Линии электропередач – это система для передачи электрического тока от генерирующих электростанций к распределяющим подстанциям. Генераторы на ГРЭС или ГЭС преобразуют энергию вращения турбин с помощью горения топлива или движения воды в электрическую. Далее энергия направляется в генераторы и, через трансформаторы на повышающих подстанциях, переходит по проводам в приемные подстанции. Отсюда электричество распределяется непосредственно по потребителям. Линии электропередачи (ЛЭП) входят в состав электрической сети и состоят из кабелей, металлических или железобетонных опор, изоляторов и прочих дополнительных элементов. Благодаря ЛЭП появляется возможность обеспечить бесперебойную подачу электроэнергии во все, даже самые труднодоступные регионы государства.
Первое масштабное строительство высоковольтных линий электропередач на территории нашей страны началось в соответствии с разработанным в 1920 году планом ГОЭРЛО. В результате реализации этой программы за 7 лет электричеством были обеспечены более 80 тысяч сельскохозяйственных поселений.
Классификация
Линии электропередач – сложная многокомпонентная конструкция. Чтобы их классифицировать, используется ряд признаков, благодаря которым можно разделить все существующие ЛЭП на группы.
В рамках территориальной топографии линии условно делятся на три большие категории:
- магистральные;
- распределительные;
- местные.
Магистральные ЛЭП предназначаются для передачи электроэнергии от электростанций к узловым подстанциям, крупным городам или объединения ГРЭС или ГЭС в единую систему. По таким линиям передается ток мощностью 220-500 кВт.
Распределительные ЛЭП предназначены для передачи электрического тока от узловых подстанций к населенным пунктам или промышленным объектам через подстанции глубокого ввода. Здесь показатели мощности не превышают 220 кВт.
Местные ЛЭП используются для распределения электричества к потребителям и сельскохозяйственным поселениям. Диапазон мощности от 35 до 10 кВт.
Также большое значение имеет классификация линий электропередач по напряжению:
- низковольтные (до 1 кВ);
- средневольтные (от 1 кВ до 35 кВ);
- высоковольтные (до 220 кВ);
- сверхвысоковольтные (до 750 кВ);
- ультравысоковольтные (до 1000 кВ).
Увеличение напряжение передаваемого по проводам линий электропередач тока обуславливается необходимостью увеличением расстояний от генерирующих устройств до конечного потребителя, а также стремлением к снижению потерь от нагрева кабелей.
На сегодняшний день ЛЭП, по которой передает электричество самого большого напряжения, находится между городами Экибастуз и Кокшетау, расположенными в Казахстане. Проектное напряжение этой линии превышает значение в 1100 кВ.
Типы ЛЭП
Изначально линии электропередач были созданы для максимально быстрой, безопасной и практичной передачи электрического тока от генератора к потребителю. Исходя из того, какой способ прокладки проводов был использован, ЛЭП делятся на:
- воздушные;
- кабельные.
Также в настоящий момент применяются несколько альтернативных вариантов: газоизолированные, высокотемпературные и так далее, но широкого распространения такие способы передачи электроэнергии пока не получили.
Воздушные линии электропередач представляют собой конструкцию, состоящую из опор, к которым с помощью кронштейнов крепятся провода. В некоторых случаях опоры заменяют другие высокие сооружения – мосты или путепроводы. В процесс монтажа воздушных ЛЭП используются также изоляторы, грозозащитные тросы, приспособления для заземления и прочие устройства, ориентированные на предотвращение вероятности возникновения перенапряжения.
Так как в этом случае провода находятся в подвешенном состоянии, то с помощью подобного типа монтажа есть возможность проложить линию в труднодоступных местах: горной местности, тайге, территории вечной мерзлоты и прочих. Кабели крепятся методом «под тяжением», когда они сразу же фиксируются к опорам, а не раскатываются по земле, как раньше. Такая техника позволяет производить работы на участках со сложным рельефом и сводит к минимуму вероятность случайной деформации провода.
Опоры изготавливаются преимущественно из металла, бетона или древесины.
Деревянные опоры сегодня практически не используются. В некоторых случаях столбы из массива служат для прокладки низковольтной воздушной линии внутри населенного пункта.
В железобетонных конструкциях для усиления прочности применяются конические или цилиндрические стойки с внутренне напряженной арматурой.
Металлические опоры изготавливаются из стали (углеродистой или легированной) и алюминиевых сплавов авиаль. Они устанавливаются на железобетонном основании.
Кабельные линии электропередач состоят из одного или нескольких электрических кабелей с муфтами. Они прокладываются внутри грунта, под водой, а также внутри и снаружи зданий или сооружений.
Конструкция для прокладки кабельных ЛЭП имеет довольно сложную структуру. В нее входят:
- тоннели;
- шахты;
- каналы;
- этажи;
- камеры;
- эстакады;
- галереи.
и другие архитектурные элементы, в которых располагаются опоры, кабели, трубы и муфты.
Прокладка кабелей проводится с помощью специальных гидравлических машин посредством протяжки по роликам за трос-лидером.
Преимуществом кабельного типа линий электропередач является защита проводов от воздействия неблагоприятных условий окружающей среды, а также снижение энергопотерь.
Материалы и технологии
Ключевым элементом в любой ЛЭП являются провода. От их качества и проводимости напрямую зависит факт того, насколько качественным и постоянным будет передача тока.
В большинстве кабелей линий электропередач используется алюминий. Этот металл отличается высокой проводимостью, а также прочностью и малым весом. Неизолированные провода изготавливаются методом скрутки из нескольких круглых участков проволоки. В некоторых кабелях присутствует стальной сердечник. Структура провода также меняется от напряжения тока, для передачи которого он используется. Так, в низко- и средневольтных ЛЭП применяются одиночные провода, тогда как в высоковольтных, а также сверх- и ультравысоковольтных используются несколько скрепленных между собой кабелей среднего размера сечения. Это необходимо для устранения вероятности появления протяженного коронного разряда.
Изоляция на опорах и прочих конструкциях, к которым крепятся провода воздушных ЛЭП, может состоять из тарельчатых изоляторов, изготовленных из керамики или стекла. В современных ЛЭП также используются полимерные изоляторы, выполненные из стеклопластикового стержня, покрытого резиновой оболочкой.
Эксплуатация ЛЭП
При монтаже линий электропередач учитываются разные факторы. К примеру, чтобы исключить вероятность возникновения перенапряжения в результате удара молнии, опоры воздушных ЛЭП оснащаются защитой от молний в виде металлических тросов, расположенных выше линии крепления проводов.
В кабельных линиях инженеры разрабатывают серьезные меры защиты от возгораний. В случае короткого замыкания кабель начинает медленно гореть. Внутри помещения, в котором он проложен, температура начинает повышаться, что может привести к выводу из строя всей линии.
Также монтаж высоковольтных ЛЭП, особенно воздушного типа, проводится вдали от антенн сотовой связи и крупных населенных пунктов. Участки сети постоянно обследуются на случай возникновения деформации или порыва в результате воздействия погодных условий либо износа. Для обслуживания кабельных линий электропередачи оборудуются специальные тоннели и камеры.
Современный мир сложно представить без электричества, которое сегодня есть даже в самых отдаленных от электростанций уголках. Благодаря многокилометровым линиям электропередач, расположенным по территории всей нашей страны, жители любого населенного пункта могут обеспечить себе достойный уровень жизни с помощью энергопотребляющих приборов, заряжающихся от постоянно работающей розетки.
