ओव्हरहेड पॉवर लाईन्सच्या वायर आणि केबल्स

चालू हवाई ओळी पॉवर ट्रान्समिशन 1000 V वरील व्होल्टेज, बेअर वायर आणि केबल्स वापरल्या जातात. घराबाहेर असल्याने, ते वातावरण (वारा, बर्फ, तापमान बदल) आणि आसपासच्या हवेतील हानिकारक अशुद्धता (रासायनिक वनस्पतींमधून सल्फर वायू, समुद्रातील मीठ) यांच्या संपर्कात असतात आणि म्हणून त्यांच्याकडे पुरेशी यांत्रिक शक्ती असणे आवश्यक आहे आणि गंज (गंज) यांना प्रतिरोधक असणे आवश्यक आहे.

सध्या, स्टील-अॅल्युमिनियम कंडक्टरला ओव्हरहेड लाईन्समध्ये सर्वात मोठा अनुप्रयोग आढळला आहे.

पूर्वी, तांब्याच्या तारांचा वापर ओव्हरहेड लाईनवर केला जात होता आणि आता अॅल्युमिनियम, स्टील-अॅल्युमिनियम आणि स्टीलचा वापर केला जातो आणि काही प्रकरणांमध्ये, विशेष अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या तारा - एल्ड्रिअम इ. लाइटनिंग प्रोटेक्शन केबल्स सहसा स्टीलचे बनलेले असतात.

ते डिझाइनद्वारे वेगळे आहेत:

अ) एका धातूचे मल्टी-कोर कंडक्टर, ज्यात (कंडक्टरच्या क्रॉस-सेक्शनवर अवलंबून) 7 असतात; 19 आणि 37 वेगळ्या तारा एकत्र वळल्या आहेत (चित्र 1, ब);

b) सिंगल-वायर वायर ज्यामध्ये एक घन वायर (चित्र 1, अ);

c) दोन धातूंचे अडकलेले कंडक्टर - स्टील आणि अॅल्युमिनियम किंवा स्टील आणि कांस्य.पारंपारिक डिझाइनचे स्टील-अॅल्युमिनियम कंडक्टर (क्लास एसी) मध्ये गॅल्वनाइज्ड स्टील कोर (सिंगल-वायर किंवा 7 किंवा 19 वायर्सचे वळवलेले) असतात, ज्याभोवती 6, 24 किंवा अधिक तारांचा समावेश असतो (चित्र 1) , ° से).

तांदूळ. 1. ओव्हरहेड लाईन्सच्या वायर्सचे बांधकाम: a — सिंगल-वायर वायर; b — अडकलेले कंडक्टर; c — स्टील-अॅल्युमिनियम वायर्स.

बेअर अॅल्युमिनियम आणि स्टील-अॅल्युमिनियम कंडक्टरचे स्ट्रक्चरल डिझाइन डेटा GOST 839-80 मध्ये आहे.

हे देखील पहा: ओव्हरहेड पॉवर लाईन्ससाठी बेअर वायर स्ट्रक्चर्स

एअर लाईन्सच्या निवडीमध्ये अनेक घटकांचा विचार केला जातो, त्यापैकी एक सर्वात लक्षणीय म्हणजे विद्युत प्रवाहाने दीर्घकाळ गरम करणे. वायर गरम केल्याने ओव्हरहेड लाईनची ट्रान्समिशन क्षमता मर्यादित होते, वायर्स गंजतात, त्यांची यांत्रिक शक्ती कमी होते, सॅग वाढतात इ. कंडक्टरचे तापमान वर्तमान भार आणि ओव्हरहेड लाइन मार्गाच्या हवामान परिस्थितीवर अवलंबून असते.

तारांच्या भार-वाहन क्षमतेवर हवामानाच्या परिस्थितीचा मोठ्या प्रमाणात परिणाम होतो-वाऱ्याचा वेग, सभोवतालचे तापमान आणि सौर विकिरण, जे वर्षभर मोठ्या प्रमाणात बदलतात.

हवेच्या तापमानातील बदलापेक्षा वाऱ्याच्या वेगातील बदलाचा जास्त परिणाम होतो असे म्हटले जाते. 0.6 m/s च्या गतीने कमकुवत वारा स्थिर हवेच्या तुलनेत तारांचा थ्रूपुट 140% वाढवतो, तर सभोवतालच्या तापमानात 10 ° C ने वाढल्यास ते 10-15% कमी होते.

