Высоковольтные лэп

Технические характеристики

Техническая характеристика ЛЭП зависит не только от передаваемого напряжения и мощности. Должны учитываться следующие факторы:

• Город или нежилая зона;
• Доминирующие погодные условия (диапазон температур, скорость ветра);
• Состояние грунта (твердый, движимый).

Что такое ЛЭП? Любая линия электропередач – это мощный источник электромагнитного поля. Расположенные вблизи жилья высоковольтные линии отрицательно влияют на здоровье. Определение минимального вреда здоровью и окружающей среде играет важную роль в проектировании ЛЭП.

Технические расчеты производят для того, чтобы определить, какой тип линии следует использовать для достижения наибольшей эффективности.

Воздушные линии электропередачи

Воздушные линии электропередач, ВЛЭП, характеризуются высокой сложностью. Их конструкция, порядок эксплуатации регламентируются специальной документацией. ВЛ характеризуются тем, что электроэнергия передается по проводам, проложенным на открытом воздухе. Для обеспечения безопасности, уменьшения потерь состав ВЛ достаточно сложен.

Состав ВЛ

Триггер — понятие и классификация

Что такое ВЛ? Это не высоковольтная линия, как иногда считают. ВЛ – это целый комплекс конструкций и оборудования. Основные элементы, из которых состоит любая линия электропередач:

• Токонесущие провода;
• Несущие опоры;
• Изоляторы.

Другие компоненты также важны, но их тип, номенклатура и количество зависят от различных факторов:

• Арматура;
• Грозозащитные тросы;
• Устройства заземления;
• Разрядники;
• Устройства секционирования;
• Маркировка для предупреждения летательных аппаратов;
• Вспомогательное оборудование (аппаратура наложения связи, дистанционного контроля);
• Волоконно-оптическая линия связи.

В состав арматуры входят крепежные изделия для соединения изоляторов, проводов, крепления их к опорам.

К сведению. Разрядники, заземление и устройства грозозащиты служат для обеспечения безопасности и повышения надежности при возникновении скачков напряжения, в том числе во время грозы.

Устройства секционирования позволяют производить отключение части ЛЕП на период проведения регламентных или аварийных работ.

Аппаратура высокочастотной и оптоволоконной связи предназначена для осуществления диспетчерского удаленного контроля и управления работой линии, устройств секционирования, подстанции и распределительных устройств.

Документы, регулирующие ВЛ

Основными документами, которые регулируют любую ЛЭП, являются Строительные нормы и правила (СНиП), а также Правила устройства электроустановок ПУЭ. Данные документы регламентируют проектирование, конструкцию, строительство и эксплуатацию воздушных линий электропередач.

Классификация ВЛ

Большое разнообразие конструкций и типов воздушных линий позволяет выделить в них группы, объединенные общими признаками.

По роду тока

Большинство существующих ЛЭП предназначено для работы с переменным током, что связано с простотой преобразования напряжения по величине.

Отдельные типы линий работают с постоянным током. Они предназначены для некоторых областей применения (питание контактной сети, мощных потребителей постоянного тока), но общая протяженность невелика, несмотря на меньшие потери на емкостной и индуктивной составляющих.

По назначению

• Межсистемные (дальние) – для объединения нескольких энергетических систем. Сюда относятся ВЛ 500 кВ и выше;
• Магистральные – для объединения электростанций в сеть в пределах одной энергосистемы и подачи электроэнергии на узловые подстанции;
• Распределительные – для связи крупных предприятий и населенных пунктов с узловыми подстанциями;
• ВЛ сельскохозяйственных потребителей;
• Городская и сельская распределительная сеть.

Линия Экибастуз-Кокшетау 1150 кВ

По режиму работы нейтралей в электроустановках

• Сети с глухозаземленной нейтралью;
• Сети с изолированной нейтралью;
• С резонансно-заземленной нейтралью;
• С эффективно-заземленной нейтралью.

