5.2. Токоведущие части распределительных устройств

На воздушных линиях применяют неизолированные провода и тросы. Находясь на открытом воздухе, они подвергаются воздействиям атмосферы (ветер, гололёд, изменение температуры) и вредных примесей окружающего воздуха (сернистые газы, морская соль) и поэтому должны обладать достаточной механической прочностью и быть устойчивыми против коррозии (ржавления).

Разнообразные условия работы высоковольтных линий электропередач определяют необходимость иметь разные конструкции проводов. Основными конструкциями являются:

• однопроволочные провода из одного металла;

• многопроволочные провода из одного металла;

• многопроволочные провода из двух металлов;

• пустотелые провода;

• биметаллические провода.

Однопроволочные провода, как показывает название, выполняют из одной проволоки. К однопроволочным проводам относятся провода марок ПСО (провод стальной однопроволочный).

Многопроволочные провода из одного металла состоят из нескольких свитых между собой проволок. Провода имеют одну центральную проволоку, вокруг которой делаются следующие повивы (ряды) проволок. При одном повиве провод свит из 7 проволок, при двух повивах – из 19, при трёх повивах – из 37 проволок. Скрутка смежных повивов производится в разных направлениях, что обеспечивает более круглую форму и позволяет получить более устойчивый против раскручивания провод.

Многопроволочные провода имеют по сравнению с однопроволочными ряд существенных преимуществ:

- большую гибкость, что обеспечивает большую сохранность и удобство монтажа;

- высокие сопротивления на разрыв могут быть получены только для проволок относительно небольшого диаметра. Однопроволочные провода с сечениями 25 мм² и более имели бы пониженное сопротивление на разрыв.

К многопроволочным проводам из одного металла относятся провода марок А‑16, АЖ-120, Б -240 и т.д.

К многопроволочным проводам из двух металлов относятся провода марок БС (сталебронзовый), АС (сталеалюминиевый) и т.д.

Конструкция многопроволочных проводов представлена на рис. 12.

7,5 мм Рис. 12. Конструкция провода А-16

Проволоки из цветного металла под действием химических реагентов воздуха быстро покрываются тонким слоем окиси металла проводника и дальнейшему разрушению не поддаются. Электрический ток из-за плохой проводимости оксидной плёнки «разбивается» на ряд параллельных токов, идущих по проволокам провода. Результатом этого явления и скрутки провода (длина проволок на 2...3% больше длины провода, измеренной по оси) является повышение активного сопротивления многопроволочного провода на 2...3%.

Для повышения механической прочности изготавливают алюминиевые провода со стальным сердечником, называемые сталеалюминевыми. Сердечник провода выполняется из одной или нескольких свитых стальных оцинкованных проволок. Алюминиевые проволоки, покрывающие стальной сердечник одним, двумя или тремя повивами, являются токоведущей частью провода. Электропроводность стального сердечника мала и потому не учитывается.

Механическую нагрузку (тяжение по проводу) воспринимают сталь и алюминий. В сталеалюминевых проводах с отношением сечения алюминия к сечению стали около 5–6 алюминиевые проволоки принимают 50...60% полного натяжения по проводу, а остальное – стальной сердечник.

Пустотелые провода из меди или алюминия имеют больший диаметр по сравнению со сплошными проводами того же активного сечения. Отдельные плоские проволоки соединяются друг с другом в паз, чем обеспечивается конструктивная прочность провода. Пустотелые провода предназначаются главным образом для ошиновки подстанций напряжением 330 кВ и выше.

Биметаллические провода (стальная проволока, покрытая приваренным слоем меди) применяются редко.

К пустотелым проводам относятся провода марок ПМ, ПА и т.д. Конструкция пустотелого провода представлена на рис. 13.

Сегодня на смену традиционным воздушным линиям электропередачи с неизолированными проводами приходят самонесущие изолированные провода (в дальнейшем – СИП).

Рис. 13. Конструкция пустотелого провода

Подвеска проводов осуществляется на опорах или фасадах зданий и сооружений во всех климатических районах по ветру и гололеду при температуре окружающей среды от –45 до +50 °С. Они могут использоваться с совместной подвеской проводов вещания и телефонных линий. Преимущества СИП очевидны. Они стойки к ультрафиолетовому излучению, отличаются высокой сопротивляемостью погодным условиям, сохраняют механические и электрические параметры при температуре от –45 до +85 °С, устойчивы в воздействию озона, влагонепроницаемы. Эксплуатационные расходы на СИП меньше на 80%. При прокладке ЛЭП можно применять опоры меньшей высоты (разрешена подвеска СИП на высоте 4 м, а неизолированных – 6 м), а также крепить на одной опоре ВЛ провода среднего и низкого напряжения. К тому же СИП позволяют обходиться без вырубки просек или, по крайней мере, существенно уменьшить их ширину. Кроме того, при использовании СИП исключается запутывание проводов, что является причиной 40% аварий в сетях с неизолированными проводами. Короткое замыкание между проводами фаз и нулевым проводом или на землю практически невозможно. Исключены опасности возникновения пожаров в случае падения проводов на землю и риск поражения током. Снижается вероятность несанкционированного подключения, хищения электроэнергии, а также разрушения ЛЭП. В настоящее время наибольшее распространение получили два типа стандартов СИП:

«финский» – с неизолированной несущей жилой;

«французский» – со всеми изолированными жилами, включая несущую нулевую.

Несущая жила изготавливается из термоупрочненного алюминиевого сплава, в 2,5 раза превышающего прочность на разрыв алюминиевого провода того же сечения.

При производстве СИП применяется технология изолирования жил сшитым светостабилизированным полиэтиленом. Срок службы – не менее 25 лет. Внешний вид провода марки СИП-3 представлен на рис. 14.

Технические характеристики проводов марок АС, АСК, АпСК представлены в табл. 15.

Рис. 14. Провод марки СИП-3

Таблица 15

Длительно допустимые нагрузки и активные сопротивления проводов

марок АС, АСК, АпСК

Номинальное сечение, мм^2 (алюминий/сталь)	Наружный диаметр провода, мм	Удельное электрическое сопротивление при 20^0С, Ом/м	Длительно допус-тимый ток нагруз-ки при 25^0С, А		Масса провода, кг/км
			на воздухе	внутри помеще-ний
35/6,2	8,4	0,79	175	135	148
50/8	9,6	0,603	210	165	195
70/11	11,4	0,429	265	210	276
95/16	13,5	0,306	330	260	385
120/19	15,2	0,249	390	313	471
120/27	15,4	0,253	375	–	528
150/19	16,8	0,199	450	365	554
150/34	17,5	0,201	450	–	675
185/24	18,9	0,157	520	430	705
185/29	18,8	0,162	510	425	728
240/32	21,6	0,121	605	505	921
240/39	21,6	0,124	610	505	952
300/39	24	0,098	710	600	1132
300/48	24,1	0,099	690	585	1186
330/27	24,8	0,088	730	–	1152
400/22	26,6	0,075	830	713	1261
400/51	27,5	0,075	825	705	1490
500/27	29,4	0,061	960	830	1537
500/64	30,6	0,060	945	815	1852
600/72	33,2	0,051	10502	920	2170
700/86	36,2	0,043	1180	1040	2575
800/105	39,7	0,036	–	–	3092
1000/56	42,4	0,029	–	–	3210

В качестве токоведущих частей закрытых распределительных устройств применяются медные или алюминиевые шины. Технические характеристики медных и алюминиевых шин представлены в табл. 16.