तांब्याच्या तारा

घट्ट काढलेल्या तांब्याच्या तारापासून बनवलेल्या माय वायर्सचा प्रतिकार कमी असतो (r = 18.0 Ohm x mm2/ km) आणि चांगली यांत्रिक शक्ती: कमाल तन्य शक्ती sp = 36 ... 40 kgf / mm2, वातावरणातील प्रभावांना आणि हानिकारकांपासून गंजला यशस्वीरित्या प्रतिकार करतात. हवेतील अशुद्धता.

वायरच्या नाममात्र क्रॉस-सेक्शनच्या व्यतिरिक्त तांब्याच्या तारांना M अक्षराने चिन्हांकित केले जाते. तर, 50 मिमी 2 च्या नाममात्र क्रॉस-सेक्शनसह तांबे वायर M — 50 ने चिन्हांकित केले आहे.

सध्या, तांबे एक दुर्मिळ आणि महाग सामग्री आहे, म्हणूनच ते ओव्हरहेड पॉवर लाईन्ससाठी कंडक्टर म्हणून व्यावहारिकपणे वापरले जात नाही. तांबे वाचवण्यासाठी, तांबे, कांस्य आणि स्टील-कांस्य कंडक्टर 1960 च्या दशकात बंद केले गेले.

अॅल्युमिनियमच्या तारा

अ‍ॅल्युमिनियमच्या तारा तांब्याच्या तारांपेक्षा कमी वस्तुमान असलेल्या, किंचित जास्त विशिष्ट प्रतिकार (r = 28.7 ... 28.8 Ohm x mm2/ km) आणि कमी यांत्रिक शक्ती: sp = 15.6 kgf / mm2 — AT वर्ग कंडक्टर आणि sp = च्या कंडक्टरसाठी भिन्न असतात. एटीपी वायरचे 16 … 18 kgf/mm2.

अ‍ॅल्युमिनियमच्या तारांचा वापर प्रामुख्याने स्थानिक नेटवर्कमध्ये केला जातो. या तारांची कमी यांत्रिक शक्ती उच्च व्होल्टेजला परवानगी देत ​​​​नाही. मोठे बाण टाळण्यासाठी आणि आवश्यक सुरक्षित करण्यासाठी PUE जमिनीवर ओळीचा किमान आकार, सपोर्टमधील अंतर कमी करणे आवश्यक आहे आणि यामुळे ओळीची किंमत वाढते.

अॅल्युमिनिअमच्या तारांची यांत्रिक ताकद वाढवण्यासाठी, त्या बहु-असरलेल्या, कठिण-तळलेल्या तारांपासून बनवल्या जातात. वातावरणातील प्रभावांना चांगले सहनशील, अॅल्युमिनियमच्या तारा हवेतील हानिकारक अशुद्धतेचा प्रभाव सहन करत नाहीत.

म्हणून, समुद्रकिनारी, खारट तलाव आणि रासायनिक वनस्पतींजवळ बांधलेल्या ओव्हरहेड लाईन्ससाठी, गंजापासून संरक्षित AKP ब्रँड अॅल्युमिनियम कंडक्टर (अॅल्युमिनियम गंज प्रतिरोधक, कंडक्टरमधील जागा तटस्थ ग्रीसने भरून) शिफारस केली जाते. कंडक्टरच्या नाममात्र क्रॉस-सेक्शनच्या व्यतिरिक्त अॅल्युमिनियम कंडक्टर अक्षर A सह चिन्हांकित केले जातात.

स्टीलच्या तारा

स्टील वायर्समध्ये यांत्रिक शक्ती जास्त असते: कमाल ब्रेकिंग स्ट्रेंथ sp = 55 ... 70 kgf/mm2... स्टील वायर्स सिंगल-वायर किंवा मल्टी-वायर असतात.

स्टीलच्या तारांचा विद्युत प्रतिकार अॅल्युमिनियमच्या तुलनेत खूप जास्त असतो आणि एसी नेटवर्कमध्ये ते वायरमधून वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाच्या प्रमाणावर अवलंबून असते. तुलनेने कमी उर्जा प्रसारित करताना स्थानिक नेटवर्कमध्ये स्टील वायर्सचा वापर 10 केव्ही पर्यंतच्या व्होल्टेजसह केला जातो, जेव्हा अॅल्युमिनियम वायरसह ओळींचे बांधकाम कमी फायदेशीर असते.