По режиму работы в зависимости от механического состояния

Основной режим работы ВЛ – нормальный, когда все провода и тросы находятся в исправном состоянии. Могут бывать случаи, когда часть проводов отсутствует, но ЛЭП эксплуатируется:

• При полном или частичном обрыве – аварийный режим;
• Во время монтажа проводов, опор – монтажный режим.

Основные элементы ВЛ

• Трасса – расположение оси ЛЭП относительно поверхности земли;
• Фундамент опоры – конструкция в грунте, на которую опирается опора, передавая ей нагрузку от внешних воздействий;
• Длина пролета – расстояние между центрами соседних опор;
• Стрела провеса – расстояние между нижней точкой провода и условной прямой между точками подвеса проводов;
• Габарит провода – расстояние от нижней части провода до поверхности земли.

Габариты ЛЭП

Определение напряжения по внешнему виду

Следующий этап — определение мощностей ВЛ.

Как же узнать напряжение на ЛЭП по её внешнему виду? Легче всего это сделать по количеству проводов и по числу изоляторов. Самый простой способ — определение по изоляторам.

Существуют ВЛ разных классов напряжения. Рассмотрим поочередно каждую.

ЛЭП на 0,4 киловольта (400 Вольт) — низковольтные, встречающиеся во всех населенных пунктах. В них всегда используются штыревые изоляторы из фарфора или стекла. Опоры изготавливают из железобетона или дерева. В однофазной линии два провода. Если фазы три, проводников будет четыре и более.

Далее идут ЛЭП на 6 и 10 киловольт. Визуально они неотличимы друг от друга. Здесь всегда по три провода. В каждом используется два штыревых фарфоровых или стеклянных изолятора или один, но большего номинала. Используются эти трассы для подведения питания к трансформаторам. Минимальное расстояние до частей, проводящих ток, здесь составляет 0,6 м.

Часто в целях экономии совмещают подвеску проводников 0,4 и 10 кВ. Охранной зоной таких трасс является расстояние 10 м.

В ЛЭП на напряжение 35 кВ, используются подвесные изоляторы в количестве от 3 до 5 штук в гирлянде к каждому из трёх фазных проводов.

Обычно такие воздушные магистрали через территорию городов не проходят. Допустимым считается расстояние – 0,6 м, а охранная зона определяется 15 метрами. Опоры должны быть железобетонными или металлическими, с разнесенными друг от друга на допустимое расстояние проводниками, несущими ток.

В ЛЭП на напряжение 110 кВ монтаж каждого из проводов осуществляется на отдельной гирлянде из 6-9 подвесных изоляторов. Минимально близким к проводникам, является расстояние в 1 метр, а охранная зона определяется 20 метрами.

Материалом для опоры служит железобетон или металл.

Если напряжение 150 кВ, применяют 8-9 подвесных изоляторов на каждую гирлянду в ЛЭП. Расстояние 1,5 м до проводников тока считается в этом случае минимальным.

Когда напряжение 220 кВ, число используемых изоляторов находится в пределах от 10 до 40 единиц. Фаза передаётся по одному проводу.

Линии используют для подведения электроэнергии к крупным подстанциям. Наименьшее расстояние приближения к проводникам составляет 2 м. Величина охранной зоны – 25 м.

В последующих классах высоковольтных ЛЭП появляется отличие по числу проводов на фазу.

Если произведен монтаж двух проводников на одну фазу, а изоляторов в гирляндах по 14, перед вами магистраль 330 кВ.

Минимальным расстоянием до токоведущих частей в ней считается 3,5 м. Необходимое увеличение охранной зоны до 30 м. Материалом для опор служит железобетон или метал.

Если фаза расщепляется на 2-3 проводника, а подвесных изоляторов в гирляндах по 20, то напряжение ВЛ составляет 500 кВ.

Охранная зона в этом случае ограничивается 30 метрами. Опасной считается дистанция менее 3,5 м до проводов.

В случае разделения фазы на 4 или 5 проводников, соединение которых кольцевое или квадратное, и присутствия в гирляндах 20 и более изоляторов, напряжение ВЛ составляет 750 кВ.

Охранная территория таких трасс — 40 м, а приближение к токопроводящим частям ближе 5 м опасно для жизни.

