 1990-х начали переходить на граните опоры. Это цилиндрические стойки из гнутого профиля, фактически трубы, в поперечном сечении имеют вид многогранника. Кроме того, мы стали применять новые методы антикоррозионной защиты, в основном метод горячего цинкования. Это электрохимический способ нанесения защитного покрытия на металл. В агрессивной среде слой цинка истончается, но несущая часть опоры остается невредимой ». Опоры воздушных электрических линий мы обычно представляем себе именно так. Однако классическая решетчатая конструкция постепенно уступает место более прогрессивным вариантам — многогранным опор и опор из композитных материалов. Помимо большей долговечности новые опоры отличаются еще и простотой монтажа.
Никаких уголков более свинчивать не надо: трубчатые элементы будущей опоры просто вставляются друг в друга, потом соединение закрепляется. Смонтировать такую конструкцию можно в восемь-десять раз быстрее, чем собрать решетчатый. Соответствующие преобразования претерпели и фундаменты. Вместо обычного бетонного стали применять так называемые сваи-оболочки. Конструкция опускается в землю, к ней крепится ответный фланец, а на него уже ставится сама опора. Расчетный срок службы таких опор — до 70 лет, то есть примерно в два раза больше, чем у решетчатых. Почему гудят провода А провода? Они висят высоко над землей и издали похожи на толстые монолитные тросы. На самом деле высоковольтные провода свиты из проволоки. Обычный и повсеместно применяется провод имеет стальной сердечник, который обеспечивает конструктивную прочность и находится в окружении алюминиевого провода, так называемых внешних повивов, через которые передается токовая нагрузка. Между сталью и алюминием проложена масло. Она нужна для того, чтобы уменьшить трение между сталью и алюминием — материалы, имеющие различный коэффициент теплового расширения. Но так как алюминиевая проволока имеет круглое сечение, витки прилегают друг к другу неплотно, поверхность проволоки имеет выраженный рельеф. У этого недостатка есть два последствия. Во-первых, в щели между витками проникает влага и вымывает смазку.
Трение усиливается, и создаются условия для коррозии. В результате срок службы такого провода составляет не более 12 лет. Чтобы продлить срок службы, на провод временем надевают ремонтные манжеты, которые также могут стать причинами проблем (об этом чуть ниже). Кроме того, такая конструкция провода способствует созданию вблизи воздушной линии хорошо заметного гула. Происходит он из-за того, что переменное напряжение 50 Гц рождает переменное магнитное поле, которое заставляет отдельные жилы в проводе вибрировать, что влечет их столкновения друг с другом, и мы слышим характерное гудение. В странах ЕС такой шум считается акустическим загрязнением, и с ним борются. Теперь такая борьба началась и у нас. «Старые провода мы сейчас хотим заменить на провода новой конструкции, которую разрабатываем, — говорит представитель ПАО« Россети ». — Это тоже сталь-алюминиевые провода, но провод там применяется не круглого сечения, а скорее трапециевидного.
Повел получается плотным, а поверхность проволоки гладкая, без щелей. Влага внутрь попасть почти не может, смазка не вымывается, сердечник не ржавеет, и срок службы такого провода приближается к тридцати годам. Провод похожей конструкции уже используются в таких странах, как Финляндия и Австрия. Линии с новыми проводами есть и в России — в Калужской области. Это линия «Орбита-Спутник» длиной 37 км Причем там провода имеют не просто гладкую поверхность, но и другой сердечник. Он выполнен не из стали, а из стекловолокна. Такой провод легче, но прочнее на разрыв, чем обычная сталь-алюминиевый ». Однако самым последним конструкторским достижением в этой области можно считать провод, созданный американским концерном 3M. В этих проводах несущая способность обеспечивается только токопроводящими повива. Там нет сердечника, но сами повел армированные оксидом алюминия, чем достигается высокая прочность. У этого провода прекрасная несущая способность, и при стандартных опорах он за счет своей прочности и малого веса может выдерживать пролеты длиной до 700 м (стандарт 250×300 м). Кроме того, провод очень устойчив к тепловым нагрузкам, что обусловливает его использование в южных штатах США и, например, в Италии. Однако у провода от 3M есть один существенный минус — слишком высокая цена.