स्टीलच्या तारा आणि केबल्सचा एक महत्त्वपूर्ण तोटा म्हणजे त्यांची गंजण्याची संवेदनशीलता. गंज कमी करण्यासाठी, तारांना गॅल्वनाइज्ड केले जाते. अडकलेल्या स्टील वायरचे दोन ब्रँड उपलब्ध आहेत: PS (स्टील वायर) आणि PMS (कॉपर स्टील वायर). पीएस वायर्समध्ये 0.2% पर्यंत तांबे जोडलेले असतात आणि पीएसओ वायर्स 3 व्यासासह बनविल्या जातात; 3.5; 5 मिमी. स्टील मल्टी-वायर केबल लाइटनिंग प्रोटेक्शन केबल्स ग्रेड S-35, S-50 आणि S-70 मध्ये तयार केल्या जातात.

स्टील-अॅल्युमिनियम वायर्स

स्टील-अॅल्युमिनियम कंडक्टरचा समान क्रॉस-सेक्शनच्या अॅल्युमिनियम कंडक्टरसारखाच प्रतिकार असतो, कारण स्टील-अॅल्युमिनियम कंडक्टरच्या विद्युतीय गणनेमध्ये, स्टीलच्या भागाच्या चालकतेच्या तुलनेत त्याच्या क्षुल्लकतेमुळे त्याची चालकता विचारात घेतली जात नाही. कंडक्टरचा अॅल्युमिनियम भाग.

स्ट्रक्चरल स्टील वायर्स स्टील अॅल्युमिनियम वायरच्या आतील भाग बनवतात आणि अॅल्युमिनियम वायर्स बाहेरून बनवतात. स्टील यांत्रिक शक्ती वाढविण्यासाठी डिझाइन केले आहे, अॅल्युमिनियम एक प्रवाहकीय भाग आहे.

स्टील-अॅल्युमिनियम वायर्ससह, अॅल्युमिनियम आणि स्टीलच्या थर्मल विस्ताराच्या भिन्न गुणांकांमुळे, वायरच्या अॅल्युमिनियम भागामध्ये अतिरिक्त अंतर्गत ताण येतो.

कंपनामुळे कंडक्टरचा जलद थकवा टाळण्यासाठी सर्व कंडक्टरसाठी सरासरी वार्षिक तापमानावर अनिवार्य वायर ताण मर्यादा आवश्यक आहे.

हे प्रायोगिकरित्या स्थापित केले गेले आहे की 65 डिग्री सेल्सिअसपेक्षा जास्त तापमानात अॅल्युमिनियम त्याचे सामर्थ्य गुणधर्म गमावू लागते. हे लक्षात घेऊन, स्टील-अॅल्युमिनियमच्या तारांचे कमाल ऑपरेटिंग तापमान निवडताना, अॅल्युमिनियमची ताकद 12 ने कमी करण्याची शिफारस केली जाते. — 15% (म्हणजे एकूण 7 — 8% वायरची ताकद कमी होणे) ) त्यांच्या सेवा जीवनात, जे अंदाजे 90 ° से तापमानात 50 वर्षे वायरच्या सतत ऑपरेशनशी संबंधित आहे. हे लक्षात घेतले पाहिजे तारांच्या अल्पकालीन आपत्कालीन ओव्हरलोडमुळे यांत्रिक शक्तीचे एकूण नुकसान 1% पेक्षा जास्त नाही.

खालील ब्रँडचे स्टील-अॅल्युमिनियम वायर्स (GOST 839-80) तयार केले जातात:

AC - कोर असलेली वायर - गॅल्वनाइज्ड स्टील वायर आणि अॅल्युमिनियम वायरचे एक किंवा अधिक बाह्य स्तर. वायर हानीकारक रासायनिक संयुगे असलेल्या प्रदूषित हवा असलेल्या क्षेत्रांशिवाय, जमिनीवर घालण्यासाठी आहे;

INQUIRY, ASKP — AC ब्रँड वायर प्रमाणेच, परंतु स्टील कोर (C) किंवा संपूर्ण वायर (P) ग्रीसने भरलेले आहे जे वायरच्या गंजच्या घटनेला प्रतिकार करते. समुद्र किनारी, खारट तलाव आणि प्रदूषित हवा असलेल्या औद्योगिक भागात बिछान्यासाठी डिझाइन केलेले;

ASK — ASK वायर प्रमाणेच, परंतु प्लास्टिकच्या शीथने इन्सुलेटेड स्टील कोरसह. वायरच्या मार्किंगमध्ये, अक्षर A नंतर, अक्षर P असू शकते, जे सूचित करते की वायरची यांत्रिक शक्ती वाढली आहे (उदाहरणार्थ, APSK).