В России есть единственная в мире ЛЭП, напряжение которой 1150 кВ. Фазы в ней делятся на 8 проводов каждая, а в гирляндах присутствуют 50 и более изоляторов.

К этой трассе не стоит приближаться более чем на 8 метров. Увидеть такую высоковольтную линию можно, например, на участке магистрали «Сибирь – Центр».

Получить подробную информацию о любой ВЛ, её местоположении можно на интерактивной карте в сети интернет.

С кем и как согласовывать работы

Подробно взаимодействие с предприятиями, в подведомственности которых находятся линии связи, получение разрешений и согласование работ отображено в постановлении N 578. По ЛЭП таким документом является постановление N 160. Общие правила содержатся в иных документах, указанных нами в начале статьи.

Во всех случаях при плановых работах по обслуживанию линий владелец участка письменно предупреждаться ответственным предприятием.

Соласование на работы в зонах линий связи

Параметры участков, на которых запрещены работы, посадку деревьев определяют эксплуатирующие организации. Границы и расположение линий связи создаются ими и согласовываются с местным самоуправлением (администрациями) по предварительно составленным проектам.

При наличии охранных зон на отводящихся участках для с/х, огородов, садов в документах на такие земли делается отметка о наличии сегментов со спецрежимом. Выделение таких наделов проводится органами местного самоуправления по согласованию с эксплуатирующими линии компаниями, которые также письменно информируют владельца участка об описываемой особенности, а также определяют компенсации, связанные с этим.

На работы, проводимые владельцем (пользователем) участка, должно быть получено письменное согласие предприятия, отвечающего за линии (Р. III пост. N 160). При этом такой документ также должен быть получен в специальных органах по надзору и контролю для мер по выявлению расположения подземных коммуникаций.

Застройщик, намеревающийся работать в зоне, не позднее чем за 3 сут. (рабочие дни) до начала мероприятия обязан вызвать ответственного работника обслуживающей компании для точного определения расположения кабелей. По результатам анализа составляется акт. Линия обозначается вешками, знаками. Производители работ ознакомляются с данными об опасности, с полученной информацией. Застройщики уведомляют ответственное предприятие о начале мероприятий не позднее чем за 3 сут. Работы до прибытия на место представителя последнего запрещены.

Предприятие обязано возмещать собственникам участков убытки, связанные с обслуживанием линии связи и ЛЭП.

Согласования работ в охранных зонах ЛЭП

Для согласования работы в охранной зоне ВЛ или иного вида (подземной, подводной) заинтересованные лица подают заявление в сетевую организацию не позднее чем за 15 раб. дн. Последняя обязана в двухдневный срок рассмотреть обращение и принять решение о согласовании. С заявлением подается проект, техническая документация (для взрывных мероприятий обязательные) и описание работ.

Сфера применения и назначение опор высоковольтных линий

Сфера применения и назначение опор ВЛ	Длина линий, км	Номинальное напряжение, кВ
Электроснабжение отдельных объектов и потребителей в любых населенных пунктах; правильное распределение мощности на предприятиях.	До 3	До 1
Электроснабжение потребителей, промышленных и сельских; энергораспределение внутри крупных производственных предприятий.	15 — 3	1 — 10
Распределение мощности в крупном населенном пункте; обеспечение электричеством сельских потребителей.	30 — 10	20 — 35
Перераспределение мощности внутри энергетической системы либо предприятия электрической сети; снабжение электричеством производств и узлов крупных городов, энергоемких потребителей сельской местности; распределение мощности по крупному городу, а также электрификация трубопроводного или железнодорожного транспорта.	100 — 25	110 — 150
Распределение мощности по крупным энергетическим системам; снабжение электричеством потребителей, которые удалены от энергосистем и электрических станций; создание центров электрического питания для сетей 110 кВ и 150 кВ; выделение мощности электрическим станциям, которые обладают небольшой мощностью.	300 — 100	220 — 330
Развитие объединенных энергетических систем, а также единой энергетической системы государства; обеспечение связи между системами; выделение мощности крупными электрическими станциями, а также снабжение электричеством больших и энергоемких предприятий либо промышленных узлов.	1000 — 200	400 — 500
Развитие крупных энергосистем и создание единой системы энергетики государства; обеспечение связей между системами; выделение мощности крупными электрическими станциями.	2000 — 300	750
Развитие крупных энергетических систем, которые объединены между собой; создание единой государственной системы энергоснабжения; обеспечение связи между системами; выделение мощности крупными энергетическими станциями.	3000 — 500	1150