सर्व ब्रँडचे स्टील-अॅल्युमिनियम वायर्स वायरच्या अॅल्युमिनियम भागाच्या क्रॉस-सेक्शनच्या स्टील कोरच्या क्रॉस-सेक्शनच्या भिन्न गुणोत्तरासह तयार केले जातात: 6.0 च्या आत ... 6.16 - मध्यम मध्ये वायरच्या ऑपरेशनसाठी यांत्रिक भार परिस्थिती; 4.29 ... 4.39 — वर्धित शक्ती; 0.65 … 1.46 — विशेषतः प्रबलित सामर्थ्य: 7.71 … 8.03 — प्रकाश बांधकाम आणि 12.22 … 18.09 — विशेषतः प्रकाश.

बर्फाच्या भिंतीची जाडी 20 मिमी पेक्षा जास्त नसलेल्या भागात नवीन बांधलेल्या आणि पुनर्रचित रेषांवर हलक्या तारांचा वापर केला जातो. 20 मिमी पेक्षा जास्त बर्फाच्या भिंतीची जाडी असलेल्या भागात वापरण्यासाठी प्रबलित स्टील-अॅल्युमिनियम कंडक्टरची शिफारस केली जाते. पाण्याची जागा आणि अभियांत्रिकी संरचनांद्वारे क्रॉसिंगमध्ये लांब अंतराच्या अंमलबजावणीसाठी विशेष मजबूत तारांचा वापर केला जातो.

स्टील-अॅल्युमिनियम कंडक्टरच्या अधिक संपूर्ण वैशिष्ट्यासाठी, कंडक्टरचा नाममात्र क्रॉस-सेक्शन आणि स्टील कोरचा क्रॉस-सेक्शन वायर ब्रँडच्या पदनामात प्रविष्ट केला जातो, उदाहरणार्थ: AC-150/24 किंवा ASKS-150 /34.

Aldrei वायर्स

Aldry वायर्समध्ये अॅल्युमिनियमच्या तारांइतकीच विद्युत प्रतिरोधक क्षमता असते, परंतु त्यांची यांत्रिक शक्ती जास्त असते. अल्ड्री हे अ‍ॅल्युमिनियम मिश्र धातु आहे ज्यामध्ये किरकोळ लोह («०.२%), मॅग्नेशियम (»०.७%) आणि सिलिकॉन («०.८%); गंज प्रतिकारशक्तीच्या बाबतीत, ते अॅल्युमिनियमच्या बरोबरीचे आहे. Aldrey वायर्सचा गैरसोय म्हणजे कंपनांना त्यांचा कमी प्रतिकार.

ओव्हरहेड लाइन वायरचे स्थान

ओव्हरहेड लाईन्सच्या आधारावरील कंडक्टर वेगवेगळ्या प्रकारे ठेवता येतात: सिंगल-सर्किट लाईन्सवर — त्रिकोणामध्ये किंवा क्षैतिजरित्या; दुहेरी साखळी असलेल्या ओळींवर - उलट झाड किंवा षटकोनी ("बॅरल" च्या स्वरूपात).

त्रिकोणामध्ये तारांची व्यवस्था (चित्र 2, अ) 20 केव्ही पर्यंतच्या व्होल्टेजसह, 35 ... 330 केव्हीच्या व्होल्टेजसह मेटल आणि प्रबलित कंक्रीट सपोर्टसह रेषांवर वापरली जाते.

तारांची क्षैतिज व्यवस्था (Fig. 2, b) लाकडी आधारांसह 35 ... 220 kV ओळींवर वापरली जाईल. तारांची ही व्यवस्था कामाच्या परिस्थितीच्या दृष्टिकोनातून सर्वोत्तम आहे, कारण ते लोअर सपोर्ट्स वापरण्याची परवानगी देते आणि बर्फ उतरताना आणि वायर डान्सिंग दरम्यान वायर अडकणे वगळते.

दोन व्हॅल्यूज असलेल्या ओळींवर, वायर्स एकतर रिव्हर्स ट्री (Fig. 2, c) सह ठेवल्या जातात, जे इंस्टॉलेशनच्या परिस्थितीसाठी सोयीचे असते, परंतु समर्थनांचे वस्तुमान वाढवते आणि दोन संरक्षणात्मक केबल्स किंवा षटकोनी (सस्पेंशन) आवश्यक असतात. अंजीर 2, जी).