ЛЭП обладает целым рядом значительных преимуществ:

• Линии просто собираются на трассе.
• Обладают относительно небольшим весом и высокой механической прочностью. Если учитывать одинаковую высоту и нагрузку, ВЛ опоры в два раза легче, чем деревянные, и в восемь раз легче, чем железобетонные. 
• Технологии позволяют производить двухцепные и многоцепные опоры с большим числом проводов и значительной высотой, которые удобны для монтажа в стесненных местах.

Выделяют такие основные типы опор ВЛ – анкерные и промежуточные.

Различие между опорами этих типов состоит в способе подвески проводов.

1. Промежуточные опоры ЛЭП характерны для прямых участков трассы высоковольтных линий. Их предназначение состоит только в поддержании проводов и тросов, такие опоры не рассчитаны на нагрузки, которые возникают при натяжении проводов на линии. На промежуточных опорах линий провода подвешены с помощью специальных гирлянд изоляторов. Расстояние от опоры и до опоры носит название промежуточного пролета, или попросту пролета.

Такие опоры устанавливаются для поддержания проводов в анкерных пролетах на прямых участках высоковольтных линий. Промежуточная опора проще в изготовлении, и, следовательно, дешевле анкерной. Все потому, что натяжение проводов с обеих сторон одинаково (если провода не оборваны), такая опора не испытывает вдоль линии усилий. 80-90 % опор высоковольтных линий являются промежуточными.

Опоры ЛЭП и другие заметные элементы

Для того чтобы провод надежно удерживался, применяются опоры. В простейшем случае это деревянные столбы. Но такая конструкция применима лишь к линиям до 35 кВ. А с увеличением ценности древесины в этом классе напряжений все больше используются опоры из железобетона. По мере увеличения напряжения провода необходимо поднимать выше, а расстояние между фазами делать больше. В сравнении опоры выглядят так:

В общем, опоры – это отдельная тема, которая довольно-таки обширна. По этой причине в детали темы опор линий электропередачи здесь углубляться не будем. Но чтобы кратко и емко показать читателю ее основу, продемонстрируем изображение:

В заключение информации о воздушных ЛЭП упомянем те дополнительные элементы, которые встречаются на опорах и хорошо заметны. Это

• системы защиты от молнии,
• а также реакторы.

Первые содержат специальный трос, который расположен выше проводов, и штыревые молниеотводы. Вторые предназначены для ограничения скорости нарастания тока при коротком замыкании. Реактор, по сути, – это дроссель.

Кроме перечисленных элементов, в линиях электропередачи применяется еще несколько. Но оставим их за рамками статьи и перейдем к кабелям.

Стальные опоры электропередачи

Стальные опоры широко применяют на ВЛ напряжением 35 кВ и выше.

По конструктивному исполнению стальные опоры могут быть двух видов:

1. башенные или одностоечные (см. рис. 5.1, д);
2. портальные, которые по способу закрепления подразделяютсяна свободностоящие опоры и опоры на оттяжках.

Опоры изготавливают из стального углового проката (в основном применяют равнобокий уголок); высокие переходные опоры могут быть изготовлены из стальных труб. В узлах соединения элементов применяют стальной лист различной толщины. Независимо от конструктивного исполнения стальные опоры выполняют в виде пространственных решетчатых конструкций.

Виды индикаторов короткого замыкания

Типы индикаторов ИКЗ для ВЛ-6-10-35-110кв рассмотрим на примере ведущего производителя Horstmann (Германия).

У них очень хорошо представлена вся линейка от простейших моделей только с визуальной индикацией (подошел ножками – посмотрел), до умных экземпляров с передачей данных и записью в память самых важных параметров.

Сводная таблица по всем разновидностям представлена ниже.

Самым простым является индикатор Navigator-LM (до 46кВ).

Такое “странное” напряжение (46кВ) обусловлено необходимостью обеспечить универсальность датчиков для систем эл.снабжения в разных странах.

Датчик обладает только локальной индикацией (без возможности удаленной передачи данных). Что называется, подошел – посмотрел.

Внутри корпуса находятся светодиоды, которые при протекании через прибор тока КЗ и его сработке, начинают моргать с заданной периодичностью.

Одиночное мигание – одно КЗ. При неуспешном АПВ – двойное мигание. Светодиоды хорошо видно даже в яркий солнечный день.

Заявленная видимость – до 50м (ночью до 150м). Такое свечение можно легко увидеть даже не выходя из машины.

Сравните это с двумя еле различимыми лампочками в американских Fault Indicators.

Сброс сработавшего состояния может происходить:

вручную

через заданный промежуток времени после КЗ

при восстановлении тока нагрузки

при восстановлении напряжения (подали U на ЛЭП без подключения самих потребителей)

Для высокого напряжения 110кв есть разновидность HV (рассчитаны до 161кВ).

Корпус ИКЗ выполнен из полиамида устойчивого к ультрафиолету. Все металлические детали из нержавейки.

Механизм крепления к проводу у всех моделей очень надежный и проверяется производителем в аэродинамической трубе на скорости воздуха 200км/ч.

То есть, индикатор не сползет в середину пролета при большом уклоне и вибрации проводов.

Минимальный диаметр провода на который можно “насадить” ИКЗ начинается от 4-8мм (в зависимости от модели). То есть, на проводе АС-35 (d-8,4мм), не говоря уже про АС-50 (d-9,6мм) и выше, индикатор будет сидеть как влитой.

Класс защиты IP68. Температура эксплуатации от -40С до +85С. Ограничение температуры вызвано наличием батарейки внутри корпуса.

Сам полиамид выдерживает конечно и большие температуры, а вот батарейка нет. По поводу замены аккумулятора не переживайте, срок его службы – около 20лет.

Замена АКБ элементарная. Сбоку откручивается крышечка, достается аккумулятор и ставится новый. Состояние заряда постоянно контролируется.

Вообще световая индикация гораздо надежнее всяких ИКЗ с роторно-поворотным механизмом.

Никогда точно не знаешь, в рабочем они состоянии или что-то у них заклинило или примерзло в наших суровых зимних условиях.

Светодиоды запрятаны в прозрачную полусферу из поликарбоната, также устойчивого к УФ. С годами он не потускнеет.

Данный индикатор срабатывает по токовой характеристике. Есть три варианта настройки:

200А-100мс

200А-200мс

100А-100мс

Для каждой конкретной линии вы сами рассчитываете, заказываете и выбираете те или иные параметры.

Как установить на провода ВЛ?

При снятом напряжении индикатор на ВЛ можно поставить вручную. Только не забывайте на месте производства работ устанавливать ПЗ.

Но самый простой способ – это воспользоваться изолирующей штангой. В этом случае даже ЛЭП не придется гасить, все делается под напряжением с применением защитных средств.

На конце штанги должен быть крючок. Насаживаете его на прозрачную полусферу снизу индикатора.

Вручную отстегиваете верхнюю скобу. Далее подводите ИКЗ к проводу и упираетесь в него, надавливая снизу, скоба после этого автоматически защелкивается.

Поворачиваете штангу вокруг оси, крючок ослабляется и отстегивается.

Если нет штанги с крючком, понадобится насадка в виде чаши.

Индикатор целиком помещается в нее и фиксируется.

Этой же штангой ИЗК снимается с ВЛ (фиксирующая «собачка» на чаше предварительно переводится в другое положение).

Удаленность защитной зоны линии электропередачи

Ее отступ в каждую сторону зависит от номинального класса напряжения (проектного). Например, охранная зона ЛЭП 10 кВ составляет 10 метров (за некоторыми исключениями).