नंतरची पद्धत श्रेयस्कर आहे.हे 35 ... 330 केव्हीच्या व्होल्टेजसह दोन-मूल्य असलेल्या ओळींवर वापरण्यासाठी शिफारसीय आहे.

हे सर्व पर्याय एकमेकांच्या सापेक्ष तारांच्या असममित व्यवस्थेद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत, ज्यामुळे टप्प्यांच्या विद्युत मापदंडांमध्ये फरक होतो. या पॅरामीटर्सच्या समीकरणासाठी, वायर्सचे ट्रान्सपोझिशन वापरले जाते, म्हणजे. लाइनच्या वेगवेगळ्या विभागांवर एकमेकांशी संबंधित कंडक्टरचे परस्पर स्थान समर्थनांवर क्रमाने बदलले जाते. या प्रकरणात, प्रत्येक टप्प्याचा कंडक्टर एका ठिकाणी रेषेच्या लांबीचा एक तृतीयांश भाग जातो, दुसर्यामध्ये दुसरा आणि तिसरा तिसरा भाग (चित्र 3.).

तांदूळ. 2. सपोर्ट्सवर वायर्स आणि संरक्षक केबल्सची व्यवस्था: a — त्रिकोणासह; b — क्षैतिज; c - उलट झाड; d — षटकोनी (बंदुकीची नळी).

तांदूळ. 3... सिंगल-वायर लाईन ट्रान्सपोझिशन योजना.

ओव्हरहेड लाइनच्या यांत्रिक भागाची गणना वाऱ्याच्या गतीची पुनरावृत्ती आणि तारांवरील बर्फाच्या भिंतीची जाडी यावर आधारित केली जाते, जी ओव्हरहेड लाईन्सच्या विशिष्ट वर्गाची विश्वासार्हता आणि कॅपिटलायझेशनची आवश्यकता पूर्ण करते.

समान भूभाग ओलांडताना, विशेषत: सामान्य मार्गावर, वेगवेगळ्या वर्गांच्या ओव्हरहेड रेषा वेगवेगळ्या वारा आणि बर्फाच्या भारांसाठी डिझाइन केल्या पाहिजेत.

ओव्हरहेड पॉवर लाईन्सच्या लाइटनिंग प्रोटेक्शन केबल्स

लाइटनिंग प्रोटेक्शन केबल्स तारांच्या वर लटकवल्या जातात ज्यामुळे त्यांना वातावरणातील वाढीपासून संरक्षण मिळते. 220 kV पेक्षा कमी व्होल्टेज असलेल्या ओळींवर, केबल्स फक्त सबस्टेशनच्या जवळच टांगल्या जातात. यामुळे सबस्टेशनजवळील वायर ओव्हरलॅप होण्याची शक्यता कमी होते. 220 kV आणि त्याहून अधिक व्होल्टेज असलेल्या ओळींवर, केबल संपूर्ण लाईनवर निलंबित केले जातात. स्टीलच्या दोऱ्या सहसा वापरल्या जातात.

पूर्वी, सर्व रेट केलेल्या व्होल्टेजच्या लाइन्सच्या केबल्स प्रत्येक सपोर्टवर घट्ट ग्राउंड केलेल्या होत्या. ऑपरेशनल अनुभव दर्शवितो की ग्राउंडिंग सिस्टम - केबल्स - सपोर्टच्या बंद सर्किटमध्ये प्रवाह दिसतात. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनद्वारे केबल्समध्ये प्रेरित ईएमएफच्या क्रियेच्या परिणामी ते उद्भवले. त्याच वेळी, बर्याच प्रकरणांमध्ये वारंवार ग्राउंड केलेल्या केबल्समध्ये, विशेषत: अल्ट्रा-हाय व्होल्टेज लाइन्समध्ये लक्षणीय वीज हानी होते.

अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की इन्सुलेटरवर वाढीव चालकता (स्टील-अॅल्युमिनियम) असलेल्या केबल्स निलंबित करून, केबल्सचा वापर कम्युनिकेशन वायर म्हणून आणि कमी-शक्तीच्या ग्राहकांना पुरवण्यासाठी चालू कंडक्टर म्हणून केला जाऊ शकतो.

ओळींना पुरेशा प्रमाणात विद्युल्लता संरक्षण प्रदान करण्यासाठी, केबल्स स्पार्क गॅपद्वारे जमिनीशी जोडल्या गेल्या पाहिजेत.