Линии электропередачи

Данное расстояние определяется стандартом, принятым на основании исследований особенностей того или иного напряжения. Эта дистанция отмеряется в каждую сторону от линии. Получается, что такая зона ЛЭП выражена тоже в виде линии, но охватывающей и сами сооружения, и немного территории рядом.

В таблице ниже представлены установленные по документам расстояния в каждую сторону от электролиний для различных классов напряжения. Эти правила насчет зоны ЛЭП соответствуют СНиП, СанПиН и ПУЭ и обязательны к соблюдению

Так что прежде чем затевать вблизи от нее какую-либо стройку, важно удостовериться, что это не противоречит законодательству

Класс напряжения	Расстояние
До 1 кВ	2 м
От 1 до 20 кВ	10 м
35 кВ	15 м
110 кВ	20 м
150 кВ, 160 кВ, 220 кВ	25 м
От 300 до 500 кВ	30 м
750 кВ	40 м
1150 кВ	55 м

Важно учесть, что если линия относится к классу напряжения 1 кВ, 10 кВ или 20 киловольт, на то, сколько метров в каждую сторону требуется отступить, влияет тип линии и где таковая размещена. Вот почему иногда при классе напряжения 1 киловольт, 10 кВ или 20 кВ хватит и 5 метров

А именно, когда это линии с изолированными или самонесущими проводами, которые локализуются в границах населенных пунктов

Вот почему иногда при классе напряжения 1 киловольт, 10 кВ или 20 кВ хватит и 5 метров. А именно, когда это линии с изолированными или самонесущими проводами, которые локализуются в границах населенных пунктов.

Однако этот аспект относится только к данному классу напряжения. Например, если это 6 кВ или 10 кВ. Охранная зона ЛЭП 110 кВ не имеет никаких исключений и соблюдается одинаково вне зависимости от каких-то внешних факторов. Даже охранная зона при уровне напряжения 35 кВ.

Схема охранных территорий различных линий

Касаются они и ЛЭП в 110 кВ, и в 1 киловольт. Согласно СанПиН рабочему может разрешаться нахождение в охранной зоне, если присутствует допуск. Правила особо не изменились с 2020 года.

Важно соблюдать любые охранные зоны линий электропередач. Это необходимая безопасность

Даже если это охранная зона ЛЭП 35 кВ или того меньше.

Иначе возможен не только штраф, но и более серьезные последствия. Ведь ограничение доступа к зоне ЛЭП иногда влечет трагические события.

Электролинии

Ориентировочно определить класс напряжения возможно даже на картинке, фото или видео, по количеству изоляторов на гирлянде:

1. 10 киловольт – 1.
2. 35 киловольт – 3–5.
3. 110 киловольт – 6, 7, 8.
4. 220 киловольт – 10–15.

Но в идеале, конечно, лучше так не делать

Важно выяснить из документации, каков точно класс напряжения ЛЭП. От этого будет зависеть разрешенное расстояние до тех или иных объектов, то есть охранная зона электролиний

И тогда никто не сможет придраться в случае чего.

Кстати, если изоляторы маленькие, значит, вполне возможно, тут действует охранная зона ВЛ 0.4 кВ. ВЛ – означает «воздушная линия». Также возможно определить, что это за тип ЛЭП и какая тут охранная зона, по опорам.

Для 4–6–10 (ВЛ-4 (4 кВ), ВЛ-6 (6 кВ), ВЛ-10 (10 кВ)) ограничения более жесткие, чем для 0.4 и 0.6 кВ. Но и для самых слабых линий всегда присутствует охранная зона. Ведь даже в этих ЛЭП напряжение очень высоко, и для человека оно может стать смертельным. Также присутствует некоторый риск возгорания различных объектов при аварии.

Безопасное расстояние до проводов ЛЭП

Важно понимать, что защитная зона ЛЭП четко регламентирована. Да, возможно часто встретить случаи, когда она не соблюдается грубейшим образом

Однако в любой момент, в случае обнаружения нарушения надзорными органами, возможно привлечение к ответственности нарушителей.